UJI DAYA ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI SERAI WANGI JAWA (Citronella Java Oil) TERHADAP BAKTERI Porphyromonas gingivalis PENYEBAB GINGIVITIS SKRIPSI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
UJI DAYA ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI SERAI WANGI JAWA (Citronella Java Oil) TERHADAP BAKTERI Porphyromonas gingivalis PENYEBAB GINGIVITIS SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)
Program Studi Farmasi Diajukan oleh:
Johanes Putra Wicaksono NIM : 098114010
FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Persetujuan Pembimbing UJI DAYA ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI SERAI WANGI JAWA (Citronella Java Oil) TERHADAP BAKTERI Porphyromonas gingivalis PENYEBAB GINGIVITIS
Skripsi yang diajukan oleh : Johanes Putra Wicaksono
NIM : 098114010 telah disetujui oleh: Pembimbing Utama Agustina Setiawati, M.Sc., Apt. t anggal……………………..
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Pengesahan Skripsi Berjudul UJI DAYA ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI SERAI WANGI JAWA (Citronella Java Oil) TERHADAP BAKTERI Porphyromonas gingivalis PENYEBAB GINGIVITIS
Oleh: Johanes Putra Wicaksono
NIM: 098114010 Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi
Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma
Pada tanggal : 10 Juni 2013 Mengetahui
Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma
Dekan Ipang Djunarko, M.Sc., Apt.
Panitia Penguji: Tanda tangan 1. Agustina Setiawati, M.Sc., Apt.
……………………… 2. Jeffry Julianus, M.Si.
……………………… 3. Yohanes Dwiatmaka, M.Si.
………………………
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Kupersembahkan karya ini kepada : Nenek, Papa, Mama, dan Kakak tercinta Elisabeth Raras Pramudita R. Seluruh teman perjuangan penelitian Pembimbingku Ibu Agustina Setiawati
Almamaterku Universitas Sanata Dharma
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : Johanes Putra Wicaksono Nomor mahasiswa : 098114010
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul:
UJI DAYA ANTIBAKTERI MINYAK ATSIRI
SERAI WANGI JAWA (Citronella Java Oil) TERHADAP
BAKTERI Porphyromonas gingivalis PENYEBAB GINGIVITIS
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada), dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikan di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 22 April 2013 Yang menyatakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana karya ilmiah.
Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagiarisme dalam naskah ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan perundang- undangan yang berlaku.
Yogyakarta, 22 April 2013 Penulis Johanes Putra Wicaksono
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PRAKATA
Penulis sungguh mengucapkan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena hanya dengan berkat, rahmat, dan kehendak-Nya, penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi dengan judul “Uji Daya Antibakteri Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella Java Oil) terhadap Bakteri Porpyromonas gingivalis Penyebab G ingivitis” dengan baik.
Penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini terutama bantuan dalam pemberian semangat. Secara khusus, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
2. Ibu Agustina Setiawati, M.Sc., Apt. selaku Dosen Pembimbing yang selalu memberikan bimbingan, saran, dan evaluasi dengan baik kepada penulis sejak awal penyusunan proposal hingga penyusunan skripsi.
3. Bapak Jeffry Julianus, M.Si. selaku Dosen Penguji yang memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis.
4. Bapak Yohanes Dwiatmaka, M.Si. selaku Dosen Penguji yang memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis.
5. Ibu Maria Dwi Budi Jumpowati, S.Si. yang selalu memberikan bantuan dalam penjelasan mengenai mikrobiologi.
6. Segenap dosen Fakultas Farmasi Sanata Dharma yang telah mengajarkan dan membagikan ilmu kepada penulis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7. Nenek yang selalu memberikan semangat kepada penulis.
8. Papa, Mama, dan Kakak yang selalu memberikan bantuan berupa dukungan dan doa.
9. Elisabeth Raras Pramudita R. yang selalu setia menemani dan membantu dalam setiap langkah penelitian dan penyusunan skripsi.
10. Teman-teman kelompok penelitian (Wanda Indriani Wibowo, Hermawan Deny Prasetyo, dan Bernadetta Arum Wijayanti) yang saling membantu dan memberi semangat hingga selesainya penulisan skripsi ini.
11. Pak Mukmin, Pak Wagiran, Pak Heru, Pak Parlan, dan Mas Bimo serta seluruh laboran yang membantu dalam penyelesaian penelitian.
12. Pak Sigit, Mas Andi, dan Mba Evina yang selalu membantu dalam menyediakan alat dan bahan penelitian di Laboratorium Balai Kesehatan Yogyakarta.
13. Teman-teman kelas FSM A 2009 dan FST A 2009 serta teman-teman angkatan 2009 yang lain atas dukungan, kenangan dan kebersamaan selama masa perkuliahan dan penyusunan skripsi.
14. Semua pihak yang penulis tidak dapat sebutkan satu per satu dalam memberikan bantuan, baik bantuan secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi yang dibuat memiliki keterbatasan- keterbatasan dan jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran demi kemajuan penulis di masa yang akan datang dan demi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
membangun skripsi ini menjadi lebih baik. Akhir kata, penulis berharap agar skripsi yang telah dibuat ini dapat berguna dan memberikan pengetahuan bagi para pembaca, khususnya demi kemajuan pengetahuan dalam bidang ilmu Farmasi.
