EFEK ANTIMIKROBA EKSTRAK METANOL DAUN SAPU JAGAD
(Isotoma longifolia) TERHADAP Escherichia coli
M. Yulis Hamidy
1#, Ira Safitri
1, ‘Inayah
1, Dasni Syafril
2, Dafit Firmansyah
11
Fakultas Kedokteran Universitas Riau, Jl. Diponegoro No. 1 Pekanbaru
2Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Riau
Kampus Bina Widya Km 12,5 Simpang Baru Pekanbaru
#
Alamat untuk surat menyurat e-mail: yulis_hamidy@yahoo.com
Diterima 10 Maret 2006, perbaikan 14 Agustus 2006, disetujui untuk diterbitkan 22 Agustus 2006
ABSTRACT
Sapu jagad (Isotoma longifolia) is a plant that was used in Taluk, Province of Riau Indonesia, as herbal medicine. The pharmacological effect of this plant has to developt. The objective of this study was to evaluate the antimicrobial effect of sapu jagad leaves extract. This laboratory experimental study used the completely randomized design. Microorganism used in this study was Escherichia coli. The extract divided into 3 concentrations (5%, 10%, and 20%), and will be compared with amoxycillin 25 µg as positive control. Antimicrobial effect of sapu jagad leaves extract was evaluated by measurement of clear zone. Data was analyzed by analysis of variance test (Anova), followed by individual comparison within the concentrations by Duncan New Multiple Range Test (p<0,05). The study shown that sapu jagad leaves extract 5%, 10%, and 20% have antimicrobial effect on Escherichia coli. Antimicrobial effect of sapu jagad leaves extract 5% and 10% are similar with amoxycillin.
Keywords: antimicrobial effect, Escherichia coli, sapu jagad leaves extract
1. PENDAHULUAN
Pengobatan tradisional dengan menggunakan tumbuhan sudah dikenal masyarakat Indonesia sejak lama. Mulai dari akar, umbi, batang, daun, bunga, kulit batang hingga biji tumbuhan dapat digunakan sebagai obat yang berkhasiat. Indonesia yang dianugerahi keanekaragaman hayati, memiliki lebih dari 30.000 spesies tanaman dan 940 spesies di antaranya diketahui berkhasiat sebagai obat atau digunakan sebagai bahan obat. Keanekaragaman hayati Indonesia diperkirakan terkaya kedua di dunia setelah Brazil, dan terutama tersebar di pulau-pulau besar Indonesia. Kekayaan hayati yang melimpah ini sangat potensial untuk dikembangkan sebagai fitofarmaka1).
Pengobatan dengan menggunakan tumbuh-tumbuhan juga dilakukan oleh masyarakat Riau. Pengobatan ini ternyata menunjukkan hasil yang cukup baik. Salah satu tumbuhan yang digunakan adalah sapu jagad (Isotoma longifolia) (Gambar 1) yang digunakan oleh masyarakat di daerah Taluk, Kabupaten Kuantan Singingi, Provinsi Riau. Sapu jagad digunakan sebagai obat sakit mata dengan cara meneteskan air perasan daun sapu jagad tersebut 2).
Klasifikasi sapu jagad adalah: kingdom Plantae, divisio Spermatophyta, kelas Dicotyledoneae, anak kelas Sympetale, bangsa Campanulatae (Asterales,
Synandrae) famili Campanulaceae, genus Isotoma dan spesies Isotoma longifolia 2).
Gambar 1. Sapu jagad (Isotoma longifolia)
Merujuk uji pendahuluan yang telah dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA Universitas Riau ditemukan bahwa tumbuhan sapu jagad mengandung senyawa kimia flavonoid, fenol, terpenoid dan steroid yang merupakan bahan obat-obatan modern. Dengan adanya senyawa-senyawa ini diharapkan ekstrak metanol daun sapu jagad memiliki efek antimikroba
sehingga dapat dikembangkan dalam pengobatan formal. Untuk itu perlu diketahui bagaimana efek antimikroba dari ekstrak metanol daun sapu jagad tersebut.
