PERBANDINGAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI EKSTRAKETANOL BIJI DENGAN BATANG PEPAYA (Carica papaya L.) Perbandingan Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etanol Biji Dengan Batang Pepaya (Carica Papaya L.) Terhadap Bakteri Shigella Dysenteriae Dan Staphylococcus Epidermid
PERBANDINGAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI EKSTRAK
ETANOL BIJI DENGAN BATANG PEPAYA (Carica papaya L.)
TERHADAP BAKTERI Shigella dysenteriae
DAN Staphylococcus epidermidis
NASKAH PUBLIKASI
Oleh :
NIKEN DWI MULYASARI
K 100 110 025
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2015
1
ii
1
PERBANDINGAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI EKSTRAK ETANOL BIJI
DENGAN BATANG PEPAYA (Carica papaya L.) TERHADAP BAKTERI Shigella
dysenteriae DAN Staphylococcus epidermidis
COMPARISON OF ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF ETHANOLIC EXTRACT
OF PAPAYA ( Carica papaya L. ) SEEDS WITH STEM AGAINST Shigella
dysenteriae AND Staphylococcus epidermidis
Niken Dwi Mulyasari* dan Ratna Yuliani
Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I, Pabelan Kartasura Surakarta 57102
*Email: [email protected]
ABSTRAK
Tanaman pepaya adalah tumbuhan tropis yang banyak dibudidayakan di Indonesia dan
dimanfaatkan untuk mengatasi beberapa penyakit. Diketahui dari penelitian sebelumnya, bahwa biji dan
batang pepaya memiliki aktivitas antibakteri. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan aktivitas
antibakteri ekstrak etanol biji dengan batang pepaya terhadap bakteri Shigella dysenteriae dan
Staphylococcus epidermidis serta untuk mengetahui kandungan senyawa kimia yang berkhasiat sebagai
antibakteri. Metode penyarian yang digunakan adalah maserasi. Uji aktivitas antibakteri menggunakan
metode difusi disk menggunakan seri konsentrasi sebesar 10.000 µg, 5.000 µg, 2.500 µg dan 1.250 µg.
Analisis kandungan senyawa kimia menggunakan metode Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dan bioautografi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi 10.000 µg ekstrak biji pepaya memiliki aktivitas antibakteri
yang lebih baik daripada ekstrak batang pepaya terhadap Shigella dysenteriae dengan diameter zona
hambat sebesar 17,0±0 mm. Ekstrak etanol batang pepaya konsentrasi 10.000 µg, 2.500 µg, dan 1.250 µg
memiliki aktivitas antibakteri yang lebih baik dibandingkan ekstrak biji pepaya terhadap penghambatan
Staphylococcus epidermidis dengan diameter zona hambat 16,5±2,12, 15,5±0,71 dan 12,0±2,82 mm. Hasil
uji KLT menunjukkan ekstrak batang pepaya mengandung tanin dan triterpen. Hasil bioautografi
menunjukkan senyawa tanin dalam ekstrak batang papaya bertanggung jawab terhadap aktivitas antibakteri
pada Staphylococcus epidermidis. Senyawa yang berperan dalam penghambatan pertumbuhan Shigella
dysenteriae tidak diketahui.
Kata kunci : biji, batang, Carica papaya L., antibakteri, Shigella dysenteriae, Staphylococcus epidermidis
ABSTRACT
Papaya is a tropical plant that is widely cultivated in Indonesia and is used to overcome some
diseases. Based on previous research, papaya seeds and stems have antibacterial activity. This study aimed
to compare the antibacterial activity of ethanolic extract of papaya seed with stem against Shigella
dysenteriae and Staphylococcus epidermidis, and to know content of chemical compounds that have
antibacterial activity. Powder of papaya seed and stem were macerated in 70% ethanol. Antibacterial
activity was tested by disk diffusion method with concentration 10,000 µg, 5,000 µg, 2,500 µg, and 1,250 µg.
Analysis of chemical compounds was conducted using Thin Layer Chromatography (TLC) and
bioautography. The results showed that ethanolic extract of papaya seeds with concentration of 10,000 µg
was significantly have the antibacterial activity better than stem extract against Shigella dysenteriae with a
diameter of inhibition zone of 17,0±0 mm. The ethanolic extract of papaya stem with concentration of 10,000
µg, 2,500 µg and 1,250 µg have better antibacterial activity against Staphylococcus epidermidis when
compared with papaya seed extract with a diameter of inhibition zone of 16,5±2,12, 15,5±0,71 dan 12,0±2,82
mm. TLC test showed that stem papaya extract contains tannins and triterpenes. Bioautography results
showed tannins in the stem extract of papaya was responsible for antibacterial activity against
Staphylococcus epidermidis. Chemical compounds that contributed in inhibiting the growth of Shigella
dysenteriae still unknown.
Key words : seeds, stems, Carica papaya L., antibacterial, Shigella dysenteriae, Staphylococcus
epidermidis
1
PENDAHULUAN
Infeksi merupakan penyakit yang terus berkembang dan dapat menular (Jawetz et
al., 1991). Infeksi terutama disebabkan oleh mikroorganisme seperti jamur, parasit, bakteri,
dan virus (Jawetz et al., 2001) yang melakukan pertumbuhan dan bereplikasi dalam sel
inang (Pratiwi, 2008). Bakteri menimbulkan berbagai perubahan kimiawi pada substansi
yang ditumbuhinya (Pelczar dan Chan, 1986). Contoh bakteri yang dapat menyebabkan
infeksi adalah Shigella dysenteriae dan Staphylococcus epidermidis (Jawetz et al., 2005).
