i

PENGARUH GENOTIP DAN LAMA WAKTU EKSTRAKSI METODE MODIFIED

MICROWAVE ASSISTED EXTRACTION (MAE) TERHADAP AKTIVITAS

ANTIBAKTERI EKSTRAK ETANOL CABAI RAWIT LOKAL (Capsicum

frutescens L.)

Oleh :

RENY ANGGRAENI

NIM. 135100500111003

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana Teknologi

Pertanian

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

ii

iii

iv

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tulungagung pada tanggal 12 Mei 1995 dari

ayah bernama Poernomo dan ibu Endang Sulistijowati. Penulis

menyelesaikan pendidikan Taman Kanak – kanak di TK Muslimat

NU 10 Malang pada tahun 2001, melanjutkan ke Sekolah Dasar

di SDN Bareng 2 Malang lulus pada tahun 2007, kemudian

melanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 6

Malang dan lulus pada tahun 2010, menyelesaikan Sekolah

Menengah Atas di SMA Negeri 1 Malang dan lulus pada tahun 2013. Tahun 2013

penulis melanjutkan pendidikan S-1 di Universitas Brawijaya Malang dan pada tahun

2017 telah berhasil menyelesaikan pendidikannya di Jurusan Teknologi Hasil

Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang.

Selama masa pendidikan di universitas tersebut, penulis aktif di dunia

kepanitiaan yaitu kepanitiaan Orientasi Pengenalan Jurusan dan Himpunan pada

tahun 2014 sebagai anggota divisi pendamping, Raja Brawijaya pada tahun 2015

sebagai anggota divisi konsumsi. Serta untuk menunjang pengetahuan akademik

sekaligus mengasah kemampuan, penulis juga aktif sebagai asisten Praktikum

Kimia Dasar pada tahun 2014, Praktikum Mikrobiologi Umum pada tahun 2015,

Praktikum Mikrobiologi Pangan pada tahun 2016 di Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Brawijaya Malang.

Mei, 2017

Penulis

v

HALAMAN PERUNTUKAN

Alhamdulillah…… terimakasih ya Allah

Karya kecil ini aku persembahkan kepada kedua orang tua, adik-adikku dan semua

sahabat tercintaku yang telah memberikan doa dan semangat dalam menyelesaikan

karya ini

Semoga karya ini memberikan manfaat untuk kita semua.

Aamiin Ya Rabbal Alamiin.

vi

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama Mahasiswa : Reny Anggraeni

NIM : 135100500111003

Jurusan : Teknologi Hasil Pertanian

Fakultas : Teknologi Pertanian

Judul Skripsi : Pengaruh Genotip Dan Lama Waktu Ekstraksi Metode

Modified Microwave Assisted Extraction (MAE) Terhadap

Aktivitas antibakteri Ekstrak Etanol Cabai Rawit Lokal

(Capsicum frutescens L.)

Menyatakan bahwa,

Skripsi dengan judul di atas merupakan karya asli penulis tersebut di atas. Apabila di

kemudian hari terbukti pernyataan ini tidak benar saya bersedia dituntut sesuai

hukum yang berlaku.

Malang, Mei 2017

Pembuat Pernyataan,

Reny Anggraeni

NIM. 135100500111003

vii

RENY ANGGRAENI. 135100500111003. Pengaruh Genotip dan Lama Waktu Ekstraksi Metode Modified Microwave Assisted Extraction (MAE) terhadap Aktivitas antibakteri Ekstrak Etanol Cabai Rawit Lokal (Capsicum frutescens L.). Dosen Pembimbing: Dr. Ir. Joni Kusnadi, M.Si.

RINGKASAN

Indonesia merupakan negara beriklim tropis yang memiliki kelembapan tinggi sehingga memudahkan perkembangbiakan bakteri patogen maupun non-patogen. Beberapa bakteri patogen dapat menyebabkan infeksi, infeksi memerlukan antibiotik sebagai salah satu obat utama. Seiring dengan perkembangan zaman, penggunaan antibiotik dianggap kurang aman dan kurang efektif. Alternatif penggunaan antibiotik adalah senyawa aktif dari tumbuhan seperti Cabai Rawit (Capsicum frutesencs L.). Komponen bioaktif pada cabai rawit seperti seperti flavonoid, alkaloid dan kapsaisinoid diduga dapat menjadi senyawa antibakteri. Sebelum dilakukan uji aktivitas antibakteri pada cabai rawit, dilakukan proses ekstraksi dengan menggunakan energi gelombang mikro. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jenis genotip dan lama waktu ekstraksi terhadap aktivitas antibakteri ekstrak cabai rawit.

Metode penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) 2 Faktor. Faktor I adalah jenis genotip cabai rawit terdiri dari 3 level yaitu Genotip G5, G6, dan G15 dan faktor II adalah lama waktu ekstraksi terdiri dari 2 level yaitu 10 dan 15 menit sehingga diperoleh 6 perlakuan dan diulang sebanyak 3 kali. Analisa data hasil pengamatan dilakukan dengan menggunakan analisa ragam (ANOVA) dengan uji lanjut dengan DMRT (Duncan Multiple Range Test) 5%. Penetapan Perlakuan terbaik menggunakan metode Zeleny. Hasil penelitan menunjukkan bahwa perlakuan genotip berpengaruh nyata (α = 0,05) terhadap rendemen, total fenol, total flavonoid, dan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Eschericia coli, Shigella dysenteriae, Salmonella typhi, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, sedangkan lama waktu ekstraksi tidak berpengaruh nyata terhadap semua parameter. Interaksi antar kedua perlakuan berpengaruh nyata (α = 0,05) terhadap total flavonoid, dan aktivitas antibakteri terhadap bakteri Salmonella typhi dan Staphylococcus aureus. Genotip G15 dengan lama waktu ekstraksi 15 menit merupakan perlakuan terbaik dengan karakteristik sebgai berikut : Rendemen 3,40%, total fenol 76,76 mg GAE/ g berat kering ekstrak, total flavonoid 419,94 mg QE/ g berat kering ekstrak, aktivitas antibakteri (diameter hambat) terhadap Eschericia coli 7,05 mm, Shigella dysenteriae 7,09 mm, Salmonella typhi 7,90 mm, Listeria monocytogenes 7,81 mm, Bacillus cereus 9,59 mm dan Staphylococcus aureus 13,08 mm.

Kata Kunci: Antibakteri, Bakteri Patogen, Cabai Rawit, Ekstraksi, MAE.

viii

RENY ANGGRAENI. 135100500111003.The Effect of Genotype and Extraction Time Using Modified Microwave Extraction (MAE) Method on Antibacterial Activity of Ethanol Extract of Local Cayenne Pepper (Capsicum frutescens L.). Supervisor: Dr. Ir. Joni Kusnadi, M.Si.

SUMMARY

Indonesia is a tropical country that has a high humidity to facilitate pathogenic and non-pathogenic bacteria’s breeding. Some pathogenic bacteria can cause infection, infection requires antibiotics as one of the main drugs. As time goes by, the use of antibiotics is less save and considered less effective because some bacteria are more resistant. An alternative way to use antibiotics is the active compound of plants such as cayenne pepper (Capsicum frutesencs L.). Bioactive components in pepper such as flavonoids, alkaloids and capsaisinoids can be antibacterial agent. Extraction process using microwave energy should be done before testing the antibacterial activity of pepper. This study aims to determine the effect of genotypes and time of extraction on antibacterial activity of pepper extract.

This research used Randomized Block Design (RDB) with 2 factors. First factor was genotypes of chili pepper consists of 3 levels (G5, G6, and G15). The second factor was the time of extraction consists of 2 levels of 10 and 15 minutes. Data were analyzed using Analysis of Variance (ANOVA), the following test used DMRT (Duncan Multiple Range Test) 5%. Determination of the best treatment used multiple attribute Zeleny. The results showed that genotype treatment had significant effect (α = 0,05) on yield, total phenol, total flavonoid, and antibacterial activity against Escherichia coli, Shigella dysenteriae, Salmonella typhi, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes bacteria. Extraction time had no significant effect on all parameters. The interaction between the two treatments had significant effect (α = 0,05) on Total Flavonoid, and antibacterial activity against Salmonella typhi and Staphylococcus aureus bacteria. Genotype G15 with 15 minutes of extraction was the best treatment with the following characteristics: yield 3,40%, total phenol 76,76 mg GAE / g dry weight extract, total flavonoid 419,94 mg QE / g dry weight extract, antibacterial activity (Inhibitory diameter) to Escherichia coli 7.05 mm, Shigella dysenteriae 7.09 mm, Salmonella typhi 7.90 mm, Bacillus cereus 7.81 mm, Staphylococcus aureus 9.59 mm and Listeria monocytogenes 13.08 mm.

Keywords: Antibacterial, Extraction, MAE, Pathogenic Bacteria, Pepper.

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang atas

segala rahmat dan hidayah-Nya, hingga penyusun dapat menyelesaikan Laporan

Skripsi yang berjudul ”Pengaruh Genotip Dan Lama Waktu Ekstraksi Metode

Modified Microwave Assisted Extraction (MAE) Terhadap Aktivitas antibakteri

Ekstrak Etanol Cabai Rawit Lokal (Capsicum frutescens L.)” dengan baik.

Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada :

1. Dr. Ir. Joni Kusnadi, M.Si., selaku Dosen Pembimbing yang telah meluangkan

waktunya dan membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan

skripsi ini dengan baik secara menyeluruh

2. Prof. Dr. Teti Estiasih STP. MP., selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

3. Kedua orang tua, Erika dan Iqbal yang selalu mendoakan dan memberi dukungan

dan semangat penuh baik materiil maupun no materiil

4. Sahabat-sahabat tersayang “Big Hero 6, Berandal Insyaf, Mr.Joni Squad, dan

High School Never End” yang selalu memberi semangat dan dorongan untuk

segera menyelesaikan penulisan skripsi ini

5. Teman seperjuangan Tim Capsicum Mas Dedi, Mbak Wuri, Agna, Hamidah,

Titin, dan Desy yang telah banyak membantu sejak awal penulisan skripsi ini

6. Teman-teman di THP dan Fakultas Teknologi Pertanian khususnya angkatan

2013, serta semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi yang

turut memberikan masukan serta dukungannya

Demikian yang dapat penulis sampaikan, semoga karya tulis ini dapat

bermanfaat bagi penulis dan semua pihak yang membutuhkan.

