KARYA TULIS ILMIAH DAYA ANTIBAKTERI CAMPURAN EKSTRAK TEH DAN MADU TERHADAP Eschericia coli SECARA IN VITRO
Disusun untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat Sarjana Kedokteran pada Fakultas Kedokteran Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh Nama : Lita Yanuarti No. Mahasiswa : 20050310043
FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2008
DAYA ANTIBAKTERI CAMPURAN EKSTRAK TEH DAN MADU TERHADAP Eschericia coli SECARA IN VITRO
ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF MIXTURE TEA EXTRACT AND HONEY AGAINST Eschericia coli IN VITRO
Lita Yanuarti1, Inayati Habib2 General Practitioner Medical faculty, Muhammadiyah University of Yogyakarta
INTISARI
Teh dan madu merupakan bahan alami yang telah lama dikonsumsi dan telah banyak diteliti berkhasiat sebagai obat. Keduanya diketahui mengandung bahan-bahan yang dapat menyembuhkan penyakit yang disebabkan oleh infeksi, salah satunya infeksi gastroinstestinal. Mikroorganisme penyebab infeksi gastrointestinal yang paling umum adalah Eschericia coli. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah campuran ekstrak teh dan madu mempunyai daya antibakteri terhadap Eschericia coli. Penelitian ini menggunakan desain quasi eksperimental dengan rancangan penelitian untuk menunjukkan daya antibakteri campuran ekstrak teh dan madu terhadap bakteri Eschericia coli dengan metode dilusi cair (Macro Broth Dilution), dengan menentukan Kadar Hambat Minimal (KHM) dan Kadar Bunuh Minimal (KBM). Komposisi campuran ekstrak teh dan madu yang diteliti dibagi menjadi tiga yaitu; ekstrak teh 75%-madu 25%, ekstrak teh 50%-madu 50%, ekstrak teh 25%-madu 75%, hal ini dilakukan untuk mengetahui komposisi yang paling efektif dalam menghambat pertumbuhan bakteri Eschericia coli. Hasil penelitian menunjukkan nilai rata-rata KHM dan KBM campuran ekstrak teh dan madu setelah diulang tiga kali pada masing-masing komposisi, yaitu; campuran ekstrak teh 75%-madu 25% adalah 4,4%dan 8,9%, campuran ekstrak teh 50%-50% adalah 0,78% dan 1,56%, campuran ekstrak teh 25%-madu 75% adalah 6,25% dan 12,5%. Maka, berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui bahwa campuran ekstrak teh dan madu mempunyai daya antibakteri terhadap Eschericia coli, dan komposisi campuran yang paling efektif dalam menghambat pertumbuhan Eschericia coli adalah pada komposisi ekstrak teh 50%-madu 50%. Keyword : Tea, Honey, Antibacterial activity, MIC, MBC, Eschericia coli 1 2
Student of Medical Faculty, Muhammadiyah University of Yogyakarta Lecture of Medical Faculty, Muhammadiyah University of Yogyakarta
ABSTRACT
Tea and honey are natural substances that had been consumed for a long time, and had been studied can be used as medicine. Both are known consists of many kind of material that may recover infectious diseases, like gastrointestinal infection. Microorganism that most common causing gastrointestinal infection is Eschericia coli. The experiment is done to know is tea extract and honey mixture has the antibacterial activity against Eschericia coli. This study is a quasi experimental examination carried out to learn, the antibacterial activity of tea extract and honey mixture against Eschericia coli by determine the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) applying the tube dilution method. Tea extract and honey mixture that are used are divided into three composition; tea extract 75%- honey 25%, tea extract 50%- honey 50%, and tea extract 25%- honey 75%, it done to know which composition that has the biggest antibacterial activity against E.coli. The result of this study showed that MIC and MBC mean value of tea extract and honey mixture after repeated three times, are; mixture of tea extract 75%- honey 25% are 4,4% and 8,9%, tea extract 50%- honey 50% are 0,78% and 1,56%, tea extract 25%- honey 75% are 6,25% and 12,5%. Based on the result, can be conclude that tea extract and honey mixture has the antibacterial activity against Eschericia coli, and the composition that has the biggest antibacterial activity against E.coli is the composition of tea extract 50% and honey 50% mixture. Keyword : Tea, Honey, Antibacterial activity, MIC, MBC, Eschericia coli