Shigella dysenteriae menyebabkan penyakit disentri (Dwijoseputro, 2005) yang
paling parah dibanding Shigella lainnya (WHO, 2005). Menurut survei Departemen
Kesehatan RI (2011) morbiditas dan mortalitas penyakit yang ditimbulkan oleh Shigella
dysenteriae tergolong tinggi. Staphylococcus epidermidis merupakan flora normal yang
hidup pada kulit dan mukosa pada manusia normal (Jawetz et al., 2005) namun bakteri
tersebut dapat menjadi patogen oportunistik pada kondisi tertentu (Pratiwi, 2008).
Staphylococcus epidermidis adalah penyebab endokarditis bakterial, terutama pada pasien
dengan katup jantung buatan dan pada pecandu narkotika. Bakteri ini juga menyebabkan
infeksi traktus urinarius akibat pemakaian alat-alat implan plastik yang dimasukkan ke
dalam tubuh manusia seperti kateter (Elliot et al., 2013). Alternatif yang bisa digunakan
untuk menekan angka kejadian infeksi bakteri adalah obat yang berasal dari tamanan.
Salah satu tanaman yang memiliki aktivitas antibakteri adalah pepaya (Sukadana et
al., 2008). Tanaman pepaya memiliki kemampuan melawan pertumbuhan bakteri (Alabi et
al., 2012). Ekstrak etanol biji pepaya memiliki kemampuan untuk menghambat
pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli,
Pseudomonas aeruginosa dan spesies Proteus (Akujobi et al., 2010). Ekstrak n-heksan biji
pepaya mengandung senyawa golongan triterpenoid yang dapat menghambat pertumbuhan
bakteri Escherichia coli (10 mm) dan Staphylococcus aureus (7 mm) (Sukadana et al.,
2008). Ekstrak metanol batang pepaya mengandung alkaloid, saponin, tanin, dan flavonoid
yang memiliki aktivitas antibakteri terhadap Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus,
Escherichia coli, Salmonella thypi (Oladimeji et al., 2007), Micrococcus luteus, Proteus
mirabilis, Salmonella paratyphi dan Shigella flexneri (Rahman et al., 2011). Ekstrak etanol
batang pepaya mengandung senyawa saponin dan antrakuinon yang memiliki aktivitas
antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli multiresisten
antibiotik (Setyawan, 2009).
Batang dan biji pepaya sama-sama memiliki aktivitas antibakteri dan berpotensi
menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Penelitian yang
2
dilakukan oleh Martiasih et al. (2014) memperoleh hasil bahwa ekstrak etanol biji pepaya
dengan konsentrasi 10 mg/mL (700 µg) memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri
Streptococcus pyogenes dan Escherichia coli dengan diameter zona hambat masingmasing sebesar 9 mm dan 8,5 mm, sedangkan penelitian lain yang dilakukan oleh Rahman
et al. (2011) menunjukkan bahwa ekstrak etanol batang pepaya dengan konsentrasi 10
mg/mL (5000 µg) mampu menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus dan
Escherichia coli dengan diameter zona hambat yang sama yaitu sebesar 12 mm. Dari
kedua penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa ekstrak etanol batang pepaya memiliki
aktivitas antibakteri yang lebih besar dibanding ekstrak etanol biji pepaya. Berdasarkan
uraian tersebut, penelitian ini dilakukan untuk membandingkan aktivitas antibakteri ekstrak
etanol biji dengan batang pepaya terhadap bakteri yang mewakili Gram negatif yaitu
Shigella dysenteriae dan bakteri Gram positif yaitu Staphylococcus epidermidis.
METODE PENELITIAN
Alat
Alat-alat gelas (Pyrex), mikropipet (Socorex), autoklaf (My Life), oven
(Memmert), rotary evaporator (Heidolph), waterbath (Memmert), Laminar Air Flow
(Astari Niagara), blender (LG), inkubator (Memmert), vortek (Thermolyne Corporation),
ose steril, bunsen, mikroskop (Olympus), neraca analitik (Precisa), deck glass, object glass,
bejana elusi, pinset, sprayer, lampu UV254nm, dan UV 366nm.
Bahan
Biji dan batang pepaya diperoleh dari perkebunan pepaya Dusun Ringinsari, Desa
Randusari, Kecamatan Teras, Kabupaten Boyolali, Jawa Tengah, bakteri Shigella
dysenteriae dan Staphylococcus epidermidis dari Balai Laboratorium Kesehatan
Yogyakarta, etanol 70%, akuades, Mueller Hinton (MH) (Oxoid), Kligler Iron agar ( KIA)
(Oxoid), Lysine Iron Agar (LIA) (Oxoid), Motility Indol Ornithine (MIO) (Difco), Brain
Heart Infussion (BHI) (Oxoid), dan Manitol Salt Agar (MSA) (Oxoid), NaCl, cat Gram A,
cat Gram B, cat Gram C, cat Gram D, formalin 1%, minyak imersi, yellow tips, blue tips,
white tips, blank disc, disk antibiotik (streptomisin dan tetrasiklin), silika gel GF254nm, etil
asetat, metanol, kloroform, uap amonia, pereaksi semprot FeCl3, Liebermann-Burchard
(LB), KOH etanolik dan Dragendorff.