Malang, Mei 2017

Penulis,

Reny Anggraeni

x

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... iii

RIWAYAT HIDUP .................................................................................................. iv

HALAMAN PERUNTUKAN ................................................................................... v

KEASLIAN SKRIPSI ............................................................................................. vi

RINGKASAN ......................................................................................................... vii

SUMMARY ............................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR ............................................................................................. ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xv

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................. 3

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Cabai Rawit ..................................................................................... 5

2.1.1 Klasifikasi Tanaman Cabai Rawit ............................................................. 7

2.1.2 Nama Daerah ........................................................................................... 7

2.1.3 Kandungan Kimia .................................................................................... 8

2.1.4 Manfaat Cabai Rawit ................................................................................ 8

2.2 Senyawa Bioaktif pada Cabai Rawit ................................................................ 9

2.3 Antibakteri ........................................................................................................ 12

2.4 Mekanisme penghambatan zat antibakteri ....................................................... 13

2.5 Ekstraksi .......................................................................................................... 14

xi

2.6 Pelarut ............................................................................................................. 15

2.7 Microwave Assisted Extraction (MAE).............................................................. 17

2.8 Bakteri Indikator ............................................................................................... 19

2.8.1 Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif .................................. 19

2.8.2 Bakteri Gram Positif ................................................................................. 20

2.8.3 Bakteri Gram Negatif ................................................................................ 23

2.9 Antibiotik .......................................................................................................... 27

2.10 Resisten Antibiotik ......................................................................................... 27

2.11 Metode untuk Menguji Aktivitas Antibakteri .................................................... 28

III. METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .......................................................................... 29

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................ 28

3.2.1 Alat ........................................................................................................... 29

3.2.2 Bahan ....................................................................................................... 30

3.3 Metode Penelitian ............................................................................................ 30

3.4 Pelaksanaan Penelitian ................................................................................... 31

3.4.1 Penelitian Pendahuluan ............................................................................ 31

3.4.2 Penelitian Utama ...................................................................................... 32

3.4.3 Tahap Pengujian dan Analisis Data .......................................................... 33

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Bahan Baku ................................................................................. 35

4.2 Analisis Rendemen dan Sifat Kimia Ekstrak Cabai Rawit................................. 36

4.2.1 Rendemen Ekstrak Cabai Rawit ............................................................... 36

4.2.2 Total Fenol Ekstrak Cabai Rawit .............................................................. 38

4.2.3 Total Flavonoid Ekstrak Cabai Rawit ........................................................ 40

4.3 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit ......................................................... 41

4.3.1 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap E.coli ......................... 42

4.3.2 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap Shigella dysenteriae .. 44

4.3.3 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap Salmonella typhi ........ 45

4.3.4 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap Bacillus cereus .......... 47

4.3.5 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap L.monocytogenes ...... 49

4.3.6 Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap S.aureus ................... 51

xii

4.3.7 Perbedaan Kerentanan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif terhadap

Senyawa Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit ................................................ 53

4.4 Pemilihan Perlakuan Terbaik Metode Zeleny ................................................... 55

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ...................................................................................................... 57

5.2 Saran ............................................................................................................... 57

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 58

LAMPIRAN ............................................................................................................ 68

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Deskripsi Berbagai Genotip Cabai Rawit .......................................... 6

Tabel 2.2 Kandungan Kimia Cabai Rawit dalam 100 g...................................... 8

Tabel 2.3 Nilai Konstanta Dielektrik Beberapa Pelarut ...................................... 17

Tabel 2.4 Perbandingan Ekstraksi Microwave dengan Metode Ekstraksi

Lain ................................................................................................... 19

Tabel 2.5 Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif ........................... 20

Tabel 3.1 Kombinasi Perlakuan ........................................................................ 31

Tabel 4.1 Data Hasil Analisa Kadar Air Cabai Rawit ......................................... 35

Tabel 4.2 Data Hasil Total Fenol dan Flavonoid Cabai Rawit ........................... 35

Tabel 4.3 Rerata Total Flavonoid Ekstrak Cabai Rawit ..................................... 40

Tabel 4.4 Rerata Diameter Zona Bening pada Salmonella typhi ....................... 46

Tabel 4.5 Rerata Diameter Zona Bening pada Staphylococcus aureus ............. 52

Tabel 4.6 Perbandingan Diameter Daya Hambat Bakteri Uji ............................. 54

Tabel 4.7 Perlakuan Terbaik Cabai Rawit ......................................................... 56

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Cabai Rawit .................................................................................... 7

Gambar 2.2 Struktur Beberapa Senyawa Fenolik pada Cabai Rawit .................. 9

Gambar 2.3 Struktur Dasar Beberapa Komponen Flavonoid pada Cabai

Rawit ............................................................................................... 10

Gambar 2.4 Struktur Kimia Komponen Kapsaisinoid .......................................... 11

Gambar 2.5 Gambaran Melintang Cabai Rawit .................................................. 12

Gambar 2.6 Microwave Modifikasi ...................................................................... 18

Gambar 2.7 Struktur Sel Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif ........................ 19

Gambar 2.8 Bakteri Staphylococcus aureus ....................................................... 20

Gambar 2.9 Bakteri Listeria monocytogenes ...................................................... 21

Gambar 2.10 Bakteri Bacillus cereus ................................................................... 22

Gambar 2.11 Bakteri Salmonella typhi ................................................................. 23

Gambar 2.12 Bakteri Eschericia coli ..................................................................... 24

Gambar 2.13 Bakteri Shigella dysenteriae ........................................................... 26

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Ekstraksi Cabai Rawit Metode MAE ............... 34

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Genotip dan Lama Waktu Ekstraksi terhadap

Rendemen Ekstrak Cabai Rawit ..................................................... 36

Gambar 4.2 Grafik Rerata Total Fenol Ekstrak Cabai Rawit ............................... 38

Gambar 4.3 Grafik Rerata Diameter Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai

Rawit terhadap Eschericia coli ....................................................... 42

Gambar 4.4 Grafik Rerata Diameter Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai

Rawit terhadap Shigella dysenteriae ............................................... 44

Gambar 4.5 Grafik Rerata Diameter Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai

Rawit terhadap Bacillus cereus ....................................................... 48

Gambar 4.6 Grafik Rerata Diameter Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai

Rawit terhadap Listeria monocytogenes.......................................... 50

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Prosedur Analisa ...................................................................... 68

Lampiran 2. Kadar Air Ekstrak (%) ............................................................... 73

Lampiran 3. Data Analisa Rendemen .......................................................... 74

Lampiran 4. Data Analisa Total Fenol .......................................................... 75

Lampiran 5. Data Analisa Total Flavonoid ................................................... 76

Lampiran 6. Data Analisa Antibakteri terhadap Eschericia coli .................... 79

Lampiran 7. Data Analisa Antibakteri terhadap Shigella dysenteriae ........... 80

Lampiran 8. Data Analisa Antibakteri terhadap Salmonella typhi ................. 81

Lampiran 9. Data Analisa Antibakteri terhadap Listeria monocytogenes ..... 84

Lampiran 10. Data Analisa Antibakteri terhadap Bacillus cereus ................... 85

Lampiran 11. Data Analisa Antibakteri terhadap Staphylococcus aureus ...... 86

Lampiran 12. Pemilihan Perlakuan Terbaik Metode Zeleny ........................... 88

Lampiran 13. Data Analisa Bahan Baku Cabai Rawit .................................... 90

Lampiran 14. Data Sekunder Konsentrasi Kapsaisinoid Metode HPLC ......... 90

Lampiran 15. Kurva Pertumbuhan Eschericia coli .......................................... 92

Lampiran 16. Kurva Pertumbuhan Bacillus cereus ......................................... 93

Lampiran 17. Kurva Pertumbuhan Shigella dysenteriae ................................. 94

Lampiran 18. Kurva Pertumbuhan Staphylococcus aureus ............................ 95

Lampiran 19. Kurva Pertumbuhan Listeria monocytogenes ........................... 96

Lampiran 20. Kurva Pertumbuhan Salmonella typhi ...................................... 97

Lampiran 21. Dokumentasi Penelitian ............................................................ 98

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan negara beriklim tropis yang memiliki kelembapan tinggi

sehingga memudahkan perkembangbiakan mikroorganisme, salah satu mikro-

organisme yang dapat tumbuh dengan baik adalah bakteri, baik yang bersifat

patogen maupun non patogen. Beberapa bakteri patogen dapat menyebabkan

infeksi dan tidak jarang menyebabkan kematian. Infeksi memerlukan antibiotik

sebagai salah satu obat utama (Nelwan, 2006).

Antibiotik merupakan obat yang dapat mengobati infeksi oleh bakteri. Seiring

dengan perkembangan zaman, penggunaan antibiotik dianggap kurang efektif

karena bakteri semakin resisten terhadap antiobiotik (Ventola, 2015). Resistensi

antibiotik terjadi akibat evolusi genetik (susunan gen) dan biokimiawi (zat-zat dalam

tubuh bakteri). Bahkan telah diketahui bahwa bakteri dapat saling melakukan

transfer gen yang menyebabkan semakin meningkatnya jumlah bakteri yang

memiliki kemampuan resistensi terhadap antibiotik (Sudigdoadi, 2015). Selain

adanya efek samping dari antibiotik, gaya hidup kembali ke alam (back to nature)

mendorong para peneliti untuk mencari alternatif. Alternatif tersebut berupa senyawa

aktif dari tumbuhan yang dapat dijadikan sebagai antibakteri dan tidak menimbulkan

efek samping. Tumbuhan yang diduga memiliki senyawa aktif sebagai antibakteri

adalah Cabai Rawit (Capsicum frusencens L.).

Cabai rawit merupakan salah satu komoditas unggulan hortikultura di

Indonesia dan merupakan salah satu jenis sayuran yang sangat berpotensi untuk

dikembangkan karena memiliki manfaat yang sangat luas. Cabai rawit sering

dimanfaatkan sebagai penyedap rasa, pewarna bahan makanan, sebagai bahan

pengawet, penambah selera makan, pembuatan ramuan obat-obatan dan pada

industri makanan dapat digunakan sebagai pengganti lada (Cahyono, 2003). Cabai

rawit memiliki berbagai jenis genotip, dimana genotip unggul biasanya didasarkan

atas penampilan fenotip. Umumnya penampilan karakter kuantitatif berbagai genotip

cabai rawit bervariasi dari suatu lingkungan ke lingkungan lainnya. Meskipun

tanaman cabai rawit dapat tumbuh di berbagai ketinggian, ketinggian tempat

2

berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman dan kandungan senyawa bioaktif

karena berkaitan langsung dengan keadaan iklim setempat, seperti suhu udara,

curah hujan, kelembaban udara dan penyinaran matahari yang dibutuhkan oleh

tanaman. Maka dari itu penulis ingin mengetahui kandungan senyawa bioaktif dan

aktivitas antibakteri berbagai genotip cabai rawit yang berasal dan ditanam pada

ketinggian tempat yang berbeda.

Kandungan gizi pada cabai rawit cukup lengkap antara lain karbohidrat,

protein, mineral, vitamin C, vitamin E, karotenoid, serat kasar, minyak atsiri, dan

komponen bioaktif seperti seperti flavonoid, alkaloid dan kapsaisinoid (Srinivas,

2009). Kapsaisinoid yang terdiri dari kapsaisin dan dihydrokapsaisin (90%) serta

sebagian kecil nordihydrokapsaisin, norkapsaisin, homokapsaisin, homodihydro-

kapsaisin, nornorkapsaisin, nornordihydrokapsaisin, merupakan zat yang menye-

babkan rasa pedas pada cabai rawit (Barbero et al., 2007). Selain menyebabkan

rasa pedas, senyawa kapsaisinoid dapat menghambat beberapa bakteri patogen

penyebab infeksi pada manusia atau merupakan senyawa antibakteri (Dorantez et

al., 2000).

