Bioassay Guide Isolation and Identification of Anti-microbial
compounds from Glycyrrhiza glabra Roots
(Bioassay Panduan Isolasi dan Identifikasi senyawa antimikroba
dariAkar Glycyrrhiza glabra)
Oleh:Baity Firdausi (115070501111013)Dwi Fitria Rahayuningwati
(115070501111006)Ervina Wijayanti (115070501111005)
Disusun untuk Memenuhi Tugas Ujian Tengah Semester Fitokimia
PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS KEDOKTERANUNIVERSITAS
BRAWIJAYABioassay Guide Isolation and Identification of
Anti-microbial compounds from Glycyrrhiza glabra RootsBaity
Firdausi, Dwi Fitria, Ervina Wijayanti, 2013.
Latar BelakangTanaman obat telah menjadi sumber berbagai senyawa
biologis aktif selama berabad-abad dan telah digunakan secara luas
sebagai bahan mentah atau sebagai senyawa murni untuk mengobati
berbagai kondisi penyakit. Menurut World Health Organization (WHO),
lebih dari 80% dari populasi dunia bergantung pada obat tradisional
untuk kebutuhan kesehatan primer. Diperkirakan bahwa saat ini,
bahan tanaman yang ada menyediakan model untuk 50% obat. Manfaat
utama dari menggunakan tanaman obat yang diturunkan adalah bahwa
tanaman obat relatif lebih aman daripada alternatif sintetis,
menawarkan manfaat terapeutik yang mendalam dan pengobatan yang
lebih terjangkau (Dar, Sabzar Ahmad, et al. 2012). Phytotherapy
merupakan bentuk tertua terapi di seluruh dunia, lebih dari 21.000
spesies tanaman yang digunakan dalam obat-obatan herbal, menurut
World Health Organization (WHO). Secara khusus, phytotherapy
digunakan oleh sebagian besar penduduk Meksiko untuk pengobatan
banyak penyakit (Licea, Ramiro Quintanilla, et al. 2012). Meskipun
kemajuan dibidang kesehatan termasuk pengobatan terus mengalami
kemajuan, namun masalah kesehatan masih dianggap sebagai masalah
yang serius dan menimbulkan beban besar bagi pelayanan kesehatan di
dunia termasuk khususnya di Negara berkembang. Salah satu
permasalahan yang terus berkembang adalah perkembangan resistensi
terhadap antibiotic yang menghambat proses penyembuhan (Sedighinia,
Fereshteh, et al. 2012). Munculnya mikroorganisme patogen manusia
yang resisten terhadap antibiotic kelas utama telah meningkat dalam
akhir tahun, karena penggunaan sembarangan obat antimikroba. Hal
ini menyebabkan banyak masalah klinis dalam pengobatan penyakit
menular, dan antibiotik yang umum digunakan adalah kadang-kadang
dikaitkan dengan efek samping seperti hipersensitivitas, reaksi
alergi dan imunosupresi dalam host. Dengan demikian, pencarian
untuk penemuan agen antimikroba baru adalah kebutuhan mendesak
(Tamoku, Jean De Dieu, et al. 2011). Oleh karena itu para peneliti
mulai mencari angen antimikroba baru. Beberapa dekade terakhir,
tanaman herbal ditemukan memiliki aktivitas sebagai antimikroba.
Salah satu tanaman herbal yang memiliki aktivitas sebagai
antimikroba adalah Glycyrrhiza glabra (Sedighinia, Fereshteh, et
al. 2012).Glycyrrhiza glabra atau sering disebut Licorie merupakan
salah satu tanaman herbal yang biasa digunakan sebagai bahan
pengobatan tradisional. Glycyrrhiza glabra dapat tumbuh diberbagai
bagian daerah di dunia (Gupta, Vivek K, et al. 2007). G. glabra
dapat tumbuh di daerah subtropics di Eropa, Timur Tengah dan Asia
barat (Nitalikar, Manoj M, et al. 2010). Akar tanaman ini memiliki
beberapa berguna sifat farmakologi seperti antiinflamasi,
antivirus, antimikroba, dan kegiatan antikanker selain
imunomodulator, hepatoprotektif dan efek kardioprotektif serta
memiliki manfaat pada gangguan saluran pencernaan (Sedighinia,
Fereshteh, et al. 2012). Glycyrrhiza glabra memiliki manfaat yang
banyak dalam efek farmakologi pada manusia. Umumnya G.glabra
digunakan untuk mengobati masalah saluran respirasi atas separti
batuk, suara serak, sakit tenggorokan dan bronchitis (Jones,2000).
