Alkaloid Bakteri Uji Morfologi dan Klasifikasi Staphylococcous aureus S. aureus

UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

d. Alkaloid

Alkaloid adalah senyawa pertama dan paling banyak digunakan dalam farmasi, sebagai senyawa tumbuhan yang mengandung nitrogen Meissner, 1819. Menurut Ladenburg, alkaloid adalah senyawa yang berasal dari tumbuhan yang mempunyai sifat dasar dan mengandung sedikitnya satu nitrogen pada cincin heterosiklik. Fungsi alkaloid pada tumbuhan yaitu : i. Agen beracun pada tanaman yang digunakan sebagai agen pelindung dari hewan herbivora atau serangga ii. Sebagai faktor pertumbuhan tanaman iii. Cadangan makanan pada tumbuhan untuk pasokan nitrogen dan unsur-unsur lain. Pada manusia, alkaloid berguna untuk analgesik narkotik morfin, ekspektoran, analgesik kodein, stimulan SSP brusin, striknin, midriatik atropine, homotropin, miotik pilokarpin, fisostigmin, hipertensi efedrin, hipotensi reserpin Kar, 2003.

e. Fenolik

Fenolik memiliki cincin aromatik dengan satu atau lebih gugus hidroksi OH dan gugus-gugus lain penyertanya. Senyawa ini diberi nama berdasarkan nama senyawa induknya, yakni fenol. Sebagian besar senyawa fenol memiliki gugus hidroksi lebih dari satu sehingga disebut polifenol. Fenolik dapat diklasifikasikan ke dalam komponen yang tidak larut seperti lignin dan komponen yang larut seperti asam fenolik, phenylopropanoids, flavonoid dan kuinon Indrawati, 2013.

2.3.2 Metabolit Sekunder Mikroorganisme

Metabolit sekunder adalah suatu molekul atau produk metabolik yang dihasilkan oleh proses metabolisme sekunder mikroorganisme di mana produk metabolit tersebut bukan merupakan kebutuhan pokok mikroorganisme untuk hidup dan tumbuh. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Fungsi metabolit sekunder bagi mikroorganisme penghasil itu sendiri sebagian besar belum jelas. Metabolit sekunder dibuat dan disimpan secara ekstraseluler. Metabolit sekunder banyak dimanfaatkan oleh manusia dan makhluk hidup lain karena banyak diantaranya bersifat sebagai obat, pigmen, vitamin, ataupun hormon. Metabolit sekunder tidak diproduksi pada saat pertumbuhan sel secara cepat fase logaritmik, tetapi disintesis pada akhir siklus pertumbuhan sel, yaitu pada fase stasioner saat populasi sel tetap karena jumlah sel yang tumbuh sama dengan jumlah sel yang mati. Pada fase ini sel mikroorganisme lebih tahan terhadap keadaan ekstrem, misalnya suhu yang lebih panas atau dingin, radiasi, bahan-bahan kimia, dan metabolit yang dihasilkannya sendiri misalnya antibiotik. Ciri-ciri metabolit sekunder adalah : 1. Dibuat melalui proses metabolisme sekunder; 2. Diproduksi selama fase stasioner; 3. Fungsi bagi organisme penghasil belum jelas, diduga tidak berhubungan dengan sintesis komponen sel atau pertumbuhan; 4. Dibuat dan disimpan secara ekstrseluler; 5. Hanya dibuat oleh spesies tertentu dan dalam jumlah terbatas; 6. Umumnya diproduksi oleh fungi filamentus dan bakteri pembentuk spora; 7. Merupakan kekhasan bagi spesies tertentu; 8. Biasanya berhubungan dengan aktivitas antimikroba, enzim spesifik, penghambatan, pendorongan pertumbuhan dan sifat-sifat farmakologis.

2.4 Bakteri Endofit

Endofit berasal dari bahasa Yunani, “endo” berarti di dalam dan “fit” phyte berarti tumbuhan. Bakteri endofit hidup dalam jaringan vaskular tumbuhan tanpa menyebabkan efek negatif. Hubungan simbiosis metabolisme antara bakteri dan tumbuhan memungkinkan bakteri menghasilkan senyawa bioaktif yang sama seperti terkandung di dalam tumbuhan inangnya Barbara dan Christine, 2006. Mikroorganisme endofit tersebut merupakan mikroorganisme yang dapat diekstrak dari bagian dalam tanaman atau diisolasi dari biji, akar, batang dan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta ranting, serta kulit kayu dari berbagai macam jenis tanaman Tarabily dkk., 2003. Awalnya keberadaan mikroba endofit diduga bersifat netral, maksudmya tidak memberikan pengaruh baik manfaat maupun kerusakan yang ditimbulkan terhadap tanaman. Ternyata setelah para peneliti mulai mempelajari lebih mendalam, ada hubungan simbiosis mutualisme antara mikroba endofit dengan tanaman inang terutama peranannya yang sangat penting dalam melindungi tanaman inang terhadap predator dan patogen Prasetyoputri dan Atmosukarto, 2006.

