AKTIVITAS EKSTRAK BONGGOL NANAS (ANANAS COMOSUS L. MERR) SEBAGAI AGEN ANTIBAKTERI TERHADAP BAKTERI STREPTOCOCCUS
MUTANS
ACTIVITY OF PINEAPPLE HUMP EXTRACT (ANANAS COMOSUS L. MERR) AS ANTIBACTERIAL AGENT AGAINST STREPTOCOCCUS MUTANS BACTERIA
Nabila Khairina1*, Dede Mahdiyah2, Iwan Yuwindry3, Danan4
1,2,3 Jurusan Farmasi Universitas Sari Mulia,
Jl. Pramuka No.2 Kota Banjarmasin. Indonesia
4 Jurusan Keperawatan Gigi Poltekes Banjarmasin Jl. Garuda No. 21 Kota Banjarbaru. Indonesia
* Email: [email protected] ABSTRACT
Streptococcus mutans bacteria have a percentage of resistance to cefotaxime, tetracycline, and levofloxacin antibiotics by 50%, while resistance to chloramphenicol antibiotics has reached 100%.
Bacterial resistance that occurs raises concerns about the emergence of multi-drug resistance which will eventually complicate the therapeutic process for patients with infectious diseases. One of them is the pineapple hump, there are many secondary metabolites in it, Those are the ones is a bromelain. To identify the activity of the pineapple hump extract (Ananas comosus L. Merr) as an antibacterial against Streptococcus mutans. The type of experimental research is True Experimental. The research design used is Posttest-Only Control Group Design by giving treatment to the experimental group of pineapple hump extract (Ananas comosus L. Merr) with concentrations of 50%, 75% and 100%
compared to the positive control of the antibiotic chloramphenicol. and negative control using DMSO.
The smallest inhibitory activity with the pitting method was found at a concentration of 50% with an average of 19.53 mm. The results of MIC at a concentration of 75% and MBC at a concentration of 100% which have an average of <100 colonies. The results of the significance value of the Krusskal Wallis test were 0.007 (p < 0.05), this means that there was a significant difference between the pineapple hump extract (Ananas comosus l. Merr) 50%, 75%, and 100% in inhibiting the growth of Streptococcus bacteria. mutans. The results of the study concluded that the pineapple hump extract (Ananas comosus L. Merr) was thought to be able to inhibit the growth of Streptococcus mutans bacteria.
Keywords: Activity; Pineapple Hump; Streptococcus mutans ABSTRAK
Bakteri Streptococcus mutans penyebab utama karies gigi memiliki persentase resistensi terhadap antibiotik cefotaxime, tetrasiklin, levofloksasin sebesar 50%, sedangkan terhadap antibiotik kloramfenikol resistensi sudah mencapai 100%. Resistensi bakteri yang terjadi menimbulkan kekhawatiran munculnya multi drug resistant yang akhirnya akan semakin mempersulit proses terapi penderita penyakit infeksi, untuk mengatasi hal tersebut diperlukan adanya upaya untuk mengeksplorasi bahan alam untuk terapi alternatif. Salah satunya adalah bonggol buah nanas, dimana terdapat banyak metabolit sekunder didalamnya, salah satunya bromelin. Mengidentifikasi aktivitas ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) sebagai antibakteri terhadap Streptococcus mutans. Jenis penelitian eksperimen yaitu True Eksperimental Desain penelitian yang digunakan Posttest-Only Control Group Design dengan memberikan perlakuan pada kelompok eksperimen ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) dengan konsentrasi 50%, 75% dan 100% dibandingkan dengan kontrol positif antibiotik kloramfenikol dan kontrol negatif menggunakan DMSO.
Aktivitas daya hambat dengan metode sumuran yang terkecil terdapat pada konsentrasi 50%
yaitu dengan rata-rata 19,53 mm. Hasil KHM pada konsentrasi 75% dan KBM pada konsentrasi 100% yang mempunyai rata-rata <100 koloni. Hasil nilai signifikansi uji Krusskal Wallis sebesar 0,007 (p < 0,05), hal ini berarti terdapat perbedaan yang bermakna antara ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus l. Merr) 50%, 75%, dan 100% dalam menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans. Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa yang terkandung pada bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) tersebut diduga mampu menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans.