Penulis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Halaman HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ii HALAMAN PENGESAHAN iii
HALAMAN PERSEMBAHAN iv
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA vi PRAKATA vii
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR LAMPIRAN xvi
INTISARI xvii
ABSTRACT
xviii
BAB I (PENGANTAR)
1 A.
1 Latar Belakang 1.
3 Perumusan masalah 2.
3 Keaslian penelitian 3.
4 Manfaat penelitian B.
4 Tujuan Penelitian
BAB II (PENELAAHAN PUSTAKA)
5 A.
5 Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella Java Oil)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
B.
8 Porphyromonas gingivalis 1.
8 Klasifikasi 2.
9 Patogenesis C.
10 Plak Gigi D.
13 Gingivitis E.
16 Uji Potensi Antibakteri 1.
16 Metode difusi sumuran agar 2.
17 Metode dilusi F.
18 Gas Chromatography-Mass Spectrometri (GC-MS) 1.
19 Gas pembawa 2.
19 Sistem injeksi 3.
19 Kolom 4.
20 Fase diam 5.
20 Suhu 6.
21 Detektor G.
22 Landasan Teori H.
23 Hipotesis
BAB III (METODOLOGI PENELITIAN)
25 A.
25 Jenis dan Rancangan Penelitian B.
25 Variabel dan Definisi Operasional 1.
25 Variabel penelitian 2.
26 Definisi operasional C.
27 Bahan Penelitian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
D.
27 Alat penelitian E.
28 Tata Cara Penelitian 1.
28 Karakterisasi minyak atsiri serai wangi Jawa (Citronella Java Oil) 2. Uji daya antibakteri minyak atsiri serai wangi Jawa (Citronella Java
Oil ) terhadap Porphyromonas gingivalis dengan metode
difusi sumuran 29 3.
Penentuan KHM dan KBM minyak atsiri serai wangi Jawa (Citronella Java Oil) terhadap Porphyromonas gingivalis dengan metode dilusi padat
31 4. Identifikasi komponen minyak atsiri serai wangi Jawa (Citronella
Java Oil ) menggunakan GC-MS
32 F.
33 Analisis Data
BAB IV (HASIL DAN PEMBAHASAN)
34 A.
34 Karakterisasi Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella Java Oil) 1.
34 Pemeriksaan organoleptis minyak atsiri serai wangi Jawa 2.
35 Pengukuran nilai bobot jenis minyak atsiri serai wangi Jawa 3.
35 Pengukuran indeks bias minyak atsiri serai wangi Jawa B. Uji Daya Antibakteri Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella Java
Oil ) terhadap Porphyromonas gingivalis dengan
Metode Difusi Sumuran
37 C. Penentuan KHM dan KBM Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella Java
Oil ) terhadap Porphyromonas gingivalis dengan Metode Dilusi Padat
43
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
D.
Identifikasi Komponen Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella
Java Oil ) menggunakan GC-MS
46 BAB V ( KESIMPULAN DAN SARAN)
48 A. Kesimpulan
48 B. Saran
48 DAFTAR PUSTAKA
49 LAMPIRAN
54 BIOGRAFI PENULIS 113
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel I. Pemeriksaan organoleptis minyak atsiri serai wangi Jawa
34 Tabel II. Pengukuran nilai bobot jenis minyak atsiri serai wangi Jawa
35 Tabel III. Pengukuran nilai indeks bias minyak atsiri serai wangi Jawa
36 Tabel IV. Diameter zona hambat minyak atsiri serai wangi Jawa terhadap
Porphyromonas gingivalis dengan metode difusi sumuran
40 Tabel V. Hasil analisis statistik uji Wilcoxon pada pengujian daya antibakteri minyak atsiri serai wangi Jawa terhadap
Porphyromonas gingivalis dengan metode difusi sumuran
42 Tabel VI. Hasil uji daya antibakteri dengan metode dilusi padat
44 Tabel VII. Identifikasi komponen minyak atsiri serai wangi Jawa
47 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Struktur sitronelal (A), sitronelol (B), geraniol (C)
6 Gambar 2. Morfologi koloni Porphyromonas gingivalis
8 Gambar 3. Konsentrasi 4% sebagai KBM (A), konsentrasi 2% sebagai KHM (B)
45 Gambar 4. Kromatogram minyak atsiri serai wangi Jawa
46 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Certificate of Analysis (CoA)
54 Lampiran 2. Porphyromonas gingivalis ATCC 33277
55 Lampiran 3. Karakterisasi Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa
56 Lampiran 4. Uji Daya Antibakteri Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella
Java Oil ) terhadap Porphyromonas gingivalis dengan Metode
Difusi Sumuran
58 Lampiran 5. Statistik Uji Normalitas Shapiro-Wilk
65 Lampiran 6. Statistik Uji Keberbedabermaknaan Kruskal-Wallis
68 Lampiran 7. Statistik Uji Keberbedabermaknaan Wilcoxon
69 Lampiran 8. Penentuan KHM dan KBM Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa terhadap Porphyromonas gingivalis dengan Metode Dilusi Padat
92 Lampiran 9. Identifikasi Komponen Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa menggunakan GC-MS
95 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Gingivitis merupakan penyakit umum yang ditemukan dalam jaringan mulut dan dapat menyerang anak-anak dan orang dewasa. Gingivitis disebabkan oleh ketidakteraturan menyikat gigi sehingga muncul plak sebagai tempat berkembangnya Porphyromonas gingivalis. Berdasarkan penelitian oleh Jardim dkk. (2010), P.gingivalis sudah resisten terhadap obat golongan β-laktam, aminoglikosida, kloramfenikol, tetrasiklin, quinolon, dan rifampin. Oleh karena itu, dilakukan penelitian menggunakan minyak atsiri serai wangi Jawa sebagai alternatif antibakteri yang dapat menghambat pertumbuhan P.gingivalis.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimental murni dengan rancangan acak lengkap pola satu arah. Penelitian ini menguji daya antibakteri minyak atsiri serai wangi Jawa terhadap bakteri P.gingivalis dengan menggunakan metode difusi sumuran dilanjutkan dilusi padat. Hasil pengujian metode difusi sumuran berupa zona hambat dianalisis menggunakan uji Shapiro-
Wilk , uji Kruskal-Wallis, dan uji Wilcoxon. Kemudian pengujian metode dilusi
padat untuk mencari konsentrasi terendah yang dapat membunuh dan menghambat bakteri yang dianalisis secara eksploratif-deskriptif. Pengujian dilanjutkan dengan identifikasi komponen minyak atsiri menggunakan GC-MS.