Sebelum dilakukan uji aktivitas antibakteri pada cabai rawit, perlu dilakukan

proses ekstraksi untuk mendapatkan ekstrak cabai rawit. Ekstraksi adalah suatu

proses pemisahan suatu senyawa dengan bantuan pelarut. Pelarut yang digunakan

harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan tanpa melarutkan material

lainnya (Pratiwi, 2010). Seiring dengan kemajuan teknologi inovasi, maka ekstraksi

dengan menggunakan microwave lebih sering digunakan karena dengan bantuan

energi gelombang mikro, gelombang mikro bisa langsung diserap oleh bahan dan

pelarut sehingga menyebabkan waktu ekstraksi lebih singkat dan energi yang

digunakan lebih sedikit. Pada penelitian kali ini, ekstraksi akan dilakukan dengan

menggunakan modified microwave dimana alat microwave akan dilengkapi dengan

kondensor yang mengakibatkan pelarut akan terkondensasi setelah terjadi proses

ekstraksi dan penguapan pelarut, sehingga resiko pelarut hilang ke lingkungan

semakin kecil.

Berdasarkan pada penelitian yang dilakukan oleh Sylvia et al (1996)

mengenai aktivitas antibakteri berbagai jenis cabai (cabai merah, cabai keriting dan

cabai rawit) dengan metode maserasi dan penelitian yang telah dilakukan oleh Bello

et al. (2015) tentang aktivitas antibakteri berbagai varietas cabai rawit di Nigeria,

maka perlu dilakukan penelitian aktivitas antibakteri ekstrak etanolik berbagai

3

genotip cabai rawit lokal terhadap beberapa bakteri patogen dengan menggunakan

microwave. Etanol merupakan pelarut yang memiliki daya serap tinggi terhadap

energi gelombang elektromagnetik, selain itu etanol mampu melarutkan senyawa

organik yang tidak larut di dalam air pada buah cabai rawit (Barbero, 2006). Kajian

terhadap pemilihan berbagai lama waktu ekstraksi pada proses ekstraksi sangat

penting, menurut Doughari (2012) semakin lama waktu ekstraksi maka akan

semakin tinggi yield yang diperoleh, namun bila ekstraksi telah mencapai batas

maksimum maka penambahan waktu tidak akan mempengaruhi laju ekstraksi, maka

dari itu penulis ingin mengetahui efektifitas lama waktu proses ekstraksi terhadap

senyawa yang terdapat pada cabai rawit.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan dapat dirumuskan

permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh jenis genotip cabai rawit terhadap aktivitas antibakteri

ekstrak etanol cabai rawit?

2. Bagaimana pengaruh lama waktu ekstraksi terhadap aktivitas antibakteri ekstrak

cabai rawit?

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh jenis genotip terhadap kandungan senyawa bioaktif dan

aktivitas antibakteri ekstrak cabai rawit.

2. Mengetahui pengaruh lama waktu terhadap kandungan senyawa bioaktif dan

aktivitas antibakteri ekstrak cabai rawit.

4

1.4 Manfaat

1. Memberi dasar pengembangan ilmu pengetahuan mengenai efek antibakteri

berbagai varietas cabai rawit lokal.

2. Sebagai acuan lebih mendalam mengenai efektivitas bahan alam sebagai

antibakteri terhadap bakteri patogen.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman Cabai Rawit

Tanaman cabai rawit tergolong dalam famili terung-terungan (Solanaceae)

yang tumbuh tegak. Cabai rawit pertama kali dibawa pada zaman Columbia akhir

ke Pasifik dan daerah-daerah tropik lainnya dan mengalami naturalisasi di beberapa

tempat, termasuk Afrika tropik dan Asia Tenggara termasuk Indonesia

(Djarwaningsih, 2005). Cabai rawit mudah ditanam di dataran rendah ataupun

tinggi. Tanaman cabai merupakan tanaman yang menyerbuk sendiri. Namun

demikian, persilangan antar varietas secara alami sangat mungkin terjadi di

lapangan yang dapat menghasilkan ras-ras cabai baru dengan sendirinya

(Cahyono, 2003). Beberapa cabai rawit yang digunakan dalam penenlitian dapat

dilihat pada Tabel 2.1.

6

Tabel 2.1 Deskripsi Berbagai Genotip Cabai Rawit (Ratih, 2016)

Genotipe Deskripsi Asal

G5 Bunga cabai rawit Genotipe 5 tumbuh pada bagian aksil. Terdapat satu bunga dengan posisi tegak pada tiap-tiap aksil tersebut. Saat mekar, bunga ini memiliki antera yang berwarna biru, panjang 2±0,00 mm dengan filamen yang berwarna ungu, panjang 3±0,00 mm. Buah berbentuk triangular, warna buah mentah kuning kehijauan, warna buah matang merah. Panjang buah sekitar 3,95±0,33 cm, lebar 1,54±0,13 cm, berat 2,80±0,26 g, panjang tangkai 2,96±0,24 cm, tebal dinding buah 1,00±0,17 mm. Biji berwarna kekuningan (straw), permukaan halus, jumlah biji per buah 62±9,84 dengan diameter biji sekitar 3,91±0,21 mm.

Malang (ketinggian antara 440 – 667 mdpl, suhu udara berkisar antara 22,7°C – 25,1°C, kelembaban udara berkisar 79% – 86%) (Pemkot Malang, 2008)

G6 Warna batang cabai Genotip 6 ketika menjelang

ditanam adalah ungu. Tinggi tanaman sekitar

59,29±8,99 cm, dan lebar kanopi sekitar 59,71±14,47

cm. Batang bersudut (angled), berbulu rapat, panjang

batang sekitar 26,86±9,44 cm, diameter batang sekitar

6,70±1,12 mm. Panjang batang tergolong pendek

akibat tanaman ini mengalami gejala pucuk keriting

dan rontok pada fase vegetatifnya. Daun cukup lebat,

berwarna hijau, Bunga tersebut tumbuh dalam posisi

tegak. warna buah mentah kuning kehijauan, warna

buah matang merah. Panjang buah sekitar 4,17±0,37

cm, lebar 1,24±0,12 cm, berat 2,02±0,22 g, panjang

tangkai 2,80±0,23 cm, tebal dinding buah 0,92±0,18

mm. Ujung buah tumpul, panjang plasenta >1/2

panjang buah. Biji berwarna kecoklatan (tan),

permukaan biji halus, jumlah biji per buah 40±8,08

(n=30) dengan diameter biji sekitar 3,90±0,17 mm

(n=150).

Malang (ketinggian antara 440 – 667 mdpl, suhu udara berkisar antara 22,7°C – 25,1°C, kelembaban udara berkisar 79% – 86%) (Pemkot Malang, 2008)

G15 Kerapatan daun sedang, warna daun hijau, bentuk

daun ovate, jumlah buah per axil satu, posisi bunga

erect, warna corolla putih, spot corolla berwarna putih,

bentuk corolla rotate, warna anther hijau, warna

filament ungu muda, stigma tereksersi, warna calyx

tidak ada, tepi calyx dentate, annular contriction tidak

ada, warna buah mentah kuning, fruit set intermediet,

warna buah tua merah terang, bentuk buah elongate,

pelekatan buah obtuse, leher buah absent, ujung buah

pointed, tambahan ujung buah absent, permukaan

buah semiwrinkled.

Banyuwangi

(ketinggian antara

6 hingga 125

mdpl, suhu udara

berkisar antara

26,7°C – 28,8°C,

kelembaban udara

berkisar 79% –

82%) (Pemkab

Banyuwangi,

2008)

7

(a) (b) (c)

Gambar 2.1 Cabai Rawit : (a) Genotip G5, (b) Genotip G6, (c) Genotip G15

2.1.1. Klasifikasi Tanaman Cabai Rawit

Tanaman cabai rawit memiliki klasifikasi sebagai berikut (Simpson, 2010):

Divisi : Spermatophyta

Subdivisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledoneae

Ordo : Corolliforea

Famili : Solanaceae

Genus : Capsicum

Species : Capsicum frutescens L.

2.1.2. Nama Daerah

Sumatera: Leudeu (Gayo) Sidudu langit (Balak simalungun) lada limi (Nias)

Lado Kutu (Minangkabau) Lada Mutia (Melayu). Jawa: Cabe rawit (Sunda) Lombok

jemprit (Jawa tengah) Cabi telek (Madura). Bali: Tabia krinyi. Nusa Tenggara: Sebia

kidi (Sasak) Kurus (Alor) Hisa bure (Sangir). Sulawesi: Rica halus (Manado) Kaluya

Kapal (Alfuru) Mareta dodi (Mongondoe) Mulita diiti (Gorontalo) Malita didi (Buol)

Lad masiwo (Barcee) Lada marica (Makassar). Maluku: Karatupe batawe (Seram).

Irian: Ricagufu (Ternate) Ricagufa (Tidore) Metrek wakloh (Sarmi) Basen tanah

(Berik).

8

2.1.3. Kandungan Kimia

Secara umum, Capsicum frutescens memiliki kandungan kimia sebagai berikut:

Tabel 2.2 Kandungan Kimia Cabai Rawit dalam 100 Gram

Komponen Kimia Total

Kadar Air (g) Karboidrat (g) Protein (g) Lemak (g) Total Gula (g) Sodium (Na) (mg) Potassium (K) (mg) Kalsium (Ca) (mg) Magnesium (Mg) (mg) Vitamin C (mg) Total fenol (mg)

73.4 1 9.18 1

11.67 1 0.35 1 4.2 1 1 1 216 1 7 1 11 1 22.21 1 110.6 2

Kapsaisin (mg) 109.8 2 Dihydrokapsaisin (mg) 42.0 2

Sumber : 1(Roe et al., 2013) 2 (Nascimento et al., 2014)

2.1.4. Manfaat Cabai Rawit

Selain pemanfaatan cabai rawit yang sangat luas, kandungan kapsaisinoid

yang terdapat di dalam cabai rawit memiliki manfaat terhadap sistem kardiovaskuler

(Josse et al., 2010; Luo et al., 2010; Peng, 2010). Cabai dapat mempengaruhi

reaksi-reaksi dalam tubuh secara tepat. Melalui peredaran darah, cabai

mempengaruhi muatan-muatan listrik yang ada di seluruh tubuh untuk

mempengaruhi kerja jantung, lalu pembuluh arteri dan kapiler darah, serta

merangsang saraf untuk tetap bekerja (Suparman, 2006). Kapsaisinoid juga memiliki

aktivitas antitumor (Rajput et al., 2012; Laviada dan Henche, 2014). Kapsaisinoids

juga terbukti memiliki aktivitas antioksidan dengan kemampuannya untuk mencegah

pembentukan ROS (reactive oxygen species) yang terlalu banyak (Kogure et al.,

2002; Kim et al., 2013). Selain kandungan kapsaisinoid, kandungan fenol dan

flavonoid di dalam cabai rawit berfungsi sebagai antioksidan sehingga sangat baik

9

untuk pencegahan kanker. Manfaat lain adalah untuk melindungi struktur sel,

meningkatkan efektivitas vitamin C, anti-inflamasi, mencegah keropos tulang dan

sebagai agen antibakteri (Waji dan Sugrani, 2009).

