BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Plak Dental - Efektivitas Ekstrak Biji Kopi Robusta (Coffea Canephora) 1,5% Sebagai Obat Kumur Terhadap Akumulasi Plak Mahasiswa Fkg Usu Angkatan 2014

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Plak Dental

Plak dental merupakan faktor etiologi utama dalam inisiasi dan

berkembangnya penyakit inflamatori periodontal. Plak dental merupakan ekosistem

mikrobial kompleks yang disebut juga sebagai biofilm. Plak dental merupakan akumulasi mikroba pada permukaan gigi atau struktur rongga mulut keras lain, yang tidak tersingkir dan setelah pembersihan yang berupa substansi lunak kuning keabuan

15,87 dan terstruktur.

Biofilm merupakan komunitas mikroorganisme yang terjadi secara alami yang

dapat terbentuk pada berbagai permukaan dan berbagai lingkungan. Plak biofilm memiliki struktur terorganisir yang terdiri dari sejumlah mikroorganisme dan menghasilkan matriks ekstraseluler yaitu glikokaliks, yang membantu

mempertahankan integritas keseluruhan biofilm. Glikokaliks berisi untaian jaringan saluran dan kanal yang menjadi tempat pertukaran zat nutrisi antara berbagai

mikroba. Struktur biofilm kompleks juga menyediakan proteksi bagi mikroorganisme setempat terhadap invasi gangguan dari luar, termasuk bakteri

lainnya, obat antimikrobial, dan obat kumur antiseptik. Oleh karena itu, mikroorganisme yang melekat pada permukaan di rongga mulut merupakan struktur yang terorganisir dan sangat kompleks yang memberikan keuntungan proteksi dan

nutrisional pada mikroba setempat. Kolonisasi plak biofilm pada permukaan supragingiva dan subgingiva merupakan prosedur yang kompleks yang membutuhkan

17 pemahaman karakteristik bakteri dan lingkungan rongga mulut.

2.1.1 Proses Pembentukan Plak Tahap pertama pembentukan plak diawali dengan pembentukan pelikel.

Semua permukaan di dalam rongga mulut, termasuk jaringan keras dan jaringan lunak, diselubungi oleh lapisan material organik yang dikenal sebagai pelikel yang merupakan selubung tipis dan protein saliva yang melekat pada permukaan gigi

18,19

beberapa menit setelah pembersihan. Lapisan ini berukuran 0.5 µm, licin, tidak

berwarna, dan tembus cahaya. Tujuan pembentukan pelikel yaitu untuk melindungi

19 enamel dari aktivitas yang bersifat asam.

Pelikel pada permukaan gigi terdiri atas lebih dari 180 peptida, protein, dan glikoprotein, termasuk keratin, muci, prolin kaya protein, fosfoprotein, protein kaya histidin, dan molekul lain yang dapat berfungsi sebagai tempat perlekatan atau

reseptor bakteri. Pada awalnya, pelikel masih bebas dari bakteri. Pelikel melekat erat pada permukaan gigi dikarenakan adanya afinitas elektrostatik antara

hidroksiapatit dengan komponen saliva tertentu yaitu glikoprotein. Bakteri dapat

melekat pada reseptor di pelikel dengan adhesin. Pelikel pada saliva dapat terdeteksi

18 pada permukaan enamel yang bersih dalam waktu 1 menit.

18 Pelikel tidak hanya sekedar matriks adhesi yang pasif. Pelikel berperan

seperti pita pelekat dua sisi, yang menempel ke permukaan gigi di satu sisi dan menyediakan permukaan yang lengket pada sisi lain yang memfasilitasi perlekatan

bakteri ke permukaan gigi. Kebanyakan protein mempertahankan aktivitas enzimatik ketika bergabung dengan pelikel, sepeti peroksidase, lisozim, dan amilase

18 yang dapat mempengaruhi fisiologi dan metabolisme sel bakteri yang melekat.

Tahap kedua pembentukan plak yaitu kolonisasi awal. Dalam waktu beberapa

menit, pelikel yang telah terdeposit didiami oleh bakteri. Bakteri tersebut melekat

pada pelikel dan diselubungi oleh glikoprotein. Dalam beberapa jam, spesies

Streptococcus dan Actinomyces melekat pada pelikel dan berperan sebagai koloni

awal. Selama 4-8 jam pertama, 60%-80% bakteri yang ada merupakan bakteri

spesies Streptococcus. Dalam beberapa hari kemudian, populasi bakteri terus

11 tumbuh dan menyebar ke seluruh permukaan gigi.