Hasil dari pengujian terdapat daya antibakteri dari minyak atsiri serai wangi Jawa dengan nilai KHM sebesar 2% dan nilai KBM sebesar 4% serta memiliki 8 komponen yang sesuai dengan literatur yaitu sitronelal, sitronelol, geraniol, linalool, isopulegol, sitronelil asetat, geranil asetat, dan eugenol. berdasarkan hasil analisis GC-MS.
Kata kunci : minyak atsiri serai wangi Jawa, Porphyromonas gingivalis, GC- MS, Kadar Hambat Minimum (KHM), Kadar Bunuh Minimum (KBM)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
Gingivitis is a general disease found in the tissues of the mouth and can attacks childrens and adults. Gingivitis is caused by irregularity in brushing teeth so it appeared whack as a place of flourishing Porphyromonas gingivalis. Based on research by Jardim et al. (2010), P.gingivalis already resistant to the drug
β- lactams, aminoglycosides, chloramphenikol, tetracycline, quinolones, and rifampin. Therefore, research using Citronella Java Oil as an alternative to inhibit the growth of P.gingivalis.
This research uses pure experimental methods completely randomized design one-way pattern. The research examined antibacterial potency against
P.gingivalis using well diffusion and solid dilution methods. The results of well
diffusion method is inhibition zone which was analyzed using the Shapiro-Wilk test, Kruskal-Wallis test, and Wilcoxon test. Test of solid dilution method to find the lowest concentration that can kill and inhibit bacteria which were analyzed explorative-descriptive. Testing continued with the identification components of essential oils using GC-MS.
The results of the tests are indicating antibacterial potency of citronella essential oil with MIC 2% and MBC 4% and and has 8 components in accordance with the literature which are citronellal, citronellol, geraniol, linalool, isopulegol, sitronelil acetate, acetic geranil, and eugenol based on GC-MS analysis.
Keyword : Citronella Java Oil, Porphyromonas gingivalis, GC-MS, Minimum Inhibitory Concentration (MIC), Minimum Bactericidal Concentration (MBC)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Penyakit infeksi merupakan penyakit yang disebabkan oleh
mikoorganisme seperti bakteri, virus, dan parasit (WHO, 2013). Salah satu penyakit infeksi yang kerap terjadi yaitu penyakit infeksi pada mulut. Banyak mikroorganisme yang dapat menjadi penyebab dari penyakit infeksi mulut dan salah satunya yaitu bakteri Porphyromonas gingivalis penyebab penyakit gingivitis. Menurut WHO (1978) (cit., Nubatonis, 2002), penyakit gingivitis dialami oleh 80% anak usia muda dan hampir semua populasi dewasa pernah mengalami gingivitis dan periodontitis. Selain itu, menurut US Census Bureau (2004) (cit., Praptiwi, 2009), gingivitis memiliki angka insidensi terkalkulasi sebesar 2,1% untuk Indonesia.
Gingivitis merupakan penyakit periodontal stadium awal, termasuk penyakit paling umum yang sering ditemukan pada jaringan mulut (Julianti dkk., 2008). Sudah banyak penelitian mengenai prevalensi periodontitis di seluruh dunia dan pernah disimpulkan oleh WHO (1978) (cit., Nubatonis, 2002).
Gingivitis ini bisa menyerang anak-anak dan juga orang dewasa. Penyebab gingivitis adalah karena tidak teratur dalam membersihkan gigi sehingga muncul plak gigi yang dapat menjadi tempat berkembangnya Porphyromonas gingivalis. Pengobatan penyakit gingivitis ini secara umum menggunakan ampisilin dan amoksisilin (Jardim, Marqueti, Faverani, dan Jardim Junior, 2010). Berdasarkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2 penelitian yang dilakukan Jardim dkk. (2010), bakteri Porphyromonas gingivalis sudah resisten terhadap golongan obat β-laktam, aminoglikosida, kloramfenikol, tetrasiklin, quinolon, dan rifampin. Selain itu, dari penelitian Eick, Schmitt, Sachse, Schmidt, Pfister (2004), menyatakan bahwa hasil dari bakteri
Porphyromonas gingivalis yang diberi obat floroquinolon juga menunjukkan
adanya penurunan sensitivitas dari obat tersebut. Adanya resistensi antibiotik ini perlu ditangani lebih lanjut, maka dari itu perlu adanya penelitian skrining bahan alam sehingga didapatkan alternatif antibiotik yang dapat menghambat pertumbuhan dari bakteri Porphyromonas gingivalis.
