BAB II TINJAUAN PUSTAKA - AKTIVITAS ANTIBAKTERI KANGEN WATER TERHADAP BAKTERI Propionibacterium acnes DAN Staphylococcus epidermidis - repository perpustakaan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Penelitian Terdahulu Pada penelitian Kumar et al. (1999), EOW sangat efektif dalam

  membunuh Eschecrichia coli O157: H7, Salmonella enteritidis, dan

  

Listeria monocytogenes . Dimana EOW merupakan produk dari sebuah

  konsep baru yang dikembangkan di Jepang. Sedangkan di Indonesia sendiri EOW dikenal dengan kangen water. Dimana pada penelitian kali ini akan menguji kangen water yang berada di pasaran dengan 6 variasi pH terhadap bakteri P. acnes dan S. epidermidis.

B. Landasan Teori

  1. Kangen water Kangen water adalah air yang dihasilkan dari mesin ionisasi menggunakan proses elektrolisis. Mesin kangen water dapat merestrukturisasi air biasa dan mengubahnya menjadi air yang bersifat asam, basa, dan netral. Pada pH asam kuat, air memiliki potensi reduksi oksidasi (ORP) yang lebih besar dari 1.100 mV. Sehingga memiliki sifat antimikroba yang baik. Pada pH basa kuat, air memiliki potensi reduksi oksidasi (ORP) dari -700 sampai -850 mV, sehingga dapat menangkal radikal bebas dan mengurangi peradangan. Ada beberapa pH yang dihasilkan oleh mesin kangen water di antaranya yaitu pH 2,5; 6,0; 7,0; 8,5; 9,0; dan 9,5. Pada produk kangen water, jenis-jenisnya terbagi menjadi 4 jenis, yaitu:

   Strong Acidic Water (pH 2,5)  Beauty Water (pH 6,0)  Clean Water (pH 7,0)  Alkali Water (pH 8,5; pH 9,0; pH 9,5) Produk kangen water ini dimanfaatkan untuk kegunaan yang berbeda-beda, di antaranya pH 2,5 atau dikenal dengan strong acidic

  water ini cocok digunakan untuk mengobati infeksi yang disebabkan

  oleh bakteri pada kulit. Kangen water pH 6,0 atau dikenal dengan

  

beauty water, sangat bagus dan cocok digunakan untuk merawat kulit

  wajah dan tubuh. Pada pH 7,0 atau dikenal dengan clean water, digunakan untuk keperluan minum obat. Dan pada pH 8,5; 9,0; dan 9,5 dikenal dengan alkali water yang digunakan untuk kebutuhan minum sehari-hari. Urutan teoritis reaksi kimia yang terlibat dalam produksi air EO ditunjukkan pada Gambar 2.1. Selama elektrolisis, natrium klorida dilarutkan dalam air deionisasi di ruang elektrolisis yang terdisosiasi

  menjadi ion klorida (Cl ) dan hidroksi (OH ) bermuatan negatif dan

  natrium (Na ) dan hidrogen (H ) bermuatan positif. Ion klorida dan hidroksi diadsorbsi ke anoda, dengan masing-masing ion melepaskan elektron menjadi radikal. Radikal klorat dan hidroksi bergabung, membentuk asam hipoklorida (HOCl), yang memisahkan dari anoda. Dua radikal klor juga bisa digabungkan untuk menghasilkan gas klorin. Di bagian katoda, masing-masing ion natrium bermuatan positif menerima elektron dan menjadi natrium metalik. Natrium metalik bergabung dengan molekul air, membentuk natrium hidroksida dan gas hidrogen. Selaput bipolar yang memisahkan elektroda meningkatkan elektrolisis air untuk menghasilkan air asam dan alkali yang kuat dari anoda dan katoda. Air asam elektrolisis pada pH 2,7 mengandung klorin yang tersedia sebagai bentuk asam hipoklorida (HOCl), yang lebih efektif dalam desinfeksi daripada

• hipoklorit (ClO ) (Bari et al., 2003).

Gambar 2.1. Prinsip electrolyzed oxidizing water (Bari et al., 2003)

  2. Infeksi kulit Manusia adalah host alami bagi banyak spesies bakteri yang mendiami pada suatu permukaan di kulit sebagai flora normal. Bakteri juga dapat dikelompokkan dari beberapa flora bakteri dari kulit. Kelompok flora normal yaitu Resident flora yang bermaksud mikroorganisme tertentu yang hidup menetap dan selalu dijumpai pada bagian tubuh tertentu dan pada usia tertentu. Kemudian

  

Temporary resident flora yang dimaksudkan sebagai bakteri yang

  kontaminasi, berkembang biak dan dijumpai pada bagian tubuh tertentu tetapi hanya sementara. Dan Trasient flora yang dikenali sebagai bakteri yang mengkontaminasi pada bagian kulit tertentu, tetapi tidak berkembang biak pada permukaan tersebut (Brook, 2002).

