Aktivitas Antibakterial Ekstrak Etanol Lobak (Raphanus sativus L.) terhadap Klebsiella pneumoniae.

(1)

ABSTRAK

AKTIVITAS ANTIBAKTERIAL EKSTRAK ETANOL LOBAK

(Raphanus sativus L.) TERHADAP Klebsiella pneumoniae

Julian, 2015;

Pembimbing 1 : Khie Khiong, dr., S.Si., M.Si., M.Pharm.Sc., PhD., PA(K). Pembimbing 2 : Fanny Rahardja, dr., M.Si.

Latar Belakang Klebsiella pneumoniae dapat menyebabkan pneumonia. Resistensi antibiotik terhadap Klebsiella pneumoniae mulai meningkat. Lobak (Raphanus sativus L.) sering digunakan sebagai tanaman obat. Aktivitas antibakterial lobak telah banyak diteliti sebelumnya.

Tujuan Mengetahui aktivitas antibakterial Ekstrak Etanol Lobak (EEL) terhadap pertumbuhan Klebsiella pneumoniae.

Metode Penelitian bersifat ekperimental laboratorium sungguhan dengan menggunakan teknik disk diffusion. Enam varian konsentrasi EEL ditanam pada agar Mueller Hinton yang telah diinokulasi Klebsiella pneumoniae, lalu diukur diameter zona inhibisinya. Penelitian dilanjutkan dengan mengukur Minimum Inhibitory Concentration (MIC) dan Minimum Bactericidal Concentration (MBC).

Hasil Penelitian zona inhibisi terbesar dihasilkan oleh EEL konsentrasi 200% sebesar 10,81 mm. MIC didapatkan pada konsentrasi EEL 3,125%. MBC didapatkan pada EEL konsentrasi 6,25%.

Simpulan Ekstrak Etanol Lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella penumoniae.

Kata kunci : Klebsiella penumoniae, Ekstrak Etanol Lobak, MIC, MBC

(2)

v ABSTRACT

ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF RADISH (Raphanus sativus L.) ETHANOLIC EXTRACT TOWARDS Klebsiella pneumoniae

Julian, 2015;

1st supervisor : Khie Khiong, dr., S.Si., M.Si., M.Pharm.Sc., PhD., PA(K). 2nd supervisor : Fanny Rahardja, dr., M.Si.

Background Klebsiella pneumoniae can cause pneumonia. Antibiotic resistance towards Klebsiella pneumoniae begin to rise. Radish (Raphanus sativus L.) is commonly used as traditional medicine. Antibacterial activity of radish has been observed before.

Aim To evaluate antibacterial activity of radish ethanolic extract (EEL) against Klebsiella pneumoniae.

Method This was true experimental study using the disk diffusion technic. Six variant concentration of EEL were planted in Mueller Hinton Agar that has been inoculated with Klebsiella pneumoniae, then the zone of inhibition was measured. This study was continued with Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC).

Result The widest zone of inhibition is showed by EEL concentration 200% (10,81 mm). MIC is shown on EEL concentration 3,125%. MBC is shown on EEL concentration 6,25%.

Conclusion radish ethanolic extract has antibacterial activity against Klebsiella pneumoniae.

Keywords : Klebsiella pneumoniae, radish ethanolic extract (EEL), MIC, MBC

(3)

viii

DAFTAR ISI

JUDUL DALAM i

LEMBAR PERSETUJUAN ii

SURAT PERNYATAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR LAMPIRAN xiii

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Identifikasi Masalah 2

1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian 2

1.4. Manfaat Penelitian 2

1.5. Kerangka Pemikiran dan Hipotesis 3

1.5.1 Kerangka Pemikiran 3

1.5.2 Hipotesis Penelitian 3

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Klebsiella pneumoniae 4

2.1.1. Struktur 5

2.1.2. Faktor Virulensi 6

2.1.3. Patogenesis 7

2.1.4. Manifestasi Klinik 8

2.2. Antibiotik 8

2.2.1. Gentamisin 9

2.2.2. Mekanisme Kerja 9

(4)