Selain itu G. glabra dapat digunakan sebagai penekan batuk
(meredakan batuk), pengobatan pada ulkus lambung, penyakit hepar,
dan sebagai pencahar. Bahkan di Cina dan Jepang G. glabra telah
lama digunakan untuk anti-ulseratif yang secara klinis digunakan
untuk pengobatan ulcer pada perut. Senyawa yang terdapat di dalam
G. glabra diantaranya flavonoid, chalcones dan coumarines
(Nitalikar, Manoj M, et al. 2010). Senyawa bioaktif lainnya
meliputi Pentacyclic triterpene saponin yang terdiri dari
isoliquiritigenin, glabridin serta Asam Glyzyrrhizic atau
glycyrrhizin yang merupakan senyawa biologis aktif utama yang
menyebabkan rasa dan aroma manis pada akar (Kaur, Prabhjit, et al.
2012; Jones, 2000). Metode bioassay dipilih untuk mengisolasi
senyawa tersebut. Bioassay-guided termasuk isolasi dan identifikasi
secara invitro senyawa aktif dari tanaman (Sarker, 2006). Dalam
penulisan ini, kami akan mengevaluasi aktifitas antimikroba dari
tanaman Glycyrrhiza glabra terhadap beberapa bakteri diantaranya
Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis, Actinomyces viscosus,
Enterococcus faecalis, Staphylococcus aureus, Escherichia coli,
Mycobacterium tubercolosis, Bacillus subtilis, dan Pseudomonas
aerugenosa.
Permasalahan1. Bagaimana metode ekstraksi dan fraksionasi
tanaman Glycyrrhiza glabra?2. Apa saja senyawa aktif yang terdapat
dalam tanaman Glycyrrhiza glabra dan apa manfaat dari senyawa
senyawa tersebut khususnya sebagai antimikroba?3. Bagaimana metode
untuk antimicrobial-assay Glycyrrhiza glabra?
Manfaat1. Memahami cara ektraksi dan fraksionasi tanaman
Glycyrrhiza glabra.2. Mengetahui senyawa aktif yang terkandung pada
tanaman Glycyrrhiza glabra.3. Mengetahui manfaat dari
senyawa-senyawa aktif yang terkandung pada tanaman Glycyrrhiza
glabra khususnya sebagai antimikroba.4. Mengetahui aktivitas
antimikroba tanaman Glycyrrhiza glabra.
Pembahasan
Proses ekstrasi tanamanSecara umum proses ekstraksi tanaman
dapat dilihat pada skema dibawah ini:
Skema 1: proses ekstraksi tanaman (Dar, Sabzar Ahmad, et al.
2012)
Proses ekstraksi tanaman Glyzcyrrhiza glabra yaitu rimpang dari
Glycyrrhiza glabra (1 kg) dicuci dan dikeringkan dalam oven pada
suhu 40 C. Bahan dikeringkan menjadi bubuk dan diekstraksi 5 kali
dengan metanol 80% setiap kali (3 liter 5). Ekstrak dipekatkan
dengan menggunakan rotary evaporator dan selanjutnya diliofilisasi
pada lyophilizer untuk mendapatkan ekstrak metanol (MeOH-GG), yang
menjadi sasaran kering kromatografi kolom. Kromatografi kolom
kering MeOH-GG menghasilkan fraksi pulih dari kloroform: metanol
(75/25 fraksi) dan (0/100 fraksi), yang dikumpulkan, dikeringkan,
dan setelah menjadi bubur, menjadi sasaran untuk membalikkan fase
kromatografi kolom dengan menggunakan silika gel RP-18, (berjalan
campuran pelarut kloroform: EtOAc: Methanol: 40:40:20). Lima fraksi
dikumpulkan (masing-masing 100 ml). Fraksi keempat menghasilkan
senyawa kristal disebut sebagai 'GLG' setelah menempatkan fraksi
cair pada suhu 4 C dalam lemari es (Kaur, Prabhjit, et al.
2012).Skema representasi dari isolasi fraksi GLG dari ekstrak
metanol Glycyrrhiza glabra adalah sebagai berikut :
Skema 2: proses ekstraksi tanaman Glycyrrhiza glabra (Kaur,
Prabhjit, et al. 2012
Senyawa aktif Glycyrrhiza glabraSenyawa yang terdapat di dalam
G. glabra diantaranya flavonoid, chalcones dan coumarines
(Nitalikar, Manoj M, et al. 2010). Senyawa bioaktif lainnya
meliputi Pentacyclic triterpene saponin yang terdiri dari
isoliquiritigenin, glabridin serta Asam Glycyrrhizic atau
glycyrrhizin yang merupakan senyawa biologis aktif utama yang
menyebabkan rasa dan aroma manis pada akar (Kaur, Prabhjit, et al.