  Rintangan utama terhadap invasi mikroba adalah kulit yang dapat juga disebut sebagai flora normal yang patogen maupun non patogen. Mikroba tersebut terus-menerus berinteraksi dengan lingkungan eksternal dan mendiami di suatu tempat tertentu dengan populasi yang beragam. Sebagian besar flora yang mendiami suatu tempat tertentu adalah bakteri. Organisme khas yang mendiami pada permukaan kulit biasanya spesies Gram-positif seperti Staphylococcus epidermidis, spesies Corynebacterium, Staphylococcus aureus dan Streptococcus

  

pyogenes . Staphylococcus aureus dan Streptococcus pyogenes adalah

  spesies yang sangat signifikan karena mengkontribusi secara mayoritas (Djuanda et al., 2007).

  3. Bakteri Bakteri adalah mikroorganisme bersel satu dan berkembang biak dengan membelah diri (aseksual). Ukuran bakteri bervariasi baik penampang maupun panjangnya, tetapi pada umumnya penampang bakteri adalah sekitar 0,7-1,5 µm dan panjangnya sekitar 1-6 µm (Jawetz et al., 2001). Bakteri dibagi dalam golongan Gram-positif dan Gram-negatif berdasarkan reaksinya terhadap pewarnaan Gram. Perbedaan antara bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, Staphylococcus aureus dan

  

Streptococcus sp sebagian besar terdiri atas beberapa lapisan

peptidoglikan yang membentuk struktur yang tebal dan kaku.

  Kekakuan pada dinding sel bakteri yang disebabkan karena lapisan peptidoglikan dan ketebalan peptidoglikan ini membuat bakteri Gram- positif resisten terhadap lisis osmotik (Jawetz et al., 2001). Dinding sel bakteri Gram-positif mengandung lapisan peptidoglikan yang tebal dan asam teikoat. Dinding sel bakteri Gram-negatif mengandung lapisan peptidoglikan yang tipis, membran luar yang terdiri dari protein, lipoprotein dan lipopolisakarida, daerah periplasma dan membran dalam. Bakteri Gram-negatif Escherichia coli, dan

  

Pseudomonas sp terdiri atas satu atau sedikit lapisan peptidoglikan

pada dinding selnya (Jawetz et al., 2001).

  a. Bakteri Propionibacterium acnes

   P. acnes merupakan bakteri flora normal pada kulit, biasanya

  bakteri ini terdapat pada folikel sabasea. Tidak hanya itu, P. acnes juga dapat ditemukan pada jaringan manusia, paru-paru, dan jaringan prostat. Kulit merupakan habitat utama dari P. acnes, namun dapat juga diisolasi dari rongga mulut, saluran pernafasan bagian atas, saluran telinga eksternal, konjungtiva, usus besar, uretra, dan vagina (Cristina, 2006).

   P. acnes termasuk bakteri Gram-positif, pleomorfik, dan

  bersifat anaerob aerotoleran (Brooks et al., 2008). P. acnes memiliki lebar 0,5-0,8 µm dan panjang 3-4 µm, bakteri ini berbentuk batang dengan ujung meruncing atau bulat (Cristina, 2006). Klasifikasi dari P. acnes adalah sebagai berikut: Kerajaan : Bacteria Filum : Actinobacteria Kelas : Actinomycetales Ordo : Propionibacterineae Famili : Propionibacteriaceae Genus : Propionibacterium

  Spesies : Propionibacterium acnes (Khan et al., 2009). Pada acne vulgaris, ketika terjadi akumulasi sebum pada unit polisebasea, maka akan memfasilitasi P. acnes untuk berproliferasi, karena trigliserida yang terdapat pada sebum akan diubah dengan bantuan enzim lipase yang dihasilkan oleh P.