Jalannya penelitian
Ekstraksi
Sebanyak 455,81 gram batang pepaya kering disari menggunakan 2,8 L etanol 70%
dan biji pepaya kering sebanyak 312,0 gram disari menggunakan 3,2 L etanol 70%. Bahan3
bahan tersebut selanjutnya dimaserasi selama 5 hari atau sampai diperoleh ekstrak dari biji
dan batang pepaya. Ekstrak yang diperoleh disaring dan dipisahkan dari penyari dengan
cara evaporasi sampai semua etanol menguap dan hanya tersisa air. Untuk memperoleh
ekstrak yang kental hasil evaporasi dipanaskan di atas waterbath pada suhu 60ºC untuk
menghilangkan sisa air.
Identifikasi bakteri
a. Pewarnaan bakteri
Preparat diambil dari biakan murni dan digoreskan di atas objeck glass steril dan
dipanaskan di atas nyala api bunsen sampai preparat kering kemudian ditetesi formalin 1%.
Preparat didiamkan selama 5 menit dan dikeringkan. Preparat yang siap dicat digenangi
dengan cat Gram A selama 1-3 menit, cat dibuang tanpa dicuci dengan air, lalu preparat
kembali digenangi dengan cat Gram B selama 0,5-1 menit, cat dibuang dan dicuci air.
Preparat ditetesi dengan cat Gram C sampai warna cat tepat dilunturkan, preparat
kemudian digenangi cat Gram D selama 1-2 menit, dicuci dengan air dan dikeringkan pada
suhu kamar dengan posisi miring. Setelah kering preparat ditetesi minyak imersi dan
diamati dibawah mikroskop dengan perbesaran 1000x.
b. Identifikasi Shigella dysenteriae
Bakteri ditusukkan dan digoreskan ke media Kligler Iron Agar (KIA), Lysine Iron
Agar (LIA) dan Motility Indol Ornithine (MIO) kemudian diinkubasi pada suhu 37ºC
selama 18-24 jam.
c. Identifikasi Staphylococcus epidermidis
Bakteri ditusukan dan digoreskan pada media Manitol Salt Agar (MSA) kemudian
diinkubasi pada suhu 37ºC selama 18-24 jam.
Uji aktivitas antibakteri
Seri konsentrasi ekstrak biji/batang pepaya yang digunakan adalah 10.000 µg,
5.000 µg, 2.500 µg dan 1.250 µg. Kontrol positif streptomisin 10 µg digunakan untuk
pengujian bakteri Staphylococcus epidermidis dan tetrasiklin 30 µg untuk pengujian
bakteri Shigella dysenteriae. Kontrol negatif yaitu etanol 70%. Uji aktivitas antibakteri
menggunakan metode difusi disk. Masing-masing disk kosong yang berisi 20 µL ekstrak
etanol biji/batang dan kontrol negatif diletakkan diatas media yang telah diinokulasikan
dengan 300 µL suspensi bakteri. Media diinkubasi pada suhu 37ºC selama 24 jam. Adanya
zona hambat menunjukkan adanya aktivitas antibakteri.
Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
4
Ekstrak etanol biji dan batang pepaya sebanyak 750 mg dilarutkan dalam etanol
70% sampai volume 750 µL, lalu ditotolkan sebanyak 10 µL pada fase diam yaitu silika
gel GF245nm yang terlebih dahulu diaktifkan dengan pemanasan dalam oven pada suhu
100˚C selama 30 menit, dan dielusi menggunakan fase gerak kloroform-metanol (3:7)
untuk batang dan etil asetat-metanol-air (100:11:19). untuk biji. Silika dibiarkan sampai
kering dan diamati pada UV254 nm dan UV366 nm, dan direaksikan pereaksi uap amonia,
pereaksi semprot FeCl3, Liebermann-Burchard (LB), Dragendorff, dan KOH etanolik.
Bioautografi
Lempeng KLT yang telah dielusi diletakkan di atas permukaan media MH yang
telah diinokulasi dengan bakteri selama 20 menit, lalu lempeng diambil dengan pinset
steril. Media diinkubasi pada suhu 37ºC selama 24 jam. Letak senyawa aktif yang memiliki
aktivitas antibakteri ditunjukkan dengan adanya zona hambat yang terlihat jernih.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi
Hasil maserasi diperoleh sebesar 105,40 gram ekstrak kental dari 455,81 gram
serbuk batang pepaya dan dari 312,0 gram serbuk biji pepaya diperoleh ekstrak kental
sebanyak 91,80 gram. Rendemen ekstrak etanol batang dan biji pepaya masing-masing
sebesar 23,12% b/b dan 29,42% b/b.
Identifikasi bakteri
a. Identifikasi Shigella dysenteriae
Bakteri Shigella dysenteriae merupakan bakteri Gram negatif, berbentuk batang,
tersebar dan berwarna merah. Hasil pengecatan menunjukkan bakteri tidak tahan terhadap
alkohol yang merupakan decolorizing agent (senyawa peluntur warna), dan mengikat
warna safranin pada cat Gram D sehingga tampak berwarna merah (Pratiwi, 2008). Hasil
identifikasi menggunakan media KIA menunjukkan
Shigella dysenteriae tidak
memfermentasi laktosa sehingga tidak menunjukkan perubahan warna pada media.