Serai wangi merupakan salah satu tanaman obat tradisional yang sering digunakan. Minyak atsiri serai wangi Jawa diketahui memiliki kemampuan sebagai antiinflamasi, antiseptik/antibakteri, perangsang selera makan, deodorant, ekspektoran, dan karminatif (Yuliani, 2012). Minyak atsiri serai wangi Jawa telah terbukti menghambat pertumbuhan bakteri. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, minyak atsiri serai wangi Jawa mampu menghambat pertumbuhan dari bakteri Propionibacterium acnes (Lertsatitthanakorn, Taweechaisupapong, Arunyanart, Aromdee dan Khunkitti, 2010) dan Staphylococcus aureus (Diaz, Rossi, Mendonça, Silva, Ribon, Aguilar, dkk., 2010). Jadi, minyak atsiri serai wangi Jawa diperkirakan berpotensi dalam menghambat pertumbuhan
.
Porphyromonas gingivalis
Penelitian uji daya antibakteri minyak atsiri serai wangi Jawa terhadap bakteri Porphyromonas gingivalis perlu dilakukan sebagai alternatif untuk dapat menghambat pertumbuhan bakteri Porphyromonas gingivalis. Penelitian ini
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3 menggunakan metode difusi sumuran dilanjutkan dengan dilusi padat. Komponen-komponen dalam minyak atsiri juga diidentifikasi dalam penelitian ini dengan menggunakan GC-MS.
1. Perumusan masalah
Berdasarkan uraian di atas, maka muncul permasalahan sebagai berikut : a. Apakah minyak atsiri serai wangi Jawa memiliki daya antibakteri terhadap
Porphyromonas gingivalis ? b.
Berapa Konsentrasi Hambat Minimal (KHM) dan Konsentrasi Bunuh Minimal (KBM) dari minyak atsiri serai wangi Jawa terhadap bakteri Porphyromonas
gingivalis penyebab gingivitis? c.
Apa sajakah komponen-komponen yang terkandung dalam minyak atsiri serai wangi Jawa berdasarkan hasil analisis GC-MS?
2. Keaslian penelitian
Penelitian dengan judul “Uji Daya Antibakteri Minyak Atsiri Serai
Wangi Jawa (Citronella Java Oil) terhadap Bakteri Porphyromonas gingivalis Penyebab Gingivitis
” belum pernah dilakukan. Penelitian sebelumnya yang berkaitan : Potensi Ekstrak Sereh Wangi (Cymbopogon nardus L.) sebagai Anti
Streptococcus mutans oleh Suprianto (2008), dan Essential Oils of Cymbopogon
in the Control of Foodborne Pathogenic Bacteria oleh Brugnera, Oliveira, sp. Piccoli (2011).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
3. Manfaat Penelitian a.
Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan tambahan ilmu pengetahuan dan pengembangan mengenai khasiat antibakteri dari minyak atsiri serai wangi Jawa (Citronella Java Oil).
b.
Manfaat praktis. Diharapkan masyarakat dapat menggunakan minyak atsiri serai wangi Jawa atau mengembangkannya menjadi produk sediaan untuk mencegah gingivitis.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu : 1. Mengetahui bahwa minyak atsiri serai wangi Jawa memiliki daya antibakteri terhadap Porphyromonas gingivalis.
2. Mengetahui Konsentrasi Hambat Minimal (KHM) dan Konsentrasi Bunuh Minimal (KBM) dari minyak atsiri serai wangi Jawa terhadap bakteri Porphyromonas gingivalis penyebab gingivitis.
3. Mengetahui komponen-komponen yang terkandung dalam minyak atsiri serai wangi Jawa berdasarkan hasil analisis GC-MS.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Minyak Atsiri Serai Wangi Jawa (Citronella Java Oil) Minyak atsiri serai wangi Jawa merupakan minyak atsiri yang berasal
dari tanaman serai wangi mahapengiri (Cymbopogon winterianus Jowitt). Minyak serai wangi bersifat mudah menguap, dapat larut dalam 3 bagian volume alkohol 80% tetapi bila diencerkan kelarutannya berkurang dan larutan menjadi keruh (Widiastuti, 2012). Minyak atsiri serai wangi Jawa menurut EOA (Essential Oil
25 Association ) USA No.14 (cit., Panda, 2003) memiliki berat jenis ( ) : 0,877 –
25
0,893; indeks bias (nD20): 1,466 – 1,473; warna: kuning muda – kuning.
Minyak serai wangi bersifat menenangkan, menyegarkan dan mempertajam pikiran, dapat digunakan sebagai penolak serangga, untuk perawatan kulit, dan sebagai obat urut (Widiastuti, 2012), serta dapat untuk bahan parfum, sabun, pasta gigi, kosmetik, antiinflamasi, antiseptik/antibakteri, perangsang selera makan, deodorant, dan ekspektoran (Yuliani, 2012).