2.2.3. Efek Samping Gentamisin 9

2.2.4. Resistensi Gentamisin 10

2.3. Lobak 10

2.3.1. Kandungan Lobak 11

2.3.2. Aktivitas Antibakterial Lobak 12

3. BAHAN/SUBJEK DAN METODE PENELITIAN

3.1Alat dan Bahan 15

3.1.1 Alat Penelitian 15

3.1.2 Bahan Penelitian 15

3.1.3 Bakteri Uji 16

3.1.4 Tempat dan Waktu Penelitian 16

3.2Metode Penelitian 16

3.2.1 Disain Penelitian 16

3.2.2 Variabel Penelitian 17

3.2.2.1Definisi Konsepsional Variabel 17

3.2.2.2Definisi Operasional Variabel 17

3.3Persiapan Kerja 17

3.3.1 Pengumpulan Bahan 17

3.3.2 Persiapan Bahan Uji 18

3.3.3 Pembuatan Nutrient Agar 18

3.3.4 Pembuatan Mueller Hinton Agar 18

3.3.5 Pembuatan Mueller Hinton Broth 19

3.3.6 Sterilisasi Alat dan Bahan 19

3.4Pelaksanaan Penelitian 19

3.4.1 Persiapan Bakteri Uji 19

3.4.2 Identifikasi Bakteri Uji 20

3.4.3 Pembuatan Suspensi Bakteri 20

3.4.4 Pembuatan Varian Konsentrasi Ekstrak Lobak 21

3.4.5 Penentuan Difusi Cakram 21

3.4.6 Penentuan Minimum Inhibitory Concentration 22

(5)

3.4.7 Penentuan Minimum Bactericidal Concentration 22

3.5Metode Analisis 23

3.5.1 Hipotesis Statistik 23

3.5.2 Kriteria Uji 23

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian 24

4.1.1. Analisis Statistik 25

4.2. Pembahasan Hasil Penelitian 28

4.3. Uji Hipotesis 29

5. SIMPULAN DAN SARAN

5.1. Simpulan 31

5.2. Saran 31

DAFTAR PUSTAKA 32

LAMPIRAN 34

RIWAYAT HIDUP 39

(6)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kandungan Lobak 12

Tabel 4.1 Rerata Zona Inhibisi Ekstrak Etanol Lobak terhadap

K. Pneumoniae 24

Tabel 4.2 Hasil MIC Ekstrak Etanol Lobak terhadap

K. Pneumoniae 25

Tabel 4.3 Hasil MBC Ekstrak Etanol Lobak terhadap

K. Pneumoniae 25

Tabel 4.4 Hasil Uji ANAVA Rerata Diameter Zona Inhibisi Antar

Kelompok Perlakuan 26

Tabel 4.5 Hasil Uji Beda Rerata Tukey HSD 27

(7)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Morfologi Klebsiella pneumoniae 4

Gambar 2.2 Koloni K. pneumoniae 5

Gambar 4.1 Grafik Rerata Diameter Zona Inhibisi pada

masing – masing kelompok Perlakuan 27

(8)

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peralatan 34

Lampiran 2 Pembuatan Ekstrak Lobak 36

Lampiran 3 Hasil Uji ANAVA Rerata Diameter Zona Inhibisi 37

(9)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

bernafas, dan kadang disertai demam. Pneumonia merupakan nosocomial

infection maupun community acquired infection. Penyebarannya melalui udara (terhirup), air-borne droplet, dan darah. Saat ini pneumonia menduduki urutan teratas sebagai penyakit infeksi yang dapat menyebabkan kematian pada anak-anak. Pada tahun 2013 pneumonia membunuh ± 935.000 anak di bawah umur lima tahun di seluruh dunia (WHO, 2014).