2.2 Senyawa Bioaktif pada Cabai Rawit

Senyawa bioaktif dapat berperan sebagai antioksidan, antikanker dan

antibakteri. Beberapa senyawa bioaktif yang terdapat pada cabai rawit adalah

sebagai berikut:

a. Fenol

Fenol merupakan senyawa kimia yang terdapat gugus hidroksil (-OH) yang

berikatan dengan hidrokarbon aromatik. Senyawa fenolik memiliki tipe struktur yang

sederhana seperti asam fenolat, dan kumarin hingga struktur yang kompleks seperti

flavonoid dan tannin (Robbins et al., 2006). Menurut Wahyuni et al., (2013)

menyatakan bahwa senyawa fenol yang terdapat pada beberapa cabai seperti

Capsicum annuum, Capsicum chinense dan Capsicum frutescens antara lain

myricetin, quercetin, kaempferol, luteolin, apigenin, asam trans-p-ferulat.

Gambar 2.2. Struktur Beberapa Senyawa Fenolik Pada Cabai (Zhao et al., 2011).

b. Flavonoid

Flavonoid merupakan salah satu sub-klas fenol yang memiliki peranan

paling penting bagi kesehatan dibandingkan senyawa lainnya (Robbins et al.,

10

2006). Flavonoid dibagi menjadi beberapa subklas antara lain flavonols

(quercetin), flavones (luteolin, apigenin), flavanones (naringenin), dan flavanols

(cathecin, epicatechin, procyanidins/oligomers and polymers) (Counet et al.,

2004). Senyawa flavonoid yang terdapat pada cabai antara lain myricetin,

quercetin, luteolin, kaempferol. Struktur dasar komponen flavonoid dapat dilihat

pada Gambar 2.2

Gambar 2.3. Struktur Dasar Beberapa Komponen Flavonoid pada Cabai Rawit

(Jayaprakash and Marshall, 2012)

c. Kapsaisinoid

Kapsaisinoid merupakan senyawa bioaktif yang bertanggung jawab terhadap

kepedasan pada cabai rawit. Kapsaisinoid hanya ditemukan pada genus Capsicum.

Komponen utama kapsaisinoid adalah kapsaisin dan dihidrokapsaisin yang

mencapai 90% dari total kapsaisinoid. Komponen lainnya adalah nordihydro-

kapsaisin, homodihidrokapsaisin, dan homokapsaisin. Kapsaisin merupakan senya-

wa alkaloid yang bersifat lipofilik, tidak berwarna, tidak berbau, dan larut pada

minyak, alkohol dan lemak. Kapsaisinoid sering dimanfaatkan pada bidang pangan

dan bidang farmasi (Pena et al., 2009). Kandungan kapsaisinoid tergantung pada

genotip dan tergantung pada tingkat kematangan buah (Estrada et al., 2000). Selain

itu faktor kondisi lingkungan dan nutrisi pada saat penanaman juga dapat

11

mempengaruhi kandungan kapsaisinoid. Level tingkat kepedasan paca cabai rawit

dinyatakan dalam satuan SHU (Scoville Heat Unit). Semakin tinggi nilai SHU maka

semakin pedas cabai rawit tersebut.

Gambar 2.4. Struktur Kimia Komponen Kapsaisinoid (Khrisna, 2003)

2.2.1 Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Senyawa Bioaktif

Senyawa bioaktif pada tumbuhan merupakan senyawa-senyawa hasil

metabolisme sekunder, yang tidak terdapat secara merata dalam makhluk hidup dan

ditemukan dalam jumlah yang sedikit. Senyawa bioaktif pada tanaman berperan

sebagai sistem pertahanan dari polusi, stres, paparan sinar UV (Sermakkani dan

Thangapandian, 2012). Metabolit sekunder terbentuk karena lahan yang relatif

kering, suhu yang kurang optimum, pH dan kelembaban tanah.

2.2.2. Distribusi Senyawa Bioaktif di dalam Buah

Senyawa bioaktif pada buah cabai rawit terdistribusi pada beberapa jaringan.

Kapsaicin lebih banyak ditemukan pada bagian septum, sedangkan fenol, flavonoid,

saponin dan tannin terdistribusi pada plasenta dan pericarp. Bagian-bagian buah

dapat dilihat pada Gambar 2.5.

12

Gambar 2.5 Gambaran Melintang cabai rawit dilihat dengan mikroskop cahaya

(Herawan, 2010).

2.3 Antibakteri

Antibakteri adalah senyawa (baik kimia maupun non kimia) yang digunakan

untuk mengendalikan pertumbuhan ataupun membunuh bakteri yang bersifat

merugikan manusia. Pengendalian pertumbuhan mikroorganisme bertujuan untuk

mencegah penyebaran penyakit dan infeksi, membasmi mikroorganisme pada inang

yang terinfeksi, dan mencegah pembusukan serta perusakan bahan oleh

mikroorganisme.

Zat antibakteri dapat bersifat bakterisidal (membunuh bakteri), bakteriostatik

(menghambat pertumbuhan bakteri), dan germisidal (menghambat germinasi spora

bakteri). Kemampuan suatu zat antibakteri dalam menghambat pertumbuhan bakteri

dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya konsentrasi zat antibakteri, jenis,

jumlah, umur dan keadaan mikroba, suhu, waktu, kadar air, pH, jenis dan jumlah

komponen di dalamnya (Agustrina, 2011).

Ket:

a: Pericarp

b: Septum

c: Biji

d: Plasenta

e: Funikulus

13

2.4 Mekanisme Penghambatan Zat Antibakteri

Secara umum, mekanisme kerja antibakteri dibagi menjadi empat cara, yaitu:

1. Penghambatan sintesis dinding sel

Bakteri memiliki dinding sel yang kaku, terdiri atas peptidoglikan, dan

berfungsi untuk mempertahankan bentuk mikroorganisme dan menahan sel

bakteri, yang memiliki tekanan osmotik yang tinggi di dalam selnya. Mekanisme

antibakteri yaitu dengan merusak dinding sel atau menghambat pemben-

tukannya sehingga akan menyebabkan lisis pada sel.

2. Penghambatan fungsi selaput sel

Sitoplasma dibatasi oleh selaput sitoplasma yang berfungsi sebagai

penghalang dengan permeabilitas aktif, melakukan fungsi transportasi aktif,

dengan demikian mengendalikan susunan dalam sel. Mekanisme kerja

antibakteri akan mengganggu integritas fungsi selaput sitoplasma sehingga

makromolekul dan ion dalam sel akan lolos keluar sel sehingga terjadilah

kerusakan atau kematian sel.

3. Penghambatan sintesis protein

Salah satu mekanisme penghambatan sintesis protein dilakukan dengan

menghambat perlekatan tRNA dan mRNA ke ribosom, sehingga pada akhirnya

dapat mengganggu proses translasi dan transkripsi bahan genetik.

4. Penghambatan sintesis asam nukleat

Penghambatan sintesis asam nukleat dilakukan dengan cara memutuskan

ikatan polymerase RNA dan menghambat metabolism folat (Poeloengan et al.,

2006).

14

2.5 Ekstraksi

Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan suatu senyawa dengan bantuan

pelarut. Pelarut yang digunakan harus dapat mengekstrak substansi yang diinginkan

tanpa melarutkan material lainnya (Pratiwi, 2010).

Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi ekstraksi, diantaranya:

1. Suhu

Kelarutan bahan yang diekstraksi dan difusivitas biasanya akan meningkat dengan

meningkatnya suhu, sehingga diperoleh laju ekstraksi yang tinggi. Pada beberapa

kasus, batas atas untuk suhu operasi ditentukan oleh beberapa faktor, salah satunya

adalah perlunya menghindari reaksi samping yang tidak diinginkan (Sapkale et al.,

2010).

2. Penyiapan bahan sebelum ekstraksi

Agar proses ekstraksi berlangsung dengan cepat dan efisien perlu dilakukan tahap

persiapan bahan baku seperti pengeringan dan penggilingan untuk memperkecil

ukuran partikel dan memperbesar luas permukaan yang bersentuhan dengan

pelarut. Pengurangan kadar air ini juga akan membuat bahan dapat bertahan lama

sebelum proses ekstraksi berlangsung. Bahan baku juga perlu disimpan pada

tempat yang kering untuk menjaga kelembabannya sehingga tidak merusak kualitas

hasil ekstraksi. Dengan pengeringan yang sempurna akan dihasilkan ekstrak yang

memiliki kemurnian tinggi (Fauzi, 2012).

3. Ukuran partikel

Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar luas bidang kontak antara padatan

dan solven, serta semakin pendek jalur difusinya, yang menjadikan laju transfer

massa semakin tinggi (Khanuja et al., 2008).

4. Waktu

Semakin lama waktu ekstraksi maka akan semakin tinggi yield yang diperoleh,

namun bila ekstraksi telah mencapai batas maksimum maka penambahan waktu

tidak akan mempengaruhi laju ekstraksi (Doughari, 2012).

15

5. Faktor solven

Dalam pemilihan pelarut ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan, antara

lain (Genin, 2007) :

a. Selektivitas Pelarut.

Pelarut yang dipilih harus dapat melarutkan ekstrak yang diinginkan, bukan

komponen – komponen lain dari sampel yang akan diekstraksi.

b. Kelarutan

Nilai kelarutan bahan yang diekstak terhadap pelarut harus cukup tinggi agar

pelarut mampu melarutkan ekstrak.

c. Viskositas

Viskositas pelarut berpengaruh pada koefisien difusi dan laju ekstraksi.

Viskositas pelarut yang rendah akan meningkatkan koefisien difusi sehingga

laju ekstraksi meningkat.

d. Kecocokan dengan solut

Pada umumnya pelarut tidak boleh bereaksi atau menyebabkan perubahan

secara kimia pada komponen – komponen bahan ekstraksi.

e. Titik didih

Untuk memudahkan proses pemurnian ada baiknya perbedaan titik didih

antara pelarut dan bahan yang diekstrak cukup besar

2.6 Pelarut

Pelarut merupakan salah satu faktor yang harus diperhatikan dalam proses

ekstraksi suatu senyawa. Hal ini karena pelarut akan menentukan seberapa banyak

suatu senyawa dapat diekstrak. Hal yang perlu diperhatikan dalam memilih pelarut

adalah selektivitas, kelarutan, titik didih, sifat racun, mudah tidaknya terbakar, sifat

korosif terhadap bahan dan peralatan ekstraksi, serta kriteria lain seperti harga,

tersedia dalam jumlah banyak. Jenis jenis pelarut yang biasa digunakan dalam

proses ekstraksi antara lain (Taylor et al., 2005).

1. Etanol, etanol sering digunakan sebagi pelarut dalam laboratorium karena

mempunyai kelarutan yang relatif tinggi dan bersifat inert sehingga tidak bereaksi

dengan komponen lainnya. Etanol memiliki titik didih yang rendah sehingga

memudahkan pemisahan minyak dari pelarutnya dalam proses distilasi.

16

2. n-Heksana, merupakan pelarut yang paling ringan dalam mengangkat minyak

yang terkandung dalam biji–bijian dan mudah menguap sehingga memudahkan

untuk refluk. Pelarut ini memiliki titik didih antara 65–70oC.