Pengujian efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad dilakukan terhadap Escherichia coli karena kuman ini menjadi salah satu penyebab terbanyak infeksi komunitas dan infeksi nosokomial 3, 4).Escherichia coli merupakan kuman yang termasuk famili Enterobacteriaceae yang berbentuk kokobasil, Gram negatif, tidak berspora, bergerak dengan flagel peritrikh, fakultatif anaerob dan beberapa strain memiliki kapsul yang tipis. Kuman ini dapat hidup hampir di semua media yang dipakai di Laboratorium Mikrobiologi. Koloninya berbentuk bundar, cembung, halus, dan tepi tidak nyata. Tes biokimia yang dapat dipakai untuk diagnosis Escherichia coli adalah: TSIA (Tri Sugar Iron Agar) positif/positif, meragi laktosa, glukosa dan sukrosa, membentuk gas, tidak menghasilkan H2S, semisolid positif, dan Simmon’s sitrat negatif 5, 6). Escherichia coli adalah kuman oportunis yang banyak ditemukan di kolon sebagai flora normal, namun jika berada di luar kolon akan bersifat patogen. Kuman ini memiliki antigen badan (antigen O) 150 tipe, antigen silia (antigen H) 90 tipe dan antigen kapsul (antigen K) 50 tipe. Tempat yang paling sering terkena infeksi adalah saluran kemih, sistem bilier dan saluran cerna6,7). E. coli juga menghasilkan beberapa toksin dan enzim yang menjadikannya kuman patogen yang sering menginfeksi manusia. Toksin yang dihasilkan E. coli antara lain enterotoksin (termolabil/LT dan termostabil/ST) yang menyebabkan diare, verotoksin yang bersifat toksik terhadap ginjal dan hemolisin yang melisis eritrosit dan sitotoksik terhadap leukosit dan fibroblas 8,7).
Manifestasi klinis akibat Escherichia coli dapat dibagi menjadi penyakit intestinal dan ekstraintestinal. Infeksi intestinal menyebabkan diare yang dapat dibagi berdasarkan perbedaan mekanisme kerjanya terhadap saluran cerna menjadi enam grup, yaitu: Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC), Enteroto-xigenic Escherichia coli (ETEC), Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC), Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC), Enteroagregative Escherichia coli (EAEC) dan Diffusely Adhering Escherichia coli (DAEC)7, 9). Infeksi ekstraintestinal dapat berupa infeksi saluran kemih, pneumonia nosokomial primer, meningitis neonatus, infeksi peritonium dan sistem bilier, bakterimia, dan lain-lain5, 10).
Escherichia coli sensitif terhadap obat-obat antimikroba yang digunakan untuk bakteri Gram negatif seperti sulfonamid dan penisilin. Namun sebagian antimikroba ini sudah menunjukkan terjadinya resistensi pada
Escherichia coli. Karena itu sekarang terus
dikembangkan obat-obat baru yang diharapkan lebih
efektif daripada obat-obat yang sudah tersedia saat ini. Upaya untuk mengembangkan obat baru tersebut di antaranya adalah dengan mengembangkan obat yang berasal dari bahan alam. Bahan alam ini diyakini mempunyai efek samping yang lebih rendah dari bahan sintetis11).
Pengujian efek antimikroba dapat dilakukan dengan beberapa metode antara lain metode difusi dan metode dilusi. Metode difusi adalah cara yang paling banyak dipakai untuk menentukan kepekaan kuman terhadap berbagai macam obat-obatan. Caranya yaitu dengan meletakkan cakram yang mengandung obat atau ekstrak tertentu pada medium yang telah ditanami kuman yang akan diperiksa. Hambatan pertumbuhan kuman akan terlihat sebagai daerah bening (clear zone) di sekitar cakram. Diameter clear zone ini tergantung daya resap obat atau ekstrak dan kepekaan kuman terhadap obat atau ekstrak tersebut6).