PENDAHULUAN
Teh adalah salah satu jenis tanaman yang telah lama dikonsumsi sebagai obat. Penelitian tentang manfaat teh sebagai obat pun telah banyak dilakukan, salah satu hasil penelitian, menyebutkan bahwa teh mempunyai efek antibakteri. Teh bisa menghambat pertumbuhan bakteri di gigi dan membunuh bakteri berbahaya di dalam sistem gastrointestinal (Garner, 2003). Madu merupakan salah satu bahan alami yang juga banyak digunakan masyarakat sebagai obat alternatif, selain teh. Tetapi, baru beberapa tahun terakhir yang menjelaskan bahwa madu mengandung bahan-bahan kimia antiseptik dan antibakteri (Wikipedia, 2005). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh T.T Adebolu di Afrika pada tahun 2005, telah terbukti bahwa madu mempunyai efek antimikroba pada beberapa bakteri penyebab diare, dimana hasilnya kadar hambat minimal tertinggi adalah pada bakteri Eschericia coli. Pengobatan infeksi bakteri biasanya menggunakan antibiotik. Namun sebagai bakteri gram negatif, Eschericia coli resisten terhadap beberapa macam antibiotik (Wikipedia, 2007).Untuk menanggulangi masalah tersebut, tentunya perlu dipikirkan usaha pengobatan alternatif selain antibiotik, mengingat semakin banyaknya strain bakteri yang resisten antibiotik. Tinjauan uraian di atas mengenai efek antimikroba yang terdapat pada teh dan madu, serta kebutuhan akan adanya pengobatan alami untuk infeksi bakteri, maka salah satu pilihan baru yang berasal dari alam yang bisa dijadikan sebagai pengobatan alternatif infeksi bakteri adalah campuran antara ekstrak teh dan madu. Pokok permasalahan dari penelitian ini adalah “Apakah campuran antara ekstrak teh dan madu mempunyai daya antibakteri terhadap Eschericia coli”. Sehingga penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah campuran ekstrak teh dan madu mempunyai daya antibakteri terhadap Eschericia coli.
METODE PENELITIAN Jenis Penelitian
Penelitian ini menggunakan metode quasi eksperimental laboratorium dengan rancangan penelitian untuk menunjukkan potensi antibakteri campuran ekstrak teh dan madu terhadap bakteri E.coli dengan metode dilusi cair (Macro Broth Dilution).
Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian
Penelitian
ini
dilaksanakan
di
Laboratorium
mikrobiologi
Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta. Adapun waktu penelitian adalah bulan Juli 2008.
Populasi dan Sampel
Sampel pada penelitian ini adalah teh (Camellia sinensis) dan madu murni. Teh yang digunakan adalah daun teh yang sudah dikeringkan. Sedangkan madu yang digunakan adalah madu murni. Teh tersebut diekstraksi kemudian dicampur madu murni dengan komposisi Teh 50%-madu 50%; Teh 25%- Madu75%; Teh 75%- Madu25% ; Teh 100% sebagai kontrol; madu 100% sebagai kontrol.
Variabel Penelitian
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah campuran ekstrak teh dan madu dengan komposisi teh 50%-madu 50%; teh 25%-madu 75% ; teh 75%-madu 25%; teh 100% dan madu 100% (sebagai kontrol). Sedangkan variabel terikat adalah pertumbuhan bakteri E.coli, dengan variabel perancu suhu dan waktu inkubasi, dan juga sterilitas alat-alat penelitian.
Bahan dan Cara Kerja
Bahan- bahan yang digunakan pada penelitian ini meliputi madu murni, ekstrak teh, media Mac Konkey agar, Brain Heart Infusion cair, nutrien agar, larutan standar Brown III, aquades steril, dan larutan NaCl fisiologis. Bakteri uji dalam penelitian ini adalah bakteri strain standar Eschericia coli ATCC 25922.
