5 BAB II Antimikroba - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/6164/3/BAB II.pdf · Mikroba atau mikroorganisme merupakan salah satu makhluk hidup yang dapat menyebabkan bahaya dan

5

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Antimikroba

Mikroba atau mikroorganisme merupakan salah satu makhluk hidup yang

dapat menyebabkan bahaya dan kerusakan bagi makhluk hidup lain seperti hewan

dan tumbuhan. Hal tersebut dapat dilihat dari kemampuan mikroba dalam

menginfeksi dan menimbulkan penyakit baik yang ringan maupun sampai pada

kematian, sehingga manusia terus mencari bahan-bahan untuk mengatasi mikroba

yang menimbulkan penyakit tersebut (antimikroba). Salah satu mikroba yang

menyebabkan penyakit adalah bakteri (Pelczar & Chan, 2005).

Antimikroba atau antimikrobial dapat diartikan sebagai suatu bahan yang

dapat menghambat atau mengganggu pertumbuhan dan metabolisme mikroba.

Istilah-istilah lain seperti antibakterial atau antifungal menyatakan penghambatan

pertumbuhan dan metabolisme pada kelompok-kelompok mikroorganisme khusus

(Pelczar & Chan, 2005). Antimikroba dapat bersifat bakterisidal (membunuh

bakteri) dan bakteriostatik (menghambat pertumbuhan bakteri) (Lay, 1992). Kerja

antimikroba dalam menghambat atau membunuh mikroorganisme dapat

dipengaruhi oleh beberapa faktor (Pelczar & Chan, 2005).

a. Konsentrasi atau intensitas zat antimikroba

Apabila diibaratkan zat antimikroba adalah peluru dan bakteri adalah terget

sasarannya, peluang tertembaknya target sasaran dengan banyaknya jumlah peluru

yang ditembakan akan semakin besar. Demikian juga dengan zat antimikroba.

5

5

Uji Efektifitas Ekstrak..., Andika Dwi Prabowo, FKIP, UMP, 2014

6

6

Semakin banyak intensitas zat antimikroba yang digunakan, maka semakin besar

juga peluang bakteri akan mati.

b. Jumlah mikroba

Kerja antimikroba dipengaruhi oleh jumlah mikroba yang ada. Semakin

sedikit jumlah mikroba, maka semakin pendek waktu yang diperlukan zat

antimikroba untuk membunuh bakteri-bakteri. Semakin banyak jumlah mikroba,

maka semakin lama waktu yang diperlukan zat antimikroba untuk membunuh

bakteri-bakteri tersebut.

c. Suhu

Kenaikan suhu yang sedang secara bertahap, menyebabkan kenaikan

keefektifan zat antimikroba. Hal tersebut dipengaruhi karena zat kimia akan

merusak mikroba melalui reaksi kimiawi dan laju kimiawi tersebut dipercepat

dengan meningkatkan suhu.

d. Spesies mikroba

Setiap mikroba menunjukkan ketahanan yang berbeda-beda terhadap sarana

bahan kimia dan fisik. Sel vegetatif yang sedang tumbuh akan lebih mudah

dibunuh jika dibandingkan dengan sporanya. Spora bakteri merupakan spora yang

paling resisten diantara spora mikroorganisme atau organisme lain dalam

kemampuan bertahan hidup pada keadaan kimiawi dan fisik yang kurang baik.

e. Adanya senyawa organik

Terdapatnya senyawa organik asing akan menurunkan keefektifan

antimikroba dengan cara menginaktifkan bahan-bahan tersebut atau bisa


7

7

melindungi bakteri dari antimikroba. Adanya senyawa organik dalam campuran

zat antimikroba bisa mengakibatkan:

antimikroba akan bergabung dengan senyawa organik menjadi produk yang

tidak bersifat mikrobisidal,

antimikroba yang yang bergabung dengan senyawa organik akan

membentuk suatu endapan, sehingga antimikroba tersebut tidak bisa

mengikat bakteri, dan

akumulasi senyawa organik dipermukaan sel mikroba, akan menjadi suatu

pelindung yang mengganggu kontak antara antimikroba dan sel.

f. Keasaman atau kebasaan (pH)

Mikroba yang ada dilingkungan pH asam dapat dibunuh pada suhu yang

lebih rendah dan dengan waktu yang lebih singkat jika dibandingkan dengan

mikroba yang sama dilingkungan pH basa.

