Uji Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etanol Kulit Buah Semangka Merah (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai) terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Uraian tumbuhan meliputi, sistematika tumbuhan, nama daerah, morfologi
tumbuhan, serta penggunaan tumbuhan.
2.1.1 Sistematika tumbuhan
Sistematika tumbuhan semangka menurut Rukmana (1994), sebagai
berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Class
: Dicotyledoneae
Ordo
: Cucurbitales
Famili
: Cucurbitaceae
Genus
: Citrullus
Spesies
: Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai.
2.1.2 Sinonim
Buah semangka memiliki nama sinonim yaitu Citrullus vulgaris Schard
(Rukamana, 1994).
2.1.3 Nama asing
Buah Semangka memiliki nama asing seperti watermelon (Inggris), xi gua
(Cina), hamaka (Halmahera), waatlemoen (Afrika), bateakh (Arab Saudi)
(Dalimartha, 2003; Parmar, 2009).
2.1.4 Nama daerah
Buah semangka memiliki beberapa nama lokal seperti semongka, watesan,
5
Universitas Sumatera Utara
ghuleng – ghuleng (Jawa), mandike (Karo), karamboja, kalambosa, kamandriki
(Sumatera), mendikal, pateka (Maluku), lamuja, karamujo, ramujo, samaka
(Lampung) (Dalimartha, 2003).
2.1.5Morfologi tumbuhan
Semangka merupakan salah satu buah yang sangat digemari masyarakat
Indonesia karena rasanya yang manis, renyah dan kandungan airnya yang banyak.
Buah semangka memiliki kulit yang keras, berwarna hijau pekat atau hijau muda
dengan garis – garis hijau tua, daging buahnya yang berair berwarna merah atau
kuning (Prajnanta, 1999).
Perakaran tanaman semangka merupakan akar tunggang yang terdiri atas
akar utama (primer) dan akar lateral (sekunder). Dari akar lateral keluar serabut –
serabut akar (akar tersier). Panjang akar primer sampai pangkal batang berkisar
15-20 cm sedangkan akar lateral menyebar sekitar 35-45 cm. Tanaman semangka
apabila dibiarkan tumbuh liar akan memiliki pecabangan yang banyak (7-10)
meter dan biasanya percabangan utama terletak paling tengah dan memiliki
pertumbuhan paling kuat. Panjang batang cabang dapat mencapai 7 meter apabila
tidak dipotong.Bentuk batang cabang agak bersegi dan berbulu. Dari satu batang
cabang akan muncul cabang-cabang sekunder (lateral), dari ketiak – ketiak cabang
sekunder ini apabila pertumbuhan tanaman sangat subur akan keluar percabangan
tersier (Prajnanta, 1999).
Sulur tumbuh dari ketiak daun, bercabang 2 – 3, sulur – sulur ini berguna
sebagai alat pembelit.Daun berseling, bertangkai, helaian daun lebar dan berbulu,
menjari, dengan ujung runcing. Panjang daun berkisar 3 – 25 cm dengan lebar 1,5
– 15 cm. Bagian tepi daun bergelombang, permukaan bawahnya berambut rapat
pada tulangnya. Semangka memiliki tiga jenis bunga, yaitu bunga jantan, bunga
6
Universitas Sumatera Utara
betina, dan bunga sempurna. Umumnya semangka memiliki bunga jantan dan
bunga betina dengan proporsi 7 : 1. Bunga jantan memiliki tangkai sepanjang 12 –
45 mm, mahkota bunga sepanjang 10 – 25 mm dan berwarna kekuningan.
Sementara bunga betina dengan panjang tangkai 45 mm, lima helai mahkota
bunga, dan berwarna kuning kehijauan (Sobir dan Siregar, 2010).
Buah berbentuk bulat hingga memanjang dengan ukuran panjang 20 – 30
cm, diameter 15 – 20 cm, dan berat 4 – 20 kg.Kulit buahnya tebal dan licin, warna
kulit buah hijau bergaris hijau tua.Daging buah berwarna merah dan kuning.Biji
bentuk memanjang dan pipih, warnanya hitam, putih atau coklat kemerahan dan
ada juga tidak berbiji (seedless) (Sobir dan Siregar, 2010).
2.1.6 Penggunaan tumbuhan
Buah semangka mengandung banyak air, memiliki aroma yang khas dan
rasanya manis. Buah semangka digemari lapisan masyarakat, terlebih waktu cuaca
pana pada musim kemarau. Adapula jenis semangka yang sengaja dibudayakan
untuk dimanfaatkan bijinya. Jenis semangka biji ini memiliki aroma dan rasa yang
tawar, biji – biji dari jenis semangka khusus ini diolah dengan cara tertentu
menjadi makanan ringan yang disebut “kuwaci”. (Wihardjo, 2000).
Daging buah semangka digunakan untuk pengobatan tekanan darah tinggi,
demam, mulut kering, sakit tenggorokan, sariawan, napas berbau dan
menghilangkan kerutan diwajah (Widyaningrum, 2011). Kulit buah semangka
sering dimanfaatkan untuk asinan atau acar seperti halnya buah ketimun
(Wihardjo, 2000).