Minyak sereh asal Jawa mengandung komponen sebagai berikut : sitronelal 32
- – 45%, geraniol 12 – 18%, sitronelol 11 – 15%, geranil asetat 3 - 8%, sitronelil asetat 2
- – 4%, α-cetane, cubebene, calaminene, bourbonene, bisaotene, eugenol, metil eugenol, isopulegol, nerol, linalool, sitral, metil heptenone myrcene dan α-pinene (EOA USA No.14 (cit., Panda, 2003)). Minyak sereh mengandung 3 komponen utama, sitronelal, sitronelol, dan geraniol, serta senyawa ester dari
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6 geraniol dan sitronelol. Senyawa-senyawa tersebut merupakan bahan dasar yang digunakan dalam produk farmasi (Sastrohamidjojo, 2004).
(A) (B)
(C)
Gambar 1. Struktur sitronelal (A), sitronelol (B), geraniol (C) (NCBI, 2009)
Senyawa penting dalam minyak serai wangi adalah persenyawaan aldehid dengan nama sitronelal dan persenyawaan alkohol disebut geraniol. Kadar sitronelal dan geraniol sangat menentukan mutu minyak serai wangi. Sitronelal, geraniol dan sitronelol mempunyai ikatan rangkap. Mengingat adanya ikatan rangkap pada senyawa-senyawa di dalam minyak serai wangi, maka penyebab kerusakan atau penurunan mutu minyak serai wangi disebabkan oleh adanya proses oksidasi dan polimerisasi (resinifikasi). Proses oksidasi dapat menyebabkan perubahan bau dan warna serta menurunkan jumlah geraniol, sitronelal, dan sitronelol. Proses resinifikasi akan menyebabkan minyak serai wangi terlihat keruh. Selain itu, penurunan mutu minyak serai wangi juga dapat disebabkan karena reaksi hidrolisis senyawa ester yang terdapat di dalam minyak serai wangi, seperti senyawa geranial asetat, sitronelil asetat, dan linalil asetat.
Hidrolisis senyawa ester akan menimbulkan bau yang tidak enak karena terjadi pembentukan asam-asam organik berantai karbon lebih pendek (Widiastuti, 2012).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7 Menurut Lertsatitthanakorn, Taweechaisupapong, Arunyanart, Aromdee,
Khunkitti (2010), sitronelal termasuk dalam monoterpen aldehid; geraniol, sitronelol, linalool dan isopulegol termasuk dalam monoterpen alkohol; sitronelil asetat dan geranil asetat termasuk dalam monoterpen ester. Menurut Sikkema (1994), terpen berefek toksik pada fungsi dan struktur membran bakteri dimana sifat lipofilik terpen berikatan dengan fosfolipid bilayer dan memisahkan dari fase airnya. Kemudian membran mengembang dan meningkatkan ketidakstabilan membran serta permeabilitas membran sehingga terjadi kebocoran komponen intraselular.
Geraniol dan sitronelol merupakan senyawa alkohol. Senyawa alkohol dapat menyebabkan terjadinya denaturasi dan koagulasi protein sel bakteri.
Senyawa alkohol berinteraksi dengan membran sitoplasma, enzim, dan lipid bakteri melalui proses adsorpsi yang melibatkan ikatan hidrogen. Senyawa alkohol konsentrasi rendah membentuk kompleks protein fenol dengan ikatan lemah sehingga terjadi penguraian diikuti penetrasi senyawa alkohol ke dalam sel bakteri menyebabkan presipitasi dan denaturasi protein bakteri. Senyawa alkohol konsentrasi tinggi menyebabkan koagulasi protein dari membran sel bakteri sehingga lisis dan mengalami kematian. Protein merupakan komponen enzim sehingga ketika terjadi kerusakan mengakibatkan metabolisme menurun yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri dan menyebabkan kematian sel (Siswandono dan Soekardjo, 2008).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
B. Porphyromonas gingivalis 1. Klasifikasi
Filum : Bacteroidetes Kelas : Bacteroidetes Orde : Bacteroisales Famili : Porphyromonadeceae Genus : Porphyromonas Spesies : Porphyromonas gingivalis (Henderson et al., 2009).
Gambar 2. Morfologi koloni Porphyromonas gingivalis (Curtis dkk., 2002)
Porphyromonas gingivalis merupakan bakteri gram negatif, termasukdalam anaerob tidak berspora, dan tidak memiliki alat gerak. Kebanyakan sel berukuran kecil di dalam media broth yaitu 0,5-0,8 hingga 1,0-1,5 µm tetapi terkadang berukuran lebih panjang 4-6 µm, hal ini dimungkinkan karena adanya perubahan bentuk. Bentuknya coccobacilli dan panjangnya 0,5
- – 2 µm. Koloni pada media agar darah lembut, berkilau, terlihat cembung dan berdiameter 1-2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9 mm dan berwarna gelap dari tepi ke pusat antara 4-8 hari. Terkadang terdapat koloni yang tidak berpigmen (Collier, 1998). Koloni pada media agar darah berwarna kehitaman. Warna hitam tersebut adalah hemin yang merupakan produk akhir metabolisme bakteri terhadap darah. Oleh karena itu, Porphyromonas
gingivalis disebut bakteri berpigmen hitam (Newman dkk., 2006). Pertumbuhan
Porphyromonas gingivalis dipengaruhi oleh adanya protein hidrolisat seperti
trypticase , proteose pepton dan ekstrak yeast. Selain itu, pertumbuhan dapat
ditingkatkan dengan adanya 0,5-0,8% NaCl. Temperatur optimal untuk
o
pertumbuhan yaitu 37
C. Pertumbuhan tidak secara signifikan dipengaruhi oleh karbohidrat. Produk fermentasi yang utama yaitu n-butirat dan asam asetat, untuk hasil yang lain yang lebih rendah yaitu propionate, iso-butirat, iso-valeric, dan asam fenilasetat. Selain itu, juga diproduksi cysteine proteinases dan kolagen.