2.4.1 Interaksi Mikroba Endofit Dengan Tanaman

Interaksi mikroba endofit dengan inangnya yang ditemukan pada bagian organ tumbuhan tertentu, berhubungan erat dengan siklus hidup yang dilaluinya. Masuknya mikroba endofit pada jaringan tanaman inang tergantung pada keberhasilan mikroba tersebut menembus lapisan eksternal inangnya. Proses masuknya mikroba endofit ini dicapai melalui mekanisme pemecahan atau degradasi jaringan pelindung pada lapisan kutikula dan epidermis Bacon dan Siegel, 1990. Proses masuknya mikroba endofit ke dalam jaringan tanaman inang terjadi secara langsung dan tidak langsung. Secara langsung ditandai dengan masuknya endofit ke dalam bagian internal jaringan pembuluh tanaman dan diturunkan melalui biji, sedangkan secara tidak langsung mikroba endofit hanya menginfeksi bagian eksternal yaitu pada bagian pembungaan Bacon, 1985.

2.4.2 Peranan Bakteri Endofit

Senyawa antimikroba tidak hanya dapat dihasilkan oleh tumbuhan maupun hewan, akan tetapi dapat juga berasal dari mikroba. Salah satu yang berpotensi tersebut adalah bakteri endofit Nursanty, 2012. Bakteri endofit berperan untuk stimulasi pertumbuhan tumbuhan melalui sekresi regulator hormon pertumbuhan seperti asam indol-asetat, mensuplai vitamin esensial yang dibutuhkan tumbuhan, fiksasi nitrogen dan induksi ketahanan terhadap patogen tanaman Rodoles, 1993 dan Hung, 2004. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta

2.4.3 Mikroba Endofit Penghasil Metabolit Sekunder

Setiap tanaman tingkat tinggi dapat mengandung beberapa mikroba endofit yang mampu menghasilkan senyawa biologi atau metabolit sekunder yang diduga sebagai akibat koevolusi atau transfer genetik genetic recombination dari tanaman inangnya ke dalam mikroba endofit Tan dkk., 2001. Sekitar 300.000 jenis tanaman yang tersebar di muka bumi ini, masing- masing tanaman mengandung satu atau lebih mikroba endofit yang terdiri dari bakteri dan jamur Strobel dkk., 2003. Apabila endofit yang diisolasi dari suatu bagian tanaman dapat menghasilkan metabolit sekunder sama dengan tanaman aslinya atau bahkan dalam jumlah yang lebih tinggi. Contoh mikroba endofit yang menghasilkan aktivitas : a. Antibiotika : Cryptocandin adalah antifungi yang dihasilkan oleh mikroba endofit Cryptosporiopsis quercina yang diisolasi dari tanaman obat Tripterigeum wilfordii dan berkhasiat sebagai antijamur yang patogen terhadap manusia yaitu Candida albicans dan Trichopyton sp. Strobel dkk., 1999 dalam Radji, 2005. b. Antivirus : jamur endofit Cytonaema sp. dapat menghasilkan metabolit cytonic acid A dan B dengan struktur molekul isomer p-tridepside, yang berkhasiat sebagai anti virus. Cytonic acid A dan B merupakan protease inhibitor dan dapat menghambat pertumbuhan cytomegalovirus manusia Guo dkk., 2000 dalam Radji, 2005. c. Antidiabetes : endofit Pseudomassaria sp. yang diisolasi dari hutan lindung, menghasilkan metabolit sekunder yang bekerja seperti insulin Zhang dkk. 1999 dalam Radji, 2005. d. Antimalaria : Colletotrichum sp. merupakan endofit yang diisolasi dari tanaman Artemisia annua, menghasilkan metabolit artemisinin yang sangat potensial sebagai anti malaria Lu dkk., 2000 dalam Radji, 2005. e. Antikanker : Paclitaxel dan derivatnya merupakan zat yang berkhasiat sebagai antikanker yang pertama kali ditemukan yang diproduksi oleh mikroba endofit, diproduksi oleh endofit Pestalotiopsis microspora, yang diisolasi dari tanaman Taxus andreanae, T. brevifolia, dan T. wallichiana Strobel dkk, 2002 dalam Radji, 2005. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta f. Antioksidan : Pestacin dan isopestacin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh endofit P. microspora. Endofit ini berhasil diisolasi dari tanaman Terminalia morobensis, yang tumbuh di Papua Nugini. Baik pestacin atau isopestacin berkhasiat sebagai antioksidan, dimana aktivitas ini diduga karena struktur molekulnya mirip dengan flavonoid Strobel dkk., 2002 dalam Radji, 2005.