Metode dilusi menggunakan zat antimikroba dengan kadar yang menurun secara bertahap, baik dengan medium cair atau padat. Uji yang banyak dikerjakan dan sederhana adalah microdilution plate. Zat antimikroba dengan berbagai konsentrasi dilarutkan ke dalam medium yang telah diinokulasikan kuman uji dan diinkubasi. Cara ini digunakan untuk menentukan konsentrasi hambat minimal suatu obat (MIC/Minimal Inhibitory Concentration)6).
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad terhadap Escherichia coli, sehingga penelitian ini dapat memberikan landasan ilmiah tentang manfaat ekstrak metanol daun sapu jagad sebagai antimikroba dan dapat digunakan sebagai obat alternatif untuk mengatasi penyakit infeksi bakteri. Selain itu juga ikut menunjang program pemerintah dalam upaya pengembangan obat tradisional.
2. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Farmakologi dan Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Riau (FK Unri) serta di Laboratorium Kimia Organik FMIPA Unri yang dilaksanakan selama 4 bulan (Juli – Oktober 2005), dan terdiri dari beberapa tahap, yaitu pengumpulan bahan uji (tumbuhan sapu jagad), identifikasi botani dan identifikasi kimia dari tumbuhan, pengeringan sampel tumbuhan dan penggilingannya, ekstraksi dengan pelarut metanol, dan uji efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad dengan metode difusi agar.
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah peralatan destilasi, peralatan evaporator, alat penggerus, autoklav, petridis, jarum ose, pinset, lampu spritus, inkubator, timbangan analitik, mistar dan alat-alat gelas yang umum digunakan di Laboratorium
Farmakologi. Selanjutnya bahan-bahan yang digunakan adalah ekstrak metanol daun sapu jagad sebagai bahan uji, amoksisilin 25 µg sebagai bahan pembanding, Carboxy Methyl Cellulose (CMC) 2% sebagai agen pensuspensi, alkohol 70 %, kertas cakram Macherey-Nagel MN 827 ATD Durchmesser 6mm, metanol teknis, metanol p.a., water pepton, etanol absolut, agar darah sebagai medium yang digunakan untuk menguji sterilitas ekstrak, dan agar Mueller Hinton (MH) sebagai medium untuk uji sensitivitas Escherichia coli. Sedangkan mikroba yang digunakan adalah Escherichia coli yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi FK Unri.
2.1. Persiapan Bahan Uji
Tumbuhan sapu jagad diperoleh dari daerah Taluk, Kabupaten Kuantan Singingi, Provinsi Riau. Bagian yang diambil adalah kulit batang, daun, akar, bunga, dan buah. Kemudian juga diambil bagian ranting tumbuhan untuk spesimen herbarium yang terdiri dari daun, bunga, dan buah untuk identifikasi tumbuhan. Selanjutnya dilakukan identifikasi nama botani dan identifikasi kandungan kimianya. Identifikasi nama botani dilakukan di Herbarium Bogoriensis LIPI Bogor, sedangkan identifikasi kandungan kimia dilakukan di Laboratorium Farmakologi FK Unri dan Laboratorium Kimia Organik FMIPA Unri.
2.2. Ekstraksi Senyawa Kimia Tumbuhan Sapu Jagad dengan Metanol
Bahan uji yang akan diekstraksi terlebih dahulu dikeringkan. Bahan uji yang digunakan adalah bagian daun tumbuhan sapu jagad. Pengeringan dilakukan di udara terbuka dan berangin (dikering-anginkan). Setelah kering, sampel digiling hingga halus dan kemudian dilakukan ekstraksi dengan metode perkolasi yang menggunakan metanol sebagai pelarut (pelarut polar). Proses ekstraksi ini akan menghasilkan ekstrak metanol daun sapu jagad yang kemudian diuji efek antimikrobanya terhadap E. coli. Ekstrak yang akan diuji ini merupakan ekstrak yang bebas dari metanol. Ekstrak tersebut kemudian dilarutkan dengan etanol dengan konsentrasi 5%, 10% dan 20%.
