9

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Jahe

Jahe (Zingiber officinale) merupakan tumbuhan terna bertahunan yang

tingginya 30-100 cm. Jenis ini merupakan kultigen yang telah dimanfaatkan dan

dibudidayakan secara luas di kawasan tropik, di tanam di daerah rendah sampai

berketinggian 1500m dpl.Tumbuhan ini mempunyai rimpang yang bervariasi,

baik dalam kandungan minyak atsiri, kandungan air, serat, dan juga bentuk serta

warnanya. Variasi tersebut diduga berkembang tergantung dari keadaan tanah,

iklim, dan cara pembudidayaannya (Purseglove dkk., 1981).

Batang pada tanaman jahe merupakan batang semu yang tumbuh tegak

lurus, berbentuk bulat pipih, tidak bercabang tersusun atas seludang-seludang dan

pelepah daun yang saling menutup sehingga membentuk seperti batang. Bagian

luar batang berlilin dan mengilap, serta mengandung banyak air/succulent,

berwarna hijau pucat, bagian pangkal biasanya berwarna kemerahan. Bagian

batang yang terdapat di dalam tanah, berdaging, bernas, berbuku-buku, dan

strukturnya bercabang. Daun terdiri atas pelepah dan helaian. Pelepah daun

melekat membungkus satu sama lain sehingga membentuk batang. Helaian daun

tersusun berseling, tipis berbentuk bangun garis sampai lanset, berwarna hijau

gelap pada bagian atas dan lebih pucat pada bagian bawah, tulang daun sangat

jelas, tersusun sejajar. Panjang daun sekitar 5-25 cm dan lebar 0,8-2,5 cm. Bagian

ujung daun agak tumpul dengan panjang lidah 0,3-0,6 cm. Permukaan atas daun

terdapat bulu-bulu putih. Ujung daun meruncing, pangkal daun membulat atau

tumpul. Batas antara pelepah dan helaian daun terdapat lidah daun (Ajijah dkk.,

10

1997 dikutip Bermawie dan Purwiyanti, 2011). Gambar tanaman jahe dapat

dilihat pada Gambar 1 dibawah ini.

Gambar 1. Ilustrasi Tanaman Jahe

(Mirocha, 2011)

Dalam sistemika tumbuhan, tanaman jahe termasuk dalam kingdom

Plantae, subkingdom Tracheobionta, subdivisi Angiospermae, kelas Liliopsida-

Monocotyledoneae, subkelas Zingiberidae, ordo Zingiberales, family

Zingiberaceae, genus Zingiber, species Zingiber officinale (US National Plant

Database, 2004).

Rimpang jahe merupakan modifikasi bentuk dari batang tidak teratur.

Bagian luar rimpang ditutupi dengan daun yang berbentuk sisik tipis, tersusun

melingkar. Rimpang adalah bagian tanaman jahe yang memiliki nilai ekonomi dan

dimanfatkan untuk berbagai keperluan antara lain sebagai rempah, bumbu masak,

bahan baku obat tradisional, makanan dan minuman dan parfum (Bermawie dan

Purwiyanti, 2011).

Rimpang

Bunga

Daun

11

Rimpang jahe mengandung 2 komponen utama yaitu (1) komponen volatil

dan (2) komponen non-volatil. Komponen volatil terdiri dari oleoresin (4,0-7,5%),

yang bertanggung jawab terhadap aroma jahe (minyak atsiri) dengan komponen

terbanyak adalah zingiberen dan zingiberol. Minyak atsiri atau dikenal juga

sebagai minyak eteris (aetheric oil), minyak esensial, minyak terbang, serta

minyak aromatik adalah kelompok besar minyak nabati yang berwujud cairan

kental pada suhu ruang namun mudah menguap sehingga memberikan aroma

yang khas. Minyak atsiri jahe berwarna bening sampai kuning tua (Hernani dan

Mulyono , 1997).

Berdasarkan bentuk, warna, dan ukuran rimpang, ada tiga jenis jahe yang

dikenal, yaitu jahe putih besar/jahe badak, jahe putih kecil atau emprit dan jahe

sunti atau jahe merah. Secara umum, ketiga jenis jahe tersebut mengandung pati,

minyak atsiri, serat, sejumlah kecil protein, vitamin, mineral, dan enzim

proteolitik yang disebut zingibain (Denyer et al., 1994).

Jahe emprit dan gajah memiliki harga yang lebih murah dibandingkan jahe

merah namun jahe merah memiliki khasiat sebagai obat-obatan tradisional yang

sering digunakan oleh masyarakat. Jahe emprit dan jahe merah sering digunakan

sebagai bahan baku pembuatan minyak atsiri karena memiliki kandungan minyak

yang cukup tinggi. Jahe merah mempunyai kandungan pati (52,9%), minyak atsiri

(3,9%) dan ekstrak yang larut dalam alkohol (9,93%) lebih tinggi dibandingkan

jahe emprit (41,48, 3,5 dan 7,29%) dan jahe gajah (44,25, 2,5 dan 5,81%)

(Hernani dan Hayani, 2001).

Penelitian modern telah membuktikan secara ilmiah berbagai manfaat

jahe, antara lain :

12

a. Menurunkan tekanan darah. Hal ini karena jahe merangsang pelepasan

hormon adrenalin dan memperlebar pembuluh darah, akibatnya darah

mengalir lebih cepat dan lancar dan memperingan kerja jantung memompa

darah.

b. Membantu pencernaan. Jahe mengandung enzim pencernaan yaitu protease

dan lipase, yang masing-masing mencerna protein dan lemak.

c. Gingerol pada jahe bersifat antikoagulan, yaitu mencegah penggumpalan

darah sehingga mencegah tersumbatnya pembuluh darah, penyebab utama

stroke, dan serangan jantung. Gingerol juga diduga membantu menurunkan

kadar kolesterol.

d. Mencegah mual, karena jahe mampu memblok serotonin, yaitu senyawa kimia

yang dapat menyebabkan perut berkontraksi, sehingga timbul rasa mual.

e. Membuat lambung menjadi nyaman, meringankan kram perut dan membantu

mengeluarkan angin.

f. Jahe juga mengandung antioksidan yang membantu menetralkan efek merusak

yang disebabkan oleh radikal bebas di dalam tubuh (Kusnandar, 2010).

Kandungan senyawa metabolit sekunder pada tanaman jahe-jahean

terutama golongan flavonoid, fenol, terpenoid dan minyak atsiri. Senyawa

metabolit sekunder yang dihasilkan tumbuhan Zingiberaceae ini umumnya dapat

menghambat pertumbuhan patogen yang me-rugikan kehidupan manusia,

diantaranya bakteri E. coli, Bacillus subtilis, S. aureus, jamur Neurospora sp,

Rhizopus sp. dan Penicillium sp. (Nursal, Sri, dan Wilda, 2006). Berbagai macam

komponen yang terdapat pada jahe dapat dilihat pada Tabel 1.