2.4.4 Isolasi Bakteri Endofit

Prosedur untuk mengisolasi endofit pada umumnya relatif mudah. Salah satu hal yang penting dalam mengisolasi bakteri endofit adalah mempertahankan kesegaran sampel. Bila sampel disimpan dalam waktu yang cukup lama, akan terjadi kematian jaringan. Meskipun demikian, masih memungkinkan untuk mengisolasi sejumlah kapang endofit dari jaringan yang telah layu setelah penyimpanan beku Freezing dalam waktu lebih dari satu tahun. Isolasi bakteri endofit diawali dengan sterilisasi permukaan. Sterilisasi permukaan bertujuan untuk mengeliminasi mikroba yang terkandung pada permukaan tanaman. Sterilisasi permukaan dilakukan dengan cara mencuci keseluruhan tanaman dengan air bersih yang mengalir selama 10 menit. Kemudian bagian – bagian tanaman, seperti daun, batang, buah, akar atau rimpang dipisahkan dan dipotong – potong sepanjang kurang lebih 1 cm. Proses sterilisasi selanjutnya dilakukan dengan merendam potongan tanaman sampel di dalam larutan alkohol 75, Natrium hipoklorit 5.25 dan aquades steril.

2.4.5 Fermentasi Bakteri Endofit

Fermentasi adalah proses yang memanfaatkan kemampuan mikroba untuk menghasilkan metabolit primer dan metabolit sekunder dalam suatu lingkungan yang dikendalikan. Pengendalian dilakukan dengan pengaturan kondisi medium, komposisi medium, suplai O 2 , dan agitasi Anonim, 2012. Pada fermentasi terjadi perubahan struktur kimia dari bahan - bahan organik dengan memanfaatkan agen-agen biologis terutama enzim sebagai biokatalis. Produk fermentasi dapat digolongkan menjadi 4 jenis, yaitu : produk biomassa, produk enzim, produk metabolit Anonim, 2012. UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Medium yang digunakan dalam fermentasi harus memenuhi syarat antara lain : mengandung nutrisi yang dibutuhkan bagi pertumbuhan sel mikroba, mengandung nutrisi yang dapat digunakan sebagai sumber energi bagi mikroba, tidak mengandung zat yang dapat membahayakan pertumbuhan sel, dan tidak terdapat kontaminan yang dapat meningkatkan persaingan dalam penggunaan substrat Anonim, 2012.

2.5 Bakteri Uji

Pada penelitian digunakan 4 spesies bakteri uji yang diketahui bersifat patogen terhadap manusia. Bakteri uji yang digunakan adalah bakteri kelompok Gram positif Staphylococcus aureus dan Bacillus subtilis dan kelompok Gram negatif Escherichia coli dan Salmonella sp..

a. Morfologi dan Klasifikasi Staphylococcous aureus S. aureus

Klasifikasi S. aureus sebagai berikut : Divisio : Protophyta Subdivisio : Schizomycetea Class : Schizomycetes Ordo : Eubacteria Famili : Micrococcacae Genus : Staphylococcus Species : Staphylococcus aureus Brooks dkk., 2007. Nama Staphylococcus aureus berasal dari bahasa Yunani, yaitu staphyle yang berarti kumpulan anggur dan cocci yang berarti bulat. Sedangkan nama aureus berasal dari bahasa Latin yang berarti emas, karena pada koloni terlihat berwarna emas Freeman dkk., 2005. Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram positif dengan sel berbentuk bulat yang menyerupai anggur. S. aureus mempunyai ukuran sel dengan diameter 1 µm, bersifat patogen, tidak bergerak non-motil dan tidak membentuk spora Brooks dkk. 2007. Staphylococcus tumbuh pada kondisi aerobik atau mikroaerofilik, dengan suhu optimum 37 o C. batas suhu pertumbuhan Staphylococcus adalah 15 o C - 45 o C, dengan pH optimum untuk pertumbuhan ialah 7,4 UIN Syarif Hidayatullah Jakarta Freeman dkk., 2005. Pada permukaan media, bentuk koloni terlihat bulat, permukaan halus, cembung, berkilau, dan terbentuk koloni berwarna abu-abu hingga kuning keemasan. Staphylococcus bersifat relatif resisten terhadap pengeringan, panas bisa bertahan hingga suhu 30 o C selama 30 menit, dan 9 NaCl tetapi akan terhambat dengan beberapa bahan kimia, seperti heksaklorofen 3 Brooks dkk., 2007. S.aureus merupakan bakteri patogen yang bersifat invasif, dapat memproduksi koagulase, mampu membentuk pigmen kuning emas dan dapat menghemolisis sel darah merah. Penyakit yang disebabkan oleh S. aureus seperti pneumonia, meningitis, endokarditis, dan infeksi kulit. Beberapa antibiotik yang dapat digunakan untuk menghambat pertumbuhan S. aureus antara lain ampisilin, penisilin, tetrasiklin, kloksasilin, sefalosporin, vankomisin, dan metisilin Jawetz dkk., 1996. Gambar 3. Staphylococcus aureus perbesaran 1000x Dokumentasi pribadi

b. Morfologi dan Klasifikasi Bacillus subtilis B. subtilis