2.3. Uji Efek Antimikroba Ekstrak Metanol Daun Sapu Jagad
Uji efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad dilakukan terhadap Escherichia coli melalui tahap-tahap sebagai berikut.
a. Pemeriksaan Sterilitas Ekstrak
Ekstrak yang akan digunakan dalam penelitian ini diinokulasikan ke agar darah, kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370 C. Ekstrak dinyatakan
steril jika tidak terdapat pertumbuhan mikroba pada agar darah.
b. Sterilisasi Alat
Semua alat yang terbuat dari kaca dicuci bersih dan dikeringkan, setelah itu dibungkus dengan kertas perkamen. Sterilisasi dilakukan dengan autoklav pada suhu 121°C selama 15 menit, sedangkan jarum ose dan pinset disterilkan dengan pemijaran12).
c. Penentuan Daerah Bebas Kuman dengan Metode Cakram (Difusi)
Uji efek antimikroba dilakukan dengan metode difusi, yaitu dengan menyerapkan ekstrak pada kertas cakram. Cakram-cakram yang telah dicelupkan ke dalam ekstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 5%, 10% dan 20% diletakkan secara aseptis pada permukaan medium yang telah diinokulasi dengan mikroba dan selanjutnya diinkubasi pada suhu 370C selama 24 jam. Setelah diinkubasi selama 24 jam, bila ada senyawa yang bersifat antimikroba maka akan menyebabkan timbulnya daerah bening (clear zone) di sekitar kertas cakram pada medium. Daerah bening ini diukur diameternya (dalam mm) dan dibandingkan dengan kontrol. Daerah bening merupakan daerah inhibisi dari ekstrak tumbuhan terhadap mikroba yang diuji.
Penelitian ini adalah penelitian eksperimental laboratorik dengan menggunakan pola faktorial dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL). Pengulangan dilakukan sebanyak tiga kali. Amoksisilin digunakan sebagai kontrol positif, sedangkan sebagai kontrol negatif digunakan etanol yang mengandung CMC 2%. Variabel penelitian terdiri dari variabel bebas, yaitu pemberian ekstrak metanol daun sapu jagad dan variabel terikat, yaitu diameter daerah hambatan (clear zone) yang terbentuk.
Hasil penelitian diolah secara statistik dengan menggunakan analisis varian (anava) pada p<0,05. Jika diperoleh perbedaan yang nyata antara perlakuan, dilanjutkan dengan Duncan New Multiple Range Test (DNMRT) pada taraf kesalahan 5%.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad terhadap Escherichia coli dilakukan dengan menggunakan metode difusi cakram dan mengukur zona bebas kuman yang terbentuk. Semakin besar diameter zona bebas kuman yang terbentuk menunjukkan semakin kuat efek dari ekstrak yang diuji. Diameter zona bebas kuman Escherichia coli yang dihasilkan oleh penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Diameter zona bebas kuman (clear zone) Escherichia coli
Diameter zona bebas kuman (mm)
Ulangan Ekstrak 5% Ekstrak 10% Ekstrak 20% Amoksisilin CMC
1 21 14 8 22 6*
2 23 21 8,5 21 6*
3 21 20 9 18,5 6*
Rata-rata 21,7 18,3 8,5 20,5 6
*tidak ada zona bebas kuman, diameter cakram adalah 6 mm
Tabel 2. Perbandingan zona bebas kuman Escherichia coli berbagai perlakuan dengan DNMRT (p<0,05)
Perbandingan antar perlakuan Signifikansi
Ekstrak 5% v Ekstrak 10% ns Ekstrak 5% v Ekstrak 20% p<0,05* Ekstrak 5% v Amoksisilin ns Ekstrak 5% v CMC p<0,05* Ekstrak 10% v Ekstrak 20% p<0,05* Ekstrak 10% v Amoksisilin ns Ekstrak 10% v CMC p<0,05* Ekstrak 20% v Amoksisilin p<0,05* Ekstrak 20% v CMC ns Amoksisilin v CMC p<0,05*
*significant (terdapat perbedaan yang bermakna secara statistik)
ns: non significant (tidak terdapat perbedaan yang bermakna secara statistik) Tabel 1 menunjukkan bahwa ekstrak metanol daun
sapu jagad dengan konsentrasi 5% membentuk zona bebas kuman terbesar yaitu dengan diameter rata-rata 21,7 mm, diikuti oleh amoksisilin sebagai kontrol positif (20,5 mm), ekstrak 10% (18,3 mm) dan ekstrak 20% (8 mm). Sedangkan CMC 2% yang merupakan kontrol negatif tidak membentuk zona bebas kuman.