13

Tabel 1. Komponen volatil dan non volatil rimpang jahe

Fraksi Komponen

Nonvolatil Gingerol, shogaol, gingediol, gingediasetat,

Gingerdion, Gingerenon

Volatil

(-)-zingiberene,(+)-ar-curcumene,(-)-β-

sesquiphelandrene, β-bisabolene, α-pinene, bornyl

acetate, borneol, camphene, p-cymene, cineol, citral,

cumene, β-elemene, farnesene, β-phelandrene,

geraniol, limonene, linalol, myrcene, β-pinene,

sabinene

Sumber: WHO(1999) dikutip Kusumaningati (2009)

Minyak jahe dengan jumlah yang besar digunakan dalam pembuatan soft

drinks. Digunakan juga dalam campuran rempah-rempah yang digunakan pada

industry bakery dan confectionary. Jahe emprit atau jahe putih kecil merupakan

varietas jahe yang memilik bentuk paling kecil.Jahe jenis ini memiliki kandungan

minyak atsiri yang paling tinggi dibanding jenis jahe lainnya yaitu jahe gajah dan

jahe sunti.Jahe emprit atau jahe putih kecil merupakan varietas jahe yang memilik

bentuk paling kecil. Jahe jenis ini memiliki kandungan minyak atsiri yang paling

tinggi dibanding jenis jahe lainnya yaitu jahe gajah dan jahe sunti.

Gambar 2. Rimpang Jahe Emprit

(Anonim, 2015)

14

Minyak jahe tidak memiliki sensasi rasa panas yang ada pada oleoresin ,

dan kedua bahan baku tersebut sering dicampur bersamaan. Komponen utama

pada ginger oil yaitu dapat dilihat pada Tabel 2 berikut:

Jahe emprit atau jahe putih kecil merupakan varietas jahe yang memilik

bentuk paling kecil.Jahe jenis ini memiliki kandungan minyak atsiri yang paling

tinggi dibanding jenis jahe lainnya yaitu jahe gajah dan jahe sunti. Jahe emprit

(Zingiber officinale var.Amarum ) merupakan salah satu jenis jahe yang banyak

dimanfaatkan sebagai bahan baku obat-obatan. Hal ini dikarenakan rimpang jahe

emprit berserat lembut, beraroma tajam, dan berasa pedas meskipunukuran

rimpang kecil. Rimpang jahe empritjuga mengandung gizi cukup tinggi, antara

lain 58% pati, 8% protein, 3-5% oleoresin dan 1-3% minyak atsiri (Rukmana,

2000).

Tabel 2. Komponen utama minyak jahe

Nama Komponen Jumlah (%)

Zingiberene 35

AR-curcumene 10

Beta-sesquiphellandrene 10

Bisabolene 8

Camphene 6

Beta-phellandrene 3

1,8-cineole 2

Sumber: Ashurst (1999)

Jahe emprit memiliki tinggi batang berkisar 41,87-56,45 cm dengan warna

batang hijau muda berbentuk bulat dan agak keras. Daunnya berwarna hijau muda

berbentuk lanset dengan kedudukan daun berselang-seling teratur. Panjang daun

pada jahe emprit mencapai 17,4 -19,8 cm dengan luas helaian daun 24,9 – 27,5

cm. Jumlah daun pada jahe emprit berkisar antara 20 -28 helai. Jahe emprit

15

memiliki rimpang relatif kecil, bentuknya pipih, berwarna putih sampai kuning,

seratnya agak kasar dan rasa pedas (Rostiana dkk.,1991). Rimpang jahe emprit

dapat dilihat pada Gambar 2.

2.2. Minyak Atsiri Jahe

Minyak atsiri atau yang disebut juga dengan essential oils, etherial oils,

atau volatile oils adalah komoditi ekstrak alami dari jenis tumbuhan yang berasal

dari daun, bunga, kayu, biji-bijian bahkan putik bunga. Setidaknya ada 150 jenis

minyak atsiri yang selama ini diperdagangkan di pasar internasional dan 40 jenis

di antaranya dapat diproduksi di Indonesia. Meskipun banyak jenis minyak atsiri

yang bisa diproduksi di Indonesia, baru sebagian kecil jenis minyak atsiri yang

telah berkembang dan sedang dikembangkan di Indonesia.

Kegunaan minyak atsiri sangat banyak, tergantung dari jenis tumbuhan

yang diambil hasil sulingannya. Minyak atsiri digunakan sebagai bahan

bakudalam perisa (penyedap rasa/flavour) maupun pewangi. Industri kosmetik

dan parfum menggunakan minyak atsiri kadang sebagai bahan pewangi

pembuatan sabun, pasta gigi, sampho, lotion dan parfum. Industri makanan

menggunakan minyak atsiri setelah mengalami pengolahan sebagai perisa atau

menambah cita rasa. Industri farmasi menggunakannya sebagai obat anti nyeri,

anti infeksi, dan pembunuh bakteri (Feriyanto,2013).

Minyak atsiri memiliki banyak kegunaan di berbagai sektor kehidupan.

Minyak atsiri yang didapatkan dari berbagai tanaman sering digunakan sebagai

bahan pemberi aroma makanan, ataupun parfum, namun dalam studi yang lebih

16

lanjut minyak atsiri dapat juga digunakan sebagai antimikroba terhadap bakteri-

bakteri patogen.

Minyak atsiri yang disuling dari jahe berwarna bening sampai kuning tua

bila bahan yang digunakan cukup kering. Lama penyulingan dapat berlangsung

sekitar 10-15 jam, agar minyak dapat tersuling semua. Kadar minyak dari jahe

sekitar 1,5- 3%. Standar mutu minyak jahe, masih mengacu pada ketentuan EOA

(Essential Oil Association) (Herudianto dan Indiarto, 2010). Standar mutu minyak

jahe dapat dilihat pada Tabel 3 berikut ini.

Tabel 3. Persyaratan minyak atsiri jahe

No Spesifikasi Persyaratan

1 Warna Kuning muda-kuning

2 Bobot jenis 25/25oC 0,877-0,882

3 Indeks bias (nD25

) 1,486-1,492

4 Putaran optik (-28o)-(-45

o)

5 Bilangan penyabunan, maksimum 20

Sumber: Herudianto dan Indiarto (2010)

Komponen utama minyak atsiri jahe adalah seskuiterpen hidrokarbon, dan

paling dominan adalah zingiberen (35%), kurkumen (18%), farnesen (10%), dan

sejumlah kecil bisabolen dan β-seskuifellandren. Sejumlah kecil termasuk 40

hidrokarbon monoterpen seperti 1,8-cineole, linalool, borneol, neral, dan geraniol

(Govindarajan 1982). Komposisi seskuiterpen hidrokarbon (92,17%), antara lain

β- seskuifellandren (25,16%), cis-kariofilen (15,29%), zingiberene (13,97%), α-

farnesen (10,52%), α- (7,84%) dan β-bisabolene (3,34%) dan lainnya. Selain itu,

terkandung juga sejumlah kecil limonen (1,48 – 5,08%), dimana zingiberene dan

β-seskuiterpen sebagai komponen utama dengan jumlah 10 sampai 60%

17

(Wohlmuth et al., 2006 dan Felipe et al., 2008 dikutip Henarni dan Winarti,

2011).

