Aktivitas Antibakteri dan Respon Fitokimia Tempuyung (Sonchus oleraceus) pada Kondisi Cekaman Logam Berat Cr(VI), Cu(II), Pb(II), dan Cd(II) (Antibacterial Activity and Phytochemical Responses of Tempuyung (Sonchus oleraceus) under Cr(VI), Cu(II), Pb(II), and Cd(II) Stress Condition) Oleh : Foni Adilla Setyanti NIM: 412011014 SKRIPSI Diajukan kepada Program Studi: Biologi, Fakultas: Biologi guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains (Biologi) Program Studi Biologi Progam Studi Biologi Fakultas Biologi Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga 2015
19
Embed
Aktivitas Antibakteri dan Respon Fitokimia Tempuyung ... · lingkungan terhadap kelangsungan dan keseimbangan ekosistem. Polusi dapat didefinisikan sebagai kontaminasi lingkungan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Aktivitas Antibakteri dan Respon Fitokimia Tempuyung (Sonchus oleraceus) pada Kondisi Cekaman Logam Berat
Cr(VI), Cu(II), Pb(II), dan Cd(II) (Antibacterial Activity and Phytochemical Responses of
Tempuyung (Sonchus oleraceus) under Cr(VI), Cu(II), Pb(II), and Cd(II) Stress Condition)
Oleh :
Foni Adilla Setyanti
NIM: 412011014
SKRIPSI
Diajukan kepada Program Studi: Biologi, Fakultas: Biologi guna
memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains (Biologi)
Program Studi Biologi
Progam Studi Biologi Fakultas Biologi
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
2015
ABSTRAK Environmental pollution is able to discompose human health, the quality
of humans life, and also the natural function of ecosystem. The presence of excessive amounts of heavy metals in the environment can cause the environmental pollution and can interfere the plant growth. Plants that experienced stress, scientifically will synthesize the secondary compound of metabolites. In this research, tempuyung (Sonchus oleraceus) is being used. Nowadays, tempuyung (Sonchus oleraceus) is widely studied that mainly focused on its chemical content and its utilization as a material of medical treatment. In this research, tempuyung (Sonchusoleraceus) will be given the heavy metals stress of chromium (Cr (IV)), copper (Cu (III)), lead (Pb (II)), and cadmium (Cd (II)). The researchs purpose is to comprehend and analyze the response of tempuyung toward the exposure of heavy metals through the phytochemistry contents test and antibacterial activity as well as its correlation with the levels of total phenols, flavonoids, tannins, and anthraquinone. Phytochemical screening results of tempuyung with various treatments showed similar results that are bioactive compounds alkaloids, flavonoids, tannins, and anthraquinone. Antibacterial activity with a paper disk diffusion method which is a tempuyung leaf extract showed that the exposure to heavy metals and controls that were tested had greater inhibitory toward the growth of E. coli bacterium rather than S. aureus bacterium. This proves that the antibacterial compounds in tempuyung leaf extracts are giving more effect on gram-negative bacterium. The contents of total phenols, flavonoids, and tannins are positively correlated with antibacterial activity. From all tests, the treatment of exposure to Cr(IV) shows the influence of antibacterial activity with the contents of secondary metabolites that produced are phenols, flavonoids, and tannins, which also can be interpreted that the plants experienced the highest condition of stress. Key Words: Antibacterial activity, heavy metal stress, secondary metabolites, environmental pollution, tempuyung (Sonchus oleraceus).