Secara umum, bakteri lain yang ada pada saat ini merupakan spesies yang tidak dapat bertahan tanpa oksigen (obligat anaerob), seperti Haemophilus spp. dan

Neisseria spp ., begitu juga dengan mikroorganisme yang dapat berkembang dengan

atau tanpa oksigen (fakultatif anaerob) termasuk Actinomyces spp. dan Veillonella

spp . Spesies-spesies tersebut dianggap sebagai pengkoloni primer. Pengkoloni

primer menyediakan tempat perlekatan baru untuk adhesi oleh bakteri rongga mulut

lain. Aktivitas metabolik dari pengkoloni awal memodifikasi lingkungan mikro lokal dalam cara dengan mempengaruhi kemampuan bakteri lain terhadap

kelangsungan hidup dalam biofilm plak dental. Dalam 2 hari pertama jika tidak ada proses pembersihan, permukaan gigi yang terkolonisasi secara dominan oleh bakteri

fakultatif gram positif, yang didominasi oleh Streptococcus. Berbagai bakteri rongga mulut dari segi kemampuannya melekat pada permukaan yang berbeda, dan prevalensinya di rongga mulut spesifik. Contohnya, Streptococcus mutans dan

19 Streptococcus sanguis yang berkolonisasi pada plak supragingiva.

Tahap ketiga dari pembentukan plak adalah kolonisasi sekunder dan maturasi plak. Koloni sekunder memasuki plak dengan mengambil keuntungan perubahan lingkungan yang terjadi sebasgai hasil dari pertumbuhan plak primer dan

metabolismenya. Bakteri pengkoloni awal yang melekat ke permukaan gigi menyediakan reseptor baru untuk perlekatan bakteri lain yang dalam prosesnya

dikenal sebagai koadhesi. Bersamaan dengan pertumbuhan mikroorganisme yang melekat, koadhesi mengarah atau bertujuan untuk perkembangan mikrokoloni yang

akhirnya menjadi biofilm yang matur. Saat permukaan gigi telah tertutup oleh perlekatan bakteri, biofilm tumbuh secara primer melalui pembelahan sel dari bakteri

yang melekat. Massa plak yang pada awalnya berkembang cepat dan melambat

15 pada biofilm yang lebih matur.

Koaggregasi merupakan kemampuan pengkoloni bakteri baru untuk melekat

pada sel yang yang telah dilekati sebelumnya. Hasil dari koagregasi adalah

sama lain. Secara umum, pengkoloni primer berkoagregasi dengan Streptococcus atau spesies Actinomyces, dimana pengkoloni lanjut secara primer berkoagregasi dengan spesies Fusobacterium yang menjembatani koagregasi ini dengan pengkoloni

awal. Dalam jenis agregasi bakteri lain, satu organisme berperan sebagai jembatan

antara dua bakteri lain yang tidak berinteraksi. Misalnya, beberapa rantai

Streptococcus sanguis beragregasi dengan Actinomyces naeslundii dan Prevotella

loescheii yang tidak berkoagregasi satu sama lain. Interaksi ini merupakan

mekanisme yang penting bagi perlekatan mikroorganisme baru dalam plak biofilm

17 dan untuk kemampuan organisme menahan gaya yang dapat melepaskan mereka.

Bakteri tertentu memfasilitasi kolonisasi bakteri lainnya dengan menghasilkan

nutrien. Misalnya, laktat dihasilkan oleh Streptococcus dan Actinomyces yang

digunakan oleh spesies Veilonella sebagai sumber energi. Sebaliknya, laktat dikonversi menjadi gas hidrogen yang digunakan oleh sejumlah organisme pada lingkungan subgingiva, seperti Campylobacter. Veilonella dan organisme gram positif lainnya yang dapat mensintesis menadione (Vitamin K), yang dibutuhkan oleh