Shigella dysenteriae tidak menghasilkan H2S dan gas ditandai dengan tidak terdapat warna
hitam dan gelembung pada media KIA. Hasil uji dengan media LIA didapatkan hasil
bahwa bakteri tidak mendekarboksilasi lisin dan tidak mampu mendeaminasi lisin yang
ditunjukkan pada daerah tegak berwarna kuning dan warna ungu pada daerah miring.
Shigella dysenteriae tidak meghasilan H2S ditandai dengan tidak terjadi perubahan warna
kehitaman pada media LIA. Hasil uji menggunakan media MIO menunjukkan bakteri
bersifat nonmotil ditandai dengan adanya kekeruhan pada bekas tusukan dan tidak adanya
kekeruhan dalam media yang menandakan bakteri tidak bergerak. Shigella dysenteriae
5
tidak memiliki aktifitas dekarboksilasi ornitin ditunjukkan dengan tidak terdapat warna
ungu pada bagian atas, setelah ditetesi reagen kovac’s tidak terbentuk cincin merah yang
menunjukkan bahwa Shigella dysenteriae memiliki reaksi indol negatif. Shigella
dysenteriae bersifat fakultatif anaerob, tidak dapat meragikan laktosa, tidak membentuk
H2S, tidak bergerak (Jawetz et al., 1996), tidak mendekarboksilasi lisin dan tidak
menghasilkan gas (PHE, 2014).
b. Identifikasi Staphylococcus epidermidis
Staphylococcus epidermidis merupakan bakteri Gram positif, berwarna ungu (Pratiwi,
2008), berbentuk bulat dan bergerombol (Jawetz et al., 2001). Hasil pengamatan bakteri
Staphylococcus epidermidis menunjukkan bakteri berbentuk bulat, bergerombol dan dan
berwarna ungu. Hasil pengecatan Gram menunjukkan Staphylococcus epidermidis tahan
terhadap alkohol, bakteri tetap mengikat warna cat Gram A (cristal violet) sehingga
tampak berwarna ungu. Media Manitol Salt Agar (MSA) merupakan media yang
digunakan untuk identifikasi bakteri Staphylococcus epidermidis. Hasil pengamatan
memperlihatkan tidak terjadi perubahan warna pada media MSA yang ditanami
Staphylococcus epidermidis. Hal tersebut dikarenakan Staphylococcus epidermidis tidak
dapat memfermentasi manitol (Jawetz et al., 1996; Sujudi, et al., 1994).
Uji aktivitas antibakteri
Uji aktivitas antibakteri dilakukan dengan metode Kirby Bauer (difusi disk) dengan
menggunakan kertas samir (disk) berdiameter 6 mm. Aktivitas antibakteri ekstrak etanol
biji dan batang pepaya diukur berdasarkan diameter zona hambat disekitar disk dari
masing-masing bakteri (Tabel 1).
Tabel 1. Hasil uji aktivitas antibakteri ekstrak etanol biji dan batang pepaya terhadap bakteri Shigella dysenteriae dan
Staphylococcus epidermidis
Zona hambat (mm) ± SD
Sampel
Konsentrasi
Ket.
Shigella dysenteriae
Staphylococcus epidermidis
10.000 µg
17,0±0
7,50±0,71
Irradikal
5.000 µg
13,5±0,71
13,0±7,07
Irradikal
Ekstrak etanol biji
pepaya
2.500 µg
13,5±0,71
10,5±0,71
Irradikal
1.250 µg
13,0±1,41
6,0±0
Irradikal
Tetrasiklin
30 µg
16,0±1,41
Radikal
Streptomisin
10 µg
10,5±0,70
Radikal
Etanol 70%
20 µL
6±0
6±0
10.000 µg
14,5±0,71
16,5±2,12
Irradikal
5.000 µg
11,5±0,71
16,0±1,41
Irradikal
Ekstrak etanol
batang pepaya
2.500 µg
12,5±3,53
15,5±0,71
Irradikal
1.250 µg
12,0±3,53
12,0±2,82
Irradikal
Tetrasiklin
30 µg
12,5±3,53
Radikal
Streptomisin
10 µg
11,5±4,95
Radikal
Etanol 70%
20 µL
6±0
6±0
Keterangan:
Diameter zona hambat termasuk diameter disk (6 mm)
Hasil pengamatan uji aktivitas antibakteri terhadap Shigella dysenteriae
memperlihatkan zona hambat yang tergolong irradikal, hal tersebut ditunjukkan oleh area
6
disekitar disk yang masih ditemukan adanya pertumbuhan bakteri namun terlihat jarang
jika dibandingkan dengan daerah yang jauh dari disk. Untuk mengetahui perbandingan
aktivitas antibakteri ekstrak etanol biji dan batang pepaya terhadap bakteri uji, dilakukan
analisa menggunakan analisis independent sample t test. Pengambilan keputusan dalam
analisis uji T dilakukan dengan cara membandingkan nilai signifikansi (0,05) dengan nilai
signifikasi atau nilai probabilitas (p) hasil penelitian. Hasil dikatakan signifikan apabila
nilai p kurang dari nilai signifikasi (p
ETANOL BIJI DENGAN BATANG PEPAYA (Carica papaya L.)