Hasil pengukuran zona bebas kuman pada masing-masing kelompok perlakuan kemudian diuji dengan analisis varians (anava). Hasil uji statistik dengan anava menunjukkan adanya perbedaan yang bermakna secara statistik antara kelima kelompok perlakuan tersebut (p<0,05). Hasil ini dilanjutkan dengan Duncan New Multiple Range Test (DNMRT) pada taraf kesalahan 5% dan diperoleh hasil yang dapat dilihat pada Tabel 2. Uji statistik zona bebas kuman Escherichia coli pada masing-masing perlakuan dengan DNMRT (p<0,05) menunjukkan bahwa ekstrak 5% tidak mempunyai perbedaan yang bermakna secara statistik dengan ekstrak 10% dan amoksisilin, tetapi mempunyai perbedaan yang bermakna secara statistik jika dibandingkan dengan ekstrak 20% dan CMC. Selanjutnya perbandingan antara ekstrak 10% dengan ekstrak 20% dan CMC juga menunjukkan perbedaan yang bermakna secara statistik, tetapi perbedaannya
tidak bermakna secara statistik jika dibandingkan dengan amoksisilin. Sedangkan ekstrak 20% menunjukkan perbedaan yang bermakna secara statistik jika dibandingkan dengan amoksisilin.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 5% mempunyai efek antimikroba terhadap Escherichia coli yang dibuktikan dengan terbentuknya zona bebas kuman dengan diameter 21,7 mm. Efek antimikroba Escherichia coli yang dihasilkan oleh ekstrak 5% ini sebanding dengan efek yang dihasilkan oleh ekstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 10% dan amoksisilin. Jika dibandingkan dengan ekstrak 20%, ekstrak 5% menunjukkan efek antimikroba yang lebih baikEkstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 10% juga mempunyai efek antimikroba terhadap Escherichia coli yang dibuktikan dengan terbentuknya zona bebas kuman dengan diameter 18,3 mm. Efek antimikroba Escherichia coli yang dihasilkan oleh ekstrak 10% ini lebih baik daripada efek yang dihasilkan oleh ekstrak 20% dan sebanding dengan efek antimikroba yang dihasilkan oleh ekstrak 5% dan amoksisilin.
Ekstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 20% juga mempunyai efek terhadap Escherichia coli
yang dibuktikan dengan terbentuknya zona bebas kuman dengan diameter 8,5 mm. Namun efek antimikroba ekstrak 20% ini lebih rendah daripada efek yang dihasilkan oleh ekstrak 5%, 10% dan amoksisilin. Secara umum terbukti bahwa ekstrak metanol daun sapu jagad mempunyai efek antimikroba terhadap Escherichia coli. Terbentuknya daerah bebas kuman pada cakram yang telah dicelupkan ke dalam ekstrak metanol daun sapu jagad menunjukkan bahwa ekstrak ini mengandung zat aktif yang bersifat sebagai antimikroba (Gambar 2). Zat aktif yang dikandung oleh ekstrak metanol daun sapu jagad adalah fenol, flavonoid, terpenoid dan steroid2), dan yang diduga mempunyai efek antimikroba adalah terpenoid, fenol dan flavonoid13).