Alat-alat yang digunakan adalah cawan petri, tabung reaksi, rak tabung reaksi, lampu spiritus, ose, pipet ukur, kapas steril sebagai penutup tabung reaksi, autoklaf, waterbath, inkubator. Cara Kerja : a. Pembuatan ekstrak teh dengan teknik maserasi Daun teh yang sudah kering, selanjutnya diserbuk dengan mesin penyerbuk. Kemudian serbuk daun teh ditambah etanol 70% diaduk selama 30 menit, diamkan 24 jam. Hal ini dilakukan sampai 3 kali. Dari perlakuan ini dihasilkan ampas dan filtrate. Selanjutnya, filtrate diuapkan dengan vacuum rotasy evoporator , suatu pemanas water bath dengan suhu 700C. Ekstrak kental yang diperoleh dituang dalam cawan porselin. Lalu dipanaskan dengan pemanas water bath sambil diaduk terus. Perlakuan terakhir tersebut menghasilkan ekstrak teh yang sudah siap digunakan.
b. Pembagian komposisi bahan Ekstrak teh dicampur dengan madu murni dan dibagi menjadi tiga macam berdasarkan komposisinya: komposisi ekstrak teh 50%-madu 50%, ekstrak teh 25%- madu 75%, ekstrak teh 75%- madu 25%, ekstrak teh 100%, madu 100%.
c. Persiapan bakteri uji Biakan dari sampel mikroba uji E.coli, ditanam pada medium agar kemudian diinkubasikan pada suhu 370C selama 24 jam.Diambil satu koloni dan diinokulasi ke dalam 2 ml media Brain Heart Infusion (BHI) cair, lalu diinkubasi selama 2-5 jam pada 370C sampai pertumbuhan mikroba tampak. Selanjutnya, dibuat suspensi mikroba dengan cara menambahkan larutan NaCl fisiologis sampai kekeruhan sama dengan Standart Brown III (108 CFU/ml). Suspensi mikroba uji tersebut diencerkan lagi dengan media Brain Heart Infusion (BHI) cair dengan perbandingan 1:100 dengan cara ambil 2 ml suspensi mikroba dan encerkan dengan BHI cair 200 ml, sehingga diperoleh kadar 106 CFU/ml.
d. Penentuan kadar hambat minimal (KHM) dan kadar bunuh minimal (KBM) dengan metode pengenceran tabung (dilution method ) :
-
Disiapkan 36 tabung reaksi, yang dikelompokkan lagi menjadi 1-12. Kelompok tabung pertama untuk campuran ekstrak teh dan madu dengan komposisi 50%-50%, kelompok tabung kedua untuk campuran ekstrak teh dan madu dengan komposisi 25%-75%, dan kelompok tabung ke-3 untuk campuran ekstrak teh dan madu dengan komposisi 75%-25%.
-
Masukkan 1 ml aquades ke dalam tabung ke-2 sampai tabung ke 10. Selanjutnya masukkan 1 ml campuran ekstrak teh dan madu pada tabung ke-1 dan ke-2 lalu dikocok sampai homogen. Ambil 1 ml campuran pada tabung ke-2 dan masukkan pada tabung ke-3, demikian seterusnya sampai tabung ke-11, sehingga pengenceran secara serial menjadi setengah konsentrasi mula-mula.
-
Konsentrasi awal campuran ekstrak teh dan madu pada tabung ke-1: 50%, tabung ke2: 25%, tabung ke-3: 12,5%, tabung ke-4: 6,25%, tabung ke 5: 3,13%, tabung ke 6: 1,56%, tabung ke 7: 0,78%, tabung ke 8: 0,39%, tabung ke 9: 0,2 % dan tabung ke 10: 0,1%.