Kata Kunci: Aktivitas; Bonggol Nanas; Streptococcus mutans
PENDAHULUAN
Resistensi antibiotik menjadi masalah dunia karena kejadiannya meningkat dengan cepat.
Resistensi adalah kemampuan mikroorganisme untuk bertahan terhadap efek antibiotik. Resistensi bakteri yang terjadi menimbulkan kekhawatiran munculnya multi drug resistant yang akhirnya akan semakin mempersulit proses terapi penderita penyakit infeksi. Bakteri Streptococcus mutans memiliki persentase resistensi terhadap antibiotik cefotaxime, tetrasiklin, levofloksasin sebesar 50%, sedangkan terhadap antibiotik kloramfenikol resistensi sudah mencapai 100% (1). Untuk mengatasi diperlukan adanya upaya untuk mengeksplorasi bahan alam yang ada di indonesia agar terciptanya suatu terapi alternatif dari tanaman dan juga perlu adanya penelitian terkait tanaman yang mempunyai potensi terhadap aktivitas antibakteri.
Keanekaragaman hayati yang dapat berguna salah satunya adalah tumbuhan nanas yang memiliki kandungan gizi cukup tinggi, kandungan kimia yang terdapat dalam buah nanas ada satu yang sangat bermanfaat sekali yaitu bromelin. Enzim bromelin terdapat pada seluruh bagian dari buah nanas, bahkan pada bagian bonggolnya yang biasa dibuang ternyata juga mengandung bromelin yang cukup tinggi (2). Bromelin bernilai tinggi sebagai terapi karena dinyatakan memiliki aktivitas antibakteri terhadap beberapa bakteri antara lain seperti Streptococcus beta hemolyticus, Porphyromonas gingivalis, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus sanguis, dan Enterococcus faecalis. Berdasarkan latar belakang di atas, maka peneliti ingin melakukan uji aktivitas antibakteri yang terdapat pada ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) terhadap bakteri Streptococcus mutans sebagai upaya eksplorasi dan penelitian lebih lanjut terkait bahan alam yang memiliki potensi sebagai antibakteri yang sangat diperlukan untuk mengatasi hal tersebut, agar terciptanya suatu terapi alternatif.
BAHAN DAN METODE
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian eksperimen yaitu True Eksperimental dengan tujuan untuk mengidentifikasi aktivitas ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) sebagai antibakteri terhadap Streptococcus mutans. Desain penelitian yang digunakan Posttest-Only Control Group Design dengan memberikan perlakuan pada kelompok eksperimen dan membandingkan kelompok tersebut dengan kelompok kontrol yang berupa kontrol positif dengan penambahan antibiotik kloramfenikol, sedangkan kontrol negatif menggunakan pelarut DMSO. Teknik pengambilan sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah Simple Random Sampling.
a. Metode Difusi Sumuran
Metode difusi sumuran dengan meneteskan ekstrak dengan konsentrasi yang berbeda diletakkan pada media nutrien agar (MHA) yang sudah berisi bakteri uji. Media yang telah di tetesi ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) akan diinkubasi di inkubator dengan suhu 37⁰C selama 1x24 jam (3).
b. Metode Dilusi Cair
Siapkan tabung reaksi disterilkan, masing- masing tabung diisi dengan media NB cair 1 ml, masing-masing tabung tersebut juga ditambahkan larutan bakteri yang telah disamakan dengan Mc Farland sebanyak 1 ml. Selanjutnya ditambahkan ekstrak bonggol nanas dengan konsentrasi 50%, 70%, dan 100%, kecuali tabung kontrol positif dan negatif. Sebagai pembanding kekeruhan dibuat tabung kontrol positif dengan penambahan antibiotik kloramfenikol dan bakteri uji, sedangkan kontrol negatif menggunakan pelarut DMSO dan bakteri uji. Kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam.
HASIL DAN PEMBAHASAN Skrining Daya Hambat
Hasil pengujian aktivitas antibakteri dari ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) terhadap S.
mutans menggunakan metode sumuran.
Tabel 1. Hasil Pengamatan Zona Hambat Metode Sumuran.