TERHADAP BAKTERI Shigella dysenteriae
DAN Staphylococcus epidermidis
NASKAH PUBLIKASI
Oleh :
NIKEN DWI MULYASARI
K 100 110 025
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
SURAKARTA
2015
1
ii
1
PERBANDINGAN AKTIVITAS ANTIBAKTERI EKSTRAK ETANOL BIJI
DENGAN BATANG PEPAYA (Carica papaya L.) TERHADAP BAKTERI Shigella
dysenteriae DAN Staphylococcus epidermidis
COMPARISON OF ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF ETHANOLIC EXTRACT
OF PAPAYA ( Carica papaya L. ) SEEDS WITH STEM AGAINST Shigella
dysenteriae AND Staphylococcus epidermidis
Niken Dwi Mulyasari* dan Ratna Yuliani
Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Jl. Ahmad Yani Tromol Pos I, Pabelan Kartasura Surakarta 57102
*Email: [email protected]
ABSTRAK
Tanaman pepaya adalah tumbuhan tropis yang banyak dibudidayakan di Indonesia dan
dimanfaatkan untuk mengatasi beberapa penyakit. Diketahui dari penelitian sebelumnya, bahwa biji dan
batang pepaya memiliki aktivitas antibakteri. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan aktivitas
antibakteri ekstrak etanol biji dengan batang pepaya terhadap bakteri Shigella dysenteriae dan
Staphylococcus epidermidis serta untuk mengetahui kandungan senyawa kimia yang berkhasiat sebagai
antibakteri. Metode penyarian yang digunakan adalah maserasi. Uji aktivitas antibakteri menggunakan
metode difusi disk menggunakan seri konsentrasi sebesar 10.000 µg, 5.000 µg, 2.500 µg dan 1.250 µg.
Analisis kandungan senyawa kimia menggunakan metode Kromatografi Lapis Tipis (KLT) dan bioautografi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi 10.000 µg ekstrak biji pepaya memiliki aktivitas antibakteri
yang lebih baik daripada ekstrak batang pepaya terhadap Shigella dysenteriae dengan diameter zona
hambat sebesar 17,0±0 mm. Ekstrak etanol batang pepaya konsentrasi 10.000 µg, 2.500 µg, dan 1.250 µg
memiliki aktivitas antibakteri yang lebih baik dibandingkan ekstrak biji pepaya terhadap penghambatan
Staphylococcus epidermidis dengan diameter zona hambat 16,5±2,12, 15,5±0,71 dan 12,0±2,82 mm. Hasil
uji KLT menunjukkan ekstrak batang pepaya mengandung tanin dan triterpen. Hasil bioautografi
menunjukkan senyawa tanin dalam ekstrak batang papaya bertanggung jawab terhadap aktivitas antibakteri
pada Staphylococcus epidermidis. Senyawa yang berperan dalam penghambatan pertumbuhan Shigella
dysenteriae tidak diketahui.
Kata kunci : biji, batang, Carica papaya L., antibakteri, Shigella dysenteriae, Staphylococcus epidermidis
ABSTRACT
Papaya is a tropical plant that is widely cultivated in Indonesia and is used to overcome some
diseases. Based on previous research, papaya seeds and stems have antibacterial activity. This study aimed
to compare the antibacterial activity of ethanolic extract of papaya seed with stem against Shigella
dysenteriae and Staphylococcus epidermidis, and to know content of chemical compounds that have
antibacterial activity. Powder of papaya seed and stem were macerated in 70% ethanol. Antibacterial
activity was tested by disk diffusion method with concentration 10,000 µg, 5,000 µg, 2,500 µg, and 1,250 µg.
Analysis of chemical compounds was conducted using Thin Layer Chromatography (TLC) and
bioautography. The results showed that ethanolic extract of papaya seeds with concentration of 10,000 µg
was significantly have the antibacterial activity better than stem extract against Shigella dysenteriae with a
diameter of inhibition zone of 17,0±0 mm. The ethanolic extract of papaya stem with concentration of 10,000
µg, 2,500 µg and 1,250 µg have better antibacterial activity against Staphylococcus epidermidis when
compared with papaya seed extract with a diameter of inhibition zone of 16,5±2,12, 15,5±0,71 dan 12,0±2,82
mm. TLC test showed that stem papaya extract contains tannins and triterpenes. Bioautography results
showed tannins in the stem extract of papaya was responsible for antibacterial activity against
Staphylococcus epidermidis. Chemical compounds that contributed in inhibiting the growth of Shigella
dysenteriae still unknown.
Key words : seeds, stems, Carica papaya L., antibacterial, Shigella dysenteriae, Staphylococcus
epidermidis
1
PENDAHULUAN
Infeksi merupakan penyakit yang terus berkembang dan dapat menular (Jawetz et
al., 1991). Infeksi terutama disebabkan oleh mikroorganisme seperti jamur, parasit, bakteri,
dan virus (Jawetz et al., 2001) yang melakukan pertumbuhan dan bereplikasi dalam sel
inang (Pratiwi, 2008). Bakteri menimbulkan berbagai perubahan kimiawi pada substansi
yang ditumbuhinya (Pelczar dan Chan, 1986). Contoh bakteri yang dapat menyebabkan
infeksi adalah Shigella dysenteriae dan Staphylococcus epidermidis (Jawetz et al., 2005).