2012).Antimicrobial-assay Glycyrrhiza glabraFraksinasi panduan
dengan etanol dari akar glycyrrhiza glabra dan analisis hasil
subsekuen fitokimia menghasilkan identifikasi glabridin sebagai
konstituen aktif dan hispaglabidrin B sebagai konstituen inaktif
pada Mycobacterium tuberculosis. Aktivitas antimikroba dari ekstrak
akar etanolic glycyrrhiza glabra telah diamati pada 500 g
Mycobacterium tuberculosis strain H37Ra dan H37Rv melalui BACTEC
assay. MIC senyawa uji tercatat atas dasar nilai GI (Growth Index).
Selanjutnya, fraksi etil asetat menunjukkan aktivitas baik pada
kisaran konsentrasi 100-250 g/mL. Kolom fraksi dielusi dengan
kloroform: etil asetat (96:4), hasilnya fraksi masih lebih aktif
terhadap TBC bacilliat 50-120 g/mL. Kegiatan antitubercular dari
glabridin terhadap kedua strain Mycobacterium ditemukan pada 29.16
g/mL. Glabridin telah dilaporkan menunjukkan beberapa aktivitas
farmakologi seperti aktivitas antimikroba Helicobacter pylori,
methicillin resistant Staphylococcus aureus ,efek pada adenosine
3,5-Siklik monofosfat, melanogenesis, peradangan, oksidasi
lipoprotein densitas rendah, zona penghambatan aktivitas sitokrom
P450s 3A4, 2B6 manusia dan aktivitas 2C9, serta perlindungan fungsi
mitokondria dari tekanan oksidatif. Kesamaan struktural dalam
glabridin dan paglabridin B, memberikan beberapa wawasan ke
hubungan struktur dan aktivitas sampai batas tertentu. Glabridin
aktif pada Mycobacterium sedangkan hispaglabridin tidak aktif.
Terdapat dua hidroksil fenolik bebas di glabridin pada posisi 1,3
yang mungkin penting dalam mendorong aktivitasnya. Ketidakaktifan
dari hispaglabridin mungkin disebabkan karena salah satu hidroksil
dalam bentuk terlindungi oleh kelompok isoprenyl sebagai cincin
benzopyrene. Penemuan ini mendukung penggunaan ethnomedical dari
Glycyrrhiza glabra untuk menyembuhkan batuk dan penyakit terkait
dada dengan pembentukan dari glabridin sebagai molekul utama yang
ampuh untuk aktivitas antimycobacterial (Gupta, Vivek K, et al.
2007).
Gambar 1: Struktur kimia dari Glabiridin dan Hispaglabridin
BAkar Glycyrrhiza glabra telah terbukti memiliki aktivitas
antimikroba pada beberapa studi penelitian. Salah satunya adalah
ektrak Glycyrrhiza glabra menunjukkan hasil positif untuk
menghambat aktivitas bakteri pada berbagai metode. Bakteri yang
digunakan pada penelitian tersebut antaralain Strepcoccus mutans,
Sterptococcus sanguis, Actinomyces viscosus, Enterococcus faecalis,
Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Tidak ada strain yang
menunjukkan resisten pada ektrak Glycyrrhiza glabra. Hasil tes
aktivitas antimikroba dari ekstrak akar Glycyrrhiza glabra pada
mikroba ditunjukkan pada tabel berikut (Sedighinia, Fereshteh, et
al. 2012).Tabel 1: Tes antimikroba dari tanaman Glycyrrhiza glabra
pada mikroorganisme oral dan kontrol dengan zona penghambat dalam
milimeter ekstrak pada metode disk diffusion (Sedighinia,
Fereshteh, et al. 2012).
Hasil menunjukkan bahwa aktivitas antibakterial dari ekstrak
secara signifikan lebih besar daripada kontrol negatif.Tabel 1: Tes
antimikroba dari tanaman Glycyrrhiza glabra pada mikroorganisme
oral dan kontrol dengan zona penghambat dalam milimeter ekstrak
pada metode well diffusion (Sedighinia, Fereshteh, et al.
2012).
Hasil menunjukkan dengan pemilihan metode menghasilkan aktivitas
antimikroba pada ekstrak secara signifikan lebih besar daripada
kontol negatif.Salah metode yang telah digunakan adalah metode agar
yang sudah difusi (difusi agar) . Metode ini digunakan untuk
menyaring aktivitas antibakteri semua ekstrak dari akar Glycyrrhiza
glabra. Seeded kaldu yang mengandung organisme uji di inokulasi
pada plat dari padatan agar yang tersebar merata. Sumur dipotong
dengan diameter 6 mm pada lapisan agar setiap piring dengan
aluminium. Dalam setiap piring terdapat 3 ekstrak 1.2mg/ml yang
berbeda konsentrasinya dengan pelarut masing-masing (eter,
kloroform dan aseton). Konsentrasi tetrasiklin digunakan untuk
semua agar sebagai standar 5mg/ml dan konsentrasi streptomisin
digunakan adalah kontrol positif sebesar 7.5mg/ml. Untuk setiap
organisme mikro dibuat dengan menambahkan kaldu nutrisi dengan
mikroorganisme inokulum. Kemudian semua piring diinkubasi pada suhu
37o C 24 jam. Setelah masa inkubasi, diameter zona penghambatan
dalam mm dan diukur hasilnya seperti tabel berikut.
