bab ii - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/796/3/muhammad gigih panji mahardhika bab...

5

BAB II

Tinjauan Pustaka

2.1 Landasan teori

2.1.1 Minyak Cengkeh

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak atsiri yang

cukup penting di dunia, bahkan untuk beberapa komoditas tertentu menguasai pangsa

pasar di dunia. Diantara minyak atsiri yang terkenal adalah minyak cengkeh (cloves

oil). Data ekspor minyak cengkeh, pada tahun 2005 terjadi kenaikan harga sebesar

50% menjadi 25,5 US $. Sedangkan data impor eugenol pada tahun 2005 sebesar

5.473 US $ ( Badan Pusat Statistik, 2005 )

Komponen terbesar pada minyak cengkeh adalah eugenol sebesar

65,03%, trans-caryophyllene 20,94% dan α-Humulene sebesar 3,04%.

Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI, 2006), minyak daun cengkeh

mempunyai kadar eugenol minimal 78% dan beta-caryophyllene min 17 % (SNI,

2006). Penelitian yang dilakukan oleh Jirovetz tahun 2009(dalam Jayanudin,2011)

yang menganalisa komponen yang terkandung minyak atsiri daun cengkeh

menggunakan penyulingan uap didapat 23 komponen dengan kadar tertinggi yaitu

eugenol 76,8%, β-caryophyllene 17,4%, α-humulene (2.1%), dan eugenyl acetate

1.2% (Jayanudin, 2011).

Efek minyak cengkeh dalam menghambat pertumbuhan mikroba B.

subtillis, S. aureus dan P. aeruginosa selama pengujian dengan menggunakan

minyak cengkeh terlihat bahwa ketiga bakteri tersebut tidak ada yang tumbuh

Kemampuan Anti Bakteria..., Muhammad Gigih Panji Mahardhika, Fakultas Teknik UMP, 2015

6

selama waktu pengamatan 24, 48 dan 72 jam. Hal ini terlihat dalam hasil

pengamatan bahwa laju pertumbuhannya stabil berada di rata-rata pertumbuhan

nol, berarti tidak terdapat pertumbuhan bakteri selama waktu inkubasi (Nani

Radiastuti,2009).

Kegunaan minyak atsiri sangat luas dan spesifik, khususnya dalam

berbagai bidang industri. Banyak contoh kegunaan minyak atsiri, antara lain

dalam industri kosmetik (sabun, pasta gigi, sampo dan losion) dalam industri

makanan digunakan sebagai bahan penyedap atau penambah cita rasa dalam

industri parfum sebagai pewangi dalam berbagai produk minyak wangi dalam

industri farmasi atau obat-obatan (anti nyeri, anti infeksi, pembunuh bakteri)

dalam industri bahan pengawet bahkan digunakan pula sebagai insektisida. Oleh

karena itu, tidak heran jika minyak atsiri banyak diburu berbagai negara (Lutony

dan Rahmayati, 2002).

2.1.2 Minimum inhibitor concentration (MIC)

Konsentrasi minimun penghambatan atau lebih dikenal dengan MIC

(Minimum Inhibitory Concentration) adalah konsentrasi terendah dari antibiotika

atau antimikrobial yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba tertentu. Nilai

MIC adalah spesifik untuk tiap-tiap kombinasi dari antibiotika dan mikroba. MIC

dari sebuah antibiotika terhadap mikroba digunakan untuk mengetahui sensitivitas

dari mikroba terhadap antibiotika. Nilai MIC berlawanan dengan sensitivitas

mikroba yang diuji. Semakin rendah nilai MIC dari sebuah antibiotika, sensitivitas

dari bakteri akan semakin besar. MIC dari sebuah antibiotika terhadap spesies


7

mikroba adalah rata-rata MIC terhadap seluruh strain dari spesies tersebut. Strain

dari beberapa spesies mikroba adalah sangat berbeda dalam hal sensitivitasnya.

(Jawetz et al.,1996).

Metode uji antimikrobial yang sering digunakan adalah metode Difusi

Lempeng Agar. Uji ini dilakukan pada permukaan medium padat. Mikroba

ditumbuhkan pada permukaan medium dan kertas saring yang berbentuk cakram

yang telah mengandung mikroba. Setelah inkubasi diameter zona penghambatan

diukur. Diameter zona pengambatan merupakan pengukuran MIC secara tidak

langsung dari antibiotika terhadap mikroba. (Jawetz et al.,1996).