Shigella dysenteriae menyebabkan penyakit disentri (Dwijoseputro, 2005) yang
paling parah dibanding Shigella lainnya (WHO, 2005). Menurut survei Departemen
Kesehatan RI (2011) morbiditas dan mortalitas penyakit yang ditimbulkan oleh Shigella
dysenteriae tergolong tinggi. Staphylococcus epidermidis merupakan flora normal yang
hidup pada kulit dan mukosa pada manusia normal (Jawetz et al., 2005) namun bakteri
tersebut dapat menjadi patogen oportunistik pada kondisi tertentu (Pratiwi, 2008).
Staphylococcus epidermidis adalah penyebab endokarditis bakterial, terutama pada pasien
dengan katup jantung buatan dan pada pecandu narkotika. Bakteri ini juga menyebabkan
infeksi traktus urinarius akibat pemakaian alat-alat implan plastik yang dimasukkan ke
dalam tubuh manusia seperti kateter (Elliot et al., 2013). Alternatif yang bisa digunakan
untuk menekan angka kejadian infeksi bakteri adalah obat yang berasal dari tamanan.
Salah satu tanaman yang memiliki aktivitas antibakteri adalah pepaya (Sukadana et
al., 2008). Tanaman pepaya memiliki kemampuan melawan pertumbuhan bakteri (Alabi et
al., 2012). Ekstrak etanol biji pepaya memiliki kemampuan untuk menghambat
pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Escherichia coli,
Pseudomonas aeruginosa dan spesies Proteus (Akujobi et al., 2010). Ekstrak n-heksan biji
pepaya mengandung senyawa golongan triterpenoid yang dapat menghambat pertumbuhan
bakteri Escherichia coli (10 mm) dan Staphylococcus aureus (7 mm) (Sukadana et al.,
2008). Ekstrak metanol batang pepaya mengandung alkaloid, saponin, tanin, dan flavonoid
yang memiliki aktivitas antibakteri terhadap Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus,
Escherichia coli, Salmonella thypi (Oladimeji et al., 2007), Micrococcus luteus, Proteus
mirabilis, Salmonella paratyphi dan Shigella flexneri (Rahman et al., 2011). Ekstrak etanol
batang pepaya mengandung senyawa saponin dan antrakuinon yang memiliki aktivitas
antibakteri terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli multiresisten
antibiotik (Setyawan, 2009).
Batang dan biji pepaya sama-sama memiliki aktivitas antibakteri dan berpotensi
menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Penelitian yang
2
dilakukan oleh Martiasih et al. (2014) memperoleh hasil bahwa ekstrak etanol biji pepaya
dengan konsentrasi 10 mg/mL (700 µg) memiliki aktivitas antibakteri terhadap bakteri
Streptococcus pyogenes dan Escherichia coli dengan diameter zona hambat masingmasing sebesar 9 mm dan 8,5 mm, sedangkan penelitian lain yang dilakukan oleh Rahman
et al. (2011) menunjukkan bahwa ekstrak etanol batang pepaya dengan konsentrasi 10
mg/mL (5000 µg) mampu menghambat pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus dan
Escherichia coli dengan diameter zona hambat yang sama yaitu sebesar 12 mm. Dari
kedua penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa ekstrak etanol batang pepaya memiliki
aktivitas antibakteri yang lebih besar dibanding ekstrak etanol biji pepaya. Berdasarkan
uraian tersebut, penelitian ini dilakukan untuk membandingkan aktivitas antibakteri ekstrak
etanol biji dengan batang pepaya terhadap bakteri yang mewakili Gram negatif yaitu
Shigella dysenteriae dan bakteri Gram positif yaitu Staphylococcus epidermidis.
METODE PENELITIAN
Alat
Alat-alat gelas (Pyrex), mikropipet (Socorex), autoklaf (My Life), oven
(Memmert), rotary evaporator (Heidolph), waterbath (Memmert), Laminar Air Flow
(Astari Niagara), blender (LG), inkubator (Memmert), vortek (Thermolyne Corporation),
ose steril, bunsen, mikroskop (Olympus), neraca analitik (Precisa), deck glass, object glass,
bejana elusi, pinset, sprayer, lampu UV254nm, dan UV 366nm.
Bahan
Biji dan batang pepaya diperoleh dari perkebunan pepaya Dusun Ringinsari, Desa
Randusari, Kecamatan Teras, Kabupaten Boyolali, Jawa Tengah, bakteri Shigella
dysenteriae dan Staphylococcus epidermidis dari Balai Laboratorium Kesehatan
Yogyakarta, etanol 70%, akuades, Mueller Hinton (MH) (Oxoid), Kligler Iron agar ( KIA)
(Oxoid), Lysine Iron Agar (LIA) (Oxoid), Motility Indol Ornithine (MIO) (Difco), Brain
Heart Infussion (BHI) (Oxoid), dan Manitol Salt Agar (MSA) (Oxoid), NaCl, cat Gram A,
cat Gram B, cat Gram C, cat Gram D, formalin 1%, minyak imersi, yellow tips, blue tips,
white tips, blank disc, disk antibiotik (streptomisin dan tetrasiklin), silika gel GF254nm, etil
asetat, metanol, kloroform, uap amonia, pereaksi semprot FeCl3, Liebermann-Burchard
(LB), KOH etanolik dan Dragendorff.