2.1.7 Kandungan kimia
Pada kulit buah semangka mengandung natrium (1,00 mg), kalium (82,00
mg), mangan (0,038 mg), magnesium (10 mg) (Rukmana, 1994). Kulit buah
7
Universitas Sumatera Utara
semangka juga mengandung alkaloid, flavonoid, saponin, steroid/triterpenoid
(Okafor dkk, 2015). Menurut Guoyao dkk. (2007), pada daging dan kulit buah
semangka ditemukan zat citrulline. Citrulline lebih banyak ditemukan pada kulit
semangka yakni sekitar 60% dibanding dagingnya. Zat citrulline akan bereaksi
dengan enzim tubuh ketika dikonsumsi dalam jumlah yang cukup lalu diubah
menjadi arginin, asam amino non essensial yang berkhasiat bagi jantung, sistem
peredaran darah, dan kekebalan tubuh.
2.2 Ekstraksi
Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut
sehingga terpisah dari bahan yang tidak larut menggunakan pelarut cair. Simplisia
yang diekstraksi mengandung senyawa aktif yang dapat larut dan senyawa yang
tidak dapat larut seperti serat, karbohidrat, protein dan lain-lain. Senyawa aktif
yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan kedalam golongan
minyak atsiri, alkaloida, flavonoida dan lain-lain. Mengetahui senyawa aktif yang
dikandung simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dengan cara yang
tepat (Ditjen POM., 2000).
Ekstrak adalah sediaan pekat yang diperoleh dengan mengekstraksi zat
aktif dari simplisia nabati atau simplisia hewani menggunakan pelarut yang
sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau
serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah
ditetapkan (Ditjen POM., 1995).
2.2.1 Metode ekstraksi
Menurut Ditjen POM (2000), ada beberapa metode ekstraksi yaitu:
1. Cara dingin
8
Universitas Sumatera Utara
Ekstraksi dengan cara dingin terdiri dari:
a. Maserasi
Maserasi adalah proses pengekstraksian simplisia dengan menggunakan
pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur ruang
(kamar). Maserasi kinetik berarti dilakukan pengadukan yang kontinu (terusmenerus).Remaserasi berarti dilakukan pengulangan penambahan pelarut setelah
dilakukan penyaringan maserat pertama dan maserat selanjutnya.
b. Perkolasi
Perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai
sempurna (exhaustive extraction) yang umumnya dilakukan pada temperatur
ruang. Proses terdiri dari tahapan pengembangan bahan, tahap maserasi antara,
tahap perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak) terus menerus
sampai diperoleh ekstrak (perkolat) yang jumlahnya 1-5 kali bahan.
2. Cara panas
Ekstraksi dengan cara panas terdiri dari:
a. Refluks
Refluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya
selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan
adanya pendingin balik. Umumnya pada metode ini dilakukan pengulangan proses
pada residu pertama sampai 3-5 kali sehingga dapat termasuk proses ekstraksi
sempurna.
b. Sokletasi
Sokletasi adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru yang
umumnya dilakukan dengan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi kontinu
dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik.
9
Universitas Sumatera Utara
c. Digesti
Digesti adalah maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinu) pada
temperatur ruangan (kamar), yaitu secara umum dilakukan pada temperatur 4050°C.
d. Infudasi
Infudasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada
temperatur 90oC selama 15 menit.
e. Dekoktasi
Dekoktasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada
temperatur 90oC selama 30 menit.
2.3 Bakteri
2.3.1 Uraian umum
Nama bakteri berasal dari kata “bakterion” dari bahasa Yunani yang
berarti tongkat atau batang, nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok
mikroorganisme yang bersel satu, berkembangbiak dengan pembelahan diri serta
demikian kecilnya sehingga hanya tampak dengan mikroskop (Dwidjoseputro,
1978).
Kelompok bakteri terdiri atas semua organisme prokariotik patogen dan
nonpatogen, serta organisme prokariotik yang bersifat fotoautrotof. Spesies
bakteri dapat dibedakan berdasarkan morfologi (bentuk), komposisi kimia
(umumnya dideteksi dengan reaksi kimia), kebutuhan nutrisi, aktivitas biokimia
dan sumber energi (sinar matahari atau bahan kimia) (Pratiwi, 2008).
Pertumbuhan dan perkembangan bakteri dipengaruhi oleh :
1. Zat makanan (nutrisi)
10
Universitas Sumatera Utara
Sumber zat makanan bagi bakteri diperoleh dari senyawa karbon, nitrogen,
sulfur, fosfor, unsur logam, vitamin dan air untuk fungsi metabolik dan
pertumbuhannya (Pelczar dan Chan, 1988).
2. Keasaman dan kebasaan (pH)
Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH optimum pertumbuhan antara
7,2-7,6 (Saputra, 2012).
3. Temperatur
Proses pertumbuhan bakteri tergantung pada reaksi kimiawi dan laju
reaksi kimia yang dipengaruhi oleh temperatur. Berdasarkan hal tersebut maka
bakteri dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Bakteri psikofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur 0-30oC,
dengan temperatur optimum adalah 10-20oC.
b. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur 5-60oC,
temperatur optimum adalah 25-40oC.
c. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur optimum
adalah 55-65oC (Pelczar dan Chan1988).