3. Isopropanol, merupakan jenis pelarut polar yang memiliki massa jenis 0,789 g/ml.

Pelarut ini mirip dengan ethanol yang memiliki kelarutan yang relatif tinggi.

Isopropanol memiliki titik didih 81-82oC.

4. Etil asetat, merupakan jenis pelarut yang bersifat semi polar. Pelarut ini memiliki

titik didih yang relatif rendah yaitu 77oC sehingga memudahkan pemisahan

minyak dari pelarutnya dalam proses destilasi.

5. Aseton, aseton larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol, dietil eter

dan lain-lain. Aseton digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan

senyawa-senyawa kimia lainnya.

6. Metanol, pelarut metanol merupakan pelarut yang paling banyak digunakan

dalam proses isolasi senyawa organik bahan alam.

17

Nilai konstanta dielektrik beberapa pelarut disajikan pada Tabel 2.3, semakin besar

nilai konstanta dielektrik, maka semakin tinggi pula tingkat kepolaran suatu pelarut

(Bruice, 2004).

Tabel 2.3 Nilai Konstanta Dielektrik Beberapa Pelarut

Pelarut Konstanta dielektrik Titik didih (0C)

Pelarut protik

Air 79 100

Asam Format 59 100,6

Methanol (MeOH) 33 64,7

Ethanol (EtOH) 25 78,3

Asam Asetat 6 117,9

Pelarut aprotic

DImetil Sulfoxide (DMSO) 47 189

Asetonitril (MeCN) 38 81,6

Aseton (Me2CO) 21 56,3

Benzena 2,3 80,1

Heksana 1,9 68,7

Sumber: Barbero, 2006.

2.7 Microwave Assisted Extraction (MAE)

Microwave Assisted Extraction (MAE) merupakan teknik untuk mengekstraksi

bahan-bahan terlarut di dalam bahan tanaman dengan bantuan energi gelombang

mikro. Teknologi tersebut cocok bagi pengambilan senyawa yang bersifat termolabil

karena memiliki kontrol terhadap temperatur yang lebih baik dibandingkan proses

pemanasan konvensional. Selain kontrol suhu yang lebih baik, MAE juga memiliki

beberapa kelebihan lain, diantaranya adalah waktu ekstraksi yang lebih singkat,

konsumsi energi dan solvent yang lebih sedikit, rendemen yang lebih tinggi, akurasi

dan presisi yang lebih tinggi, adanya proses pengadukan sehingga meningkatkan

fenomena transfer massa, dan pengaturan peralatan yang menggabungkan fitur

sokhlet dan kelebihan dari microwave (Purwanto, 2010).

18

Gambar 2.6 Microwave Modifikasi (Hanief et al., 2013)

Pemanasan oleh radiasi gelombang mikro berbeda dengan pemanasan

konvensional. Dalam pemanasan konvensional, energi panas dipindahkan dari

sumber ke objek melalui konduksi dan konveksi, sedangkan gelombang mikro

menembus ke dalam pori-pori dan kemudian energi elektromagnetik

ditransformasikan ke panas melalui konduksi ionik dan rotasi dipol (Hidayat dan

Mulyono, 2006 dalam Setyarini, 2010). Panas radiasi gelombang mikro ini dapat

memanaskan dan menguapkan air pada sel sampel. Sehingga tekanan pada

dinding sel meningkat. Akibatnya, sel membengkak (swelling) dan tekanan tersebut

mendorong dinding sel dari dalam, meregangkan, dan memecahkan sel tersebut.

Rusaknya sel tumbuhan mempermudah senyawa target keluar dan terekstraksi.

Pada pemanasan dengan gelombang mikro, hanya pelarut dan partikel larutan saja

yang dipanaskan sehingga terjadi pemanasan yang merata pada pelarut (Taylor et

al., 2005 dalam Setyarini, 2010). Pemanasan terjadi pada semua bagian bahan

atau larutan reaksi, karena energi langsung diserap oleh bahan yang akan

dipanaskan tanpa melibatkan wadah yang ada sehingga mempercepat tercapainya

reaksi sempurna. Secara teoritis, energi panas ini mempengaruhi laju reaksi.

Semakin banyak energi radiasi yang diserap, semakin besar energi panas yang

diterima oleh bahan dan semakin tinggi suhunya, sehingga laju reaksi semakin

cepat dan produk yang terbentuk semakin banyak.

Keterangan:

1. Labu Ekstraksi

2. Pengatur daya

3. Pengatur waktu

4. Kondensor

5. Corong pemisah

6. Labu Penampung

7. Termokopel

19

Tabel 2.4 Perbandingan ekstraksi microwave dan metode ekstraksi lain

Parameter Soxhlet Sonikasi Microwave Fluida

superkritis

Berat sampel (g) 5-10 5-30 0,5-1 1-10

Pelarut Diklorometana,

aseton,

heksan,

toluena, dan

sikloheksan

Diklorometana,

aseton,

heksan,

toluena, dan

sikloheksan

Heksan,

etanol

CO2

Volume pelarut (ml) >300 300 10-20 5-25

Suhu Titik didih Suhu ruang 40,70,100 50, 200

Waktu 16 Jam 30 menit 30-45 detik 30-60 menit

Tekanan (atm) Ruang Ruang 1-5 150-650

Konsumsi energi 1 0,05 0,05 0,25

Sumber: Puryani, 2007

2.8 Bakteri Indikator

2.8.1. Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Negatif

Gambar 2.7 Struktur Sel Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif (Aryal, 2015)

Dinding sel merupakan komponen utama sel dan memberikan bentuk serta

kekuatan pada sel prokariot. Berdasarkan komposisi dan struktur dinding selnya,

20

bakteri dibedakan menjadi dua yaitu bakteri Gram Positif dan Gram Negatif.

Perbedaan keduanya dapat dilihat pada Tabel 2.5

Tabel 2.5 Perbedaan Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif

Karakteristik Gram Positif Gram Negatif

Pewarnaan Gram Biru atau ungu Merah mudah atau merah Dinding sel 20-30 nm 8-12 nm

Lapisan Peptidoglikan Berlapis banyak Berlapis tunggal Membran luar Tidak ada Ada

Lipopolisakarida Tidak ada Ada Lipid dan Lipoprotein Lemah Tinggi

Perlakuan fisik Lebih tahan Kurang tahan Ketahanan terhadap

penisilin Lebih rentan (sensitif) Lebih tahan

Sumber: Aryal, 2015.

2.8.2. Bakteri Gram Positif

2.8.2.1. Staphylococcus aureus

Gambar 2.8 Bakteri Staphylococcus aureus (Oeggerli, 2012)

Staphylococcus aureus merupakan bagian dari flora alami yang terdapat di

membran mucus dan kulit manusia, termasuk ke dalam bakteri Gram positif yang

berbentuk bulat, berdiameter 1µm tersusun dalam kelompok seperti anggur yang

tidak teratur, merupakan bakteri katalase negatif dan koagulase positif (Harvey,

21

Pamela dan Bruce, 2007). Staphylococcus aureus tumbuh dengan baik pada

berbagai media bakteriologi dibawah suasana aerobik atau mikroaerofilik dan

tumbuh dengan cepat pada temperatur 37°C. Koloni pada media yang padat

berbentuk bulat, lembut, dan mengkilat. Staphylococcus aureus biasanya

membentuk koloni abu-abu hingga kuning emas (Jawetz, 1996). Pada lempeng

agar, koloninya berbentuk bulat, diameter 1-2 mm, cembung, buram, mengkilat dan

konsistensinya lunak (Syahrurahman et al., 2010). Staphylococcus aureus dapat

menghasilkan biofilm berupa zat EPS (extracellular polymeric substance) yang dapat

menyebabkan Staphylococcus aureus resisten terhadap antibiotik (Oeggerli, 2012).

Menurut Syahrurahman et al. (2010) klasifikasi Staphylococcus aureus adalah

sebagai berikut

Ordo : Eubacteriales

Famili : Micrococcaceae

Genus : Staphylococcus

Spesies : Staphylococcus aureus

2.8.2.2. Listeria monocytogenesis

Gambar 2.9 Bakteri Listeria monocytogenesis (Falkenstein, 2016)

Listeria monocytogenes merupakan bakteri Gram positif, berbentuk batang,

merupakan bakteri katalase positif dan fakultatif aerob (Harvey, Pamela and Bruce

2007). Listeria monocytogenes adalah bakteri yang menyebabkan keracunan

makanan, penyakit ini disebut listeriosis. Listeria monocytogenes dapat menyerang

22

tubuh melalui saluran pencernaan normal. Setelah di tubuh, Listeria dapat

melakukan perjalanan melalui aliran darah, tetapi bakteri ini sering ditemukan di

dalam sel. Listeria monocytogenes juga menghasilkan racun yang merusak sel.

Pada wanita hamil, janin dapat terinfeksi, menyebabkan aborsi spontan, lahir mati,

atau sepsis (infeksi darah) pada bayi (Falkenstein, 2016).

Klasifikasi Listeria monocytogenesis adalah sebagai berikut (Pal, 2007):

Filum : Firmicutes

Kelas : Bacilli

Ordo : Bacillales

Famili : Listeriaceae

Genus : Listeria

Species : Listeria monocytogenesis

2.8.2.3. Bacillu cereus

Gambar 2.10 Bakteri Bacillus cereus (Koerner, 2015)

Bacillus cereus merupakan bakteri Gram positif berbentuk batang, memiliki

flagella dan membentuk spora tahan panas dan kondisi ekstrim lainnya. Bacillus

cereus dapat ditemukan dan tersebar di tanah, suhu optimal pertumbuhannya

adalah 370C dengan kondisi aerob (Wijnands et al., 2006), tetapi juga dapat

bertahan pada kondisi anaerob. Dalam kondisi anaerob, maka Bacillus cereus akan

lebih resisten terhadap panas dan asam.

23

Berikut adalah klasifikasi Bacillus cereus (Dewi, 2010):

Kingdom : Prokaryota

Divisi : Firmicutes

Kelas : Bacilli

Ordo : Bacillales

Famili : Bacillaceae

Genus : Bacillus

Species : Bacillus cereus

2.8.3. Bakteri Gram Negatif

2.8.3.1. Salmonella typhi

Gambar 2.11 Bakteri Salmonella typhi (Hayat, 2013)

S. typhi merupakan bakteri Gram negatif yang berbentuk batang dan tidak

membentuk spora, bersifat fakultatif anaerob, katalase positif, oksidase negatif

(Harvey, Pamela and Bruce 2007). Dinding selnya terdiri atas lapisan-lapisan

murein, lipoprotein, fosfolipid, protein, dan lipopolisakarida (LPS) (Dzen, 2003).

Ukuran panjangnya bervariasi, dan sebagian besar memiliki flagella sehingga

bersifat motil. S. typhi membentuk asam dan gas dari glukosa dan mannosa.

Organisme ini juga menghasilkan gas H2S, namun hanya sedikit (Winn, 2006).

Bakteri ini tahan hidup dalam air yang membeku untuk waktu yang lama (Brooks,

2005).