-
Suspensi bakteri E.coli yang telah dibuat, diambil, kemudian masukkan masingmasing 1 ml ke dalam tabung 1-12, kecuali tabung ke-11 yang hanya mengandung sisa pengenceran campuran ekstrak teh dan madu ditambah BHI tanpa bakteri sebagai kontrol sterilitas bahan (kontrol negatif) dan tabung ke-12 sebagai kontrol pertumbuhan kuman (kontrol positif).
-
Inkubasikan semua tabung pada suhu 370C selama 24 jam.
-
KHM ditunjukkan dengan tabung jernih terakhir yang menunjukkan konsentrasi campuran ekstrak teh dan madu terrendah yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri.
-
Tabung yang tidak menunjukkan pertumbuhan kuman selanjutnya ditanam pada Nutrien Agar dan diinkubasikan pada suhu 370C selama 24 jam.
-
KBM akan ditunjukkan pada media Nutrien Agar dengan konsentrasi terendah dimana tidak ada pertumbuhan mikroba.
-
Untuk reliabilitas, maka percobaan dilakukan sampai 3 kali.
HASIL
Hasil rata-rata kadar hambat minimal (KHM) dan kadar bunuh minimal (KBM) campuran ekstrak teh dan madu terhadap Eschericia coli dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kadar hambat minimal (KHM) dan kadar bunuh minimal (KBM) campuran ekstrak teh dan madu terhadap Eschericia coli.
Komposisi
KHM (gr %)
KBM (gr %)
Ekstrak teh 100% (kontrol)
4,95
9,9
Madu 100% (kontrol) Ekstrak teh 25% : Madu 75% Ekstrak teh 50% : Madu 50% Ekstrak teh 75% : Madu 25%
16,7 6,25 0,78 4,4
33,3 12,5 1,56 8,9
Dari Tabel 1 di atas dapat dilihat bahwa campuran ekstrak teh dan madu menghambat pertumbuhan bakteri Eschericia coli. Komposisi campuran ekstrak teh dan madu yang mempunyai pengaruh paling kuat pada bakteri E.coli adalah komposisi campuran ekstrak teh 50% dan madu 50%. Hanya dengan kadar campuran ekstrak teh dan madu 0,78% bakteri tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri E.coli. Sebaliknya komposisi campuran ekstrak teh 25% dan madu 75% merupakan komposisi campuran yang mempunyai daya antibakteri paling kecil dalam menghambat pertumbuhan E.coli karena untuk menghambat pertumbuhan E.coli, campuran tersebut membutuhkan campuran ekstrak teh dan madu 6,25%.
PEMBAHASAN
Teh yang digunakan pada penelitian ini adalah jenis teh hijau yang telah mengalami oksidasi sebelumnya. Alasan digunakan teh hijau pada penelitian ini adalah karena teh hijau mempunyai kandungan polyphenol yang lebih tinggi daripada jenis teh yang lainnya, dan zat-zat atau senyawa-senyawa lain yang terkandung di dalam teh hijau masih utuh atau belum berkurang dibanding jenis teh lainnya. Teh, mengandung beberapa zat yang diketahui mempunyai daya antibakteri, yaitu flavonoid dan polyphenol . Dan berdasarkan penelitian sebelumnya, diketahui bahwa kandungan teh yang mempunyai daya antibakteri
tertinggi adalah epigallokatekin gallate yang merupakan zat penyusun flavonoid. Flavonoid disintesis oleh tanaman, memberi respon terhadap infeksi mikroba. Aktivitasnya disebabkan oleh kemampuan untuk membentuk kompleks dengan protein ekstraseluler dan terlarut dengan dinding sel, bersifat lipofilik sehingga dapat merusak membran mikroba (Naim, 2004). Flavonoid merupakan senyawa golongan fenolik, berinteraksi dengan sel bakteri melalui mekanisme absorbsi yang melibatkan ikatan hydrogen dengan gugus fenol. Pada kadar rendah, kompleks protein yang terdapat pada dinding sel bakteri dengan fenol yang ikatannya lemah akan segera mengalami penguraian diikuti oleh penetrasi fenol ke dalam sel dan menyebabkan presipitasi serta denaturasi protein plasma. Pada kadar tinggi, fenol mempengaruhi permeabilitas membran sel sehingga menimbulkan