  acnes menjadi digliserida, monogliserida, dan asam lemak bebas,

  kemudian ketiga zat tersebut diubah menjadi gliserol yang akan digunakan untuk metabolisme P. acnes (Tahir, 2010). Unit polisebasea yang terinfeksi oleh P. acnes akan menyebabkan timbulnya respon inflamasi, sehingga gambaran klinis yang timbul berupa papula, pustula, nodula, dan kista (Amro, 2013). Selain acne vulgaris, P. acnes juga terlibat dalam beberapa penyakit seperti osteomielitis, peritonitis, infeksi gigi, reumatoid artritis, abses otak, empiema subdural, keratitis, ulkus kornea, endoftalmitis, sarkoidosis, dan radang prostat. Sedangkan penyakit yang melibatkan infeksi P. acnes dan terkait alat-alat medis (kateter, prosthetic joints, implants, dan lain-lain) yaitu konjungtivitis akibat lensa kontak, shunt nephritis, shunt-

  , dan anareobic

  associated central nervous system infection arthritis (Bruggemann, 2010).

  b. Bakteri Staphylococcus epidermidis Klasifikasi dari S. epidermidis adalah sebagai berikut: Kerajaan : Protista Divisi : Schizophyta Kelas : Schyzomycetes Bangsa : Eubacteriales Suku : Enterobacteriaceae Marga : Staphylococcus Jenis : Staphylococcus epidermidis (Salle, 1961).

  S. epidermidis adalah kuman bakteri Gram-positif yang bersifat aerob. Sel berbentuk bola dengan diameter 1 µm yang tersusun dalam bentuk kluster yang tidak teratur. S. epidermidis berupa kokus tunggal, berpasangan, dan berbentuk rantai juga tampak dalam biakan cair. Bakteri pembentuk spora yang banyak terdapat di udara, air, dan tanah. Koloni biasanya berwarna abu- abu hingga putih terutama pada isolasi primer. Beberapa koloni menghasilkan pigmen hanya pada inkubasi yang diperpanjang. Tidak ada pigmen yang dihasilkan secara anaerobik atau pada media cair. S. epidermidis merupakan flora normal pada kulit manusia, saluran respirasi, dan gastrointestinal. S. epidermidis tidak bersifat invasif menghasilkan koagulase negatif dan cenderung menjadi nonhemolitik (Jawetz et al., 2005). S.

  epidermidis umumnya dapat menimbulkan penyakit

  pembengkakan (abses) seperti jerawat, infeksi kulit, infeksi saluran kemih, dan infeksi ginjal (Radji, 2011).

  4. Antibakteri Antibakteri adalah suatu bahan yang mematikan bentuk-bentuk vegetatif bakteri (Pelczar dan Chan, 1988). Antibakteri adalah zat yang menghambat pertumbuhan bakteri dan digunakan secara khusus untuk mengobati infeksi. Berdasarkan cara kerjanya, antibakteri dibedakan menjadi bakteriostatik dan bakteriosidal. Antibakteri bakteriostatik adalah zat yang dapan menghambat pertumbuhan bakteri, sedangkan antibakteri bakteriosidal adalah zat yang bekerja mematikan bakteri. Beberapa zat antibakteri bersifat bakteriostatik pada konsentrasi rendah dan bersifat bakteriosidal pada konsentrasi tinggi (Gani, 2007). Mekanisme kerja antibakteri dapat terjadi melalui lima cara, yaitu hambatan sintesis dinding sel, perubahan permeabilitas sel, perubahan molekul asam nukleat, penghambatan kerja enzim, dan penghambatan sintesis asam nukleat dan protein (Sunanti, 2007).

  5. Uji aktivitas antibakteri Uji aktivitas antibakteri mempunyai tujuan mengukur aktivitas daya antibakteri dari suatu senyawa kimia terhadap bakteri, menentukan konsentrasi suatu antibakteri terhadap cairan badan atau jaringan, dan kepekaan suatu antibiotik terhadap konsentrasi- konsentrasi obat yang dikenal (Jawetz et al., 2001). Uji aktivitas antibakteri untuk menentukan kepekaan suatu bakteri patogen dapat dilakukan dengan dua metode antara lain: a. Metode dilusi