Pengetahuan tentang bagaimana daya kerja senyawa antimikroba dalam

menghambat suatu bakteri sangat bermanfaat. Pengetahuan tersebut dapat

dimanfaatkan untuk memperkirakan keadaan terbaik penggunaan suatu

antimikroba terhadap mikroba tertentu dimana antimikroba tersebut dapat bekerja

pada keadaan paling efektif. Pengetahuan tersebut juga bisa digunakan dalam

merencanakan pembuatan zat antimikroba baru yang lebih efektif lagi. Daya kerja

antimikroba pada saat membunuh mikroorganisme. Terjadinya proses daya

hambat tersebut karena pelekatan bahan antimikroba pada permukaan sel mikroba

atau senyawa tersebut berdifusi ke dalam sel (Pelczar & Chan, 2005; Lay, 1992;

dan Parhusip, 2006).


8

8

a. Merusak dinding sel mikroorganisme

Struktur dinding sel bakteri Gram negatif berbeda dengan Gram positif.

Pada bakteri Gram negatif, lapisan luar dinding sel hanya mengandung 5-10%

peptidoglikan selebihnya terdiri dari protein, lipopolisakarida, dan lipoprotein. Zat

antimikroba akan merusak dinding sel dengan cara menghambat pembentukan

atau mengubah dinding sel tersebut. Hal tersebut menyebabkan bakteri Gram

positif lebih mudah untuk senyawa antimikroba masuk ke dalam sel dan

menemukan sasaran untuk bekerja.

b. Merusak permeabilitas sel

Membran sitoplasma merupakan membran yang mempertahankan bahan-

bahan tertentu di dalam sel serta mengatur aliran keluar masuknya bahan-bahan

lain. Kerusakan membran ini akan mengakibatkan terhambatnya pertumbuhan sel

atau matinya sel.

c. Merubah molekul protein dan asam nukleat

Suatu kondisi yang mengubah terpeliharanya molekul protein dan asam

nukleat dalam sel, yaitu mendenaturasikan protein dan asam nukleat dapat

merusak sel dan tidak bisa diperbaiki lagi. Suhu yang tinggi dan konsentrasi yang

pekat beberapa zat kimia akan mengakibatkan koagulasi ireversebel komponen-

komponen yang vital ini.

d. Menghambat kerja enzim

Enzim yang berbeda di dalam sel merupakan sasaran potensial bagi

bekerjanya suatu zat penghambat (antimikroba). Banyak zat kimia yang sudah


9

9

diketahui bisa mengganggu reaksi biokimia. Proses penghambatan ini akan

mengakibatkan metabolisme sel terganggu dan bisa mengalami kematian.

e. Menghambat sintesis asam nukleat dan protein

DNA, RNA, dan protein merupakan pemegang peranan sangat penting

dalam proses kehidupan setiap sel yang normal. Gangguan yang terjadi pada

ketiganya akan mengakibatkan sel yang rusak total.

2.2. Tanaman Kemangi

2.2.1. Deskripsi Kemangi (van Steenis, 2008)

Kemangi merupakan tanaman herba tegak, dengan tinggi antara 0,3 – 0,6 m.

Warna batangnya sering keunguan. Panjang tangkai daunnya antara 0,5 – 2 cm,

helaian daun berbentuk bulat telur elips, elips atau memanjang dengan ujung

runcing, berbintik-bintik seperti kelenjar, pada sebelah menyebelah ibu tulang 3 –