17 Porphyromonas gingivalis dan Prevotella intermedia.

2.2 Kontrol Plak

Kontrol plak merupakan penyingkiran rutin plak mikrobial dan mencegah

akumulasinya pada gigi dan permukaan gingiva sekitarnya. Kontrol plak merupakan cara efektif mencegah gingivitis dan merupakan prosedur penting yang terlibat dalam

pencegahan penyakit periodontal. Kontrol plak mekanis merupakan penyingkiran plak mikrobial dan pencegahan terakumulasinya plak pada gigi dan permukaan gingiva dengan menggunakan sikat gigi atau dengan alat bantu penyingkiran plak

mekanis lainnya. Kontrol plak kimiawi popularitasnya dan kepentingannya mengalami peningkatan popularitas dan kepentingan dalam beberapa tahun ini,

dimana beberapa penelitian telah menunjukkan efek positif. Kontrol kimiawi dapat

tercapai dengan sejumlah cara yaitu:

a. Menekan jumlah flora rongga mulut c. Menghambat faktor-faktor pembentukan plak yaitu dekstran

d. Pencegahan mineralisasi plak

2.3 Obat Kumur

Obat kumur digunakan untuk berbagai tujuan yaitu untuk menyegarkan nafas, membantu mencegah dan mengontrol kerusakan gigi, mengurangi plak, mencegah

atau mengurangi gingivitis, atau kombinasi efek-efek tersebut. Bahan dasarnya

terdiri dari air, agen pembersih, bahan pemberi rasa, dan bahan pewarna. Bahan

aktif sangat tergantung pada jenis obat kumur. Obat kumur terapeutik dapat membantu mengurangi plak, gingivitis, kavitas, dan bau mulut yang tidak dapat

22 disingkirkan dengan menyikat gigi.

2.4 Tanaman Kopi Robusta

2.4.1 Taksonomi Kopi Robusta

Secara taksonomi, kopi robusta (Coffea canephora) diklasifikasikan sebagai

23 berikut.

Kingdom : Plantae Subkingdom : Tracheobionta Super Divisi : Spermatophyta Divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Subkelas : Asteridae Ordo : Rubiales Famili : Rubiaceae Genus : Coffea Spesies : Coffea canephora

2.4.2 Morfologi Tanaman

Tanaman kopi robusta (Gambar 1) berakar tunggang, lurus ke bawah, pendek dan kuat. Panjang akar tunggang ini kurang lebih 45-50 cm. Bentuk daun bulat telur, ujungnya agak meruncing sampai bulat. Daun tersebut tumbuh pada batang, cabang, dan ranting-ranting tersusun secara berdampingan. Pada batang atau cabang yang tumbuhnya tegak lurus, susunan pasangan daun berselang-seling pada ruas berikutnya. Pada batang atau cabang yang mendatar, pasangan daun terletak pada

24 bidang yang sama, tidak berselang-seling.

25 Gambar 1. Tanaman kopi robusta.

Daun dewasa berwarna hijau tua, sedangkan daun muda berwarna perunggu. Kelopak bunga berwarna hijau, kecil, dan pendek. Daun mahkota bunga terdiri dari 3-8 helai. Benang sari berukuran 5-7 helai, berukuran pendek. Tangkai putik berukuran kecil panjang, di dalamnya terdapat 2 butir bakal biji. Bakal buah susunannya tenggelam, di dalamnya terdapat 2 butir bakal biji. Dari bunga (bakal buah) menjadi buah masak, akan berlangsung 7-9 bulan tergantung pada jenis, iklim,

24 dan letak geografi.

26 Batang dan cabang kopi berkayu, tegak lurus, dan beruas-ruas. Tiap ruas

selalu ditumbuhi kuncup. Tanaman ini mempunyai dua macam pertumbuhan

cabang, yaitu cabang Orthotrop dan Plagiotrop. Cabang Orthotrop merupakan

menghasilkan bunga atau buah. Cabang Plagiotrop merupakan cabang yang

26 tumbuh ke samping. Cabang ini menghasilkan bunga dan buah.

Pada umumnya tanaman kopi berbunga setelah berumur sekitar 2 tahun. Bunga kopi berukuran kecil. Mahkota berwarna putih dan berbau harum. Kelopak berwarna hijau. Bunga tersusun dalam kelompok, masing-masing terdiri dari 4-6

26 kuntum bunga.

Buah kopi terdiri dari daging buah dan biji. Daging buah terdiri dari tiga bagian yaitu lapisan kulit luar (eksokarp), lapisan daging buah (mesokarp), dan lapisan kulit tanduk (endocarp) yang tipis tetapi keras. Buah kopi yang berwarna muda berwarna hijau, tetapi setelah tua berwarna kuning dan kalau masak warnanya menjadi merah. Besar buah kira-kira 1,5 x 1 cm dan bertangkai pendek. Buah kopi mengandung dua butir biji, yang memiliki dua bidang, bidang yang datar dan bidang yang cembung. Biji kopi memiliki komposisi sebagai berikut: air 12%, protein 13%, lemak 12%, dan gula 9%, caffeine 2-2.5% (robusta), caffetanic acid 9%, cellulose dan

26 sejenisnya 35%, abu 4%, dan zat-zat lainnya yang larut dalam air 5%.