24

Taksonomi Salmonella typhi adalah sebagai berikut:

Filum : Eubacteria

Kelas : Prateobacteria

Ordo : Eubacteriales

Famili : Enterobacteriaceae

Genus : Salmonella

Spesies : Salmonella enterica

Subspesies : enteric (I)

Serotipe : typhi

2.8.3.2. Escherichia coli

Gambar 2.12 Bakteri Escherichia coli (CDC, 2016)

Escherichia coli merupakan bakteri komensal yang dapat bersifat patogen,

bertindak sebagai penyebab utama morbiditas dan mortalitas diseluruh dunia

(Tenailon et al., 2010).

25

Berdasarkan taksonominya E. coli diklasifikasikan sebagai berikut (Todar,

2008):

Kingdom : Bacteria

Divisi : Proteobacteria

Kelas : Gamma Proteobacteria

Ordo : Enterobacteriales

Famili : Enterobacteriaceae

Genus : Escherichia coli

Escherichia coli diisolasi pertama kali oleh Theodore Escherich pada tahun

1885 dari tinja seorang bayi (Merchant dan Parker, 1961). E. coli merupakan bakteri

Gram negatif berbentuk batang pendek yang memiliki panjang sekitar 2 µm,

diameter 0,7 µm, lebar 0,4-0,7 µm dan bersifat anaerob fakultatif. E. coli membentuk

koloni yang bundar, cembung, dan halus dengan tepi yang nyata. Escherichia coli

(E. coli) bakteri biasanya hidup di usus manusia dan hewan. Kebanyakan E. coli

yang tidak berbahaya dan benar-benar merupakan bagian penting dari saluran usus

manusia yang sehat. Namun, beberapa E. coli yang patogen, yang berarti mereka

dapat menyebabkan penyakit seperti diare atau penyakit saluran usus. Jenis E. coli

yang dapat menyebabkan diare dapat ditularkan melalui air atau makanan yang

terkontaminasi, atau melalui kontak dengan hewan atau orang. Pada umumnya

bakteri memerlukan kelembaban yang cukup tinggi sekitar 85% (Madigan dan

Martinko, 2005). Escherichia coli merupakan golongan bakteri mesofilik yaitu bakteri

yang suhu pertumbuhan optimumnya 15-45°C dan dapat hidup pada pH 5,5-8. E.

coli akan tumbuh secara optimal pada suhu 37° C.

26

2.8.3.3. Shigella dysenteriae

Gambar 2.13 Bakteri Shigella dysenteriae (Ventola, 2015)

S. dysenteriae adalah bakteri Gram-negatif non-motil yang berbentuk

batang bacill dan tidak membentuk spora. S. dysenteriae pertama kali diisolasi oleh

Kiyoshi Shiga pada tahun 1896 dari tinja penderita disentri. S. dysenteriae

ditemukan di seluruh dunia tetapi berkonsentrasi di daerah yang padat peduduk,

daerah yang mengalami kekurangan gizi, tidak memiliki pengelolaan sampah yang

memadai dan pasokan air minum yang aman. S. dysenteriae menyebabkan disentri

endemik di Afrika, Asia Tenggara, dan anak benua India. Manusia adalah satu-

satunya tuan rumah alami untuk S. dysenteriae, meskipun lalat dapat berfungsi

sebagai vektor untuk transmisi S. dysenteriae. S. dysenteriae menyebabkan

ancaman yang signifikan terhadap kesehatan masyarakat dengan menyebabkan

shigellosis, terutama di negara-negara berkembang. Shigellosis dikaitkan dengan 5-

15% kasus diare dan 30-50% kasus disentri di seluruh dunia. Tanpa perawatan

yang tepat, shigellosis dapat mengancam jiwa (Niyogi, 2005).

Klasifikasi bakteri S. dysenteriae adalah sebagai berikut (Hale, 1996):

Kingdom : Bacteria

Filum : Proteobacteria

Kelas : Gammaproteobacteria

Ordo : Enternobacteriales

Famili : Enterobactericeae

Genus : Shigella

Species : Shigella dysenteriae

27

2.9 Antibiotik

Antibiotik merupakan zat zat kimia yang beraktivitas antibakteri yang

diproduksi oleh berbagai spesies mikroorganisme (bakteri, jamur, dan actinomycota)

yang dapat menekan pertumbuhan atau membunuh mikroorganisme lainnya

sedangkan toksisitasnya bagi manusia relatif kecil (Harmita dan Radji, 2008).

Penggunaan umum sering meluas kepada agen antibakteri sintetik, seperti

sulfonamid dan kuinolon (Goodman Gillman). Turunan zat-zat ini, yang dibuat

secara semi-sintesis, juga termasuk kelompok ini, begitu pula senyawa sintesis

dengan khasiat antibakteri (Tjay dan Rahardja, 2007).

2.10 Resisten Antibiotik

Resistensi antimikrobial merupakan keadaan dimana mikroorganisme tahan

terhadap obat antibakteri yang sebelumnya sensitif. Organisme yang resisten

(termasuk bakteri, virus, dan beberapa parasit) mampu menahan serangan obat

antibakteri, seperti antibiotik, antivirus, dan lainnya, sehingga standar pengobatan

menjadi tidak efektif dan infeksi tetap persisten dan mungkin menyebar (Goodman

Gillman). Resistensi antibiotik merupakan konsekuensi dari penggunaan antibiotik

yang salah, dan perkembangan dari suatu mikroorganisme itu sendiri, bisa jadi

karena adanya mutasi atau gen resistensi yang didapat (WHO, 2012). Penyebab

utama resistensi antibiotik menurut WHO (2012) antara lain ketidaktepatan serta

ketidakrasionalan penggunaan antibiotik. Contohnya, pada pasien yang tidak

mengkonsumsi antibiotik yang telah diresepkan oleh dokternya, atau ketika kualitas

antibiotik yang diberikan buruk. Adapun faktor-faktor lain yang dapat menyebabkan

adanya resistensi antibiotik adalah Ketidaktepatan serta ketidakrasionalan

penggunaan obat, buruknya pengontrolan pencegahan infeksi penyakit dan

kesalahan diagnosis dan pengobatan yang diberikan.

28

2.11 Metode Untuk menguji Aktivitas Antibakteri

Penentuan kepekaan bakteri patogen terhadap antibakteri dapat dilakukan

dengan salah satu dari dua metode pokok. Penting sekali menggunakan metode

standar untuk mengendalikan semua faktor yang mempengaruhi aktivitas

antibakteri. Ada dua metode untuk mengukur aktivitas antibakteri yaitu dilusi dan

difusi (Jawetz et al., 1996).

1 Metode Dilusi

Metode ini mengukur MIC (minimum inhibitory concentrtation atau kadar

hambat minimum, KHM) dan MBC (minimum bactericidal concentration atau kadar

bunuh minimum, KBM). Prinsip metode ini adalah menggunakan satu seri tabung

reaksi yang diisi media cair dan sejumlah tertentu sel mikroba yang telah diuji.

Setelah itu masing-masing tabung diuji dengan antibakteri yang telah diencerkan

secara serial. Larutan uji antibiotik kadar terkecil yang terlihat jernih ditetapkan

sebagai KHM. Larutan yang ditetapkan sebagai KHM tersebut selanjutnya dikultur

ulang pada media padat tanpa penambahan mikroba uji ataupun antibiotik dan

diinkubasi selama 18-24 jam (Fatimah, 2004). Media cair yang tetap terlihat jernih

setelah inkubasi ditetapkan sebagai KBM (Pratiwi, 2008).

2 Metode Difusi

Metode difusi agar (penyebaran) sering digunakan untuk melihat aktivitas

antibakteri. Metode ini menggunakan cakram kertas/silinder gelas dan pencetak

lubang yang mengandung bahan uji dalam jumlah tertentu dan ditempatkan pada

media padat yang telah ditanami dengan biakan bakteri yang akan diperiksa,

kemudian dieramkan. Area jernih mengindikasikan adanya hambatan pertumbuhan

mikroorganisme oleh antibiotik pada permukaan media Agar (Pratiwi, 2008).

Metode ini dipengaruhi banyak faktor fisika dan kimia seperti sifat pembenihan,

daya difusi, ukuran molekul dan stabilitas bahan uji. Meskipun demikian,

standarisasi keadaan memungkinkan penentuan kerentanan organisme (Fatimah,

2004).

29

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Penelitian dilaksanakan mulai bulan Agustus 2016 di Laboratorium Teknologi

Pengolahan Pangan, Laboratorium Biokimia dan Analisa Pangan dan Laboratorium

Mikrobiologi Pangan Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Brawijaya Malang.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1. Alat

Alat yang digunakan dalam penelitian adalah timbangan analitik, gelas beker,

pipet ukur, Erlenmeyer 250 ml, gelas ukur, kaca arloji, kaca pengaduk, spatula,

tabung reaksi, labu ekstraksi, pendingin balik, labu ukur 10 ml, labu ukur 25 ml.

Peralatan yang digunakan adalah microwave merk Sharp R-200 js, rotary

evaporator (IKA rv 10 digital), Spektrofotometer UV-VIS (SHIMADZU), blender

(Philip), vortex.

Alat yang digunakan untuk pengujian antibakteri antara lain erlenmeyer 250

ml, tabung reaksi, cawan petri, bunsen, ose, borer, mikrotip.

Peralatan yang digunakan untuk uji antibakteri adalah timbangan analitik,

autoklaf sterilisasi (TOMY ES 315), autoklaf destruksi, mikropipet, inkubator,

refrigerator, vortex, Shaker Waterbath (Julabo), Laminar Air Flow, Kompor listrik

(Maspion).

30

3.2.2. Bahan

Bahan-bahan dasar yang digunakan dalam penelitian ini adalah Cabai Rawit

genotip G5, G6 dan G15, Aquades, kertas saring, aluminium foil.

Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk analisa yaitu Etanol pro analysis

konsentrasi 99%, Sodium hipoklorit 12,5%, Standar Asam Galat, Reagen Folin,

Natrium Karbonat 7,5%, Standar Quercetin, NaNO2 5%, AlCl3 10%, NaOH 1M.

Bahan yang digunakan dalam uji antibakteri adalah media Nutrien Agar,

Nutrient Broth, Alkohol 70%, DMSO 10%, dan aquades.

Bakteri Indikator yang digunakan dalam penelitian ini adalah Bakteri Gram

Positif (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus) dan

Bakteri Gram Negatif (Salmonella typhi, Escherichia coli, Shigella dysenteriae).

3.3 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK)

faktorial dengan 2 faktor. Faktor I adalah Jenis Genotip Cabai Rawit yang

digunakan terdiri dari 3 genotip. dan faktor II adalah lama waktu ekstraksi yang

terdiri dari 2 level. Masing-masing perlakuan dilakukan 3 kali pengulangan sehingga

jumlah perlakuan percobaan keseluruhan adalah 18 perlakuan.