4. Oksigen
a. Aerobik,
yaitu
bakteri
yang
membutuhkan
oksigen
untuk
pertumbuhannya.
b. Anaerobik, yaitu bakteri yang dapat tumbuh tanpa oksigen.
c. Anaerobik fakultatif, yaitu bakteri yang dapat tumbuh dengan oksigen
ataupun tanpa oksigen.
d. Mikroaerofilik, yaitu bakteri yang dapat tumbuh baik dengan adanya
sedikit oksigen (Saputra, 2012).
5. Tekanan osmosa
11
Universitas Sumatera Utara
Medium yang baik bagi pertumbuhan bakteri adalah medium isotonis
terhadap isi sel bakteri (Pelczar dan Chan1988).
6. Kelembapan
Secara umum bakteri tumbuh dan berkembang biak dengan baik pada
lingkungan yang lembab. Kebutuhan akan air tergantung dari jenis bakterinya
(Pelczar dan Chan1988).
2.3.2 Escherichia coli
Menurut Holt (1988), sistematika dari bakteri Escherichia coli adalah
sebagai berikut:
Divisi
: Schizophyta
Kelas
: Schizomycetes
Ordo
: Eubacteriales
Suku
: Enterobacteriaceae
Genus
: Escherichia
Spesies
: Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli umumnya merupakan flora normal saluran
pencernaan tubuh manusia dan hewan. Escherichia coli merupakan bakteri gram
negatif berbentuk batang, tidak berkapsul, umumnya mempunyai fimbria dan
bersifat motile. Sel Escherichia coli mempunyai ukuran panjang 2,0-6,0 μm dan
lebar 1,1-1,5 μm, tersusun tunggal, berpasangan, dengan flagella peritikus
(Supardi dan Sukamto, 1999).
Escherichia coli dapat memproduksi enterotoksin. Organ sasaran
enterotoksin adalah usus kecil dan menyebabkan diare sebagai akibat dari
pengeluaran cairan dan elektrolit (Dzen, 2003).
12
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Staphylococcus aureus
Menurut Holt (1988), sistematika dari bakteri Staphylococcus aureus
yaitu:
Divisi
: Schizophyta
Kelas
: Schizomycetes
Ordo
: Eubacteriales
Suku
: Micrococcaceae
Genus
: Staphylococcus
Spesies
: Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus termasuk dalam suku Micrococcaceae, merupakan
bakteri gram positif, berbentuk bulat (kokus) atau oval dengan diameter sekitar
1μm, terdapat tunggal dan berpasangan, secara khas membelah diri pada lebih dari
satu bidang sehingga membentuk gerombolan yang tidak teratur dan menyerupai
buah anggur. Staphylococcus aureus tidak membentuk spora dan termasuk
anaerob fakultatif. Tumbuh lebih cepat dan lebih banyak dalam keadaan aerobik.
Staphylococcus aureus adalah bakteri mesofil dengan suhu pertumbuhan optimum
37oC. Staphylococcus aureushidup sebagai saprofit di dalam saluran-saluran
pengeluaran lendir dari tubuh manusia dan hewan seperti hidung, mulut,
tenggorokan dan dapat pula dikeluarkan pada waktu batuk atau bersin (Supardi
dan Sukamto, 1999).
Keracunan makanan yang disebabkan oleh enterotoksin Staphylococcus
aureus dapat menimbulkan berbagai gejala. Gejala-gejala tersebut yaitu meliputi
muntah, diare, mual, kejang dan kram pada abdominal serta sakit kepala (ICMSF,
1996).
13
Universitas Sumatera Utara
2.4 Morfologi Bakteri
Berdasarkan morfologinya bakteri dapat dibedakan atas tiga bagian yaitu:
1. Bentuk basil
Basil adalah bakteri yang mempunyai bentuk batang atau silinder dan
membelah dalam satu bidang, berpasangan ataupun bentuk rantai pendek atau
panjang.
Basil dapat dibedakan atas:
a. Monobasil yaitu basil yang terlepas satu sama lain dengan kedua ujung tumpul.
Contoh: Eschericia coli.
b. Diplobasil yaitu basil yang bergandeng dua dan kedua ujungnya tumpul.
Contoh: Salmonella typhimurium.
c. Streptobasil yaitu basil yang bergandengan panjang membentuk rantai.
Contoh: Bacillus anthracis (Pelczar dan Chan, 1988).
2. Bentuk kokus
Kokus adalah bakteri yang bentuknya seperti bola-bola kecil, ada tunggal
dan ada yang berpasang-pasangan.
Bentuk kokus ini dapat dibedakan atas:
a. Diplokokus yaitu kokus yang bergandeng dua.
Contoh: Diplococcus pneumonia.
b. Tetrakokus yaitu kokus yang mengelompok empat.
Contoh: Pediococcus cerevisiae.
c. Stafilokokus yaitu kokus yang mengelompok dan membentuk anggur.