Perlakuan Hasil Uji Difusi Sumuran Rata-Rata Diameter Zona Hambat
Kontrol Positif
(Kloramfenikol) 40,52
Kontrol Negatif (DMSO 10%) Tidak Ada
Konsentrasi 50% 19,53
Konsentrasi 75% 22,66
Konsentrasi 100% 24,36
Keterangan:
Kontrol Positif: Kloramfenikol Kontrol Negatif: DMSO 10%
Uji Konsentrasi Hambat Minimum
Pengujian selanjutnya dilakukan uji KHM dengan metode dilusi cair dengan konsentrasi 50%, 75%, dan 100% ekstrak bonggol nanas. Pertumbuhan bakteri ditandai dengan perubahan larutan yang telah diinkubasi menjadi keruh.
Tabel 2. Hasil KHM dari isolat protease ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) terhadap S.mutans menggunakan metode dilusi cair.
Perlakuan MIC/KHM Hasil
I II III
Konsentrasi 50% + + +
Konsentrasi 75% (Hasil KHM) - - -
Konsentrasi 100% - - -
Kontrol + - - -
Kontrol - + + +
Keterangan:
Tanda (+): Ada pertumbuhan bakteri (Keruh) Tanda (-): Tidak ada pertumbuhan bakteri (Jernih)
Hasil Uji konsentrasi hambat minimum (KHM) ada pada konsentrasi 75%, karena menunjukan hasil lebih jernih yang mengartikan terdapatnya penghambatan pertumbuhan pada bakteri Streptococcus mutans.
Hasil nilai signifikansi sebesar 0,007(p < 0,05). Hal ini berarti terdapat perbedaan yang bermakna antara ekstrak bonggol nanas (Ananas Comosus l. Merr) 50%, 75%, dan 100% dalam menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans.
Uji Konsentrasi Bunuh Minimum
Uji KBM dengan pengaplikasikan pada agar padat, didapatkan hasil penurunan yang cukup signifikan pada konsentrasi 100% dapat dilihat pada tabel 3 dengan rerata pertumbuhan koloni 97 koloni yang tumbuh pada media agar.
Tabel 3. Hasil Uji KBM dari ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) terhadap S.mutans
Perlakuan Hasil Uji KBM Rata-rata Jumlah Koloni
Kontrol + 78
Kontrol - >300
50% >300
75% >300
100% 97
PEMBAHASAN
Skrining potensi daya hambat yang telah dilakukan dengan metode difusi sumuran menunjukan bahwa kandungan ekstrak kasar bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) dapat memberikan pengaruh pada pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans. Zona sekitar sumuran tanpa pertumbuhan disebut zona hambat, zona ini diukur dan dibandingkan dengan diameter breakpoint zona yang diterbitkan untuk kombinasi organism/antibiotic tertentu. Pengujian ini adalah uji kualitatif sehingga KHM tidak dapat ditentukan, tetapi organisme tersebut dapat digolongkan menjadi rentan, menengah, atau resisten (4). Hasil dapat dilihat pada tabel 1 yang menunjukan bahwa diameter zona hambat dengan metode difusi sumuran terkecil terdapat pada konsentrasi 50%
yaitu dengan rata-rata 19,53 mm dapat dikategorikan memiliki kekuatan hambatan yang kuat (11-20 mm) dan daya hambat optimal ada pada konsentrasi 100%
yaitu sebesar 24,36 mm yang termasuk daya hambat sangat kuat (≥ 21 mm) yang berdasarkan kategori daya hambat Davis Scout (6). Enzim protease yang terkandung pada nanas tersebut berperan dalam memecah protein, dengan cara menurunkan teganan permukaan bakteri yang melekat pada permukaan bakteri dengan cara menghidrolisis protein saliva dan glikoprotein yang merupakan mediator bakteri untuk melekat pada permukaan gigi (7).