  Keuntungan utama dari metode dilusi dapat memperkirakan konsentrasi senyawa uji dalam medium agar atau suspensi broth, biasanya digunakan untuk menentukan nilai KHM. Pada metode dilusi agar, medium diinokulasi dengan organisme uji dan sampel yang di uji dicampur dengan inokulum. Material yang diinokulasi dan pertumbuhan mikroorganisme dapat terlihat dan dibandingkan dengan kultur kontrol yang tidak mengandung sampel uji. Pengujian diulang dengan variasi dilusi sampel uji dalam medium kultur dan menentukan dilusi yang paling tinggi dapat mencegah pertumbuhan mikroorganisme sampel (Rahman et al., 2010). Dalam tabung uji, berbagai konsentrasi senyawa uji dicampur dengan suspensi bakteri pada beberapa tabung, konsentrasi terendah menyebabkan penghambatan pertumbuhan mikroorganisme sesuai dengan nilai KHM. Pada uji mikrodilusi cair, mikroorganisme yang tumbuh di sumur plat, dimana berbagai konsentrasi senyawa uji ditambahkan. Pertumbuhan mikroorganisme ditunjukkan oleh adanya kekeruhan dalam sumur (Choma et al., 2010).

  b. Metode difusi Prinsip dari metode difusi adalah kemampuan suatu agen antibakteri berdifusi ke dalam media agar yang telah diinokulasikan dengan bakteri uji. Beberapa metode difusi yang sering digunakan untuk uji aktivitas antibakteri adalah tes Kirby Bauer (disc diffusion), e-test, ditch-plate technique, cup-plate technique dan gradient-plate technique (Pratiwi, 2008).

  Metode disc diffusion atau tes Kirby Bauer adalah metode yang paling banyak digunakan pada uji aktivitas antibakteri.

  Metode ini termasuk ke dalam metode difusi agar yang dilakukan dengan cara mengambil beberapa koloni bakteri uji yang telah ditumbuhkan selama 24 jam sebelumnya dan disuspensikan ke dalam 0,5 mL media cair kemudian diinkubasi selama 5-8 jam. Suspensi bakteri uji tersebut ditambahkan akuades steril hingga mencapai kekeruhan tertentu yang memenuhi standar Mc. Farland

  8

  dimana standar konsentrasi bakteri 10 CFU/ml. Selanjutnya, dengan menggunakan lidi steril suspensi bakteri dioleskan secara merata pada media agar, kemudian kertas samir (paper disc) yang berisi agen antibakteri diletakan di atas media agar tersebut dan

  o

  inkubasi pada 37 C selama 24 jam. Pengamatan dilakukan dengan mengamati ada tidaknya zona hambatan di sekeliling kertas samir dimana adanya zona hambat menunjukkan adanya aktivitas antibakteri terhadap bakteri uji (Lorian, 1980). Selain tes Kirby Bauer, uji yang dapat dilakukan untuk mengamati ada tidaknya zona hambat terhadap bakteri uji adalah metode sumuran dengan cara mengoleskan bakteri uji pada permukaan media agar seperti yang dilakukan pada tes Kirby Bauer atau dapat juga dilakukan dengan menanam bakteri uji pada media agar. Selanjutnya dilakukan pembuatan sumuran pada media agar dengan diameter tertentu yang kemudian di isi dengan agen antibakteri. Setelah di inkubasi selama 24 jam pada suhu 37

  o

  C pengamatan dilakukan dengan melihat ada tidaknya diameter hambat di sekitar sumuran (Lorian, 1980). Zona hambat yang ditimbulkan oleh adanya aktivitas antibakteri terhadap bakteri uji dapat dikatakan memiliki zona hambatan total (radikal) jika zona hambatan yang terbentuk di sekitar sumuran atau kertas samir terlihat jernih, zona hambatan parsial (irradikal) jika masih ada koloni bakteri yang tumbuh pada zona hambatan, dan zona hambatan nol jika tidak terbentuk zona hambatan di sekitar sumuran atau kertas samir yang berisi senyawa uji (Lorian, 1980).

  C. Kerangka Konsep Kerangka konseptual pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.2.

  Air deionisasi yang mangandung natrium klorida dalam konsentrasi rendah memiliki sifat bakterisida dan virusidal (Kim et al., 2000) Kangen water adalah air yang telah mengalami proses elektrolisis. Dipasaran tersedia dengan berbagai pH pH 2,5 pH 6,0 pH 7,0 pH 8,5 pH 9,0 pH 9,5

  Uji aktivitas antibakteri menggunakan metode makrodilusi Kangen water dengan pH yang berbeda memiliki aktivitas antibakteri yang berbeda-beda

Gambar 2.2. Kerangka konsep penelitian D. Hipotesis

  Kangen water dengan pH yang berbeda (2,5; 6,0; 7,0; 8,5; 9,0 dan 9,5) diduga memiliki aktivitas antibakteri yang berbeda-beda terhadap P. acnes dan S. epidermidis.