Contoh: Staphylococcus aureus.
d. Streptokokus yaitu kokus yang bergandengan panjang menyerupai rantai.
Contoh: Streptococcus mutans.
14
Universitas Sumatera Utara
e. Sarsina yaitu kokus yang mengelompok seperti kubus.
Contoh: Sarcina luten(Volk dan Wheeler, 1993).
3.Bentuk spiral
Spiral apat dibedakan atas:
a. Spiral yaitu menyerupai spiral atau lilitan.
Contoh: Spirillium minor.
b. Vibrio yaitu bentuk batang yang melengkung berupa koma.
Contoh: Vibrio cholerae.
c. Spirochaeta yaitu menyerupai bentuk spiral, bedanya dengan spiral dalam
kemampuannya melenturkan dan melengkukkan tubuhnya sambil bergerak.
Contoh: Spirochaeta palida (Volk dan Wheeler, 1993).
(1)
(2)
(3)
Gambar 2.4. Macam-macam bentuk bakteri (1) basil; (2) kokus; (3) spiral
15
Universitas Sumatera Utara
2.5 Fase Pertumbuhan Mikroorganisme
Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu fase lag, fase
log (fase esksponensial), fase stasioner dan fase kematian.
- Fase lag
Fase lag merupakan fase adaptasi, yaitu fase penyesuaian mikroorganisme
pada suatu lingkungan baru. Waktu penyesuaian ini umumnya berlangsung
selama 2 jam. Kuman belum berkembang biak dalam fase ini, tetapi aktivitas
metabolismenya sangat tinggi. Fase ini merupakan persiapan untuk fase
berikutnya (Saputra, 2012).
- Fase log (fase esksponensial)
Fase ini merupakan fase dimana mikroorganisme tumbuh dan membelah
pada kecepatan maksimum, tergantung pada genetika mikroorganisme, sifat
media, dan kondisi pertumbuhan. Sel baru terbentuk dengan laju konstan dan
massa yang bertambah secara eksponensial. Laju pertumbuhan akan terhambat
bila satu atau lebih nutrisi dalam kultur habis, sehingga hasil metabolisme yang
bersifat racun akan tertimbun dan menghambat pertumbuhan (Pratiwi, 2008).
- Fase stationer
Pada fase ini bakteri mulai ada yang mati dan pembelahan pun terhambat
seiring dengan meningkatnya bakteri, meningkat juga jumlah hasil metabolisme
yang toksis. Pada saat ini terjadi jumlah bakteri yang hidup tetap sama(Saputra,
2012).
- Fase kematian
Pada fase ini jumlah sel yang mati meningkat.Konsentrasi produk buangan
yang bersifat toksis meningkat dan ketersediaan makanan untuk bakteri
menurun.Jumlah bakteri yang mati meningkat dengan cepat.Sebagian bakteri
16
Universitas Sumatera Utara
terlihat berbeda dari bakteri yang sehat pada fase log.Perubahan morfologi bakteri
juga terlihat seperti bakteri semakin panjang, terlihat bercabang, filamennya juga
berubah sehingga sulit untuk diidentifikasi (Engelkirk, 2010).
2.6 PengujianAktivitas Antimikroba
Pengukuran aktivitas antimikroba dapat dilakukan dengan metode difusi
atau dengan metode dilusi.
a. Cara difusi
Metode yang digunakan adalah cakram kertas, silinder gelas/logam dan
pencetak lubang yang diletakkan pada media agar padat yang telah dicampurkan
dengan mikroba uji dan zat yang bersifat antimikroba diteteskan ke dalam
pencadang kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 18-24jam. Selanjutnya
diamati adanya area (zona) jernih di sekitar pencadang yang menunjukkan tidak
adanya pertumbuhan mikroba (Dzen,2003).
b. Cara dilusi
Metode ini digunakan untuk menentukan Kadar Hambat Minimum (KHM)
dan Kadar Bunuh Minimum (KBM) dari zat antimikroba. Metode ini
menggunakan satu seri tabung reaksi yang diisi media cair dan sejumlah mikroba
uji. Tabung diuji dengan zat antimikroba yang telah diencerkan secara serial. Seri
tabung diinkubasi pada suhu ± 37oC selama 18-24jam dan diamati terjadinya
kekeruhan pada tabung. Selanjutnya biakan dari semua tabung yang jernih
diinokulasikan pada media agar padat, diinkubasikan pada suhu ± 37oC selama
18-24 jam. Lalu diamati ada tidaknya mikroba yang tumbuh (Dzen, 2003).
17
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Uraian Tumbuhan
Uraian tumbuhan meliputi, sistematika tumbuhan, nama daerah, morfologi
tumbuhan, serta penggunaan tumbuhan.
2.1.1 Sistematika tumbuhan
Sistematika tumbuhan semangka menurut Rukmana (1994), sebagai
berikut:
Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatophyta
Class
: Dicotyledoneae
Ordo
: Cucurbitales
Famili
: Cucurbitaceae
Genus
: Citrullus
Spesies
: Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum & Nakai.