Minyak jahe berisi gingerol yang berbau harum khas jahe, berkhasiat

mencegah dan mengobati mual dan muntah, misalnya karena mabuk kendaraan

atau pada wanita yang hamil, rasanya yang tajam merangsang nafsu makan,

memperkuat otot usus, membantu mengeluarkan gas usus serta membantu fungsi

jantung. Dalam pengobatan tradisional Asia, jahe dipakai untuk mengobati

selesma, batuk, diare dan penyakit radang sendi tulang seperti artritis. Jahe juga

dipakai untuk meningkatkan pembersihan tubuh melalui keringat (Kusnandar,

2010).

2.3 Penyulingan Minyak Atsiri Jahe (Ginger Essential Oil )

Minyak atsiri (essential oil) dapat diperoleh dengan beberapa cara,

diantaranya yaitu dengan metode destilasi, metode pengepresan, enfleurasi,

maserasi,metode ekstraksi dengan pelarut dan metode ekstraksi dengan CO2 dan

CO2 super kritis. Cara minyak diekstraksi dari tumbuhan penting karena beberapa

proses menggunakan pelarut yang dapat merusak sifat terapeutik. Beberapa

tanaman, terutama bunga, tidak dapat diekstrak dengan distilasi uap. Mereka

sangat halus, atau aroma dan komponen terapeutik mereka tidak dapat didapatkan

hanya dengan menggunakan air. Minyak akan diproduksi sebagai ‘absolut’ dan

walaupun tidak dikenali sebagai minyak atsiri mereka masih memiliki fungsi

terapeutik. Nilai dari proses pembuatan minyak atsiri yang baru sangat bergantung

kepada pengalaman dari pendistilasi, dan juga aplikasi produk akhir yang

diinginkan (Rao dan Pandey, 2006).

18

2.4. Destilasi

Metode destilasi adalah salah satu metode yang paling sering digunakan

dalam produksi minyak atsiri. Metode destilasi dengan uap atau air merupakan

metode yang mudah dilakukan dan relatif aman karena tidak menggunakan

pelarut yang berbahaya sehingga metode destilasi sering digunakan pada produksi

minyak atsiri skala besar.

Metode destilasi secara umum dapat dibagi menjadi tiga jenis metode

yaitu :

1) Destilasi Air

2) Destilasi Uap dan Air

3) Destilasi Uap Langsung (Guenther, 1948).

2.4.1. Destilasi Air

Bahan yang akan disuling berhubungan langsung dengan air mendidih. Bahan

yang akan disuling kemungkinan akan mengapung di atas air ataupun terendam

seluruhnya, bergantung kepada berat jenis dan kuantitas bahan yang akan

diproses. Air dapat dididihkan dengan api secara langsung. Sejumlah bahan

tanaman ada kalanya harus diproses dengan penyulingan air (contoh bunga

mawar, bunga-bunga jeruk) sewaktu terendam dan bergerak bebas dalam air

mendidih. Sedangkan bila bahan tersebut diproses dengan penyulingan uap maka

menyebabkan terjadinya pengumpulan hingga uap tidak dapat menembusnya.

Penyulingan air ini tidak ubahnya bahan tanaman direbus secara langsung

(Sastrohamidjojo, 2004). Proses destilasi air dapat dilihat pada Gambar 3.

19

Gambar 3. Destilasi Air

(Guenther, 1948)

2.4.2. Destilasi Uap dan Air

Bahan tanaman yang akan diproses dengan penyulingan uap dan air

ditempatkan pada suatu tempat yang bagian bawah dan tengah berlubang-lubang

dan ditopang diatas dasar alat penyulingan. Bagian bawah alat penyulingan diisi

sedikit air dibawah bahan ditempatkan. Air dipanaskan dengan api seperti pada

penyulingan air. Bahan tanaman yang disuling hanya terkena uap dan tidak

terkena air yang mendidih (Sastrohamidjojo, 2004).

Bila dibandingkan dengan destilasi air, destilasi uap dan air memiliki

kelebihan yaitu mengurangi kemungkinan terbentuknya produk dekomposisi

dalam minyak (hidrolisis ester, polimerisasi, resinifikasi, dll.), selama

dibutuhkannya bejana yang dapat dipindahkan (portable) dan perlengkapan yang

berukuran kecil, maka destilasi uap dan air di beberapa kasus merupakan metode

20

yang lebih baik dibandingkan destilasi air, metode ini membutuhkan lebih sedikit

bahan bakar, waktu yang lebih pendek, dan memproduksi lebih banyak minyak

walaupun dengan kecepatan penguapan yang rendah (Guenther, 1948). Proses

destilasi uap dan air dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Destilasi Uap dan Air

(Guenther, 1948)

2.4.3. Destilasi Uap langsung

Destilasi dengan uap adalah metode destilasi yang paling sering

digunakan.Uap dapat dialirkan dari bejana yang berbeda (Destilasi Uap

Langsung) ataupun diproduksi dari air yang ditambahkan di dasar bejana

(Destilasi Uap dan Air). Destilasi uap langsung hampir sama dengan destilasi uap

dan air namun uap yang digunakan dihasilkan dari suatu pembangkit uap air

(Guenther, 1948).

21

Destilasi uap memungkinkan suatu senyawa atau campuran senyawa untuk

disuling pada temperatur dibawah titik didih dari masing masing unsur. Minyak

atsiri mengandung substansi dengan titik didih 200oC atau lebih tinggi, termasuk

beberapasubstansi dalam bentuk padatan pada temperatur normal. Zat-zat tersebut

diuapkan pada suhu mendekati 100oC pada tekanan atmosfer dengan uap air atau

air mendidih. Suhu uap yang digunakan harus cukup untuk menguapkan

kandungan minyak dalam bahan namun tidak terlalu tinggi sehingga dapat

merusak bahan atau kandungan minyak. Campuran uap panas akan melewati

sistem pendingin, terkondensasi dan membentuk cairan dimana biasanya minyak

atsiri membentuk lapisan pada bagian atas air (Rao dan Pandey 2006).