Salah satu penyebab penyakit ini adalah bakteri Gram negatif Klebsiella pneumoniae yang merupakan flora normal pada tubuh manusia. Pengobatan untuk penyakit ini adalah dengan menggunakan antibiotik. Drug of choice (DOC) untuk K. pneumoniae adalah sefalosporin generasi III dan carbapenem (WHO, 2014) dan untuk penyakit berat dapat ditambahkan Gentamisin (Jawetz et al., 2010). Tetapi saat ini bakteri tersebut sudah mulai resisten terhadap beberapa obat. Oleh karena itu, sedang dikembangkan berbagai obat antimikrobial yang berasal dari tanaman herbal. Tanaman herbal mengandung tanin, terpenoides, coumarin, flavonoid, dan alkaloid yang memiliki efek antimikroba (Shukla et al., 2011). Tanaman lobak atau Raphanus sativus, termasuk keluarga Brassicaceae, sering digunakan tiap hari sebagai sayuran. Lobak memiliki banyak efek farmakologis dan dapat digunakan sebagai pengobatan alternatif terhadap batuk rejan, kanker, konstipasi, gangguan hepar, dyspepsia, arthritis, batu ginjal, batu empedu, diare kronis, dan gangguan tidur (Preeti dan Jaspal, 2013). Salah satu efek lobak yang sudah diketahui adalah efek antibakterial dan antifungal (Shukla et al., 2011). Berdasarkan uraian di atas, peneliti tertarik untuk meneliti aktivitas antibakterial lobak terhadap Klebsiella pneumoniae.

(10)

1.2 Identifikasi Masalah

 Apakah ekstrak etanol lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella pneumoniae.

1.3. Maksud dan Tujuan

Maksud penelitian adalah untuk mengetahui efek ekstrak etanol lobak sebagai tanaman obat yang memiliki efek antibakterial.

Tujuan Penelitian adalah mencari konsentrasi ekstrak etanol lobak yang dapat menghambat pertumbuhan dan membunuh Klebsiella pneumoniae.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat akademis adalah menambah wawasan dan informasi pembaca mengenai lobak yang dapat digunakan sebagai tanaman obat.

Manfaat Praktis adalah memberikan informasi mengenai lobak yang dapat digunakan sebagai obat alternatif untuk pengobatan penyakit respiratorius (pneumonia).

1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis

1.5.1 Kerangka Pemikiran

Klebsiella pneumoniae merupakan bakteri batang Gram negatif berukuran pendek yang merupakan flora normal pada saluran cerna, nasofaring, mulut dan kulit manusia. Keadaan imun sedang lemah (immunodefisiensi) akibat penyakit lain menyebabkan Klebsiella pneumoniae menjadi patogen.

K. pneumoniae tumbuh dalam keadaan aerobik maupun anaerobik (fakultatif anaerob). Faktor virulensi K. pneumoniae disebabkan oleh antigen O dan antigen K. Antigen O adalah bagian terluar dari lipopolisakarida dan yang resisten

(11)

terhadap panas dan alkohol. Antigen K tersusun dari polisakarida kemudian membentuk kapsul besar menyelubungi antigen O. Infeksi pada saluran nafas manusia disebabkan oleh tipe kapsuler 1 dan 2 (Jawetz et al., 2010). Extended-spectrum β-lactamase dan carbapenemase menyebabkan K. pneumoniae resisten terhadap antibiotik (Zheng B et al., 2014).

kerja obat sefalosporin (gol. β-lactams) ialah menghambat sintesis dinding sel bakteri dengan mengikat satu atau lebih penicilin-binding proteins yaitu menghambat tahap transpeptidasi terakhir dari sintesis peptidoglikan pada dinding sel (Cleaveland Clinic, 2013), sedangkan mekanisme kerja untuk golongan aminoglikosida yaitu dengan cara menghambat sintesis protein bakteri.

Lobak (Raphanus sativus) memiliki beberapa senyawa yang bersifat antibakterial seperti flavonoid, tanin, raphanin dan senyawa fenolik (ferullic acid dan caffeic acid). Raphanin sangat efektif terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif karena merupakan protease netral yang mendegradasi protein bakteri (Preeti dan Jaspal, 2013). Lobak juga mengandung cafeic acid dan ferulic acid yang memiliki efek antibakterial terhadap bakteri Gram positif seperti Bacillus subtilis dan Staphylococcus aureus serta bakteri Gram negatif seperti Eschericia coli dan Klebsiella pneumoniae (Pérez Gutiérrez dan Perez, 2004). Metabolit sekunder seperti flavonoid dan tanin akan menyebabkan kerusakan membran sel bakteri (Ngajow dkk., 2013).