Dinding sel peptidoglikan mengandung lisin sebagai asam diamino, non- hydroxylated fatty acids dan 3-hydroxylated fatty acids (Collier, 1998).
2. Patogenesis
Porphyromonas gingivalis ditemukan pada daerah subgingiva terutama
pada lesi periodontitis lanjut. Porphyromonas gingivalis memproduksi hemolysin, enzim yang mendegradasi kolagen, metabolit sitotoksik dan kapsul. Bakteri ini juga memiliki fimbria pada permukaan selnya yang dapat memediasi perlekatan bakteri pada sel epitelial oral dan permukaan gigi yang terselimuti saliva. Bakteri ini dapat ditemukan pada permukaan lidah serta tonsil (Marsh, 1999). Bakteri gram negatif ini menghasilkan faktor virulensi pada jaringan periodontal, antara lain protease (berfungsi untuk merusak immunoglobulin, faktor komplemen, dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10 mendegradasi enzim inhibitor kolagenase), hemolysin, dan kolagenase.
Porphyromonas gingivalis dapat mendegradasi perlekatan epitel jaringan
periodontal sehingga menyebabkan terjadinya poket periodontal (Newman dkk., 2006). Bakteri Porphyromonas gingivalis memiliki fimbria yang berperan penting sebagai molekul adhesi ketika bakteri berinteraksi dengan sel epitel oral, fibroblast ligamen periodontal, sel endotel, protein matriks ekstraseluler, protein saliva, dan juga dengan spesies bakteri oral yang lain (Lamont, Burne, Lantz, LeBlane, 2006).
C. Plak Gigi
Plak adalah substansi terukur, resilien, dan berwarna kuning keabuan yang melekat erat pada permukaan keras di dalam rongga mulut (Newman, Takei, Klokkevold, Carranza, 2006). Plak gigi adalah komunitas mikroba kompleks yang terbentuk pada seluruh permukaan gigi yang terpapar cairan bakteri rongga mulut.
Plak terdiri dari bakteri dalam matriks glikoprotein saliva dan polisakarida
11
ekstraseluler. Satu gram plak (berat basah) mengandung kira-kira 10 bakteri (Rose, 2004). Di dalam plak gigi manusia terdapat lebih dari 500 spesies mikroba (Newman dkk., 2006).
Berdasarkan posisinya pada permukaan gigi terhadap gingiva, plak diklasifikasikan menjadi dua yaitu : a.
Plak supragingiva Plak supragingiva adalah plak yang ditemukan pada tepi gingiva atau di atas tepi gingiva. Jenis ini umumnya menunjukkan suatu lapisan bakteri yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11 berbeda bentuk dan tipe yang terstruktur. Plak supragingiva terbentuk dari bakteri jenis gram positif dan gram negatif, dimana bakteri gram positif yang berbentuk kokus dan batang pendek mendominasi permukaan gigi, sedangkan bakteri gram negatif yang berbentuk batang dan filament serta spirochetes mendominasi permukaan luar dari massa plak yang mature (Newman dkk., 2006). Secara klinis, plak supragingiva dapat terlihat sebagai lapisan film tipis yang nyaris tidak terlihat ataupun sebagai lapisan material tebal yang menutupi permukaan gigi serta tepi gingival (Rose, 2004).
b.
Plak subgingiva Plak subgingiva adalah plak yang ditemukan di bawah tepi gingiva diantara gigi dan epitel poket gingiva. Mikroba pada plak subgingiva berbeda dengan jenis plak supragingiva karena kemampuan daerah subgingiva untuk memvaskularisasi darah dan memiliki potensi redoks yang rendah sehingga lingkungan di sekitar daerah subgingiva menjadi anaerob (Newman dkk., 2006). Secara klinis, plak subgingiva tidak mudah terlihat karena tertutup celah gingiva atau poket periodontal. Plak gigi tersebut langsung berkontak dengan tepi gingiva dinamakan plak marginal (Rose, 2004).
Plak supragingiva dan plak subgingiva merupakan contoh biofilm.
Biofilm menyediakan perlindungan bagi bateri dengan membentuk matriks
glikokaliks yang menutupi mikroba sehingga melindunginya dari bahaya lingkungan sekitarnya. Selain itu, polisakarida ekstraseluler dari glikokaliks biasanya mempunyai berat molekul yang tinggi sehingga mereka tidak larut. Dengan demikian biofilm sangat sukar untuk dihilangkan. Matriks dari biofilm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12 juga melindungi bakteri dari antibiotik dan antiseptik, karena antibiotik dan antiseptik tidak dapat dengan mudah menembus pertahanan dari matriks polisakarida. Biofilm juga menyediakan nutrisi bagi bakteri tersebut. Bakteri- bakteri tersebut terikat satu sama lain dan melekat pada permukaan sehingga menguntungkan bakteri memperoleh nutrisi yang penting bagi pertumbuhannya (Newman dkk., 2006).