Uap panas yang digunakan untuk destilasi dihasilkan baik dalam bejana

dari baja yang berisi material tanaman (yang berisi air mendidih pada dasarnya)

atau dengan boiler eksternal. Penggunaan uap yang dihasilkan dari bejana

mengharuskan bahan baku untuk ditopang diatas air mendidih dengan

menggunakan kisi. Air dipanaskan baik secara langsung menggunakan api

ataupun dengan kumparan heat exchanger. Kesederhanaan dari metode ini

menjadikannya cocok digunakan untuk destilasi dalam skala lebih kecil minyak

atsiri. Apabila uap panas diatur oleh eksternal boiler, uap tersebut akan dialirkan

ke dalam dasar bejana melalui kumparan terbuka, jets atau perangkat serupa.

Keuntungan dari destilasi tipe ini adalah relatif cepat dan lebih mudah untuk

dikontrol. Bejana dapat dikosongkan dan diisi dengan cepat dan dengan

reintroduksi langsung dari uap panas tidak ada penundaan saat dimulainya proses

destilasi (Coppen, 1995).

22

Destilasi uap memiliki beberapa keuntungan diantaranya yaitu merupakan

proses yang relatif murah untuk dioperasikan pada tingkat dasar, dan karakteristik

minyak yang dihasilkan oleh metode ini sudah dikenal (Rao dan Pandey, 2006).

Proses destilasi uap langsung dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Destilasi Uap Langsung

(Ashurst, 1999)

2.5. Mikroenkapsulasi

Proses mikroenkapsulasi adalah proses dimana partikel yang sangat kecil

atau butiran diselimuti oleh suatu lapisan, atau tertanam dalam matriks yang

homogen atau heterogen untuk memberikannya berbagai fungsi yang berbeda.

Mikroenkapsulasi dapat memberikan batasan antara bahan inti dengan komponen

lain di dalam produk. Di dalam bidang pangan, mikroenkapsulasi adalah teknik

dimana cairan dalam bentuk tetesan, bahan padat, atau gas terperangkap di dalam

lapisan tipis yang aman digunakan untuk bahan pangan (food grade). Bahan inti

dapat terdiri dari satu jenis bahan atau merupakan campuran beberapa bahan yang

berbeda dan bahan pelapis dapat berupa tunggal atau terdiri dari beberapa lapisan

(double-layered). Penghambatan kerusakan bahan inti diatur oleh fungsi kimia,

23

solubilitas, polaritas, dan volatilitas produk (Gharsallaoui dkk., 2007). Berbagai

jenis struktur mikrokapsul dapat dilihat pada gambar 6 dibawah.

Gambar 6. Berbagai Bentuk Mikrokapsul

(Gibbs, Kermasha, dan Mulligan, 1999)

Proses mikroenkapsulasi secara umum melalui tiga tahap dalam suatu

pengadukan yang sinambung, yaitu:

a. Bentuk tiga fase kimia yang belum saling bercampur, yaitu fase pembawa

(air), fase material inti yang akan dilapisi dan fase pengkapsul.

b. Penempelan bahan pengkapsul pada permukaan bahan inti. Umumnya tahapan

ini terjadi karena bahan pengkapsul diadsorbsikan pada antar permukaan yang

terbentuk antara materi inti dan bahan cair

c. Pemadatan lapisan bahan pengkapsul untuk membentuk mikrokapsul yang

biasanya terjadi akibat panas (Martins dkk., 2014).

Beberapa teknik mikroenkapsulasi yang sering digunakan antara lain

adalah teknik spray drying, freeze drying, fludized bed coating, dan coacervation.

Spray drying adalah metode mikroenkapsulasi yang menggunakan spray dryer

yang merupakan unit operasi dimana bahan inti (core product) yang berupa liquid

diatomisasi di dalam aliran gas panas dalam waktu yang singkat untuk

24

memperoleh produk akhir berupa bubuk (powder). Jenis gas yang paling sering

digunakan adalah udara atau gas inert seperti nitrogen. Bahan awal yang

dimasukan ke dalam sprayer dapat berupa campuran, emulsi, ataupun suspensi.

Teknologi spray drying menghasilkan produk akhir bubuk yang sangat halus (10-

15 lm ) atau dengan ukuran partikel yang lebih besar (2-3 mm) yang tergantung

kepada bahan awal dan kondisi operasi (Gharsallaoui dkk., 2007). Karakteristik

berbagai proses enkapsulasi dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4 . Karakteristik berbagai Proses Enkapsulasi

Jenis Proses Teknik enkapsulasi Ukuran partikel (µm)

Proses kimia

Simple coacervation

Complex Coaservation

Molecular inclusional Cocrystallization

Interfacial polymerization

Solvent evaporation Polyelectrolyte multilayer

Phase inversion

20-200*

5-200*

5-50*

3-30*

1-beberapa*

0.5-1000**

0.02-20

**

0.5-5**

Proses mekanik

Spray drying Spray chilling

Extrusion

Fluidized bed

Pan coating Spinning disc

1-50*

20-200*

200-2000*

˃100*

600-5000**

5-1500

**

Sumber: * Srivastava, Semwal, dan Sharma, 2013.

**S.Sri, dkk., 2012.

Metode spray drying paling sering digunakan dalam proses enkapsulasi,

namun metode spray drying masih memiliki kekurangan, seperti hal nya beberapa

senyawa aromatik dapat hilang (Srivastava, Semwal, dan Sharma, 2013), dapat

mengoksidasi senyawa lemak selama proses pengolahan, produk tidak stabil

dalam penyimpanan, dan memerlukan biaya operasional yang tinggi (Zuidam dan

Nevodic, 2010).

25

Salah satu metode enkapsulasi lain yang dapat digunakan adalah metode

vacuum drying. Metode ini cocok diterapkan pada bahan yang volatil dan tidak

tahan suhu tinggi. Metode pengeringan vakum dapat dilakukan dengan

menggunakan oven vakum yang dapat dilihat pada Gambar 7. Metode ini lebih

sederhana dan murah, selain itu metode vakum dapat mengeringkan bahan pada

suhu yang lebih rendah dibandingkan spray drying sehingga dapat menjadi

alternatif dari pengeringan untuk mikroenkapsulasi.