1.5.2 Hipotesis Penelitian

 Ekstrak etanol lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella pneumoniae

(12)

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Simpulan hasil penelitian ini adalah ekstrak etanol lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella pneumoniae.

5.2 Saran

1. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai aktivitas antibakterial lobak terhadap bakteri lain, selain Klebsiella pneumoniae.

2. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai kandungan zat aktif lobak yang tumbuh di Indonesia.

(13)

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad F, Hasan I, Christi DK, and Ahmad H. Antibacterial activity of Raphanus sativus Linn. Global Journal of Medical Research. 2012; 12(11).

Aruna G, Yerragunt VG, Raju AB. Photochemistry and pharmacology of Raphanus sativus. International Journal of Drug Formulation and Research. 2012; 3(1).

Brisse S, Grimont F, Grimont PAD. The genus Klesbsiella. Prokaryotes. 2006; 6:159-196.

Cleveland Clinic. 2013. Guidelines for antimicrobial usage.

Forbes BA, Sahm DF, and Weissfekd AS. 2002. Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology 11th ed.. Missouri: Mosby.

Herman T. 2007. Aminoglycoside antibiotics: old drugs and new therapeutic approaches.

Hogg, S. 2005. Essential Microbiology. England : John Wiley & Sons Ltd.

Janjua S, Shahid M, and Abbas F. Phytochemical analysis and in vitro antibacterial activity of root peel extract of Raphanus sativus L. var niger. Advancement in Medicinal Plant Research. 2013; 1(1).

Jawetz E, Melnick JL, Adelberg EA. 2010. Medical Microbiology 25th ed.. United States: The McGraw-Hill Companies.

Jiang L. 2011. Comparison of disk diffusion, agar dilutin, and broth microdilution for antimicrobial susceptibility testing of five chitosans. Doctoral dissertation Louisiana State University

Kayser FH, Bienz KA, Eckert J, Zinkernagel RM. 2005. Medical Microbiology. New York: Thieme.

Law FH. 2007. Identification of endogenous mechanism that affect Klebsiella pneumoniae growth in the Murine Host

Ngajow M, Abidjulu J, Vanda SK. 2013. Pengaruh Antibakteri Ekstrak Kulit Batang Matoa (Pometia pinnata) terhadap Bakteri Staphylococcus aureus secara In Vitro.

(14)

Mims C, Dockrell HM, Goering RV, Roitt I, Wakelin D, Zuckerman M. 2004. Medical Microbiology 3rd ed.. Mosby: Elsevier.

Paiva LB, Goldbeck R, Santos WD, Squina FM. Ferulic acid and derivates : molecules with potential application in the pharmaceutical field. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2013. 49.

Pérez Gutiérrez RM, Perez RL. Raphanus sativus (radish): their chemistry and biology. The Scientific World JOURNAL. 2004; 4:811-37.

Pieretti Giuseppina. 2007. Structural Study of Lipopolysaccharides and their Interaction with Capsular Polysaccharides responsible for the virulence of Gram Negative Bacteria. Universita Degli Studi Di Napoli Federico II. Prasad R. 2012. Community Acquired Pneumonia : Clinical Manifestation.

Preeti S, Jaspal S. Medicinal and therapeutic utilities of Raphanus sativus. International Journal of Plant, Animal, and Environtmental Sciences. 2013; 3(2).

Ryan KJ, Ray CG. 2010. Sherris Medical Microbiology 5th ed.. United States of America: McGraw-Hill.

Sanaa T. Purification and characterization of raphanin, a neutral protease, from Raphanus sativus leaves. Pakistan Journal of Biological Sciences. 2001; 4(5).

Shukla S, Chatterji S, Yadaf DK, Watal G. Antimicrobial efficacy of Raphanus sativus root juice. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. 2011; 3(5).

WHO. 2014. Antimicrobial resistance global report on surveillance. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs331/en/ (diakses pada 17 Januari 2015)

Zhengs B, Li A, Jiang X, Hu X, Yao J, Zhao L, et al. Genom sequencing and genomic characterization of a tigecycline-resistant Klebsiella pneumoniae strain isolated from the bile samples of a chaolandgiocarcinoma patient. Gut Pathogens. 2014;6:40.