kebocoran dan kehilangan senyawa intraseluler (Siswandono dan Soekardjo, 1995). Sedangkan fenol ataupun polyfenol merupakan kelompok yang sangat luas dari metabolit sekunder tanaman yang mempunyai daya antibakteri dengan cara menurunkan tegangan permukaan sel dan denaturasi protein sehingga bakteri tidak dapat bertahan hidup (Naim, 2004). Penelitian ini menggunakah bahan ekstrak teh, karena berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Esimone et al pada tahun 2002, yang membuktikan bahwa ekstrak teh mempunyai efek
antimikroba yang sangat besar. Ekstrak etanol teh hijau, mampu
menghambat pertumbuhan bakteri dan berguna sebagai antiperiodontis (mencegah penyakit gigi dan mulut) dan sebagai agen kontrol flora normal tubuh. Madu merupakan bahan lain yang digunakan pada penelitian ini, madu diketahui mempunyai daya antibakteri. Madu mempunyai daya antibakteri karena madu mempunyai efek osmotik terhadap bakteri, mempunyai pH yang rendah (asam) antara 3,2 dan 4,5 yang mampu membunuh bakteri, serta madu mampu untuk membentuk H2O2 (hidrogen peroksida) yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri ataupun membunuh bakteri. Selain itu, madu juga mempunyai faktor-faktor nonkimiawi (faktor-faktor nonperoksida) yang mempunyai daya antibakteri apabila madu tidak mampu membentuk hidrogen peroksida (Olaitan et al ., 2007). E.coli mengandung kapsul yang tersusun oleh polisakarida yang berfungsi agar E.coli dapat berikatan pada permukaan sel inang dan melindungi diri dari sel fagosit;
dinding sel yang tersusun oleh peptidoglikan dan berfungsi untuk mencegah efek osmotik dan memberi bentuk pada bakteri, dinding sel E.coli tersebut dikelilingi oleh protein fosfolipid lipopolisakarida dengan susunan lipid bilayer dan protein yang berada diantaranya, lipopolisakarida ini mempunyai fungsi sebagai barrier permeabilitas bakteri dan bersifat toxic pada manusia. Selain itu, bakteri gram negatif termasuk E.coli mengandung komposisi berupa S-layer yang merupakan lapisan kristalin yang terdapat pada permukaan bakteri yang mempunyai fungsi melindungi bakteri dari enzim yang merugikan bagi bakteri dan terhadap perubahan pH (Todar, 2008). Ekstrak teh dan madu yang merupakan bahan pada penelitian ini, kemudian dicampur pada komposisi yang berbeda antara lain;
ekstrak teh 25% dan madu 75%,
ekstrak teh 50% dan madu 50%, serta ekstrak teh 75% dan madu 25%. Masing masing komposisi dilihat nilai rata-rata KHM dan KBM nya untuk dibandingkan komposisi mana yang mempunyai daya antibakteri paling efektif terhadap E.coli. Berdasarkan hasil penelitian di atas, menunjukkan bahwa komposisi yang paling efektif adalah pada komposisi ekstrak teh 50% dan madu 50%. Hal ini menunjukkan masing-masing bahan mempunyai daya antibakteri yang sama terhadap E.coli. Sedangkan pada kontrol menunjukkan bahwa ekstrak teh mempunyai daya antibakteri lebih efektif dibanding madu, hal ini bisa disebabkan karena beberapa faktor diantaranya tingkat kepekatan madu yang dipengaruhi oleh kadar glukosa madu, kadar hidrogen peroksida madu, kadar pH, dan kemurnian madu yang digunakan pada penelitian ini; faktor dari bakteri yang digunakan, bakteri yang digunakan pada penelitian ini adalah bakteri E.coli yang mengandung beberapa struktur pembentuk seperti lipopolisakarida sebagai penyusun dinding sel E.coli yang lebih mudah dirusak oleh teh daripada madu, karena teh mengandung zat berupa flavonoid yang bersifat lipofilik serta tannin yang mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan polisakarida, sehingga gabungan dari kedua zat yang terdapat dalam teh tersebut dapat merusak susunan lipopolisakarida yang membentuk dinding sel E.coli. Dinding sel bakteri E.coli mengandung peptidoglikan yang mampu melindungi bakteri terhadap efek osmotik madu. Selain itu, E.coli mempunyai lapisan permukaan pelindung kristallin berupa S-layer yang mampu melindungi bakteri terhadap perubahan pH asam madu. Sehingga dapat diketahui bahwa madu mempunyai daya antibakteri terhadap E.coli yang lebih rendah