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan metode dilusi cair KHM yang kejernihannya hanya terlihat pada konsentrasi 75% dan 100% sehingga dapat dikatakan konsentrasi hambat minimum ada
pada konsentrasi 75%, kemudian dilanjutkan dengan uji KBM, media cair yang ditetapkan terlihat jernih setelah inkubasi ditetapkan sebagai KBM (8). Hasil dari pengaplikasikan pada agar padat yaitu, pada konsentrasi 50% terdapat pertumbuhan bakteri dengan jumlah >300 koloni, pada konsentrasi 75%
mengalami penurunan pertumbuhan bakteri namun jumlah tetap melebihi 300 koloni dan untuk konsentrasi 100% dapat dilihat pada tabel 4.5 pertumbuhan koloni mengalami penurunan yang cukup sgnifikan dengan rerata terdapat 97 koloni yang tumbuh pada media agar. Hasil tersebut dapat dikatakan semakin tinggi konsentrasi ekstrak bonggol nanas maka semakin besar daya hambat yang terbentuk, karena semakin banyak komponen bioaktif yang terkandung di dalam bahan uji.
Efektivitas zat antimikroba dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang diberikan. Meningkatnya konsentrasi ekstrak mengakibatkan tingginya kandungan bahan aktif yang berfungsi sebagai antimikroba sehingga kemampuan untuk menghambat pertumbuhan juga semakin besar (2).
Hasil uji statistik menggunakan uji one way Annova diperoleh hasil yang tidak terdistribusi dengan normal, sehingga dilakukan pengujian dengan uji kruslkal wallis yang merupakan uji nonparametrik berbasis peringkat yang tujuannya untuk menentukan apakah terdapat perbedaan yang signifikan secara statistik. Hasil nilai signifikansi sebesar 0,007 (p < 0,05). Hal ini berarti terdapat perbedaan yang bermakna antara ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr) 50%, 75%, dan 100%
dalam menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans. Kemudian pengujian dengan Mann Whitney Test diperoleh hasil yaitu 0,025 (p <
0,05) terdapat perbedaan bermakna antar variasi konsentrasi yang telah dibandingkan dengan kontrol negatif. Efektifitas ekstrak nanas ini disebabkan karena adanya enzim bromelin pada nanas. Enzim bromelin ini yang akan menghidrolisis ikatan peptida pada protein atau polipeptida menjadi molekul yang lebih kecil yaitu asam amino (9).
Enzim protease yang terkandung pada buah nanas berupa enzim bromelin yang merupakan golongan kelompok enzim protease sulfhidril. Enzim ini memiliki efek yang ditandai dengan efek melunakkan dinding sel yang disebabkan oleh aktifitas proteolitik yang kuat, sehingga berpotensi memberikan pengaruh pada struktur dinding sel bakteri (10). Bromelin dapat membelah situs asam
amino termasuk lisin, alanin, tirosin dan glisin.
Enzim akan memutus ikatan pada lokasi yang dipilih dan membagi rantai protein menjadi fragmen- fragmen. Bonggol nanas memiliki kandungan bromelin yang tinggi. Enzim ini merupakan salah satu enzim protease yang dapat menghidrolisis protein. Protease adalah enzim yang berfungsi untuk menghidrolisis ikatan peptida dari senyawa- senyawa protein dan diurai menjadi senyawa lain yang lebih sederhana atau asam amino. Selain itu nanas juga memiliki kandungan polifenol, flavonoid, dan saponin sebagai antibakteri (6).
Dinding sel pada bakteri gram positif yang berisikan membran luar yaitu protein, lipoprotein dan lipopolisakarida, sebuah lapisan peptidoglikan kemudian sebuah membran plasma yang juga berisikan protein. Bakteri gram positif mempunyai sebuah lapisan peptidoglikan yang tipis dan sebuah membran plasma dalam. Permukaan lapisan bakteri gram positif berisikan komponen protein yang dapat ditargetkan oleh protease menjadi struktur dinding sel dengan derajat yang bermacam-macam. Misalnya, lapisan peptidoglikan (lapisan terluar bakteri gram positif) terdiri dari subunit yang tergabung oleh hubungan silang antara kelompok amino yaitu satu asam amino dan kelompok karboksil yaitu alanin, yang memilih memotong bromelin. Respon pengamatan pada bromelin untuk Streptococcus mutans kemungkinan besar dikarenakan adanya penguraian bagian dinding sel/struktur membran asam amino pada bakteri. Kehadiran dan ketersediaan asam amino di dalam protein dinding sel bakteri membuat target enzim akan meningkat atau menghambat aktivitas antibakteri pada protease (10).
Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ekstrak bonggol nanas tersebut diduga mampu menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans. Semakin besar konsentrasi ekstrak bonggol nanas maka semakin besar pula daya hambat terhadap pertumbuhan bakteri. Hal ini membuktikan bahwa hipotesa yang telah disusun sebelumnya adalah benar. Namun, aplikasi klinis dari penelitian ini masih memerlukan penelitian lebih lanjut agar dapat digunakan sebagai pengobatan alternatif.
KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L. Merr)
tersebut diduga mampu menghambat pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans. Aktivitas daya hambat dengan metode sumuran yang terkecil terdapat pada konsentrasi 50% yaitu dengan rata-rata 19,53 mm dan daya hambat optimal ada pada konsentrasi 100%
yaitu sebesar 24,36 mm. Hasil daya hambat dan daya bunuh ekstrak bonggol nanas (Ananas comosus L.
Merr) terhadap bakteri Streptococcus mutans dengan metode dilusi cair untuk KHM pada konsentrasi 75%.
UCAPAN TERIMAKASIH
Dr. Dede Mahdiyah, M.Si, apt. Iwan Yuwindry, M.Farm, dan Ibu Putri Vidiasari D., S.Si., M.Pd yang telah memberikan arahan dan bimbingan dalam penyelesaian penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
1. Anggraini, R. (2018). Uji Resistensi Bakteri Streptococcus Mutans pada Karies Gigi Menggunakan beberapa Antibiotik dengan Metode Difusi. Politeknik Kesehatan Palembang.
2. Anggraini, W., Nisa, S. C., Da, R. R., & Ma, B.
(2019). Aktivitas antibakteri ekstrak etanol 96 % buah blewah (cucumis melo l. Var.
cantalupensis) terhadap pertumbuhan bakteri Escherichia coli. Pharmaceutical Journal of Indonesia, 5(1), 61–66.
3. Wardaniati, I., & Gusmawarni, V. (2021). Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etanol Propolis Terhadap Streptococcus Mutans. Farmasi Higea, 13(2), 115–123.
4. Mahdiyah, D., Palupi, D. A., & Mukti, B. H.
(2021). Buku Ajar Mikrobiologi Kesehatan. CV. AA.
RIZKY.
5. Mulyanti, R., Putra, M. R., Tanjung, D. S., &
Salsabila, S. (2021). Pengaruh Efektivitas Antibakteri Ekstrak Daun Kumis Kucing Terhadap Bakteri Streptococcus Mutans. Jurnal Ilmiah Kesehatan Sandi Husada, 10(1), 189–195.
https://doi.org/10.35816/jiskh.v10i1.578
6. Audy, F. M., Marlina, E. T., & Hidayati, Y. A.
(2016). Efektivitas Jus Bonggol Buah Nanas terhadap Daya Hambat dan Penurunan Jumlah Bakteri Total pada Milk Can. 1–9.
7. Salimah, N. (2018). EFEKTIVITAS DAYA ANTIBAKTERI EKSTRAK KULIT BUAH NANAS (Ananas comosus (L.) Meer) SEBAGAI OBAT
KUMUR DALAM MENCEGAH
PERTUMBUHAN Streptoccocus mutans.
8. Yusmaniar, Wardiyah, & Nida, K. (2017).
Mikrobiologi dan Parasitologi (1st ed.)
9. Ujiani, S., & Marhamah. (2019). Efektivitas Ekstrak Nanas (Ananas comosus (L.)) pada Pertumbuhan Streptococcus beta-hemolitycus.
Jurnal Kesehatan, 10(3), 390–395.
http://ejurnal.poltekkes-tjk.ac.id/index.php/JK 10. Eshamah, H., Han, I., Naas, H., Rieck, J., &
Dawson, P. (2013). Bactericidal Effects of Natural Tenderizing Enzymes on Escherichia coli and Listeria monocytogenes. Journal of Food Research, 2(1), 8. https://doi.org/10.5539/jfr.v2n1p8