2.1.3 Penyulingan

Penyulingan adalah proses pemisahan komponen yang berupa cairan

atau padatan dari 2 macam campuran atau lebih berdasarkan perbedaan titik

uapnya dan proses ini dilakukan terhadap minyak atsiri yang tidak larut dalam air.

Prinsip destilasi ini adalah penguapan dan pengembunan kembali uap tersebut

pada suhu titik didih. Sebelum dilakukan penyulingan, tanaman tersebut perlu

dilakukan proses pelayuan dan pengeringan bertujuan untuk menguapkan

sebagian air dalam bahan sehingga penyulingan berlangsung lebih mudah dan

lebih singkat (Ketaren, 1985).

Penyulingan merupakan suatu perubahan cairan menjadi uap dan uap

tersebut didinginkan kembali menjadi cairan. Unit operasi distilasi merupakan

metode yang digunakan untuk memisahkan komponenkomponen yang terdapat

dalam suatu larutan atau campuran dan tergantung pada distribusi komponen-


8

komponen tersebut antara fasa uap dan fasa air. Semua komponen tersebut

terdapat dalam fasa cairan dan uap. Fasa uap terbentuk dari fasa cair melalui

penguapan (evaporasi) pada titik didihnya (Geankoplis, 1983).

Syarat utama dalam operasi pemisahan komponen-komponen dengan

cara distilasi adalah komposisi uap harus berbeda dari komposisi cairan dengan

terjadi keseimbangan larutan-larutan, dengan komponen komponennya cukup

dapat menguap. Suhu cairan yang mendidih merupakan titik didih cairan tersebut

pada tekanan atmosfer yang digunakan (Geankoplis, 1983).

Teori Dasar Distilasi

Perpindahan panas ke cairan yang sedang mendidih memegang

peranan yang penting pada proses evaporasi dan distilasi atau juga pada proses

biologi dan proses kimia lain seperti proses petroleum, pengendalian temperatur

suatu reaksi kimia, evaporasi suatu bahan pangan dan sebagainya. Cairan yang

sedang dididihnya biasanya ditampung dalam bejana dengan panas yang berasal

dari pipa-pipa pemanas yang horizontal atau vertikal. Pipa dan plat-plat tersebut

dipanaskan dengan listrik, dengan cairan panas atau uap panas pada sisi yang lain

(Geankopolis, 1983).

Zat cair yang mudah larut kepada suatu cairan dalam keadaan suhu

konstan, maka cairan tersebut akan larut sempurna pada larutan yang pertama.

Kedua larutan tersebut terbentuk fase tunggal dimana bagian permukaan dari

campuran lauratn tersebut terutama terdiri dari molekul-molekul cairan jenis

pertama. Jumlah molekul cairan jenis pertama yang lolos ke dalam ruang

penguapan dalam waktu tertentu tergantung dari jumlah molekul yang berada di


9

lapisan permukaan cairan. Jumlah ini lebih sedikit dibanding dengan larutan

murni semula. Akan tetapi bagi molekul yang saling larut sempurna, molekul

yang berubah menjadi cairan (berkondensasi) tidak akan segera akan terjadi.

Karena luas permukaan tidak berubah, sedangkan molekul cairan jenis pertama

lebih banyak berkondensasi daripada menguap, maka untuk sementara waktu

keadaan keseimbangan akan terganggu. Proses tersebut akan berlangsung terus

sampai tercapai suatu ketimbangan yang mantap, yaitu pada saat kecepatan

penguapan dan kondensasi sudah sama besarnya. (Geankopolis, 1983).

2.1.4 Ekstrasi

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan dari bahan padat maupun

cair dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak

substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material lainnya. Ekstraksi padat-cair

atau leaching adalah transfer difusi komponen terlarut dari padatan inert kedalam

pelarutnya. Proses ini merupakan proses yang bersifat fisik karena komponen

terlarut kemudian dikembalikan lagi keadaan semula tanpa mengalami perubahan

kimiawi. Ekstrak dari bahan padat dapat dilakukan jika bahan yang diinginkan

dapat larut dalam pelarut pengekstraksi (Panji, 2005).

Ekstraksi tergantung dari beberapa faktor antara lain yaitu :

1. Ukuran partikel

2. Jenis partikel

3. Suhu

4. Pengadukan


10

Ekstraksi termasuk proses pemisahan melalui dasar operasi difusi.