Proses dari pembentukan plak dapat dibedakan menjadi tiga fase, yaitu : (1) pembentukan pelikel pada permukaan gigi; (2) inisial adhesi dan perlekatan bakteri; dan (3) kolonisasi dan maturasi plak. Pada pembentukan pelikel permukaan gigi, seluruh permukaan rongga mulut dilapisi oleh sebuah pelikel. Lapisan tipis glikoprotein dari saliva yang menutupi permukaan gigi dinamakan
acquired pellicle . Pelikel ini terdiri dari berbagai komponen termasuk
glikoprotein (musin), protein kaya prolin, fosfoprotein (statherin), protein kaya histidin, enzim dan molekul lain yang dapat berfungsi sebagai tempat melekatnya bakteri. Pada tahap inisiasi adhesi dan perlekatan bakteri terdapat beberapa fase, yaitu : a.
Tahap I : transport bakteri pada permukaan gigi Bakteri dpat berpindah secara acak melalui gerakan Brownian, sedimentasi mikroorganisme, aliran cairan, ataupun pergerakan aktif dari bakteri itu sendiri (kemotaksis).
b.
Tahap II : inisial adhesi Adhesi reversibel bakteri dipicu oleh interaksi antara bakteri dan permukaan gigi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13 c.
Tahap III : perlekatan bakteri Setelah inisial adhesi, perlekatan bakteri dengan permukaan gigi diperkuat dengan adanya ikatan-ikatan kovalen, ionic, dan hidrogen.
d.
Tahap IV : pembentukan biofilm dan kolonisasi permukaan Tahap terakhir dari pembentukan plak merupakan proses kolonisasi dan maturasi plak. Ketika mikroorganisme yang melekat pada permukaan gigi mulai bertumbuh, mikrokoloni atau biofilm dapat terbentuk dan berkembang. Pada tahapan ini terjadi hubungan baru antara bakteri satu dengan yang lain. Semua bakteri yang terdapat dalam rongga mulut mempunyai molekul-molekul yang dapat menyebabkan beberapa interaksi antar sel. Proses ini terjadi karena adanya interaksi molekul protein dan karbohidrat yang terletak pada permukaan gigi (Newman dkk., 2006).
D. Gingivitis
Gingivitis merupakan penyakit periodontal stadium awal berupa peradangan pada gingiva, termasuk penyakit paling umum yang sering ditemukan pada jaringan mulut (Julianti dkk., 2008). Gingivitis adalah inflamasi gingiva yang merupakan hasil dari induksi lapisan biofilm bakteri (atau disebut juga plak) yang melekat pada permukaan gigi. Perubahan patologis pada gingiva diasosiasikan dengan adanya mikroorganisme oral yang melekat pada permukaan gigi atau di dekat sulkus gingiva (Newman dkk., 2006). Mikroorganisme ini
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14 mampu memproduksi bahan biokimia berupa kapsul polisakarida, menstimulasi sel polimorfonuklear guna memproduksi hydrolase dan meningkatkan perlekatan mikroorganisme pada permukaan gigi. Selain itu, mikroorganisme tersebut juga mampu untuk mensintesis produk kolagenase, hyaluronidase, protease, kondroitin sulfatase, dan endotoksin yang menyebabkan kerusakan pada epitel dan sel jaringan ikat yang mengandung kolagen, dan substansi dasar, serta glikokaliks (cell coat). Perubahan patologis ini menghasilkan pelebaran ruang antara sel
junctional epithelium selama tahap gingivitis awal yang dapat menyebabkan
jaringan ikat menjadi lebih rentan terinfeksi oleh bakteri. Produk mikroba tersebut akan mengaktivasi monosit/makrofag untuk memproduksi substansi aktif seperti prostaglandin E
2 (PGE 2 ), interferon (IFN), tumor necrosis factor (TNF), dan interleukin-1 (IL-1) (Hammond, 1970).
Bakteri yang terdapat pada lapisan biofilm ini menghasilkan sekret pembuangan selama mereka bertumbuh dan berkembang biak. Sekret pembuangan ini lengket sehingga akan menyebabkan debris lebih mudah untuk menempel, dan bersifat supresif yang akan mencegah jaringan sehat untuk beregenerasi. Substansi yang lengket ini disebut plak, yang dapat ditemukan di atas maupun di bawah garis gingiva. Semakin lama, plak ini dapat mengeras dan berubah menjadi tartar (kalkulus) yang mengandung lebih banyak bakteri dan produk pembuangan (Newman dkk., 2006).
Pada hasil biopsi gingiva sehat secara klinis menunjukkan terdapatnya sel inflamasi yang didominasi oleh sel T dan sangat sedikit sel B (sel plasma).
Sel-sel ini tidak menyebabkan kerusakan jaringan, tetapi merupakan bagian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15 penting untuk respon inang terhadap bakteri dan substansi lain yang terpapar di gingiva. Pada kondisi normal, neutrofil bermigrasi dari pembuluh darah pleksus gingiva ke tepi gingiva melalui junctional epithelium dan masuk ke sulkus gingiva dan rongga mulut (Newman dkk., 2006).