2.1.2 Sinonim
Buah semangka memiliki nama sinonim yaitu Citrullus vulgaris Schard
(Rukamana, 1994).
2.1.3 Nama asing
Buah Semangka memiliki nama asing seperti watermelon (Inggris), xi gua
(Cina), hamaka (Halmahera), waatlemoen (Afrika), bateakh (Arab Saudi)
(Dalimartha, 2003; Parmar, 2009).
2.1.4 Nama daerah
Buah semangka memiliki beberapa nama lokal seperti semongka, watesan,
5
Universitas Sumatera Utara
ghuleng – ghuleng (Jawa), mandike (Karo), karamboja, kalambosa, kamandriki
(Sumatera), mendikal, pateka (Maluku), lamuja, karamujo, ramujo, samaka
(Lampung) (Dalimartha, 2003).
2.1.5Morfologi tumbuhan
Semangka merupakan salah satu buah yang sangat digemari masyarakat
Indonesia karena rasanya yang manis, renyah dan kandungan airnya yang banyak.
Buah semangka memiliki kulit yang keras, berwarna hijau pekat atau hijau muda
dengan garis – garis hijau tua, daging buahnya yang berair berwarna merah atau
kuning (Prajnanta, 1999).
Perakaran tanaman semangka merupakan akar tunggang yang terdiri atas
akar utama (primer) dan akar lateral (sekunder). Dari akar lateral keluar serabut –
serabut akar (akar tersier). Panjang akar primer sampai pangkal batang berkisar
15-20 cm sedangkan akar lateral menyebar sekitar 35-45 cm. Tanaman semangka
apabila dibiarkan tumbuh liar akan memiliki pecabangan yang banyak (7-10)
meter dan biasanya percabangan utama terletak paling tengah dan memiliki
pertumbuhan paling kuat. Panjang batang cabang dapat mencapai 7 meter apabila
tidak dipotong.Bentuk batang cabang agak bersegi dan berbulu. Dari satu batang
cabang akan muncul cabang-cabang sekunder (lateral), dari ketiak – ketiak cabang
sekunder ini apabila pertumbuhan tanaman sangat subur akan keluar percabangan
tersier (Prajnanta, 1999).
Sulur tumbuh dari ketiak daun, bercabang 2 – 3, sulur – sulur ini berguna
sebagai alat pembelit.Daun berseling, bertangkai, helaian daun lebar dan berbulu,
menjari, dengan ujung runcing. Panjang daun berkisar 3 – 25 cm dengan lebar 1,5
– 15 cm. Bagian tepi daun bergelombang, permukaan bawahnya berambut rapat
pada tulangnya. Semangka memiliki tiga jenis bunga, yaitu bunga jantan, bunga
6
Universitas Sumatera Utara
betina, dan bunga sempurna. Umumnya semangka memiliki bunga jantan dan
bunga betina dengan proporsi 7 : 1. Bunga jantan memiliki tangkai sepanjang 12 –
45 mm, mahkota bunga sepanjang 10 – 25 mm dan berwarna kekuningan.
Sementara bunga betina dengan panjang tangkai 45 mm, lima helai mahkota
bunga, dan berwarna kuning kehijauan (Sobir dan Siregar, 2010).
Buah berbentuk bulat hingga memanjang dengan ukuran panjang 20 – 30
cm, diameter 15 – 20 cm, dan berat 4 – 20 kg.Kulit buahnya tebal dan licin, warna
kulit buah hijau bergaris hijau tua.Daging buah berwarna merah dan kuning.Biji
bentuk memanjang dan pipih, warnanya hitam, putih atau coklat kemerahan dan
ada juga tidak berbiji (seedless) (Sobir dan Siregar, 2010).
2.1.6 Penggunaan tumbuhan
Buah semangka mengandung banyak air, memiliki aroma yang khas dan
rasanya manis. Buah semangka digemari lapisan masyarakat, terlebih waktu cuaca
pana pada musim kemarau. Adapula jenis semangka yang sengaja dibudayakan
untuk dimanfaatkan bijinya. Jenis semangka biji ini memiliki aroma dan rasa yang
tawar, biji – biji dari jenis semangka khusus ini diolah dengan cara tertentu
menjadi makanan ringan yang disebut “kuwaci”. (Wihardjo, 2000).
Daging buah semangka digunakan untuk pengobatan tekanan darah tinggi,
demam, mulut kering, sakit tenggorokan, sariawan, napas berbau dan
menghilangkan kerutan diwajah (Widyaningrum, 2011). Kulit buah semangka
sering dimanfaatkan untuk asinan atau acar seperti halnya buah ketimun
(Wihardjo, 2000).
2.1.7 Kandungan kimia
Pada kulit buah semangka mengandung natrium (1,00 mg), kalium (82,00
mg), mangan (0,038 mg), magnesium (10 mg) (Rukmana, 1994). Kulit buah
7
Universitas Sumatera Utara
semangka juga mengandung alkaloid, flavonoid, saponin, steroid/triterpenoid
(Okafor dkk, 2015). Menurut Guoyao dkk. (2007), pada daging dan kulit buah
semangka ditemukan zat citrulline. Citrulline lebih banyak ditemukan pada kulit
semangka yakni sekitar 60% dibanding dagingnya. Zat citrulline akan bereaksi
dengan enzim tubuh ketika dikonsumsi dalam jumlah yang cukup lalu diubah
menjadi arginin, asam amino non essensial yang berkhasiat bagi jantung, sistem
peredaran darah, dan kekebalan tubuh.