Faktor I : Genotip cabai rawit yang terdiri dari 3 genotip:

G1 = Genotip G5 pasar

G2 = Genotip G6

G3 = Genotip G15

Faktor II : Lama waktu ekstraksi yang terdiri dari 2 level:

T1 = Ekstraksi 10 menit

T2 = Ekstraksi 15 menit

31

Kombinasi perlakuan dari kedua faktor tersebut :

Tabel 3.1. Kombinasi Perlakuan

Lama Waktu Ekstraksi

Genotip T1 T2

G1 G1T1 G1T2

G2 G2T1 G2T2

G3 G3T1 G3T2

Dari Kedua faktor tersebut maka diperoleh kombinasi sebagai berikut:

G1T1 = Cabai rawit genotip G5 Pasar, Ekstraksi 10 menit

G1T2 = Cabai rawit genotip G5 Pasar, Ekstraksi 15 menit

G2T1 = Cabai rawit genotip G6, Ekstraksi 10 menit

G2T2 = Cabai rawit genotip G6, Ekstraksi 15 menit

G3T1 = Cabai rawit genotip G15, Ekstraksi 10 menit

G3T2 = Cabai rawit genotip G15, Ekstraksi 15 menit

3.4 Pelaksanaan Penelitian

3.4.1. Penelitian Pendahuluan

Penelitian pendahuluan proses ekstraksi menggunakan modified microwave

dilakukan untuk menentukan waktu yang tepat agar memperoleh kadar maksimal

senyawa fenolik dan kapsaisin. Waktu ekstraksi yang digunakan adalah 5 menit, 10

menit, 15 menit dan 20 menit.

32

3.4.2. Penelitian Utama

3.4.2.1. Tahap Proses Ekstraksi Sampel

Proses Ekstraksi dilakukan berdasarkan varietas cabai rawit dan lama waktu

yang digunakan dalam proses ekstraksi.

Proses ekstraksi cabai rawit dilakukan melalui tahapan berikut ini:

1. Cabai Rawit dicuci dengan air mengalir kemudian ditiriskan

2. Dihaluskan dengan blender hingga halus

3. Cabai rawit ditimbang sebanyak 40 Gram

4. Dimasukkan 20 Gram ke dalam labu ekstraksi dan ditambahkan pelarut

etanol pro analysis sebanyak 200 ml

5. Dilakukan proses ekstraksi selama 10 dan 15 menit

6. Setelah proses ekstraksi selesai, disaring menggunakan kertas saring

sehingga diperoleh filtrat

7. Filtrat yang didapat akan dihilangkan pelarutnya dengan cara diuapkan

menggunakan rotary evaporator hingga semua pelarut benar-benar

hilang

8. Hasil yang didapatkan merupakan ekstrak cabai rawit dengan konsentrasi

100%

3.4.2.2. Pengujian aktivitas antibakteri melalui tahapan sebagai berikut:

1. 0,1 ml kultur bakteri dengan konsentrasi 107 diambil dengan menggunakan

mikropipet secara aseptis

2. Kultur bakteri dimasukkan ke dalam cawan petri

3. Ditambahkan media Nutrient Agar suhu 450C sebanyak 20 ml

4. Sampel pada dihomogenkan dengan cara membentuk angka 8

5. Ditunggu hingga memadat

6. Setelah padat, dibuat sumuran dengan menggunakan borer diameter 6

mm

7. Dimasukkan 0,5 ml ekstrak konsentrasi 6% ke dalam sumuran

33

8. Diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370C

9. Diukur zona penghambatan dengan menggunakan jangka sorong secara

vertikal, horizontal, diagonal kemudian dirata-rata.

3.4.3. Tahap Pengujian dan Analisis Data

Uji analisa yang dilakukan yaitu analisa aktivitas antibakteri dengan metode

difusi agar, total fenol, total flavonoid. Analisa data hasil pengamatan dilakukan

dengan menggunakan analisa ragam (ANOVA) dengan selang kepercayaan 5%

kemudian apabila terdapat prngruh nyata pada interaksi antar kedua perlakuan

maka akan dilakukan uji lanjut DMRT (Duncan Multiple Range Test) 5%. Penetapan

Perlakuan terbaik menggunakan metode Zeleny (1982).

34

Berikut diagram alir tahap proses ekstraksi cabai rawit dapat dilihat pada

Gambar 3.1

Dicuci dan ditiriskan

Dihaluskan menggunakan blender selama 3 menit

Dimasukkan ke dalam labu ekstraksi

Diekstrak menggunakan microwave pada suhu 300C selama 10 dan 15 Menit

Disaring menggunakan kertas saring halus

Dipekatkan menggunakan rotary evaporator suhu 40oC, kecepatan 40 rpm, tekanan

-700 hPa

Gambar 3.1 Diagram Alir proses ekstraksi cabai rawit metode MAE (Modifikasi

Gurnani et al., 2015)

20 Gram

200 ml Etanol pa

Filtrat

Ekstrak etanol

cabai rawit

Cabai Rawit

Aktivitas antibakteri

Total fenol

Total flavonoid

Kadar air

Total fenol

Total flavonoid

35

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Karakteristik Bahan Baku

Cabai rawit segar G5, G6 dan G15 dilakukan analisa kadar air, total fenol,

total flavonoid. Data hasil analisa bahan baku cabai rawit dapat dilihat pada Tabel

4.1 dan 4.2.

Tabel 4.1 Data Hasil Analisa Kadar Air Cabai Rawit

Cabai Rawit Kadar Air (%) Literatur *

Genotip G5 pasar 77± 0,48 73%

Genotip G6 80,93 ± 0,87

Genotip G15 77,03 ± 2,53

Keterangan: setiap data merupakan rerata dari 3 ulangan ± standar deviasi.

* : Ekwere et al., 2016)

Pada Tabel 4.1 dapat diketahui bahwa cabai rawit G5 pasar, G6 dan G15

memiliki kadar air yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan literatur. Hal ini

dikarenakan cabai rawit yang digunakan di dalam penelitian merupakan cabai rawit

yang ditanam dan dipanen pada musim penghujan. Pada musim penghujan, curah

hujan yang tinggi menyebabkan air terkonsentrasi pada seluruh bagian tanaman.

Kadar air bahan baku akan mempengaruhi rendemen dan komponen bioaktif yang

terekstrak.

Tabel 4.2 Data Analisa Total Fenol dan Total Flavonoid Cabai Rawit

Cabai Rawit Total Fenol (mg GAE/ g

berat kering)

Total Flavonoid (mg QE/ g

berat kering)

G5 Pasar 4,16 ± 0,48 12,19 ± 0,49

G6 7,36 ± 0,37 13,73 ± 0,32

G15 9,66 ± 0,20 16,97 ± 0,52

Keterangan: setiap data merupakan rerata dari 3 ulangan ± standar deviasi.

36

Pada Tabel 4.2 menunjukkan bahwa cabai rawit G15 memiliki total fenol dan

total flavonoid tertinggi berturut-turut yaitu 9,66 mg GAE/ g berat kering dan 16,97

mg QE/ g berat kering. Sedangkan cabai rawit G5 pasar memiliki total fenol dan total

flavonoid terendah yaitu 4,16 mg GAE/ g berat kering dan 12,19 mg QE/ g berat

kering. Perbedaan genotip dapat mempengaruhi hasil pertumbuhan dan

pembentukan senyawa bioaktif yang terdapat pada cabai rawit. Total flavonoid pada

cabai rawit G5 pasar, G6 dan G15 lebih tinggi jika dibandingkan dengan total fenol.

Menurut (Rana, 2014) secara teoritis benar bahwa selama penghitungan kadar fenol

dan flavonoid, nilai fenol harus lebih dari flavanoid.

4.2. Analisa Rendemen dan Sifat Kimia Ekstrak Cabai Rawit

4.2.1. Rendemen Ekstrak Cabai Rawit

Rerata rendemen ekstrak cabai rawit (Capsicum frutescens L.) dengan

kombinasi genotip dan lama waktu ekstraksi berkisar antara 3,14% - 5,19%. Grafik

rerata total rendemen ekstrak cabai rawit disajikan pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Genotip dan Lama Waktu Ekstraksi terhadap Rendemen Ekstrak Cabai Rawit

Gambar 4.1 menunjukkan rerata rendemen tertinggi didapatkan dari cabai

pasar G5 dengan lama waktu ekstraksi 15 menit yaitu 5,01% sedangkan rendemen

terendah didapatkan dari cabai rawit genotip G6 dengan lama waktu ekstraksi 10

menit yatu 3,14%. Pada Gambar 4.1 menunjukkan bahwa pada semakin lama

waktu ekstraksi, maka rendemen yang didapatkan akan semakin tinggi. Hal ini

37

sesuai dengan pernyataan Mandal (2007) yang mengatakan bahwa peningkatan

rendemen disebabkan karena semakin lama waktu ekstraksi, kuantitas bahan yang

terekstrak juga akan semakin meningkat dikarenakan oleh gesekan antar molekul

material dengan gelombang mikro. Gesekan ini menyebabkan jaringan bahan akan

rusak dan senyawa yang ingin diekstrak dapat keluar, sehingga semakin lama

gesekan molekul terjadi maka semakin banyak pula energi yang terserap oleh bahan

sehingga solute akan banyak keluar.

Hasil analisa ragam (Lampiran 3) menunjukkan adanya perbedaan nyata

(α=0.05) pada perlakuan perbedaan genotip, tetapi tidak berbeda nyata pada lama

waktu ekstraksi terhadap rendemen ekstrak cabai rawit. Rerata rendemen tertinggi

diperoleh pada G5 pasar yaitu 5,19% dan rerata rendemen terendah diperoleh dari

cabai rawit G6 yaitu 3,15%. Perbedaan rendemen yang diperoleh tiap genotip

disebabkan karena morfologi buah yang berbeda-beda, G5 memiliki bentuk buah

yang lebih besar jika dibandingkan dengan G6 dan G15, selain itu ukuran biji pada

G5 lebih kecil jika dibandingkan dengan G6 dan G15. Kadar air bahan juga

mempengaruhi jumlah rendemen ekstrak yang didapatkan, pada data analisis kadar

air menunjukkan bahwa G5 memiliki kadar air yang paling rendah, sedangkan G6

memiliki kadar air yang paling tinggi. Semakin tinggi kadar air maka rendemen yang

didapatkan akan semakin rendah. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh

Gurnani et al. (2016), total rendemen yang didapatkan pada cabai rawit dengan

berbagai pelarut (heksana, kloroform, etil asetat, aseton dan metanol) menggunakan

microwave berkisar antara 11% hingga 14%, dimana semakin polar pelarut, maka

rendemen akan semakin tinggi. Perbedaan hasil pada penelitian yang telah

dilakukan dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Gurnani et al. disebabkan

karena perbedaan luas permukaan cabai rawit yang diekstrak, cabai rawit yang

berbentuk bubuk memiliki luar permukaan yang lebih luas sehingga kontak antara

bahan dengan pelarut lebih banyak dan menyebabkan komponen yang terekstrak

akan lebih banyak.