Secara difusi, proses pemisahan terjadi karena adanya perpindahan solute, searah

dari fasa diluen ke fasa solven, sebagai akibat adanya beda potensial diantara dua

fasa yang saling kontak sedemikian, hingga pada suatu saat, sistem berada dalam

keseimbangan.

Secara garis besar, proses pemisahan secara ekstraksi terdiri dari tiga

langkah dasar:

1. Langkah pencampuran, dengan menambahkan sejumlah massa solven

sebagai tenaga pemisah (MSA).

2. Langkah pembentukan fasa kedua atau fasa ekstrak yang diikuti dengan

pembentukan keseimbangan.

3. Langkah pemisahan kedua fasa seimbang.

Sebagai tenaga pemisah, solven harus dipilih sedemikian hingga

kelarutannya dengan diluen adalah terbatas atau bahkan sama sekali tidak

melarutkan, karena, ketika sejumlah massa solven ditambahkan ke dalam larutan

(solute dalam diluen), maka akan terbentuk dua fasa cairan yang tidak saling

melarut (Treybal,1981).

Pemisahan kedua fasa seimbang, dengan mudah dapat dilakukan jika

densitas fasa Rafinat dan fasa Ekstrak memiliki perbedaan yang cukup. Tetapi

jika densitas kedua fasa hampir sama, maka pemisahan menjadi semakin sulit,

karena campuran cenderung membentuk emulsi. Lebih jauh, sebagai tenaga

pemisah, Solven diharapkan dapat melarutkan solute cukup baik, memiliki

perbedaan titik didih dengan solute cukup besar, tidak beracun, tidak bereaksi


11

secara kimia dengan solute maupun diluen, murah dan mudah diperoleh

(Guenther,1987) .

Komponen yang terdapat dalam larutan, menentukan jenis solven

yang digunakan sebagai tenaga pemisah. Pada umumnya, proses ekstraksi tidak

berdiri sendiri, tetapi melibatkan operasi-operasi lain seperti proses pengambilan

kembali solven dari fasa ekstrak sehingga dapat dimanfaatkan kembali sebagai

tenaga pemisah. Untuk maksud tersebut, banyak cara dapat dilakukan, misalnya

dengan cara distilasi pemanasan sederhana atau dengan cara pendinginan untuk

mengurangi sifat kelarutannya (Guenther, 1987).

2.1.5 n-Hexane

n-Hexane adalah senyawa yang memiliki berat molekul 86,18 g/mol

dengan rumus molekul dengan rumus struktur :

Gambar 2.1. Strukutur n-Heksane

n-Hexane mempunyai sifat fisik yaitu cair dan mudah terbakar.

Sedangkan kegunaan nya adalah sebagai pelarut organik. (Nurramdhani,2012).

Menurut Guenther, 1987, pelarut sangat mempengaruhi proses

ekstraksi. Pemilihan pelarut pada umumnyadipengaruhi oleh faktor-faktor antara

lain :

11


(Guenther,1987) .








2.1.5 n-Hexane








lain :

11


(Guenther,1987) .








2.1.5 n-Hexane








lain :


12

1. Pelarut dapat melarutkan semua zat yang akan diekstrak dengan cepat dan

sempurna.

2. Pelarut harus mempunyai titik didih yang cukup rendah sehingga pelarut mudah

diuapkan tanpa menggunakansuhu tinggi pada proses pemurnian dan jika

diuapkan tidak tertinggal dalam minyak.

3. Pelarut tidak larut dalam air

4. Pelarut bersifat inert sehingga tidak bereaksi dengan komponen lain

5. Harga pelarut semurah mungkin.

6. Pelarut mudah terbakar.

n-Hexane Merupakan pelarut yang paling ringan dalam mengangkat

minyak yang terkandung dalam tumbuh tumbuhan dan mudah menguap sehingga

memudahkan untuk refluk. Pelarut ini memiliki titik didih antara 65–70 °C.