2.2 Ekstraksi
Ekstraksi adalah kegiatan penarikan kandungan kimia yang dapat larut
sehingga terpisah dari bahan yang tidak larut menggunakan pelarut cair. Simplisia
yang diekstraksi mengandung senyawa aktif yang dapat larut dan senyawa yang
tidak dapat larut seperti serat, karbohidrat, protein dan lain-lain. Senyawa aktif
yang terdapat dalam berbagai simplisia dapat digolongkan kedalam golongan
minyak atsiri, alkaloida, flavonoida dan lain-lain. Mengetahui senyawa aktif yang
dikandung simplisia akan mempermudah pemilihan pelarut dengan cara yang
tepat (Ditjen POM., 2000).
Ekstrak adalah sediaan pekat yang diperoleh dengan mengekstraksi zat
aktif dari simplisia nabati atau simplisia hewani menggunakan pelarut yang
sesuai, kemudian semua atau hampir semua pelarut diuapkan dan massa atau
serbuk yang tersisa diperlakukan sedemikian hingga memenuhi baku yang telah
ditetapkan (Ditjen POM., 1995).
2.2.1 Metode ekstraksi
Menurut Ditjen POM (2000), ada beberapa metode ekstraksi yaitu:
1. Cara dingin
8
Universitas Sumatera Utara
Ekstraksi dengan cara dingin terdiri dari:
a. Maserasi
Maserasi adalah proses pengekstraksian simplisia dengan menggunakan
pelarut dengan beberapa kali pengocokan atau pengadukan pada temperatur ruang
(kamar). Maserasi kinetik berarti dilakukan pengadukan yang kontinu (terusmenerus).Remaserasi berarti dilakukan pengulangan penambahan pelarut setelah
dilakukan penyaringan maserat pertama dan maserat selanjutnya.
b. Perkolasi
Perkolasi adalah ekstraksi dengan pelarut yang selalu baru sampai
sempurna (exhaustive extraction) yang umumnya dilakukan pada temperatur
ruang. Proses terdiri dari tahapan pengembangan bahan, tahap maserasi antara,
tahap perkolasi sebenarnya (penetesan/penampungan ekstrak) terus menerus
sampai diperoleh ekstrak (perkolat) yang jumlahnya 1-5 kali bahan.
2. Cara panas
Ekstraksi dengan cara panas terdiri dari:
a. Refluks
Refluks adalah ekstraksi dengan pelarut pada temperatur titik didihnya
selama waktu tertentu dan jumlah pelarut terbatas yang relatif konstan dengan
adanya pendingin balik. Umumnya pada metode ini dilakukan pengulangan proses
pada residu pertama sampai 3-5 kali sehingga dapat termasuk proses ekstraksi
sempurna.
b. Sokletasi
Sokletasi adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang selalu baru yang
umumnya dilakukan dengan alat khusus sehingga terjadi ekstraksi kontinu
dengan jumlah pelarut relatif konstan dengan adanya pendingin balik.
9
Universitas Sumatera Utara
c. Digesti
Digesti adalah maserasi kinetik (dengan pengadukan kontinu) pada
temperatur ruangan (kamar), yaitu secara umum dilakukan pada temperatur 4050°C.
d. Infudasi
Infudasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada
temperatur 90oC selama 15 menit.
e. Dekoktasi
Dekoktasi adalah proses penyarian dengan menggunakan pelarut air pada
temperatur 90oC selama 30 menit.
2.3 Bakteri
2.3.1 Uraian umum
Nama bakteri berasal dari kata “bakterion” dari bahasa Yunani yang
berarti tongkat atau batang, nama itu dipakai untuk menyebut sekelompok
mikroorganisme yang bersel satu, berkembangbiak dengan pembelahan diri serta
demikian kecilnya sehingga hanya tampak dengan mikroskop (Dwidjoseputro,
1978).
Kelompok bakteri terdiri atas semua organisme prokariotik patogen dan
nonpatogen, serta organisme prokariotik yang bersifat fotoautrotof. Spesies
bakteri dapat dibedakan berdasarkan morfologi (bentuk), komposisi kimia
(umumnya dideteksi dengan reaksi kimia), kebutuhan nutrisi, aktivitas biokimia
dan sumber energi (sinar matahari atau bahan kimia) (Pratiwi, 2008).
Pertumbuhan dan perkembangan bakteri dipengaruhi oleh :
1. Zat makanan (nutrisi)
10
Universitas Sumatera Utara
Sumber zat makanan bagi bakteri diperoleh dari senyawa karbon, nitrogen,
sulfur, fosfor, unsur logam, vitamin dan air untuk fungsi metabolik dan
pertumbuhannya (Pelczar dan Chan, 1988).