Gambar 7. Oven Vakum

(Yamato, 2008 dikutip Pratama, 2009)

Pengering rak hampa terdiri dari suatu kabinet dengan rak berongga yang

berlubang. Produk diletakkan di dalam nampan yang ditempatkan di atas rak-rak

yang berlubang tersebut atau jika produk berupa zat padat dapat secara langsung

diletakkan di atas rak berlubang tersebut. Unit pengering ini ditutup rapat dan

kemudian dihampakan. Uap, air panas, minyak panas, Dowtherm atau media

pemanas lain yang cocok dialirkan melalui rongga rak berlubang tadi sehingga

26

dapat memanasi produk yang dikeringkan (Desrosier, 1988). Prinsip kerja oven

vakum dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8. Cara Kerja Oven Vakum

(Prasetyaningrum, 2010)

Udara dari luar masuk ke alat pengering vakum. Udara ini disedot oleh

pompa vakum agar tekanan udara di dalam alat pengering di bawah satu atm 0,6 -

0.9 atm dan kemudian digunakan untuk proses pengeringan. Sementara itu udara

yang keluar dari pompa vakum dimasukkan ke dalam air pendingin (cooling

water), yang berfungsi vacuum jet ejector. Demikian seterusnya, sehingga proses

pengeringan dapat dilakukan pada tekanan dan suhu yang rendah. Penggunaan

suhu dan tekanan rendah berpotensi untuk meningkatkan kualitas produk, dan

energi efisiensi proses pengeringan. Sistem pengeringan ini sangat cocok dan

efisien untuk mengeringkan bahan-bahan yang tidak tahan suhu tinggi

(Prasetyaningrum, 2010).

2.6. Bahan Penyalut

Bahan penyalut adalah bahan-bahan yang digunakan untuk melapisi inti

dari bahan yang akan dimikroenkapsulasi. Berbagai jenis bahan penyalut telah

27

digunakan dalam proses mikroenkapsulasi seperti maltodekstrin, gum arab, Na-

kaseinat, pati termodifikasi, lemak dan lainnya. Perbedaan bahan penyalut yang

digunakan akan mempengaruhi hasil akhir dari mikrokapsul , oleh karena itu

tahap pemilihan bahan penyalut merupakan salah satu tahap yang penting dalam

proses mikroenkapsulasi.

Struktur dinding dari bahan penyalut dirancang untuk melindungi bahan

inti dari faktor-faktor yang dapat menyebabkan kerusakan, mencegah terjadinya

interaksi antara bahan inti dengan komponen lain, membatasi kehilangan

komponen volatil, dan juga mengontrol atau menjaga pelepasan bahan inti pada

kondisi yang diinginkan (Gharshalloui et al., 2007). Berbagai macam jenis bahan

penyalut di bidang pangan dapat dilihat pada Tabel 5 berikut.

Karbohidrat adalah material yang paling sering digunakan di dalam kelas matriks

hidrofilik yang digunakan dalam mikroenkapsulasi. Karbohidrat diklasifikasikan

menjadi empat kategori : gula sederhana atau monosakarida, seperti glukosa dan

fruktosa, disakarida, seperti sukrosa dan laktosa, dan oligosakarida seperti

maltodekstrin dan dekstrin (Vasisht, 2014).

Tabel 5. Bahan Penyalut untuk Enkapsulasi di Bidang Pangan

Parameter Bahan penyalut

Karbohidrat Pati, maltodekstrin, corn syrup solid, dextran, cyclodextrins, pati

termodifikasi, sukrosa

Selulosa Carboxymethyl, cellulose, methylcellulose, ethylcellulose,

nitrocellulose

Gum Gum arab, agar, karagenan, sodium alginat

Lipid Lilin, parafin, lilin lebah(beeswax), asam tristearat , minyak,

lemak, minyak yang dipadatkan

Protein Gluten, kasein, gelatin, albumin, peptida

28

Sumber: Srivastava, Semwal, dan Sharma (2013)

2.6.1. Maltodekstrin

Maltodekstrin adalah suatu produk modifikasi pati. Maltodekstrin sebagai

produk modifikasi pati mempunyai rumus kimia (C6H10O5)nH2O, adalah produk

degradasi bahan baku pati yang memiliki unit α-D-glukosa yang saling berikatan

oleh ikatan glikosidik. Kualitas maltodekstrin dipresentasikan kedalam nilai DE

(Dextrose Equivalent) sesuai dengan spesifisitas Pharmacopeial standar USPNF

XVII untuk produk maltodekstrin yang mempunyai nilai kisaran DE 5-

20.Kelebihan produk ini dapat bercampur dengan air membentuk cairan koloid

bila dipanaskan dan mempunyai kemampuan sebagai perekat, dan tidak bersifat

toksik sehingga dapat digunakan dalam pembuatan tablet obat (Jufri,Anwar dan

Djajadisastra, 2004).

Maltodekstrin atau pati terkombinasi dengan DE yang rendah (kurang dari

20) efektif untuk mikroenkapsulasi flavor (Zuidam dan Nevodic, 2010).

Penggolongan maltodekstrin menjadi maltodekstrin DE rendah dan maltodekstrin

DE tinggi didasarkan pada jumlah maltodekstrin yang terkandung di dalamnya

Dextrose equivalent (DE) adalah persentase hidrolisis dari ikatan glikosidik yang

menyatakan jumlah gula tereduksi. Maltodekstrin DE rendah mengandung jumah

DE antara 3 sampai 15, sedangkan maltodekstrin DE tinggi mengandung DE

antara 16 sampai 20 (Kennedy et al., 1995 dikutip Iskandar 2001). Perbedaan

jumlah kandungan DE menyebabkan adanya perbedaan sifat fungsional dan

stabilitas maltodekstrin.Maltodekstrin DE rendah cenderung mempunyai sifat

mendekati sifat pati sedangkan maltodekstrin DE tinggi bersifat seperti sirup

(Kennedy et.al., 1995 dikutip Desmawarni, 2007).

29

Maltodekstrin memiliki beberapa keuntungan yaitu biaya yang relatif

murah, aroma dan rasa yang netral, viskositas yang rendah pada konsentrasi

padatan yang tinggi dan perlindungan yang baik terhadap oksidasi. Namun

kekurangan maltodekstrin adalah sifat emulsi yang rendah sehingga maltodekstrin

harus dikombinasikan dengan permukaan aktif biopolimer seperti gum arab, pati

termodifikasi, dan protein (Carneiro dkk., 2013).

Maltodekstrin sudah banyak digunakan sebagai bahan penyalut dalam

proses enkapsulasi karena harganya yang cukup murah dan mudah ditemukan.

Maltodekstrin dapat digunakan sebagai pengganti penyalut lain yang lebih mahal

yang sudah digunakan terlebih dahulu seperti gum arab, Na-kaseinat dan whey.

Maltodekstrin dapat dilihat pada Gambar 9 berikut.

Gambar 9. Maltodekstrin

(Anonim2, 2012)

2.6.2. Gum Arab

Gum Arab adalah eksudat kering yang diperoleh dari batang dan cabang

Acaciasenegal (L.) Willdenow atau dekat dengan spesies Acacia (fam.