2.1.6 Bakteri Patogen

2.1.6.1 Salmonella tiphymurium

Gambar 2.2 Koloni Salmonella tiphymurium

Salmonella tiphymurium (gambar 2.2) adalah bakteri batang lurus,

gram negatif, tidak berspora, bergerak dengan flagel peritrik, berukuran 2-4 μm x


13

0.5-0,8 μm. Salmonella sp. tumbuh cepat dalam media yang sederhana

(Jawet’z,dkk, 2005),

Merujuk pada penelitian dari WHO Salmonella sp hampir tidak

pernah memfermentasi laktosa dan sukrosa,membentuk asam dan kadang gas

dari glukosa dan manosa, biasanya memproduksi hidrogen sulfide atau H2S, pada

biakan agar koloninya besar bergaris tengah 2-8milimeter, bulat agak cembung,

jernih, pada media tidak menyebabkan hemolisis, pada media Mac Conceykoloni

Salmonella sp. Tidak memfermentasi laktosa Salmonella sp tahan hidup dalam air

yang dibekukan dalamwaktu yang lama, bakteri ini resisten terhadap bahan kimia

tertentu (misalnya hijau brillian, sodium tetrathionat, sodium deoxycholate) yang

menghambat pertumbuhan bakteri enterik lain, tetapi senyawa tersebut berguna

untuk ditambahkan pada media isolasi. (WHO, 2003)

2.1.6.2 Escherichia coli

Gambar 2.3 Koloni Escherichia coli

Bakteri E. coli merupakan spesies dengan habitat alami dalam saluran

pencernaan manusia maupun hewan. E. coli pertama kali diisolasi oleh Theodor

Escherichia coli dari tinja seorang anak kecil pada tahun 1885. Bakteri ini


14

berbentuk batang, berukuran 0,4-0,7 x 1,0-3,0 μm, termasuk gram negatif, dapat

hidup soliter maupun berkelompok, umumnya motil, tidak membentuk spora,

serta fakultatif anaerob dan bentuk nya dapat dilihat pada gambar 2.3 (Carter &

Wise, 2004).

Struktur sel E. coli dikelilingi oleh membran sel, terdiri dari

sitoplasma yang mengandung nukleoprotein . Membran sel E. coli ditutupi oleh

dinding sel berlapis kapsul. Flagela dan pili E. coli menjulur dari permukaan sel

(Tizard,2004).

Tiga struktur antigen utama permukaan yang digunakan untuk

membedakan serotipe golongan E. coli adalah dinding sel, kapsul dan flagela.

Dinding sel E. coli berupa lipopolisakarida yang bersifat pirogen dan

menghasilkan endotoksin serta diklasifikasikan sebagai antigen O. Kapsul E. coli

berupa polisakarida yang dapat melindungi membran luar dari fagositik dan

sistem komplemen, diklasifikasikan sebagai antigen K. Flagela E. coli terdiri dari

protein yang bersifat antigenik dan dikenal sebagai antigen H. Faktor virulensi E.

coli juga disebabkan oleh enterotoksin, hemolisin kolisin, siderophor, (Quinn et

al. 2002).

2.1.6.3 Vibrio cholerae

Gambar 2.4 Bakteri Vibrio cholerae


15

Vibrio cholerae adalah salah satu bakteri yang masuk pada family

Vibrioneceae. Vibrio cholerae termasuk dalam bakteri gram negatif berbentuk

batang bengkok seperti koma dengan ukuran panjang 2-4 µm (gambar 2.4).

Bakteri ini dapat bergerak aktif karena mempunyai satu buah flagella polar

(monotrikh) dan tidak membentuk spora. Vibrio cholerae bersifat aerob atau

anaerob fakultatif. Suhu optimum untuk pertumbuhan bakteri ini adalah 18-37 °C

dan dapat tumbuh di berbagai media, termasuk media tertentu yang mengandung

garam mineral dan aspargin sebagai sumber karbon dan nitrogen. Salah sati ciri

khas dari Vibrio cholerae ini adalah dapat tumbuh pada pH yang sangat tinggi

(8,5-9,5) dan cepat mati karena asam dan pertumbuhan sangat baik pada pH 7,0.

(Amelia,2005).

2.1.6.4 Bacillus subtilis

Gambar 2.5 Koloni Bacillus subtilis

Bacillus subtilis (gambar 2.5) digolongkan ke dalam kelas bakteri

heterotrofik, yaitu protista bersifat uniseluler, termasuk dalam golongan

mikroorganisme redusen atau yang lazim disebut sebagai dekomposer. Sebagian


16

besar bakteri laut termasuk dalam kelompok bakteri bersifat heterotrofik dan

saprofitik (Rheinheimer 1980).