2.4.3 Kandungan Biji Kopi Robusta

Komposisi kandungan dari biji kopi robusta yaitu kafein, asam klorogenik,

trigonelline , diterpenes cafestol, dan kahweol. Komposisi lain sama seperti tumbuhan

27 lainnya yaitu air, karbohidrat, protein, lipid, dan mineral.

Kafein merupakan komposisi yang paling terkenal karena sifat fisiologis dan farmakologisnya. Senyawa golongan methylxanthine ini stabil terhadap panas dan konsentrasinya pada biji kopi robusta sekitar 2 gram per 100 gram atau sekitar dua

27 kali dibandingkan dengan kopi arabika.

Polifenol merupakan salah satu kelompok zat yang banyak ditemukan pada tumbuh-tumbuhan, yang merupakan variasi dari molekul yang paling sedikit terdiri dari satu ikatan aromatik dengan satu atau lebih kelompok hidroksil. Kelompok utama dari polifenol yaitu flavonoid, asam fenolat, alkohol fenolat, stilbenes, dan

lignan. Biji kopi robusta mengandung asam fenolat sebesar 12%. Polifenol telah

9 Asam klorogenik merupakan senyawa utama dari golongan fenol yang terdapat kurang lebih 9 gram per 100 gram. Subkelas utama dari asam klorogenik yang terdapat pada green coffee yaitu caffeoylquinic acids, dicaffeoylquinic acids,

feruloylquinic acids , p-coumaroylquinic acid dan caffeoylferuoylquinic acids.

Diantara kandungan asam klorogenik tersebut, caffeoylquinic acids merupakan kandungan tertinggi dari keseluruhan asam klorogenik yaitu sebesar 80 persen. Asam klorogenik merupakan senyawa bioaktif. Senyawa ini menunjukkan sifat antibakterial

pada beberapa penelitian. Senyawa trigonelline terdapat sekitar 0,6 gram per 100 gram pada biji kopi robusta. Senyawa ini juga telah dianggap sebagai komponen yang

27 memiliki potensi antibakterial melawan bakteri Streptococcus mutans.

Selama proses pemanggangan (roasting), terjadi berbagai rangkaian transformasi komposisi kimiawi dari biji kopi. Proses pemanggangan menyebabkan komponen termolabil seperti asam klorogenik, trigonelline, dan diterpenes pada

27 roasted coffee lebih rendah dibandingkan dengan green coffee.

Kandungan aluminium pada kandungan 20% adalah 0,083±0,080 µg/mL. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa aluminium memiliki aktivitas antimikrobial terhadap patogen periodontal secara signifikan dengan menurunkan kemampuan streptokokkus berkolonisasi dan menurunkan stabilitas koloidal bakteri

12 rongga mulut.

2.5 Kerangka Teori

Asam klorogenik

Trigonelline

Polifenol

Bersifat antibakterial dan anti adhesif

Antibakterial terhadap

Streptococcus mutans

Plak Kontrol Plak

Kimiawi Mekanis Obat Kumur

Larutan ekstrak biji kopi robusta (Coffea

canephora ) 1,5%

Menghambat Kafein

Menstimulasi aktivitas lisozim dan menunjukkan aktivitas bakterisidal

Aluminium Antimikrobial, menurunkan stabilisasi koloidal bakteri

2.6 Kerangka Konsep Variabel Bebas

Ekstrak biji kopi robusta (Coffea

canephora ) 1,5% Variabel Terikat

Akumulasi Plak (Indeks Plak Löe and Sillness)

Variabel Terkendali 1.

Konsentrasi larutan ekstrak biji kopi robusta (Coffea

canephora ) 2.

Lama berkumur 3. Frekuensi berkumur 4. Jenis sikat gigi dan pasta gigi

Variabel Tidak Terkendali 1.

Diet 2. Cara menyikat gigi

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Plak Dental - Efektivitas Ekstrak Biji Kopi Robusta (Coffea Canephora) 1,5% Sebagai Obat Kumur Terhadap Akumulasi Plak Mahasiswa Fkg Usu Angkatan 2014