Pada tahap awal gingivitis, apabila deposit plak masih tetap ada, perubahan inflamasi tahap awal akan berlanjut disertai dengan meningkatnya aliran cairan gingiva dan migrasi PMN. Perubahan yang terjadi pada junctional
epithelium maupun pada epitel krevikuler merupakan tanda adanya pemisahan sel
dan terjadi beberapa proliferasi sel basal. Fibroblast mulai berdegenerasi dan kolagen dari serabut dentogingiva pecah sehingga perlekatan marginal gingiva menjadi lemah. Pada keadaan ini terlihat peningkatan jumlah sel-sel inflamasi, 75% diantaranya terdiri dari limfosit, juga terlihat adanya beberapa sel plasma dan makrofag. Pada tahap ini, tanda-tanda klinis dari inflamasi semakin jelas terlihat.
Papila interdental menjadi lebih merah dan bengkak serta mudah berdarah pada probing (Newman dkk., 2006).
Dalam waktu 2-3 minggu, akan terbentuk gingivitis yang lebih parah. Perubahan mikroskopik terlihat terus berlanjut, pada tahap ini sel-sel plasma terlihat mendominasi. Limfosit masih tetap ada dan jumlah makrofag meningkat, selain itu pada tahap ini juga ditemukan sel mast. Immunoglobulin, terutama IgG ditemukan di daerah epitelium dan jaringan ikat. Secara klinis, gingiva tampak berwarna merah, bengkak, dan mudah berdarah (Newman dkk., 2006).
Dengan bertambah parahnya kerusakan kolagen dan pembengkakan inflamasi, tepi gingiva dapat dengan mudah dilepas dari permukaan gigi,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16 memperbesar kemungkinan terjadinya poket gingiva. Bila edema inflamasi dan pembengkakan gingiva cukup besar, maka poket gingiva umumnya juga cukup dalam. Pada tahap ini sudah terjadi degenerasi sel-sel junctional epithelium dan beberapa proliferasi dari lapisan basal ke jaringan ikat di bawahnya (Newman dkk., 2006).
Bila inflamasi sudah menyebar di sepanjang serabut transeptal, maka akan terlihat adanya resorbsi puncak tulang alveolar. Resorbsi ini bersifat
reversible terutama dalam hubungannya dengan pemulihan inflamasi. Salah satu
tanda penting penyakit ini adalah tidak ditemukannya bakteri pada epitel maupun jaringan ikat. Hal ini dikarenakan jaringan fibrosa rusak pada daerah inflamasi aktif pada beberapa daerah agak jauh terlihat adanya proliferasi jaringan fibrosa dan pembentukan pembuluh darah yang baru. Aktivitas pemulihan yang produktif ini merupakan karakterisitik yang sangat penting dari lesi kronis (Newman dkk., 2006).
E. Uji Potensi Antibakteri 1. Metode difusi sumuran agar
Prinsip metode difusi adalah pengukuran potensi antibakteri berdasarkan pengamatan diameter daerah hambatan bakteri karena berdifusinya obat dari titik awal pemberian ke daerah difusi. Paper disk, lubang sumuran, atau silinder tak beralas yang mengandung senyawa antibakteri diletakkan di atas media lalu diinkubasikan. Setelah inkubasi, diameter daerah hambatan jernih yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17 mengelilingi senyawa antibakteri dianggap sebagai ukuran kekuatan hambatan senyawa tersebut terhadap bakteri uji (Jawetz, 1996).
Metode difusi sumuran agar adalah metode yang secara umum digunakan untuk mengukur aktivitas antimikroba dari ekstrak tanaman. Pada metode ini, sumuran diisikan bahan uji yang akan digunakan dan telah diketahui konsentrasinya yang mana bahan uji tersebut kontak langsung dengan media yang telah diinokulasi dengan bakteri dan diameter zona jernih yang berada di sekitar sumuran (diameter zona hambat) diukur pada akhir masa inkubasi. Untuk melakukan pengukuran lebih mudah menggunakan metode sumuran. Metode ini telah digunakan sejak 1998 tanpa ada kesulitan. Juga hanya dibutuhkan sedikit sampel dan dapat dimasukkan enam hingga delapan ekstrak pada lubang sumuran pada setiap plate yang telah diberi media yang diinokulasikan satu mikoorganisme, hal ini merupakan keuntungan dari metode sumuran (Ahmad, Owais, Shahid, Aqil, 2010).
2. Metode dilusi
Metode dilusi agar adalah metode kuantitatif untuk menentukan KHM dari senyawa antimikroba. Seri dilusi dari antibiotik dibuat di agar dan dituang ke dalam cawan petri. Mikroorganisme yang akan diujikan juga diinokulasikan ke dalam media tersebut dan diinkubasi. Kontrol juga perlu dibuat yaitu diinokulasikan tanpa antibiotik. Kemudian diamati setelah masa inkubasi berakhir, ada atau tidaknya pertumbuhan dari bakteri. Konsentrasi yang mana bakteri masih dapat tumbuh dikatakan menghambat dan dianggap sebagai KHM dari antibiotik. Organisme dikatakan sensitif, intermediate, atau resisten dengan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18 membandingkan hasil KHM (Parija, 2009). Prosedur uji dilusi digunakan untuk mencari Konsentrasi Hambat Minimum (KHM), yaitu konsentrasi terendah yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri dan Konsentrasi Bunuh Minimum (KBM), yaitu konsentrasi terendah yang dapat membunuh bakteri (Universitas Gajah Mada, 1993).