Marga Bacillus merupakan salah satu dari enam bakteri penghasil

endospora. Endospora tersebut berbentuk bulat, oval, elips atau silinder, yang

terbentuk di dalam sel vegetatif. Endospora tersebut membedakan Bacillus dari

tipe-tipe bakteri pembentuk eksospora (Salle, 1984). Marga Bacillus mampu

tumbuh pada temperatus 10-50° C, merupakan saprofit ringan yang tak berbahaya,

mudah tumbuh dalam kerapatan tinggi dan mampu membentuk endospora yang

tahan panas (Salle 1984).

Marga Bacillus merupakan bakteri yang berbentuk batang dapat

dijumpai di tanah dan air termasuk pada air laut. Beberapa jenis menghasil enzim

ekstraseluler yang dapat menghidrolisis protein dan polisakarida kompleks.

Bacillus spp membentuk endospora, merupakan gram positif, bergerak dengan

adanya flagel peritrikus, dapat bersifat aerobik atau fakultatif anaerobik serta

bersifat katalase positif (Pelczar et al. 1976).

Bacillus mampu tumbuh pada temperatus 10-50° C, merupakan

saprofit ringan yang tak berbahaya, mudah tumbuh dalam kerapatan tinggi dan

mampu membentuk endospora yang tahan panas (Salle, 1984).


17

2.1.6.5 Staphylococcus aureus

Gambar 2.6 Koloni Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus (gambar 2.6) merupakan bakteri Gram Positif,

tidak bergerak, tidak berspora dan mampu membentuk kapsul. (Boyd, 1980),

berbentuk kokus dan tersusun seperti buah anggur (Todar, 2002) Ukuran

Staphylococcus berbeda-beda tergantung pada media pertumbuhannya. Apabila

ditumbuhkan pada media agar, Staphylococcus memiliki diameter 0,5-1,0 mm

dengan koloni berwarna kuning. Dinding selnya mengandung asam teikoat, yaitu

sekitar 40% dari berat kering dinding selnya. Asam teikoat adalah beberapa

kelompok antigen dari Staphylococcus. Asam teikoat mengandung aglutinogen

dan N-asetilglukosamin. (Boyd,1980).

Menurut Schlegel,1994, Staphylococcus aureus adalah bakteri aerob

dan anaerob, fakultatif yang mampu menfermentasikan manitol dan menghasilkan

enzim koagulase, hyalurodinase, fosfatase, protease dan lipase. Staphylococcus

aureus mengandung lysostaphin yang dapat menyebabkan lisisnya sel darah

merah. Toksin yang dibentuk oleh Staphylococcus aureus adalah haemolysin alfa,

beta, gamma delta dan apsilon. Toksin lain ialah leukosidin, enterotoksin dan


18

eksfoliatin. Enterotosin dan eksoenzim dapat menyebabkan keracunan makanan

terutama yang mempengaruhi saluran pencernaan. Leukosidin menyerang leukosit

sehingga daya tahan tubuh akan menurun.

2.1.7 Penelitian terdahulu tentang aktifitas anti bakteri minyakl atsiri

Telah dilakukan penelitian efek antibakteri ekstrak etanol daun

cengkeh (Eugenia aromatica) dengan menggunakan penyari etanol 96% terhadap

bakteri Gram positif (Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis) dan bakteri

Gram negatif (Escherichia coli dan Salmonella paratyphi) dengan menggunakan

metode difusi agar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak daun cengkeh

menunjukkan efek antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus, Bacillus

subtilis, Escherichia coli, dan Salmonella paratyphi. Efek antibakteri dimulai

pada konsentrasi 10%, sedangkan pada konsentrasi 1% tidak memberikan efek.

Hasil penelitian menunjukkan diameter daerah hambat yang lebih kecil bila

dibandingkan dengan diameter daerah hambat dari antibiotika ampisilin yang

digunakan sebagai kontrol positif.. Dari analisis data dalam penelitian

menggunakan perhitungan analisis statistik anova satu arah, hasil yang diperoleh

menunjukkan adanya perbedaan bermakna antara konsentrasi ekatrak daun

cengkeh dengan diameter daerah hambat terhadap masingmasing bakteri (Shirly

dan Dian, 2008 ).


bab ii - repository.ump.ac.idrepository.ump.ac.id/796/3/muhammad gigih panji mahardhika bab...

Documents