PENDAHULUAN Pencemaran lingkungan bukanlah merupakan kasus baru, bahkan tidak sedikit
dari kita yang sudah memahami pengaruh yang ditimbulkan oleh pencemaran atau polusi lingkungan terhadap kelangsungan dan keseimbangan ekosistem. Polusi dapat didefinisikan sebagai kontaminasi lingkungan oleh komponen atau senyawa yang terkandung pada lingkungan (tanah, udara dan perairan) melebihi ambang batas dan bersifat toksik yang dapat mengganggu kesehatan manusia, kualitas kehidupan, dan juga fungsi alami dari ekosistem (Wang et al 2006). Senyawa tersebut salah satunya adalah logam berat. Logam berat merupakan unsur- unsur kimia dengan berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3, terletak di sudut kanan bawah sistem periodik, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S dan biasanya bernomor atom 22 sampa 92 dari periode 4 sampai 7 (Susana et al 2010). Penggunaan logam berat sangat luas di kalangan industri, antara lain industri logam campuran, pelapisan logam, penyamakan kulit, pengawetan kayu, cat, tekstil, sintesis bahan kimia serta beberapa merk pestisida menggunakan logam ini dalam produknya (Husnan et al 2012). Keberadaan logam berat dalam jumlah berlebih pada tanah dapat menggangu kestabilan ekosistem di tanah seperti organisme tanah serta mengganggu pertumbuhan tanaman terutama tanaman yang tumbuh pada kawasan yang tercemar seperti pada kawasan industri. Tumbuhan yang mengalami cekaman secara ilmiah akan mensintesis senyawa metabolit sekunder. Metabolit sekunder adalah senyawa metabolit yang esensial bagi pertumbuhan organism dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda- beda antara spesies yang satu dan lainnya. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, senyawa ini juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan salah satunya pada lingkungan yang tercemar (Baron dan Stasolla 2008).
Senyawa metabolit sekunder diklasifikasikan menjadi 3 kelompok utama, yaitu : terpenoid, fenolik dan senyawa yang mengandung nitrogen. Sebagian besar senyawa terpenoid mengandung karbon dan hidrogen serta disintesis melalui jalur metabolisme asam mevalonat, contohnya monoterpena, seskuiterepena, diterpena, triterpena, dan polimer terpena. Fenolik merupakan senyawa yang terbuat dari gula sederhana dan memiliki cincin benzena, hidrogen dan oksigen dalam struktur kimianya, contohnya asam fenolat, kumarina, lignin, flavonoid, dan tanin. Senyawa yang mengandung nitrogen, contohnya alkaloid dan glukosinolat (Baron dan Stasolla 2008).
Tumbuhan tempuyung (Sonchus oleraceus) merupakan tumbuhan liar yang penyebarannya luas. Tumbuhan ini termasuk dalam filum Magnoliophyta, kelas Magnoliopsida, ordo Asterales dan suku Asteraceae. Tempuyung termasuk tanaman tahunan, dapat mencapai tinggi 1 meter dengan diameter batang 2 cm, berdaun tunggal berbentuk lanset, ujung runcing, tepi berbagi menyirip tidak teratur, bunga berwarna kuning cerah, biji berwarna gelap (Winarto 2004).
Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan terhadap sejumlah ekstrak tumbuhan tempuyung umumnya digunakan sebagai obat tradisional, sebagian berpotensi sebagai sumber antioksidan serta antibakteri. Dalam farmalogi Cina disebutkan bahwa daun tempuyung ini mempunyai sifat menurunkan panas, rasa pahit
dan banyak digunakan untuk proses detoksifikasi yang dapat dijadikan indikasi kandungan antioksidan dan antibakteri dalam tumbuhan tersebut (Xia, Z et al 2010). Zat antimikroba adalah senyawa biologis atau kimia yang dapat menghambat pertumbuhan dan aktivitas mikroba (Nuraini 2007). Golongan flavonoid dan tannin memiliki aktivitas antibakteri. Mohamad et al (2012), memaparkan bahwa flavonoid mengakibatkan terjadinya kerusakan permeabilitas dinding sel bakteri, mikrosom, dan lisosom yang disebabkan interaksi antara flavonoid dengan DNA bakteri. Sifat lipofilik yang dimiliki oleh golongan flavonoid menyebabkan senyawa ini merusak membran sel bakteri. Kemudian, senyawa tanin diduga berhubungan dengan kemampuannya dalam menginaktivasi adhesion mikroba, enzim, dan protein transport pada membran sel.