6 tulang cabang, 3,5 – 7,5 kali 1,5 – 2,5 cm. Karangan semu berbunga 6,

berkumpul menjadi tandan ujung daun pelindungnya berbentuk elips atau bulat

telur dengan panjang 0,5 – 1 cm. Kelopak sisi luar berambut, sisi dalam bagian

bawah dalam tabung berambut rapat dengan panjang kurang lebih 0,5 cm. Gigi

belakang jorong hingga bulat telur terbalik dengan tepi mengecil sepanjang

tabung. Gigi samping kecil dan runcing. Kedua gigi bawah berlekatan menjadi

bibir bawah yang bercelah 2. Mahkota mempunyai bibir 2 dengan panjang 8 – 9

mm, dari luar berambut. Bibir atas bertaju 4 sedangkan bibir bawah rata. Tangkai

dari kelopak buah tegak dan tertekan pada sumbu karangan bunga, dengan ujung

bentuk kait melingkar seolah-olah duduk dan dengan mulut yang arahnya miring

merendah. Panjang kelopak buah adalah 6 – 9 mm. Buahnya keras dan berwarna


10

10

coklat tua, gundul, waktu dibasahi membengkak sekali, seiring di tanam. Lebih

sering menjadi liar. Biasanya kemangi tumbuh di tepi jalan dan di tanam dikebun.

Perbedaan yang paling menonjol Ocimum x africanum Lour dengan jenis kemangi

lainnya adalah kemangi ini mempunyai kelopak dan mahkota yang lebih pendek

dengan warna selalu putih. Tanaman kemangi dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Tanaman Kemangi (Ocimum x africanum Lour) Sumber : en.wikipedia.org/wiki/Kemangi

Kemangi memiliki rasa yang lebih tajam dari pada Ocimums lainnya, agak

keras menyerupai rasa kulit jeruk. Tanaman tersebut merupakan sayuran yang

biasa digunakan masyarakat Jawa dan Bali. Budidaya kemangi di Jawa tidak

dilakukan dengan baik, bahkan tumbuh secara liar. Kemangi dibiakkan dengan

biji (dengan stek hasilnya kurang baik) dan di tanam di ladang, di sela-sela

tanaman pekarangan, pada tepi-tepi sawah, dan juga di halaman rumah, selain itu


http://entnemdept.ufl.edu/creatures/veg/leaf/diamondback_moth.htm

11

11

kemangi dapat ditemukan diseluruh Pulau Jawa pada ketinggian 450-1100 m di

atas permukaan laut (Heyne, 1987).

2.2.2. Sistematika Kemangi

Kedudukan kemangi dalam sistematika tumbuhan (Cronquist, 1981) adalah

sebagai berikut:

Divisio : Magnoliophyta

Classis : Magnoliopsida

Ordo : Lamiales

Familia : Lamiaceae

Genus : Ocimum

Species : Ocimum x africanum Lour.

2.2.3. Kegunaan Kemangi

Tanaman kemangi merupakan salah satu tumbuhan yang digunakan oleh

masyarakat Indonesia sebagai bahan obat-obatan. Menurut tim peneliti dari

Center for New Corps and Plant Products, Purdue University, Amerika Serikat,

daun kemangi terbukti ampuh untuk menyembuhkan sakit kepala, pilek, diare,

sembelit, cacingan, dan gangguan ginjal (Hadipoentyanti, 2008).

Daun kemangi dapat digunakan untuk mengobati demam, batuk, encok, urat

syaraf, melancarkan air susu, sariawan, panu, mual, borok, dan memperbaiki

fungsi lambung. Bijinya dapat digunakan untuk mengobati sembelit, kencing

nanah, penyakit mata, penenang, perangsang, dan kejang perut. Akarnya bisa

digunakan untuk mengobati penyakit kulit. Semua bagian tanaman kemangi dapat


12

12

digunakan sebagai obat disentri, pewangi, obat demam, dan perangsang (Sesella,

2010).