2. Keasaman dan kebasaan (pH)
Kebanyakan bakteri patogen mempunyai pH optimum pertumbuhan antara
7,2-7,6 (Saputra, 2012).
3. Temperatur
Proses pertumbuhan bakteri tergantung pada reaksi kimiawi dan laju
reaksi kimia yang dipengaruhi oleh temperatur. Berdasarkan hal tersebut maka
bakteri dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Bakteri psikofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur 0-30oC,
dengan temperatur optimum adalah 10-20oC.
b. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur 5-60oC,
temperatur optimum adalah 25-40oC.
c. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup pada temperatur optimum
adalah 55-65oC (Pelczar dan Chan1988).
4. Oksigen
a. Aerobik,
yaitu
bakteri
yang
membutuhkan
oksigen
untuk
pertumbuhannya.
b. Anaerobik, yaitu bakteri yang dapat tumbuh tanpa oksigen.
c. Anaerobik fakultatif, yaitu bakteri yang dapat tumbuh dengan oksigen
ataupun tanpa oksigen.
d. Mikroaerofilik, yaitu bakteri yang dapat tumbuh baik dengan adanya
sedikit oksigen (Saputra, 2012).
5. Tekanan osmosa
11
Universitas Sumatera Utara
Medium yang baik bagi pertumbuhan bakteri adalah medium isotonis
terhadap isi sel bakteri (Pelczar dan Chan1988).
6. Kelembapan
Secara umum bakteri tumbuh dan berkembang biak dengan baik pada
lingkungan yang lembab. Kebutuhan akan air tergantung dari jenis bakterinya
(Pelczar dan Chan1988).
2.3.2 Escherichia coli
Menurut Holt (1988), sistematika dari bakteri Escherichia coli adalah
sebagai berikut:
Divisi
: Schizophyta
Kelas
: Schizomycetes
Ordo
: Eubacteriales
Suku
: Enterobacteriaceae
Genus
: Escherichia
Spesies
: Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli umumnya merupakan flora normal saluran
pencernaan tubuh manusia dan hewan. Escherichia coli merupakan bakteri gram
negatif berbentuk batang, tidak berkapsul, umumnya mempunyai fimbria dan
bersifat motile. Sel Escherichia coli mempunyai ukuran panjang 2,0-6,0 μm dan
lebar 1,1-1,5 μm, tersusun tunggal, berpasangan, dengan flagella peritikus
(Supardi dan Sukamto, 1999).
Escherichia coli dapat memproduksi enterotoksin. Organ sasaran
enterotoksin adalah usus kecil dan menyebabkan diare sebagai akibat dari
pengeluaran cairan dan elektrolit (Dzen, 2003).
12
Universitas Sumatera Utara
2.3.3 Staphylococcus aureus
Menurut Holt (1988), sistematika dari bakteri Staphylococcus aureus
yaitu:
Divisi
: Schizophyta
Kelas
: Schizomycetes
Ordo
: Eubacteriales
Suku
: Micrococcaceae
Genus
: Staphylococcus
Spesies
: Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus termasuk dalam suku Micrococcaceae, merupakan
bakteri gram positif, berbentuk bulat (kokus) atau oval dengan diameter sekitar
1μm, terdapat tunggal dan berpasangan, secara khas membelah diri pada lebih dari
satu bidang sehingga membentuk gerombolan yang tidak teratur dan menyerupai
buah anggur. Staphylococcus aureus tidak membentuk spora dan termasuk
anaerob fakultatif. Tumbuh lebih cepat dan lebih banyak dalam keadaan aerobik.
Staphylococcus aureus adalah bakteri mesofil dengan suhu pertumbuhan optimum
37oC. Staphylococcus aureushidup sebagai saprofit di dalam saluran-saluran
pengeluaran lendir dari tubuh manusia dan hewan seperti hidung, mulut,
tenggorokan dan dapat pula dikeluarkan pada waktu batuk atau bersin (Supardi
dan Sukamto, 1999).
Keracunan makanan yang disebabkan oleh enterotoksin Staphylococcus
aureus dapat menimbulkan berbagai gejala. Gejala-gejala tersebut yaitu meliputi
muntah, diare, mual, kejang dan kram pada abdominal serta sakit kepala (ICMSF,
1996).
13
Universitas Sumatera Utara
2.4 Morfologi Bakteri
Berdasarkan morfologinya bakteri dapat dibedakan atas tiga bagian yaitu:
1. Bentuk basil
Basil adalah bakteri yang mempunyai bentuk batang atau silinder dan
membelah dalam satu bidang, berpasangan ataupun bentuk rantai pendek atau
panjang.
Basil dapat dibedakan atas:
a. Monobasil yaitu basil yang terlepas satu sama lain dengan kedua ujung tumpul.
Contoh: Eschericia coli.
b. Diplobasil yaitu basil yang bergandeng dua dan kedua ujungnya tumpul.
Contoh: Salmonella typhimurium.
c. Streptobasil yaitu basil yang bergandengan panjang membentuk rantai.
Contoh: Bacillus anthracis (Pelczar dan Chan, 1988).