38

4.2.2. Total Fenol Ekstrak Cabai Rawit

Ekstraksi dengan menggunakan gelombang mikro akan membantu memecah

sel pada jaringan cabai rawit sehingga pelarut dapat mengekstrak senyawa fenolik

dan mempengaruhi hasil pengujian total fenol. Total fenol hasil penelitian didasarkan

per satu gram bahan sehingga disajikan dalam mg GAE (Gallic Acid Equivalent)/g

berat kering ekstrak. Pengaruh perbedaan genotip dan lama waktu ekstraksi

terhadap total fenol ekstrak dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Grafik Rerata Total Fenol Ekstrak Cabai Rawit

Gambar 4.2 menunjukkan bahwa total fenol tertinggi terdapat pada genotip

G15 dengan waktu ekstraksi 10 menit dengan total fenol 76,76 mg GAE/ g berat

kering ekstrak sedangkan total fenol terendah pada cabai pasar dengan waktu

ekstraksi 15 menit yaitu 45,75 mg GAE/ g berat kering ekstrak. Dari data hasil

penelitian menunjukkan bahwa pada cabai G6 semakin lama waktu ekstraksi maka

total fenol semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan Sari et al (2013) yang

menyatakan bahwa semakin lama proses ekstraksi, maka kontak antara pelarut

dengan zat terlarut akan semakin lama sehingga proses pelarutan senyawa fenolik

akan terus berlangsung dan berhenti sampai pelarut jenuh terhadap solut. Tetapi

pada G5 pasar dan G15 kandungan total fenolik semakin turun dengan semakin

39

bertambahnya waktu ekstraksi, hal ini diduga karena pada waktu ekstraksi 10 menit,

seluruh komponen fenol telah terekstrak semua sehingga penambahan waktu tidak

akan menambah fenol yang diekstrak. Selain itu, menurut Han et al. (2011). lama

waktu ekstraksi dapat menyebabkan paparan terhadap oksigen lebih banyak, hal ini

dapat meningkatkan peluang untuk terjadinya oksidasi senyawa fenolik sehingga

kandungan total fenolik yang terekstrak menurun.

Hasil analisa ragam (Lampiran 4) menunjukkan adanya perbedaan nyata

(α=0.05) pada perlakuan perbedaan genotip, tetapi tidak berbeda nyata pada lama

waktu ekstraksi terhadap total fenol ekstrak cabai rawit. Dari data hasil penelitian

dapat diketahui bahwa total fenol tertinggi ke terendah adalah cabai rawit genotip

G15, G6 dan G5 pasar. Perbedaan genotip dapat mempengaruhi hasil pertumbuhan

dan pembentukan senyawa bioaktif yang terdapat pada cabai rawit. Cabai rawit

genotip G15 yang berasal dari Banyuwangi cenderung lebih tinggi kandungan

fenolnya dibandingkan dengan cabai rawit G5 dan G6 yang berasal dari Malang.

Genotip yang berbeda akan memiliki kemampuan menyesuaikan diri terhadap

lingkungan yang berbeda-beda pula. Interaksi antara faktor genetik dan faktor

lingkungan juga sangat penting. Faktor iklim, jenis tanah, cahaya, dan persaingan

dalam mendapatkan unsur hara dapat mempengaruhi kandungan senyawa bioaktif

yang terdapat pada tanaman. Cabai Rawit G15 yang berasal dari Banyuwangi yang

memiliki suhu udara lebih tinggi dan kering akan menstimulasi untuk menghasilkan

komponen bioaktif (metabolit sekunder) yang lebih banyak, hal ini dikarenakan suhu

yang terlalu tinggi akan dianggap sebagai tekanan atau stress pada tanaman

sehingga akan memicu produksi senyawa metabolit sekunder yang lebih banyak.

Cabai G5 yang ditanam di tanah luas tanpa polybag cenderung memiliki kandungan

total fenol yang lebih rendah jika dibandingkan dengan cabai rawit genotip G15 dan

G6 yang ditanam di dalam polybag. Tanaman yang ditanam pada tanah tanpa

polybag akan cenderung memperebutkan unsur hara dengan tanaman lainnya yang

ada disekitarnya, sedangkan pada polybag, pemberian pupuk secara berkala dapat

tetap mempertahankan unsur hara di dalam tanah. Menurut (Hayati et al., 2012)

persaingan di dalam mendapatkan unsur hara akan mempengaruhi pertumbuhan

dan senyawa yang terkandung di dalam tanaman. Berdasarkan penelitian yang telah

dilakukan oleh Nascimento et al. (2014) buah cabai rawit India yang diekstrak

menggunakan asetonitril memiliki total fenol 110,6 mg GAE/ g ekstrak kering.

Asetonitril memiliki kepolaran yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan etanol,

40

menurut Gurnani et al. (2016) semakin polar pelarut yang digunakan, maka total

fenol yang terekstrak akan semakin tinggi.

4.2.3. Total Flavonoid Ekstrak Cabai Rawit

Tabel 4.3 menunjukkan pengaruh perlakuan perbedaan genotip dan lama

waktu ekstraksi terhadap total flavonoid. Hasil analisa ragam (Lampiran 5)

menunjukkan adanya interaksi akibat perlakuan perbedaan genotip dan lama waktu

ekstraksi terhadap total flavonoid. Ekstrak cabai rawit G15 dengan lama waktu

ekstraksi 15 menit memiliki nilai flavonoid tertinggi, sedangkan yang memiliki nilai

flavonoid terendah adalah G5 pasar dengan lama waktu ekstraksi 10 menit.

Berdasarkan data hasil penelitian dapat dilihat bahwa semakin lama waktu ekstraksi

maka total flavonoid akan semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan Sari et al

(2013) yang menyatakan bahwa semakin lama proses ekstraksi, maka kontak antara

pelarut dengan zat terlarut akan semakin lama sehingga proses pelarutan senyawa

akan terus berlangsung dan berhenti sampai pelarut jenuh terhadap solute.

Tabel 4.3 Rerata Total Flavonoid Ekstrak Cabai Rawit

Genotip

Waktu

Ekstraksi

(menit)

Total Flavonoid (mg QE/g

berat kering ekstrak)

DMRT

5%

G5 Pasar 10 141,66 ± 8,58 a 45,39

15 156,78 ± 16,07 ab 47,44

G6 10 188,78 ± 2,67 ab 48,64

15 193,91 ± 9,61 b 49,41

G15 10 243,99 ± 4,18 c 49,92

15 419,94 ± 52,97 d

Keterangan: setiap data merupakan rerata dari 3 ulangan ± standar deviasi. Nilai yang

didampingi huruf yang berbeda menyatakan berbeda nyata pada α=0.05

Hasil analisa ragam menunjukkan bahwa total flavonoid tertinggi ke terendah

adalah cabai rawit genotip G15, G6 dan G5 pasar. Perbedaan genotip dapat

mempengaruhi hasil pertumbuhan dan pembentukan senyawa bioaktif yang terdapat

pada cabai rawit. Cabai rawit genotp G15 yang berasal dari Banyuwangi cenderung

41

lebih tinggi kandungan flavonoidnya dibandingkan dengan cabai rawit G5 dan G6

yang berasal dari Malang. Genotip yang berbeda akan memiliki kemampuan

menyesuaikan diri terhadap lingkungan yang berbeda-beda pula. Interaksi antara

faktor genetik dan faktor lingkungan juga sangat penting. Faktor iklim, jenis tanah,

cahaya, dan persaingan dalam mendapatkan unsur hara dapat mempengaruhi

kandungan senyawa bioaktif yang terdapat pada tanaman. Cabai Rawit G15 yang

berasal dari Banyuwangi yang memiliki suhu udara lebih tinggi dan kering akan

menstimulasi untuk menghasilkan komponen bioaktif (metabolit sekunder) yang

lebih banyak, hal ini dikarenakan suhu yang terlalu tinggi akan dianggap sebagai

tekanan atau stress pada tanaman sehingga akan memicu produksi senyawa

metabolit sekunder yang lebih banyak. Cabai G5 yang ditanam di tanah luas tanpa

polybag cenderung memiliki kandungan total fenol yang lebih rendah jika

dibandingkan dengan cabai rawit genotip G15 dan G6 yang ditanam di dalam

polybag. Tanaman yang ditanam pada tanah tanpa polybag akan cenderung

memperebutkan unsur hara dengan tanaman lainnya yang ada disekitarnya,

sedangkan pada polybag, pemberian pupuk secara berkala dapat tetap

mempertahankan unsur hara di dalam tanah. Menurut (Hayati et al., 2012)

persaingan di dalam mendapatkan unsur hara akan mempengaruhi pertumbuhan

dan senyawa yang terkandung di dalam tanaman.

4.3. Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit

Pengujian aktifitas antibakteri ekstrak cabai rawit pada penelitian ini

menggunakan metode well diffusion plate assay. Indikator yang digunakan dalam

penelitian ini adalah bakteri patogen, yaitu Eschericia coli, Salmonella typhi, Shigella

dysenteriae, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes dan Staphylococcus aureus.

Pengujian dengan metode ini, ekstrak dengan konsentrasi 6% diaplikasikan dalam

media NA yang ditumbuhi bakteri patogen dengan memasukkannya dalam sumuran

dengan diamaeter 6 mm. Semakin luas zona bening yang dihasilkan maka semakin

kuat aktivitas antibakteri. Menurut Pan et al. (2009), aktivitas antibakteri dikatakan

kuat jika zona bening >8 mm, aktivitas antibakteri dikatakan sedang jika diameter

zona bening antara 4-8 mm, dan rendah jika

42

4.3.1. Aktivitas antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap Eschericia coli

Berdasarkan hasil pengujian pengaruh genotip dan lama waktu ekstraksi

terhadap aktivitas antibakteri ekstrak cabai rawit pada Eschericia coli menunjukkan

adanya zona bening dengan rerata diameter berkisar antara 1,86 mm – 7,37 mm.

Rerata diameter zona bening dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3 Grafik Rerata Aktivitas Antibakteri Ekstrak Cabai Rawit terhadap

Eschericia coli

Pada Gambar 4.3 menunjukkan bahwa senyawa yang terekstrak memiliki

kemampuan menghambat bakteri uji. Diameter zona bening yang paling besar

didapatkan dari ekstrak G15 waktu ekstraksi 10 menit yaitu 7,37 mm, sedangkan

diameter zona bening terkecil didapat dari ekstrak G5 waktu ekstraksi 15 menit yaitu

1,86 mm. Dari data hasil penelitian dapat diketahui bahwa ekstrak cabai rawit G5

pasar memiliki aktivitas antibakteri yang rendah, G6 dan G15 memiliki aktivitas

antibakteri sedang terhadap bakteri Eschericia coli. Hasil analisa ragam (Lampiran

6) menunjukkan adanya perbedaan nyata (α=0.05) pada perlakuan perbedaan

genotip, tetapi tidak berbeda nyata pada lama waktu ekstraksi terhadap aktivitas

antibakteri ekstrak cabai rawit.

Cabai rawit pasar memiliki aktivitas antibakteri yang paling rendah dan G15

memiliki aktivitas yang paling tinggi, hal ini sesuai dengan kandungan fenol dan

43

flavonoid pada cabai rawit pasar juga paling sedikit. Aktivitas antibakteri yang dimiliki

oleh cabai rawit berasal dari unsur – unsur yang terkandung didalamnya yaitu fenol,

flavonoid dan kapsaisin yang merupakan metabolit sekunder dari tanaman cabai

rawit. Menurut Rif’ah (2017) menyatakan bahwa cabai rawit G5 pasar, memiliki

kandungan kapsaisinoid yang lebih rendah dibandingkan dengan G6 dan G15, kadar

k