2.3. Tanaman Tembakau

2.3.1. Deskripsi Tembakau (van Steenis, 2008)

Tembakau merupakan tanaman musiman yang berdiri tegak, dengan sedikit

bercabang, dan tingginya antara 0,5 – 2,5 m. Daun duduk, atau bertangkai pendek,

memanjang atau bentuk lanset dengan pangkal yang menyempit, sebagian

memeluk batang dan ujungnya runcing, 9 – 60 kali 2,5 – 3 cm. Kelopaknya

berbentuk tabung, melebar keatas, panjang tabung antara 4 – 4,5 cm dengan

tepian terbentang, mempunyai taju 5 yang runcing. Benang sarinya bebas, 1

benang sari lebih pendek dari pada 4 benang sari lainnya. Buah kotak berbentuk

telur memanjang, akhirnya coklat, dimahkotai oleh pangkal tangkai putik yang

pendek, beruang 2, pecah menurut ruang, dalam separuh atas membuka pada 2

sisi dengan celah. Ukuran bijinya kecil, jumlahnya banyak sekali dan melekat

pada pusat. Tembakau merupakan tanaman hias atau culta dari Amerika (van

Steenis, 2008). Tanaman tembakau dapat dilihat pada Gambar 2.2.


13

13

Gambar 2.2 Tanaman Tembakau (Nicotiana tabacum Linn).

Tembakau biasa dijumpai dari dataran rendah sampai ketinggian 5000 kaki

diatas permukaan laut, tetapi terkadang tembakau masih bisa ditemukan pada

ketinggian 7000 kaki sama seperti di dataran Dieng (Dieng Plateau). Tanah yang

dianggap paling cocok untuk tumbuhnya tembakau ialah campuran tanah liat dan

pasir dengan kadar humus yang tinggi, tanah tersebut harus kedap, dan selalu ada

air (Heyne, 1987).

2.3.2. Sistematika Tembakau

Kedudukan tembakau dalam sistematika tumbuhan (Cronquist, 1981) adalah

sebaga berikut:

Divisio : Magnoliophyta

Classis : Magnoliopsida

Ordo : Solanales

Familia : Solanaceae

Genus : Nicotiana

Species : Nicotiana tabacum Linn.


14

14

2.3.3. Kegunaan Tembakau

Daun tembakau merupakan tanaman dengan nilai jual yang cukup tinggi.

Tembakau biasanya digunakan sebagai bahan baku utama pembuatan rokok dan

cerutu. Sebelum dibuat menjadi rokok, daun tembakau dikeringkan sampai

berwarna coklat muda atau coklat kehitaman. Setalah itu baru diolah dengan cara

dipotong-potong hingga halus atau langsung dilinting menjadi cerutu (Heyne,

1987).

Tembakau juga digunakan untuk obat-obatan tradisional. Tumbukan

daunnya yang ditambah dengan minyak tanah dapat dipakai untuk mengobati

borok dan luka. Rebusan air atau air rendaman daun tembakau bisa digunakan

sebagai obat anti hama tanaman atau insektisida (Ibrahim, 2011).

2.4. Kandungan Fitokimia Kemangi dan Tembakau

Kemangi mengandung metabolit sekunder antara lain flavonoid, saponin,

tanin, dan terpenoid (Mangoting et al., 2005). Selain senyawa-senyawa tersebut,

kemangi juga mengandung minyak atsiri. Minyak atsiri yang terdapat pada

kemangi terdiri dari osimena, farnesena, sineol, felandrena, sedrena, bergamotena,

amorftena, burnesena, kardinena, kopaena, kubebena, pinena, santelena, terpinena,

sitral, dan kariofilena (Afrensi, 2007). Minyak atsiri pada kemangi mampu

menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli, Staphylococcus aureus,

Bacillus cereus, Pseudomonas flourescens, Streptococcus alfa, dan Bacillus

subtilis (Sesella, 2010).

Tembakau mengandung metabolit sekunder seperti alkaloid, flavonoid,

saponin, polifenol, dan minyak terbang (Hariana, 2006). Metabolit sekunder


15

15

utama yang terkandung dalam tembakau yaitu alkaloid terutama nikotin. Nikotin

mempunyai khasiat untuk mengobati luka. Banyak sedikitnya kandungan nikotin

pada tembakau dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain pemupukan, jarak

tanam, irigasi, penyimpanan hasil, pemangkasan, varietas tanaman, cuaca, musim,

dan kedalaman tanah. Sekitar 88% nikotin pada tembakau terdapat pada daun,

sisanya terdapat pada akar, batang, dan bunga (Mahajoeno, 2000).

a. Flavonoid

Flavonoid merupakan salah satu golongan fenol terbesar yang ada di alam.