2. Bentuk kokus
Kokus adalah bakteri yang bentuknya seperti bola-bola kecil, ada tunggal
dan ada yang berpasang-pasangan.
Bentuk kokus ini dapat dibedakan atas:
a. Diplokokus yaitu kokus yang bergandeng dua.
Contoh: Diplococcus pneumonia.
b. Tetrakokus yaitu kokus yang mengelompok empat.
Contoh: Pediococcus cerevisiae.
c. Stafilokokus yaitu kokus yang mengelompok dan membentuk anggur.
Contoh: Staphylococcus aureus.
d. Streptokokus yaitu kokus yang bergandengan panjang menyerupai rantai.
Contoh: Streptococcus mutans.
14
Universitas Sumatera Utara
e. Sarsina yaitu kokus yang mengelompok seperti kubus.
Contoh: Sarcina luten(Volk dan Wheeler, 1993).
3.Bentuk spiral
Spiral apat dibedakan atas:
a. Spiral yaitu menyerupai spiral atau lilitan.
Contoh: Spirillium minor.
b. Vibrio yaitu bentuk batang yang melengkung berupa koma.
Contoh: Vibrio cholerae.
c. Spirochaeta yaitu menyerupai bentuk spiral, bedanya dengan spiral dalam
kemampuannya melenturkan dan melengkukkan tubuhnya sambil bergerak.
Contoh: Spirochaeta palida (Volk dan Wheeler, 1993).
(1)
(2)
(3)
Gambar 2.4. Macam-macam bentuk bakteri (1) basil; (2) kokus; (3) spiral
15
Universitas Sumatera Utara
2.5 Fase Pertumbuhan Mikroorganisme
Ada empat macam fase pertumbuhan mikroorganisme, yaitu fase lag, fase
log (fase esksponensial), fase stasioner dan fase kematian.
- Fase lag
Fase lag merupakan fase adaptasi, yaitu fase penyesuaian mikroorganisme
pada suatu lingkungan baru. Waktu penyesuaian ini umumnya berlangsung
selama 2 jam. Kuman belum berkembang biak dalam fase ini, tetapi aktivitas
metabolismenya sangat tinggi. Fase ini merupakan persiapan untuk fase
berikutnya (Saputra, 2012).
- Fase log (fase esksponensial)
Fase ini merupakan fase dimana mikroorganisme tumbuh dan membelah
pada kecepatan maksimum, tergantung pada genetika mikroorganisme, sifat
media, dan kondisi pertumbuhan. Sel baru terbentuk dengan laju konstan dan
massa yang bertambah secara eksponensial. Laju pertumbuhan akan terhambat
bila satu atau lebih nutrisi dalam kultur habis, sehingga hasil metabolisme yang
bersifat racun akan tertimbun dan menghambat pertumbuhan (Pratiwi, 2008).
- Fase stationer
Pada fase ini bakteri mulai ada yang mati dan pembelahan pun terhambat
seiring dengan meningkatnya bakteri, meningkat juga jumlah hasil metabolisme
yang toksis. Pada saat ini terjadi jumlah bakteri yang hidup tetap sama(Saputra,
2012).
- Fase kematian
Pada fase ini jumlah sel yang mati meningkat.Konsentrasi produk buangan
yang bersifat toksis meningkat dan ketersediaan makanan untuk bakteri
menurun.Jumlah bakteri yang mati meningkat dengan cepat.Sebagian bakteri
16
Universitas Sumatera Utara
terlihat berbeda dari bakteri yang sehat pada fase log.Perubahan morfologi bakteri
juga terlihat seperti bakteri semakin panjang, terlihat bercabang, filamennya juga
berubah sehingga sulit untuk diidentifikasi (Engelkirk, 2010).
2.6 PengujianAktivitas Antimikroba
Pengukuran aktivitas antimikroba dapat dilakukan dengan metode difusi
atau dengan metode dilusi.
a. Cara difusi
Metode yang digunakan adalah cakram kertas, silinder gelas/logam dan
pencetak lubang yang diletakkan pada media agar padat yang telah dicampurkan
dengan mikroba uji dan zat yang bersifat antimikroba diteteskan ke dalam
pencadang kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 18-24jam. Selanjutnya
diamati adanya area (zona) jernih di sekitar pencadang yang menunjukkan tidak
adanya pertumbuhan mikroba (Dzen,2003).
b. Cara dilusi
Metode ini digunakan untuk menentukan Kadar Hambat Minimum (KHM)
dan Kadar Bunuh Minimum (KBM) dari zat antimikroba. Metode ini
menggunakan satu seri tabung reaksi yang diisi media cair dan sejumlah mikroba
uji. Tabung diuji dengan zat antimikroba yang telah diencerkan secara serial. Seri
tabung diinkubasi pada suhu ± 37oC selama 18-24jam dan diamati terjadinya
kekeruhan pada tabung. Selanjutnya biakan dari semua tabung yang jernih
diinokulasikan pada media agar padat, diinkubasikan pada suhu ± 37oC selama
18-24 jam. Lalu diamati ada tidaknya mikroba yang tumbuh (Dzen, 2003).
17
Universitas Sumatera Utara