Gambar 2. Zona bebas kuman berbagai perlakuan terhadap kultur Escherichia coli
Efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad tidak semakin baik dengan peningkatan konsentrasi ekstrak. Keadaan ini dibuktikan dengan rendahnya efek antimikroba ekstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 20% dibandingkan dengan efek yang dihasilkan oleh ekstrak 5% dan 10. Keadaan ini dapat terjadi karena pada bahan yang diekstraksi dari tumbuhan, penurunan konsentrasi ekstrak dapat menyebabkan kenaikan konsentrasi metabolit aktif yang terkandung dalam ekstrak tersebut, sehingga memberikan efek yang lebih besar14). Selain itu, perbedaan konsentrasi juga akan menyebabkan terjadinya perbedaan interaksi antara berbagai senyawa aktif yang dikandung oleh ekstrak sehingga akan mempengaruhi efek biologis dari ekstrak tersebut.
4. KESIMPULAN
Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa ekstrak metanol daun sapu jagad mempunyai efek antimikroba terhadap Escherichia coli. Efek antimikroba terhadap Escherichia coli yang terbaik dihasilkan oleh ekstrak metanol daun sapu jagad dengan konsentrasi 5%, yang
mana efeknya sebanding dengan efek antimikroba yang dihasilkan oleh amoksisilin.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Lembaga Penelitian Universitas Riau yang telah mendanai penelitian ini melalui dana DPP/SPP Tahun Anggaran 2005. Selain itu ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Rita Endriani, drg., M.Kes, tenaga analis Laboratorium Farmakologi dan Laboratorium Mikrobiologi FK Unri serta tenaga analis Laboratorium Kimia Organik FMIPA Unri atas bantuan yang diberikan dalam pelaksanaan penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
1. Maheshwari H. Pemanfaatan Obat Alami: Potensi dan Prospek Pengembangannya. Http://rudyct.tripod.com/sem2_012/hera_maheshw ari.htm [Diakses 30 Juni 2005].
2. Safitri, I., Hamidy, M.Y., Inayah. 2004. Isolasi ekstrak metanol tumbuhan sapu jagad (Isotoma longifolia). FK Unri, Pekanbaru.
3. Rapp, R.P., Gorman, S.P., Adair, C.G. 1997. Nosokomial and device related infection. In: Pharmacotherapy a Pathophysiologic Approach. Dipiro JT (ed). Book Five. Part Three. Appleton & Lange, London.
4. Nuada, I.N., Karkata, M.K., Suastika, K. Risiko partus prematurus iminen pada kehamilan dengan ISK. http://www.kalbefarma.com [Diakses 11 September 2005].
5. Syahrurrahman, A., Chatim, A., Subandrio, W.K., dkk. 1991. Penuntun Praktikum Mikrobiologi Kedokteran. Binarupa Aksara, Jakarta.
6. Jawets, Mellnich, J.L., Adellberg, E.A. 2005. Mikrobiologi Kedokteran. Edisi 20. Salemba Medika, Jakarta.
7. Harley, J.P., Prescott, L., Klein, D.A.. 1999. Microbiology. 4th Ed. McGraw Hill, New York. 8. Zinsser. 1992. Microbiology I. 20th Ed. Appleton &
Lange, London.
9. Tortora, G.J., Funke, B.R., Case, C.L. 2001. Microbiology an Introduction. Seventh Edition. Longman, Inc. USA.
10. Braunwald. 1991. Harrison’s Principles of Internal Medicine. Edisi 11. Penerjemah: Petrus Andrianto. EGC, Jakarta.
11. Santoso, S.O. 1993. Perkembangan obat tradisional dalam ilmu kedokteran di Indonesia dan upaya pengembangannya sebagai obat alternatif. FKUI, Jakarta.
12. Ratna, S.H. 1990. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Gramedia, Jakarta.
13. Wikipedia.Fenol. http://en.wikipedia.org/wiki/phenol [Diakses 17 November 2005].
14. Harborne, J.B. 1987. Metode Fitokimia: Penuntun
Cara Modern Menganalisis Tumbuhan.
Penerjemah: Padmawinata K, Soediro I. Penerbit ITB, Bandung.