Golongan flavonoid tersusun sebagai deretan senyawa C6-C3-C6 (Robinson,

1995). Flavonoid merupakan senyawa 15-karbon yang umunya terdapat pada

tumbuhan di seluruh dunia (Salisbury & Ross, 1995). Beberapa golongan senyawa

flavonoid antara lain antosianin, proantosianidin, flavonol, flavon, glikoflavon,

biflavonil, khalkon dan auron, flavanon, dan isoflavon (Harborne, 1987). Peran

dari senyawa golongan flavonoid antara lain sebagai pengaturan tumbuh,

pengaturan fotosintesis, sebagai antimikroba dan antivirus, dan anti serangga

(Robinson, 1995).

b. Tanin

Tanin merupakan golongan senyawa metabolit sekunder yang ada dan

disintesis oleh tumbuhan. Senyawa tanin dikelompokan menjadi dua yaitu tanin

terhidrolisis dan tanin terkondensasi. Tanin terhidrolisis adalah polimer yang

mengandung ikatan ester yang dapat terhidrolisis apabila dididihkan dengan asam

klorida encer (Robinson, 1995). Penyebaran tanin terhidrolisis terbatas pada

tumbuhan berkeping dua (Harborne, 1987). Tanin terkondensasi merupakan


16

16

senyawa yang tidak berwarna dan terdapat pada tumbuhan berkayu. Penyebaran

dari tanin terkondensasi hampir terdapat disemua jenis tumbuhan dari

gimnospermae dan paku-pakuan, serta tersebar luas pada angiospermae terutama

tumbuhan berkayu (Harborne, 1987).

Kadar tanin pada tumbuhan cukup tinggi, biasanya digunakan sebagai

senyawa pertahanan bagi tumbuhan itu sendiri khususnya membantu mengusir

hewan pemangsa tumbuhan (Robinson, 1995), bisa digunakan juga sebagai

antibakteri dan antifungi (Salisbury & Ross, 1995).

c. Saponin

Saponin merupakan senyawa aktif permukaan yang kuat dan bersifat seperti

sabun dikarenakan kemampuannya dalam membentuk busa jika dikocok dalam air

dan pada konsentrasi yang rendah (Robinson, 1995). Saponin juga memiliki

aktivitas antimikroba, merangsang sistem imun, dan mengatur tekanan darah

(Handayani, 2013).

d. Alkaloid

Alkaloid merupakan senyawa yang mengandung nitrogen meskipun rantai

karbonnya menunjukkan bahwa senyawa ini turunan isoprenoid. Anggota

terpenting dari alkaloid adalah alkaloid akonitum dan alkaloid steroid. Alkaloid

sering digunakan secara luas dalam bidang pengobatan manusia. Alkaloid

biasanya tak berwarna, sering kali bersifat optis aktif, kebanyakan berbentuk

kristal. Senyawa alkaloid berperan sebagai penolak serangga (Robinson, 1995)

dan bisa digunakan sebagai antimikroba (Salisbury & Ross, 1995).


17

17

e. Terpenoid

Terpenoid merupakan senyawa yang berasal dari molekul isoprena CH2 =

C(CH3) – CH = CH2 dengan kerangka karbonnya tersusun oleh penyambungan

dua atau lebih dari satuan C5. Terpenoid terdiri dari beberapa senyawa, mulai dari

minyak atsiri yaitu monoterpena dan sekuiterpena yang mudah menguap (C10 dan

C15), diterpena yang sukar menguap (C20), hingga triterpenoid dan stereol yang

tidak bisa menguap (C30), serta pigmen karotenoid (C40). Umumnya terpenoid bisa

larut dalam lemak dan terdapat di dalam sitoplasma sel tumbuhan. Terkadang

minyak atsiri terdapat di dalam sel kelenjar khusus pada permukaan daun, dan

karotenoid biasanya berhubungan dengan kloroplas di dalam daun dan dengan

kromoplas di dalam daun bunga (Harborne, 1987). Peran dari terpenoid adalah

sebagai insektisida dan mempunyai daya racun untuk hewan tingkat tinggi

(Robinson, 1995).