Tabel 3: Zona penghambatan dalam mm
KesimpulanBioassay-guided termasuk isolasi dan identifikasi
secara invitro senyawa aktif dari tanaman. Misalnya Bioassay-guided
isolation antimikrobial. Salah satu contohnya adalah isolasi
senyawa Glabiridin dan Hispaglabridin B untuk antimikroba. Pada
penelitian mengenai uji aktifitas ekstrak Glycyrrhiza glabra pada
Mycobacterium tuberculosis, analisis hasil subsekuen fitokimia
menghasilkan identifikasi glabridin sebagai konstituen aktif dan
hispaglabidrin B sebagai konstituen inaktif pada Mycobacterium
tuberculosis. Glabridin telah dilaporkan menunjukkan beberapa
aktivitas farmakologi seperti aktivitas antimikroba Helicobacter
pylori, methicillin resistant Staphylococcus aureus ,efek pada
adenosine 3,5-Siklik monofosfat, melanogenesis, peradangan,
oksidasi lipoprotein densitas rendah, zona penghambatan aktivitas
sitokrom P450s 3A4, 2B6 manusia dan aktivitas 2C9, serta
perlindungan fungsi mitokondria dari tekanan oksidatif. Sedangkan
pada uji ekstrak Glycyrrhiza glabra terhadap bakteri gram positif
dan negatif, ektrak Glycyrrhiza glabra menunjukkan hasil positif
untuk menghambat aktivitas bakteri pada berbagai metode. Bakteri
yang digunakan pada penelitian tersebut antaralain Strepcoccus
mutans, Sterptococcus sanguis, Actinomyces viscosus, Enterococcus
faecalis, Staphylococcus aureus dan Escherichia coli.
Pustaka:Dar, Sabzar Ahmad, A. R. Yousuf, Farooq Ahmad Ganai, et
al. 2012. Bioassay guided isolation and identification of
anti-inflammatory and anti-microbial compounds from Urtica dioica
L. (Urticaceae) leaves. African Journal of Biotechnology Vol.
11(65), pp. 12910-12920.
Gupta, Vivek K, Atiya Fatima, Uzma Faridi, et al. 2007.
Antimicrobial Potential of Glycyrrhiza glabra Roots. Journal of
Ethnopharmacology 116: 377-380.Jones, Cindy L.A. 2000. The
Antibiotic Alternative. Canada: Healing Art Press.Kaur, Prabhjit,
Neha Sharma, et al. 2012. Modulation of genotoxicity of oxidative
mutagens by glycyrrhizic acid from Glycyrrhiza glabra L.
Pharmacognosy Res. 2012 Oct-Dec; 4(4): 189195
Licea, Ramiro Quintanilla, Rolando Morado-Castill, Ricardo
Gomez-Flores, et al. 2012. Bioassay-Guided Isolation and
Identification of Cytotoxic Compounds from Gymnosperma glutinosum
Leaves. Molecules 2012, 17, 11229-11241;
doi:10.3390/molecules170911229.
Nitalikar, Manoj M, Kailas C. Munde, Balaji V. Dhore, Sajid N.
Shikalgar. 2010. Studies of Antibacterial Activities of Glycyrrhiza
glabra Root Extract. International Journal of PharmTech Research
CODEN (USA): IJPRIF ISSN : 0974-4304 vol.2, No.1, pp 899-901.
Sarker, Satyajit D; Zahid Latif,Alexander I. Gray. 2006. Natural
Products Isolation. New Jersey: Humana Press Inc.Sedighinia,
Fereshteh, Akbar Safipour Afshar, Saman soleimanpour, et al. 2012.
Antibacterial activity of Glycyrrhiza glabra against oral
pathogens: an in vitro study. Avicenna Journal of Phytomedicine
Vol. 2, No. 3, Summer 2012, 118-124.
Tamoku, Jean De Dieu, Jules Roger Kuiate, Mathieu Tene, et al.
2011. The Antimicrobial Activities of Extract and Compounds
Isolated from Brillantaisia lamium. Iran J Med Sci March 2011; Vol
36 No 1.