Leguminosae) terkait. A.seya ladalah spesies yang terkait erat. Gum arab sebagian

besar terdiri dari polisakarida tinggi berat molekul dan kalsium mereka,

magnesium, dan garam kalium, yang pada hasil hidrolisis arabinosa, galaktosa,

30

rhamnose, dan asam glukuronat. Gum arab dari A.seyal kadang-kadang disebut

sebagai permen karettalha (FAO,1995).

Gum ini berasal dari cairan atau getah yang menetes dari batang tanaman

yang biasanya berkayu keras. Umumnya tetesan hidrokoloid ini keluar bila ada

luka pada batang kayu tersebut atau pada kondisi pertumbuhan yang buruk seperti

pada kondisi udara yang terlalu panas atau pada saat kekurangan air. Ada juga

pendapat lain yang menyatakan bahwa cairan ini keluar sebagai proses

metabolisme fisiologis tanaman atau sebagai mekanisme perlindungan diri

terhadap keadaan yang dapat merusak tanaman tersebut (Anonim3, 2006 ).

Gum Arab terbilang unik diantara hidrokoloid alami yang lain karena

kelarutannya yang sangat tinggi di dalam air. Kebanyakan gum tidak dapat larut

dalam air pada konsentrasi yang lebih tinggi dari konsentrasi 55%. Pada

konsentrasi yang tinggi tersebut , gum dapat membentuk massa seperti gel yang

sangat kental yang memiliki karakteristik yang mirip dengan gel pati yang kuat.

Karena dapat membentuk gel dengan padatan tinggi jenis ini, gum arab dapat

digunakan pada konsentrasi yang lebih rendah sebagai pengental dan pengikat

dikombinasikan dengan gum lain (Glicksman, 1983).

Selain kelarutannya yang tinggi, karakteristik utama gum arab adalah

bersifat pembentuk tekstur, pembentuk film, pengikat dan juga pengemulsi yang

baik dengan adanya komponen protein di dalam gum arab. Gum arab dapat

mempertahankan flavor dari makanan yang dikeringkan dengan metode spray

drying karena gum ini dapat membentuk lapisan yang dapat melindungi dari

proses perubahan dekstruktif. Meski begitu gum arab memiliki kelemahan yakni

harganya yang cukup mahal dan ketersediaannya terbatas serta ketahanan

31

oksidasinya rendah. Untuk itu biasanya penggunaan gum arab dicampur dengan

dekstrin seperti maltodekstrin (Thevenet, 1988 dikutip Desmawarni 2007).

Gum arab telah banyak digunakan dan diaplikasikan dalam bidang pangan

seperti dalam konfektionari, produk bakeri, minuman ringan (soft drink),

enkapsulasi flavor, lapisan pelindung (protective coating) untuk melindungi

vitamin, minyak, dan flavor yang tidak stabil dan bermacam-macam kegunaan

lainnya dalam bidang pangan (dalam buku hidrokoloid). Gum arab dapat

diaplikasikan sebagai binding agent bahan pangan maupun bahan obat. Selain itu

gum arab bersifat sebagai emulsifier sehingga bahan yang telah diproses dengan

penambahan gum arab akan mudah dilarutkan dalam air maupun minyak.

Sementara itu dekstrin dapat digunakan sebagai bahan enkapsulasi senyawa

volatile dan minyak (Aghbashlo et al., 2012).

Gum arab dapat digunakan sebagai emulsifier, stabilizer, dan pengental

(FAO, 1995), oleh karena itu gum arab dapat dikombinasikan dengan

maltodekstrin yang memiliki daya emulsifier yang lemah terutama pada bahan

yang berbahan dasar minyak untuk menghasilkan formula penyalut yang baik.

Gambar 10 berikut adalah gambar gum arab yang diambil dari pohonnya.

Gambar 10. Gum Arab

(Cecil, 2005)

32

2.7. Bakteri pada Makanan

Gejala keracunan sering terjadi karena seseorang mengkonsumsi makanan

yang mengandung bahan-bahan berbahaya, termasuk mikroorganisme, yang tidak

dapat dideteksi langsung dengan indera manusia. Bahan-bahan kimia berbahaya

yang terdapat pada makanan sukar diketahui secara langsung oleh orang yang

akan mengkonsumsi makanan tersebut, sehingga seringkali mengakibatkan

keracunan. Mikroorganisme berbahaya yang terdapat di dalam makanan kadang-

kadang dapat dideteksi keberadaannya di dalam makanan jika pertumbuhan

mikroorganisme tertentu menyebabkan perubahan-perubahan pada makanan,

misalnya menimbulkan bau asam, bau busuk, dan lain-lain. Akan tetapi tidak

semua mikroorganisme menimbulkan perubahan yang mudah dideteksi secara

langsung oleh indera kita, sehingga kadang-kadang juga dapat menimbulkan

gejala sakit pada manusia jika tertelan dalam jumlah sangat kecil di dalam

makanan. Jumlah yang sangat kecil ini tidak mengakibatkan perubahan pada sifat-

sifat makanan (Siagian, 2002).

Foodborne disease (penyakit bawaan pangan) merupakan penyakit yang

disebabkan oleh konsumsi pangan (makanan atau minuman) yang terkontaminasi

oleh mikroorganisme atau bahan kimia. Kontaminasi tersebut dapat terjadi pada

berbagai tahap seperti dalam proses pengolahan dan dapat pula diperoleh dari

kontaminasi lingkungan termasuk polusi air, tanah atau udara. Keracunan pangan,

terutama yang disebabkan oleh bakteri patogen, masih menjadi masalah serius di

berbagai negara termasuk Indonesia. Seringkali diberitakan terjadi keracunan

pangan akibat mengkonsumsi hidangan pesta, makanan jajanan, makanan

33

catering, bahkan pangan segar. Bakteri yang mencemari pangan dapat

menyebabkan sakit pada seseorang melalui dua mekanisme, yaitu:

a. Intoksikasi

Merupakan keracunan pangan yang disebabkan oleh produk toksik bakteri

patogen (baik itu toksin maupun metabolit toksik). Bakteri tumbuh pada pangan

dan memproduksi toksin. Jika pangan ditelan, maka toksin tersebut yang akan

menyebabkan gejala, bukan disebabkan bakterinya. Beberapa jenis bakteri yang

menginfeksi manusia dengan menghasilkan toksin antara lain adalah Bacillus

cereus, Clostridium botulinum dan S. aureus.

b. Infeksi

Bakteri patogen dapat menginfeksi korbannya melalui pangan yang

dikonsumsi.Dalam hal ini, penyebab sakitnya seseorangadalah akibat masuknya

bakteri patogen ke dalam tubuh melalui konsumsi pangan yang telah tercemar

bakteri.Untuk menyebabkan penyakit, jumlah bakteri yang tertelan harus

memadai. Hal ini dinamakan dosis infeksi. Beberapa jenis bakteri yang

menginfeksi manusia secara langsung antara lain yaitu bakteri jenis Salmonella,

Clostridium perfringens, dan E.coli (BPOM, 2014).