2.5. Ekstraksi

Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan zat aktif yang dapat terlarut

sehingga terpisah dari bahan yang tidak dapat larut menggunakan pelarut cair.

Senyawa aktif tersebut terdapat dalam berbagai bahan alami dan dapat

digolongkan ke dalam golongan alkaloid, flavonoid, dan lain-lain (Depkes RI,

2000). Dalam proses ekstraksi, zat aktif dari suatu tumbuhan tergantung pada

tekstur, kadar air, bahan, dan jenis senyawa yang diisolasi (Harborne, 1987). Hasil

dari proses ekstraksi disebut ekstrak. Ekstrak merupakan sediaan pekat yang

didapatkan dengan mengekstraksi zat aktif dari simplisia menggunakan pelarut

yang sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau


18

18

serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang

ditetapkan (Depkes RI, 1995).

Terdapat beberapa metode ekstraksi, antara lain maserai, perkolasi,

soxhletasi, digesti, refluks dan lain-lain. Metode ekstraksi yang digunakan dalam

penelitian ini adalah maserasi. Maserasi adalah metode ekstraksi menggunakan

pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada suhu ruang

(Depkes RI, 2000). Kelebihan penggunaan metode ini adalah peralatan dan

prosedur kerja yang digunakan sederhana, metode ini tidak menggunakan panas

sehingga zat aktif pada simplisia tidak terurai. Metode maserasi ini

memungkinkan banyak senyawa aktif yang terekstraksi, walaupun beberapa

senyawa mempunyai kelarutan terbatas dalam suatu pelarut (Istiqomah, 2013).

2.6. Bakteri Streptococcus mutans

Klasifikasi bakteri S. mutans (Holt et al., 1994) adalah sebagai berikut :

Divisio : Firmicutes

Classis : Bacilli

Ordo : Lactobacilalles

Familia : Streptococcaceae

Genus : Streptococcus

Species : Streptococcus mutans

S. mutans merupakan bakteri dengan bentuk kokus (bulat) atau lonjong

dengan diameter 0,5 sampai 2 µm. Bakteri ini termasuk dalam bakteri Gram

positif. S. mutans biasa membentuk koloni berantai atau berpasangan (Gambar

2.3), bersifat anaerob fakultatif, tidak berspora dan tidak bergerak (nonmotil).


19

19

Bakteri ini mampu memperbanyak diri selama 48 jam pada suhu optimum 37oC

dalam media selektif (Holt et al., 1994).

S. mutans merupakan salah satu bakteri yang bersifat kariogenik karena

mampu membuat asam dari karbohidrat yang dapat diragikan. S. mutans dapat

tumbuh dengan baik pada lingkungan asam dan bisa hidup menempel pada

permukaan gigi manusia. Hal ini karena S. mutans mempunyai kemampuan

membuat polisakarida ekstra sel yang sangat lengket dari karbohidrat makanan

(Kidd & Bechal, 1991).

(A) (B)

Gambar 2.3 Morfologi Streptococcus mutans A. Makroskopis, dan B. Mikroskopis

Sumber : en.wikipedia.org/wiki/Streptococcus_mutans

Pratiwi (2008) menyatakan bahwa penyakit karies gigi ditimbulkan karena

pembentukan plak gigi oleh S. mutans. Proses pembentukan plak gigi ini dimulai

dari S. mutans menempel pada permukaan gigi dan melakukan fermentasi. Hasil

dari fermentasi metabolismenya akan menghidrolisis sukrosa menjadi komponen

monosakarida, fruktosa, dan glukosa. Enzim glukosiltransferase kemudian


http://entnemdept.ufl.edu/creatures/veg/leaf/diamondback_moth.htm

20

20

membuat glukosa menjadi dekstran. Residu fruktosa adalah gula utama yang

difermentasikan menjadi asam laktat. Akumulasi dari bakteri tersebut dan

dekstran yang menempel pada permukaan gigi ini akan membentuk plak gigi.


5 BAB II Antimikroba - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/6164/3/BAB II.pdf · Mikroba atau mikroorganisme merupakan salah satu makhluk hidup yang dapat menyebabkan bahaya dan

Documents