Jalannya penelitian
Ekstraksi
Sebanyak 455,81 gram batang pepaya kering disari menggunakan 2,8 L etanol 70%
dan biji pepaya kering sebanyak 312,0 gram disari menggunakan 3,2 L etanol 70%. Bahan3
bahan tersebut selanjutnya dimaserasi selama 5 hari atau sampai diperoleh ekstrak dari biji
dan batang pepaya. Ekstrak yang diperoleh disaring dan dipisahkan dari penyari dengan
cara evaporasi sampai semua etanol menguap dan hanya tersisa air. Untuk memperoleh
ekstrak yang kental hasil evaporasi dipanaskan di atas waterbath pada suhu 60ºC untuk
menghilangkan sisa air.
Identifikasi bakteri
a. Pewarnaan bakteri
Preparat diambil dari biakan murni dan digoreskan di atas objeck glass steril dan
dipanaskan di atas nyala api bunsen sampai preparat kering kemudian ditetesi formalin 1%.
Preparat didiamkan selama 5 menit dan dikeringkan. Preparat yang siap dicat digenangi
dengan cat Gram A selama 1-3 menit, cat dibuang tanpa dicuci dengan air, lalu preparat
kembali digenangi dengan cat Gram B selama 0,5-1 menit, cat dibuang dan dicuci air.
Preparat ditetesi dengan cat Gram C sampai warna cat tepat dilunturkan, preparat
kemudian digenangi cat Gram D selama 1-2 menit, dicuci dengan air dan dikeringkan pada
suhu kamar dengan posisi miring. Setelah kering preparat ditetesi minyak imersi dan
diamati dibawah mikroskop dengan perbesaran 1000x.
b. Identifikasi Shigella dysenteriae
Bakteri ditusukkan dan digoreskan ke media Kligler Iron Agar (KIA), Lysine Iron
Agar (LIA) dan Motility Indol Ornithine (MIO) kemudian diinkubasi pada suhu 37ºC
selama 18-24 jam.
c. Identifikasi Staphylococcus epidermidis
Bakteri ditusukan dan digoreskan pada media Manitol Salt Agar (MSA) kemudian
diinkubasi pada suhu 37ºC selama 18-24 jam.
Uji aktivitas antibakteri
Seri konsentrasi ekstrak biji/batang pepaya yang digunakan adalah 10.000 µg,
5.000 µg, 2.500 µg dan 1.250 µg. Kontrol positif streptomisin 10 µg digunakan untuk
pengujian bakteri Staphylococcus epidermidis dan tetrasiklin 30 µg untuk pengujian
bakteri Shigella dysenteriae. Kontrol negatif yaitu etanol 70%. Uji aktivitas antibakteri
menggunakan metode difusi disk. Masing-masing disk kosong yang berisi 20 µL ekstrak
etanol biji/batang dan kontrol negatif diletakkan diatas media yang telah diinokulasikan
dengan 300 µL suspensi bakteri. Media diinkubasi pada suhu 37ºC selama 24 jam. Adanya
zona hambat menunjukkan adanya aktivitas antibakteri.
Kromatografi Lapis Tipis (KLT)
4
Ekstrak etanol biji dan batang pepaya sebanyak 750 mg dilarutkan dalam etanol
70% sampai volume 750 µL, lalu ditotolkan sebanyak 10 µL pada fase diam yaitu silika
gel GF245nm yang terlebih dahulu diaktifkan dengan pemanasan dalam oven pada suhu
100˚C selama 30 menit, dan dielusi menggunakan fase gerak kloroform-metanol (3:7)
untuk batang dan etil asetat-metanol-air (100:11:19). untuk biji. Silika dibiarkan sampai
kering dan diamati pada UV254 nm dan UV366 nm, dan direaksikan pereaksi uap amonia,
pereaksi semprot FeCl3, Liebermann-Burchard (LB), Dragendorff, dan KOH etanolik.
Bioautografi
Lempeng KLT yang telah dielusi diletakkan di atas permukaan media MH yang
telah diinokulasi dengan bakteri selama 20 menit, lalu lempeng diambil dengan pinset
steril. Media diinkubasi pada suhu 37ºC selama 24 jam. Letak senyawa aktif yang memiliki
aktivitas antibakteri ditunjukkan dengan adanya zona hambat yang terlihat jernih.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Ekstraksi
Hasil maserasi diperoleh sebesar 105,40 gram ekstrak kental dari 455,81 gram
serbuk batang pepaya dan dari 312,0 gram serbuk biji pepaya diperoleh ekstrak kental
sebanyak 91,80 gram. Rendemen ekstrak etanol batang dan biji pepaya masing-masing
sebesar 23,12% b/b dan 29,42% b/b.
Identifikasi bakteri
a. Identifikasi Shigella dysenteriae
Bakteri Shigella dysenteriae merupakan bakteri Gram negatif, berbentuk batang,
tersebar dan berwarna merah. Hasil pengecatan menunjukkan bakteri tidak tahan terhadap
alkohol yang merupakan decolorizing agent (senyawa peluntur warna), dan mengikat
warna safranin pada cat Gram D sehingga tampak berwarna merah (Pratiwi, 2008). Hasil
identifikasi menggunakan media KIA menunjukkan
Shigella dysenteriae tidak
memfermentasi laktosa sehingga tidak menunjukkan perubahan warna pada media.