2.7.1. Staphylococcus aureus

Famili dari Staphylococcaceae terdiri dari empat subfamili, genus

Staphylococcus merupakan yang terpenting. Anggota dari genus ini merupakan

anaerobik fakultatif, nonmotil, kokus gram positif yang biasanya membentuk

gugus tidak beraturan. Sifat bakteri S. aureus adalah katalase positif, oksidase

negatif, memfermentasi glukosa, dan memiliki asam teichoic dalam dinding

selnya. Staphylococcus biasanya berada pada kulit, kelenjar kulit, dan selaput

34

lendir hewan berdarah panas. Staphylococcus berkaitan dengan beberapa penyakit

yang ditemukan pada manusia. S. aureus adalah bakteri Staphylococcus patogen

yang paling berpengaruh pada manusia dan menyebabkan bisul, abses, infeksi

luka, pneumonia, toxic shocks syndrome dan penyakit lainnya (Willey, Sherwood

dan Woolverton, 2008).

S.aureus merupakan bakteri berbentuk bulat (coccus), yang bila diamati di

bawah mikroskop tampak berpasangan, membentuk rantai pendek, atau

membentuk kelompok yang tampak seperti tandan buah anggur. Organisme ini

gram positif. Beberapa strain dapat menghasilkan racun protein yang sangat tahan

panas, yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia. Staphylococcus ada di

udara, debu, air buangan, air, susu, dan makanan atau pada peralatan makan,

permukaan-permukaan di lingkungan, manusia, dan hewan. Manusia dan hewan

merupakan sumber utama infeksi. Staphylococcus ada pada saluran hidung dan

tenggorokan dan pada rambut dan kulit dari 50% atau lebih individu yang sehat.

Tingkat keberadaan bakteri ini bahkan lebih tinggi pada mereka yang

berhubungan dengan individu yang sakit dan lingkungan rumah sakit. Walaupun

pengolah makanan merupakan sumber utama kontaminasi dalam kasus-kasus

keracunan makanan, peralatan dan permukaan lingkungan dapat juga menjadi

sumber kontaminasi oleh S. aureus. Keracunan pada manusia disebabkan oleh

konsumsi enterotoxin yang dihasilkan oleh beberapa strain S. aureus di dalam

makanan , biasanya karena makanan tersebut tidak disimpan pada suhu yang

cukup tinggi (60°C, atau lebih) atau cukup dingin (7.2°C, atau kurang) (Anonim4,

2014).

35

S. aureus diklasifikasikan ke dalam kingdom Bacteria, subkingdom

Posibacteria, filum Firmicutes, kelas Bacilli, orde Bacillales, famili

Staphylococcaceae, genus Staphylococcus, dan spesies Staphylococcus aureus

(ITIS, 2012). Gambar sel S. aureus dapat dilihat pada Gambar 11.

S. aureus adalah penyebab utama dari kasus keracunan makanan. Strain S.

aureus menunjukkan bahwa mikroba jenis ini mudah untuk mendapatkan unsur

genetik dari bakteri lain. Pada kenyataannya, unsur genetik yang besar dan dapat

bergerak muncul untuk mengkodekan faktor antibiotik resisten dan protein yang

meningkatkan keracunan. Salah satu faktor penyebab keracunan yang diproduksi

oleh S. aureus adalah enzim koagulase yang menyebabkan pembekuan plasma

darah. Media perkembangan blood agar dengan pola hemolisis juga berguna

dalam mengidentifikasi staphylococcus ini. S. aureus biasanya tumbuh pada

membran nasal dan kulit. Ditemukan juga pada saluran pencernaan dan saluran

urin hewan berdarah panas (Willey, Sherwood dan Woolverton, 2008).

Gambar 11.Staphylococcus aureus

(Willey, Sherwood dan Woolverton, 2008)

Berbagai macam zat kimia dapat digunakan sebagai pengawet untuk

membunuh atau menghambat pertumbuhan bakteri patogen seperti S.aureus pada

makanan namun banyak zat pengawet kimia yang berbahaya seperti formalin dan

Sel S. aureus

berbentuk kokus

36

boraks yang sering disalahgunakan penggunaannya pada makanan, oleh karena itu

dapat digunakan zat antimikroba alami sebagai pengawet pada makanan.

Elgayyar, dkk (2001) membuktikan bahwa beberapa jenis rempah-rempah

memiliki efektivitas antimikroba terhadap S. aureus dan beberapa bakteri patogen

lain dengan rempah oregano yang memiliki aktivitas antibakteri paling besar

dengan zona bening ≥70-80 mm. Ekstrak jahe juga memiliki aktivitas antibakteri

terhadap bakteri S. aureus dengan zona hambat 9,67 mm dengan pelarut air dan

zona hambat sebesar 13.05 mm untuk pelarut etanol (Ogodo dan Ekeleme, 2013).

2.5.2. Escherichia coli

Spesies E.coli terdiri gram-negatif, oksidasi negatif langsung,

berbentuk batang silinder berukuran1,1-1,5x2,0-6,0 pM. Bakteri ini termasuk

golongan aerobik dan anaerobic fakultatif, bergerak dengan flagellaperitrichous,

atau non-motil (Scheutz &Strockbine, 2005).

Berikut adalah taksonomi dari E. coli: kingdom Proteobacteria,

subkingdom Negibacteria, filum Proteobacteria, kelas Gamma proteobacteria,

orde Enterobacteriales, family Enterobacteriaceae, genus Escherichia, spesies

Escherichia coli (ITIS, 2012). Bentuk sel dari Escherichia coli dapat dilihat pada

Gambar 12.

Gambar 12.Escherichia coli

(Commisso, 2014)

Sel E coli

berbentuk basil

37

E. coli biasanya berkoloni di saluran pencernaan bayi beberapa jam setelah

dilahirkan E. coli dan inang manusia yang pada umumnya berkerja sama untuk

menghasilkan kesehatan yang baik dan keuntungan bersama dalam waktu yang

lama. Strain E.coli jarang menyebabkan penyakit kecuali pada inang yang

imunitasnya rendah atau pencernaan yang tidak normal, contohnya penyakit

peritonitis tetapi saat ini sudah ada beberapa jenis E.coli beradaptasi yang

memiliki atribut penyakit spesifik, dimana dapat meningkatkan kemampuan

beradaptasi terhadap lingkungan baru dan membuatnya dapat menimbulkan

spektrum penyakit yang luas (Kaper, Nataro, dan Mobley, 2004).