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pneumonia merupakan penyakit infeksi saluran pernafasan yang sering terjadi pada anak-anak dan orang dewasa. Pneumonia ialah penyakit saluran pernafasan akut yang mengenai paru-paru dengan manifestasi klinik seperti batuk, sulit bernafas, dan kadang disertai demam. Pneumonia merupakan nosocomial infection maupun community acquired infection. Penyebarannya melalui udara (terhirup), air-borne droplet, dan darah. Saat ini pneumonia menduduki urutan teratas sebagai penyakit infeksi yang dapat menyebabkan kematian pada anak-anak. Pada tahun 2013 pneumonia membunuh ± 935.000 anak di bawah umur lima tahun di seluruh dunia (WHO, 2014).

(2)

2 1.2 Identifikasi Masalah

 Apakah ekstrak etanol lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella pneumoniae.

1.3. Maksud dan Tujuan

Maksud penelitian adalah untuk mengetahui efek ekstrak etanol lobak sebagai tanaman obat yang memiliki efek antibakterial.

Tujuan Penelitian adalah mencari konsentrasi ekstrak etanol lobak yang dapat menghambat pertumbuhan dan membunuh Klebsiella pneumoniae.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat akademis adalah menambah wawasan dan informasi pembaca mengenai lobak yang dapat digunakan sebagai tanaman obat.

Manfaat Praktis adalah memberikan informasi mengenai lobak yang dapat digunakan sebagai obat alternatif untuk pengobatan penyakit respiratorius (pneumonia).

1.5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis

1.5.1 Kerangka Pemikiran

(3)

Antibiotik yang menjadi drug of choice (DOC) untuk K. pneumoniae adalah sefalosporin generasi III (WHO, 2014) dan untuk infeksi berat ditambah golongan aminoglikosida (gentamisin atau tobramisin) (Jawetz et al., 2010). Mekanisme kerja obat sefalosporin (gol. β-lactams) ialah menghambat sintesis dinding sel bakteri dengan mengikat satu atau lebih penicilin-binding proteins yaitu menghambat tahap transpeptidasi terakhir dari sintesis peptidoglikan pada dinding sel (Cleaveland Clinic, 2013), sedangkan mekanisme kerja untuk golongan aminoglikosida yaitu dengan cara menghambat sintesis protein bakteri.

Lobak (Raphanus sativus) memiliki beberapa senyawa yang bersifat antibakterial seperti flavonoid, tanin, raphanin dan senyawa fenolik (ferullic acid dan caffeic acid). Raphanin sangat efektif terhadap bakteri Gram positif dan Gram negatif karena merupakan protease netral yang mendegradasi protein bakteri (Preeti dan Jaspal, 2013). Lobak juga mengandung cafeic acid dan ferulic acid yang memiliki efek antibakterial terhadap bakteri Gram positif seperti Bacillus subtilis dan Staphylococcus aureus serta bakteri Gram negatif seperti Eschericia coli dan Klebsiella pneumoniae (Pérez Gutiérrez dan Perez, 2004). Metabolit sekunder seperti flavonoid dan tanin akan menyebabkan kerusakan membran sel bakteri (Ngajow dkk., 2013).

1.5.2 Hipotesis Penelitian

 Ekstrak etanol lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella pneumoniae

(4)

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan

Simpulan hasil penelitian ini adalah ekstrak etanol lobak memiliki aktivitas antibakterial terhadap Klebsiella pneumoniae.

5.2 Saran

1. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai aktivitas antibakterial lobak terhadap bakteri lain, selain Klebsiella pneumoniae.

2. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai kandungan zat aktif lobak yang tumbuh di Indonesia.

(5)

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad F, Hasan I, Christi DK, and Ahmad H. Antibacterial activity of Raphanus sativus Linn. Global Journal of Medical Research. 2012; 12(11).

Aruna G, Yerragunt VG, Raju AB. Photochemistry and pharmacology of

Raphanus sativus. International Journal of Drug Formulation and

Research. 2012; 3(1).