Shigella dysenteriae tidak menghasilkan H2S dan gas ditandai dengan tidak terdapat warna
hitam dan gelembung pada media KIA. Hasil uji dengan media LIA didapatkan hasil
bahwa bakteri tidak mendekarboksilasi lisin dan tidak mampu mendeaminasi lisin yang
ditunjukkan pada daerah tegak berwarna kuning dan warna ungu pada daerah miring.
Shigella dysenteriae tidak meghasilan H2S ditandai dengan tidak terjadi perubahan warna
kehitaman pada media LIA. Hasil uji menggunakan media MIO menunjukkan bakteri
bersifat nonmotil ditandai dengan adanya kekeruhan pada bekas tusukan dan tidak adanya
kekeruhan dalam media yang menandakan bakteri tidak bergerak. Shigella dysenteriae
5
tidak memiliki aktifitas dekarboksilasi ornitin ditunjukkan dengan tidak terdapat warna
ungu pada bagian atas, setelah ditetesi reagen kovac’s tidak terbentuk cincin merah yang
menunjukkan bahwa Shigella dysenteriae memiliki reaksi indol negatif. Shigella
dysenteriae bersifat fakultatif anaerob, tidak dapat meragikan laktosa, tidak membentuk
H2S, tidak bergerak (Jawetz et al., 1996), tidak mendekarboksilasi lisin dan tidak
menghasilkan gas (PHE, 2014).
b. Identifikasi Staphylococcus epidermidis
Staphylococcus epidermidis merupakan bakteri Gram positif, berwarna ungu (Pratiwi,
2008), berbentuk bulat dan bergerombol (Jawetz et al., 2001). Hasil pengamatan bakteri
Staphylococcus epidermidis menunjukkan bakteri berbentuk bulat, bergerombol dan dan
berwarna ungu. Hasil pengecatan Gram menunjukkan Staphylococcus epidermidis tahan
terhadap alkohol, bakteri tetap mengikat warna cat Gram A (cristal violet) sehingga
tampak berwarna ungu. Media Manitol Salt Agar (MSA) merupakan media yang
digunakan untuk identifikasi bakteri Staphylococcus epidermidis. Hasil pengamatan
memperlihatkan tidak terjadi perubahan warna pada media MSA yang ditanami
Staphylococcus epidermidis. Hal tersebut dikarenakan Staphylococcus epidermidis tidak
dapat memfermentasi manitol (Jawetz et al., 1996; Sujudi, et al., 1994).
Uji aktivitas antibakteri
Uji aktivitas antibakteri dilakukan dengan metode Kirby Bauer (difusi disk) dengan
menggunakan kertas samir (disk) berdiameter 6 mm. Aktivitas antibakteri ekstrak etanol
biji dan batang pepaya diukur berdasarkan diameter zona hambat disekitar disk dari
masing-masing bakteri (Tabel 1).
Tabel 1. Hasil uji aktivitas antibakteri ekstrak etanol biji dan batang pepaya terhadap bakteri Shigella dysenteriae dan
Staphylococcus epidermidis
Zona hambat (mm) ± SD
Sampel
Konsentrasi
Ket.
Shigella dysenteriae
Staphylococcus epidermidis
10.000 µg
17,0±0
7,50±0,71
Irradikal
5.000 µg
13,5±0,71
13,0±7,07
Irradikal
Ekstrak etanol biji
pepaya
2.500 µg
13,5±0,71
10,5±0,71
Irradikal
1.250 µg
13,0±1,41
6,0±0
Irradikal
Tetrasiklin
30 µg
16,0±1,41
Radikal
Streptomisin
10 µg
10,5±0,70
Radikal
Etanol 70%
20 µL
6±0
6±0
10.000 µg
14,5±0,71
16,5±2,12
Irradikal
5.000 µg
11,5±0,71
16,0±1,41
Irradikal
Ekstrak etanol
batang pepaya
2.500 µg
12,5±3,53
15,5±0,71
Irradikal
1.250 µg
12,0±3,53
12,0±2,82
Irradikal
Tetrasiklin
30 µg
12,5±3,53
Radikal
Streptomisin
10 µg
11,5±4,95
Radikal
Etanol 70%
20 µL
6±0
6±0
Keterangan:
Diameter zona hambat termasuk diameter disk (6 mm)
Hasil pengamatan uji aktivitas antibakteri terhadap Shigella dysenteriae
memperlihatkan zona hambat yang tergolong irradikal, hal tersebut ditunjukkan oleh area
6
disekitar disk yang masih ditemukan adanya pertumbuhan bakteri namun terlihat jarang
jika dibandingkan dengan daerah yang jauh dari disk. Untuk mengetahui perbandingan
aktivitas antibakteri ekstrak etanol biji dan batang pepaya terhadap bakteri uji, dilakukan
analisa menggunakan analisis independent sample t test. Pengambilan keputusan dalam
analisis uji T dilakukan dengan cara membandingkan nilai signifikansi (0,05) dengan nilai
signifikasi atau nilai probabilitas (p) hasil penelitian. Hasil dikatakan signifikan apabila
nilai p kurang dari nilai signifikasi (p