Anggota dari Enterobacteriaceae sangatlah banyak, tersebar luas dan

mungkin lebih sering terlihat di kebanyakan laboratorium dibandingkan dengan

bakteri lain. E. Coli merupakan bakteri yang sudah banyak dipelajari dan

merupakan organism eksperimental pilihan banyak mikrobiologis. Bakteri E coli

ada dalam kolon pada manusia dan hewan berdarah panas yang lain, dan sangat

bermanfaat untuk analisis air pada kontaminasi fekal. Beberapa strain

menyebabkan gas troenteritis atau infeksi saluran kemih. Beberapa genus

memiliki patogen manusia yang penting yang bertanggung jawab untuk

beberapa penyakit (Willey, Sherwood dan Woolverton, 2008).

Senyawa bioaktif alami yang didapatkan dari beberapa tumbuhan terbukti

memiliki sifat antimikroba yang dapat mengurangi jumlah bakteri E. coli pada

makanan. Berdasarkan penelitian Elgayyar dkk., (2014) rempah ketumbar dan

basil memiliki efektivitas antibakteri yang cukup tinggi (52 mm dan 37 mm)

terhadap bakteri E.coli O157:H7. Menurut penelitian Rialita (2014), minyak atsiri

jahe merah dan lengkuas merah 1% v/v terbukti memiliki aktivitas antimikroba

38

yang bersifat sedang terhadap E. coli dan beberapa bakteri patogen lainnya

dengan zona bening berkisar antara 7.17-11.17 mm.

2.8. Antimikroba

Antimikroba adalah suatu bahan yang dapat mengganggu pertumbuhan

dan metabolisme mikroorganisme. Pemakaian bahan antimikroba merupakan

suatu usaha untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan

yang dapat menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme.Tujuan

utama pengendalian mikroorganisme untuk mencegah penyebaran penyakit dan

infeksi, membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, dan mencegah

pembusukan dan perusakan oleh mikroorganisme. Ada beberapa hal yang harus

dipenuhi oleh suatu bahan antimikroba, seperti mampu mematikan

mikroorganisme, mudah larut dan bersifat stabil, tidak bersifat racun bagi manusia

dan hewan, tidak bergabung dengan bahan organik, efektif pada suhu kamar dan

suhu tubuh, tidak menimbulkan karat dan warna, berkemampuan menghilangkan

bau yang kurang sedap, murah dan mudah didapat (Pelczar & Chan, 1988).

Zat pengawet dapat bersifat bakterisidal atau membunuh bakteri,

bakteristatik atau menghambat pertumbuhan bakteri, fungisidal, fungistatik,

menghambat germinasi spora bakteri dan sebagainya. Mekanisme penghambatan

pertumbuhan mikroba oleh komponen antimikroba adalah sebagai berikut:

perusakan dinding sel mikroba (lisis), perubahan permeabilitas membran

sitoplasma, terjadi denaturasi protein sel dan penghambatan kerja enzim di dalam

sel.

Komponen utama yang memberikan sifat antimikroba pada rempah-

rempah adalah minyak esensial. Minyak esensial dikenal juga dengan nama

39

minyak terbang atau minyak atsiri dan kadang-kadang disebut juga sebagai

minyak rempah. Minyak ini mengandung komponen aromatik yang tinggi

(Purseglove et al., 1981 dikutip Susilawati, 1987).

Menurut Shelef (1983) dikutip Susilawati, (1987), komponen antimikroba

yang terdapat didalam rempah-rempah terutama kandungan fenolnya dengan berat

molekul antara 150 sampai 160, yaitu yang mempunyai gugus OH. Eugenol,

carvacrol dan timol merupakan komponen antimikroba utama yang ada pada

cengkih, lada, dan kayu manis. Umumnya bakteri gram positif dihambat pada

konsentrasi rempah-rempah yang lebih rendah dibandingkan dengan bakteri gram

negatif karena dinding sel bakteri dengan gram positif lebih mudah untuk

dirusakkan oleh zat-zat antimikroba. Contoh bakteri yang pertumbuhannya

terhambat oleh rempah adalah E.coli, B. cereus, B. subtilis, A. flavus, dan A.

parasiticus. Mekanisme penghambatan oleh senyawa fenol sebagai antibakteri

adalah dengan cara meracuni protoplasma sel dan merusak dinding sel serta

mengendapkan protein sel mikroba. Senyawa yang ada dalam rempah dapat

menyebabkan denaturasi protein sehingga merusak membran sel bakteri.

Efektifitas sifat antimikroba dari setiap jenis rempah-rempah berbeda untuk setiap

mikroba.

Uji aktivitas antibakteri dapat dilakukan dengan metode difusi dan

metodedilusi (pengenceran). Disc diffusion test atau uji difusi disk dilakukan

dengan mengukur diameter zona bening (clear zone) yang merupakan petunjuk

adanya respon penghambatan pertumbuhan bakteri oleh suatu senyawa antibakteri

dalam ekstrak. Syarat jumlah bakteri untuk uji kepekaan / sensitivitas yaitu 105-

108 CFU/mL (Hermawan, Hana, dan Wiwiek, 2007).

40

a. Metode Difusi

Metode yang paling sering digunakan adalah metode difusi agar. Cakram

kertas saring berisi sejumlah tertentu obat ditempatkan pada permukaan medium

padat yang sebelumnya telah diinokulasi bakteri uji pada permukaannya. Setelah

inkubasi, diameter zona hambatan sekitar cakram dipergunakan mengukur

kekuatan hambatan obat terhadap organisme uji. Metode ini dipengaruhi oleh

beberapa faktor fisik dan kimia, selain faktor antara obat dan organisme (misalnya

sifat medium dan kemampuan difusi, ukuran molekular dan stabilitas obat).

Meskipun demikian, standarisasi faktor-faktor tersebut memungkinkan melakukan

uji kepekaan dengan baik (Jawetz et al., 2001).

Pada uji difusi cakram , efektivitas antimikroba dapat diketahui dengan

melihat zona bening (inhibition zone) yang terbentuk. Hasil difusi agar umumnya

kualitatif. Sensitivitas mikroorganisme yang diuji berkaitan dengan ukuran zona

hambat dalam millimeter. Seperti dijelaskan Elgayyar et al.,(2001), aktivitas

antimikroba ekstrak tumbuh-tumbuhan dapat dikelompokkan berdasarkan

diameter penghambatan pada media agar menjadi tiga kategori, yaitu tinggi ( >

11mm), sedang ( > 6mm - < 11 mm) dan rendah (˂ 6 mm ).

b. Metode Dilusi

Metode ini menggunakan antimikroba dengan kadar yang menurun secara

bertahap, baik dengan media cair ataupun padat. Kemudian media diinokulasi

bakteri uji dan dieramkan. Tahap akhir dilarutkan antimikroba dengan kadar yang

menghambat atau mematikan. Uji kepekaan cara dilusi agar memakan waktu dan

penggunaannya dibatasi pada keadaan tertentu saja (Jawetz, et al., 2001).