Pada penelitian ini tumbuhan tempuyung akan diberikan cekaman logam berat kromium (Cr VI), tembaga (CuII), timbal (PbII), dan kadmium (CdII). Cekaman yang diberikan pada tumbuhan diduga dapat meningkatkan kandungan senyawa metabolit sekunder salah satunya adalah golongan flavonoid dan tannin yang memiliki aktivitas antibakteri. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui dan menganalisis respon tumbuhan tempuyung (Sonchus oleraceus) terhadap cekaman logam berat melalui uji kandungan fitokimia dan antibakteri serta korelasinya dengan kadar fenol, flavonoid dan tanin total dari ekstrak etanol daun tempuyung (Sonchus oleraceus). Uji kandungan fitokimia menggunakan metode skrining fitokimia, sedangkan aktivitas antibakteri dengan metode difusi cakram.
METODE PENELITIAN
Rancangan Penelitian
Penelitian dilakukan secara eksperimental menggunakan Rancangan Acak Lengap
(RAL) dengan empat perlakuan dan lima ulangan. Perlakuan yang diberikan adalah
cekaman logam berat Cr, Cd, Cu dan Pb dengan konsentrasi 10 ppm.
Penanaman Biji Tempuyung (Sonchus oleraceus)
Biji yang diperoleh dari lahan pertanian Fakultas Pertanian Universitas Kristen
Satya Wacana di Salaran, Kopeng dikecambahkan pada medium tanah yang dimasukkan
ke dalam pot berdiameter 50 cm. Tanah yang digunakan sebagai medium juga diambil
dari lahan pertanian Fakultas Pertanian, selanjutnya tanah dicampur dengan pupuk
kompos dengan perbandingan 1:1. Tanaman uji umur 30 hari dipindahkan dalam polibag
ukuran 15x20 cm yang sudah diisi tanah dari lahan pertanian sebanyak 500 gram, masing-
masing polibag diisi dengan 3 tanaman dan diaklimasi selama 7 hari. Tanah yang
digunakan sebagai medium dalam polibag sebelumnya sudah dikeringanginkan selama 7
hari dan tidak dicampur dengan pupuk kompos.
Perlakuan Cekaman Logam Berat
Perlakuan cekaman logam berat Cr, Cd, Cu dan Pb dilakukan selama 30 hari
setelah masa aklimasi. Senyawa logam berat yang digunakan adalah K2Cr2O7, CdCl2,
CuSO4, dan Pb(CH3COO)2 yang diperoleh dari Laboratorium Biokimia dan Biologi Sel
Molekuler, Fakultas Biologi, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Konsentrasi
logam berat 10 ppm diberikan sebanyak 50 ml pada 500 gram tanah. Perlakuan dilakukan
selama 1 bulan, pada waktu perlakuan tanaman disiram dengan air PDAM sebanyak 20 ml
pada pagi (08.00 WIB) dan sore hari (17.00 WIB) penyiraman dilakukan setiap hari.
Setelah satu bulan daun dipanen dan dianalisis. Masing- masing perlakuan termasuk
kontrol terdapat 5 ulangan dengan penataan tempat dilakukan dengan acak dan dipindah
lagi secara acak setiap 1 minggu 1 kali selama masa perlakuan.
Preparasi Sampel Daun Tempuyung
Berdasarkan Mohamad et al (2012), daun tempuyung yang sudah dipanen
dibersihkan dengan air, lalu dikeringanginkan selama 6 jam, kemudian dikeringan dalam
oven selama 6 jam pada suhu 400C, selanjutnya dihaluskan dengan blender hingga
berbentuk serbuk kemudian disimpan dalam wadah.
Skrining Fitokimia
Berdasarkan Harbone (1987) dan Depkes (1995) yang dimodifikasi Tarigan et al
(2008), skrining fitokimia serbuk simplisia dengan metode uji tabung meliputi