dibanding teh karena E.coli mempunyai zat penyusun yang melindunginya dari aktivitas antibakteri madu. Sedangkan teh mempunyai kandungan zat yang mempunyai daya antibakteri yang lebih poten terhadap E.coli karena zat penyusun E.coli lebih mudah dirusak oleh metabolit-metabolit sekunder yang terdapat dalam teh.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Campuran ekstrak teh dan madu mempunyai daya antibakteri terhadap Eschericia coli. 2. Komposisi terbaik campuran ekstrak teh dan madu yang paling efektif dalam menghambat E.coli, adalah pada komposisi campuran ekstrak teh 50% dan
madu
50% dengan nilai rata-rata KHM 0,78 gr% dan nilai KBM 1,56 gr%.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai daya antibakteri campuran ekstrak teh dan madu dengan subjek manusia, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai daya antibakteri campuran teh dalam berbagai sediaan dengan madu.Serta perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai daya antibakteri campuran ekstrak teh dan madu dengan menggunakan jenis bakteri lain.
Ucapan Terima Kasih
Peneliti mengucapkan terima kasih kepada dr. Inayati Habib yang telah memberi bimbingan dalam penyelesaian penelitian ini, serta kepada para staf laboratorium mikrobiologi FK UMY yang telah membantu jalannya penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
Garner, M.W.(2003, 24 Februari). Health Benefits of Tea. Los Angeles Times. Diakses 20 Maret 2008, dari http://www.herbalgram.org/benefit/tea. Wikipedia. (2005). Honey. Free Encyclopedia. Diakses 10 April 2008, dari http://www.wikipedia.com/ E.coli
Adebolu,T.T. (2005, 24 Juni). Effect of natural honey on local isolates of diarrhea causing bacteria in southwestern Nigeria. African Journal of Biotechnology, Volume 4. Diakses 9 April 2008, dari www.academicjournals.org/AJB/PDF/Pdf2005/ Oct/Adebolu.pdf. Wikipedia. (2007). Eschericia coli. Free Encyclopedia. Diakses 10 April 2008, dari http://www.wikipedia.com/ E.coli. Naim, Rochman. 2004. Senyawa Antimikroba dari Tanaman. www.iptek.net.id. Siswandono dan Soekardjo B, 1995. Kimia medicinal , Airlangga University, Surabaya. Esimone, C.O., Adikwu, M.U., Nwafor, S.V., and Okoli, C.O. (2002, 27 Juli). Potential Use of Tea Extract as a Complementary Mouthwash: Comparative Evaluation of Two Commercial Samples. Journal of Alternative and Complementary Medicine. Volume 7, Number 5; 2001:523-527. Diakses 20 Maret 2008, dari http://www.herbalgram.org/antimicrobial/tea-extract.
Olaitan, P.B., Odeleke, O.E., Ola, I.O. (2007, 3 September). Honey: a reservoir for microorganisms and an inhibitory agent for microbes. African Health Sciences. Vol 7 No 3. Diakses 11 April 2008 dari, http://www.academicjournals.org/AHS. Kenneth Todar. 2008. Structure and Function of Procaryotic Cells. Toddar’s Online Textbook of Bacteriology. Jawetz, Melnick, Adelberg’s. (2005). Mikrobiologi Kedokteran (Bagian Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga, penerjemah). Jakarta: Salemba Medika. (Buku asli diterbitkan 2001 oleh McGraw-Hill Companies Inc.)
