EKSTRAK KULIT BATANG KUSAMBI [Schleichera oleosa (LOUR) OKEN] UNTUK MENGURANGI RESIKO CEMARAN Escherichia coli O157 PADA DAGING SE’I
NI MADE SUSILAWATI
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
TESIS
POTENSI EKSTRAK KULIT BATANG KUSAMBI [Schleichera oleosa (LOUR) OKEN] UNTUK MENGURANGI RESIKO CEMARAN Escherichia coli O157 PADA DAGING SE’I
NI MADE SUSILAWATI NIM: 1392261005
PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOLOGI PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
POTENSI EKSTRAK KULIT BATANG KUSAMBI [Schleichera oleosa (LOUR) OKEN] UNTUK MENGURANGI RESIKO CEMARAN Escherichia coli O157 PADA DAGING SE’I
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Biologi Program Pascasarjana Universitas Udayana
NI MADE SUSILAWATI NIM 1392261005
PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOLOGI PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015
LEMBAR PERSETUJUAN
Tesis ini telah disetujui Tanggal
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Drs. Yan Ramona, M. App.Sc, Ph.D.
Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si.
NIP. 19641022 199003 1 002
NIP.19660324 199103 1 007
Mengetahui
Ketua Program Studi Magister Ilmu Biologi Program Pascasarjana Universitas Udayana,
Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana,
Ir. Ida Ayu Astarini, M.Sc., Ph. D. NIP. 19680327 199302 2 001
Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP. 19590215 198510 2 001
HALAMAN PENETAPAN PANITIA PENGUJI
Tesis ini Telah Diujikan Pada tanggal ......
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK. Rektor Universitas Udayana No: .............................
Panitia Penguji Tesis adalah : Ketua
: Drs. Yan Ramona, M. App.Sc, Ph.D.
Anggota : 1. Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si. 2. Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si. 3. Dr. Sang Ketut Sudirga, S.Si, M.Si. 4. Dr. Drs. Ida Bagus Gede Darmayasa, M.Si.
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama
: Ni Made Susilawati
NIM
: 1392261005
Program Studi
: Magister Biologi
Judul Tesis
: Potensi Ekstrak Kulit Batang Kusambi [Schleichera oleosa (LOUR) OKEN] Untuk Mengurangi Resiko Cemaran Escherichia coli O157 Pada Daging Se’i
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku.
Denpasar,
28 Desember
2015
Ni Made Susilawati
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa karena hanya atas asung wara nugraha-Nya sehingga dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Potensi Ekstrak Kulit Batang Kusambi [Schleichera oleosa (LOUR) OKEN] Untuk Mengurangi Resiko Cemaran Escherichia coli O157 Pada Daging Se’i” Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : Drs. Yan Ramona, M. App.Sc, Ph.D., selaku Pembimbing pertama dan sebagai Ketua Panitia Ujian Tesis yang dengan penuh perhatiannya telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan saran selama penulis menyelesaikan tesis ini. Terima kasih sebesar besarnya pula penulis sampaikan kepada, Dr. Drs. I Made Oka Adi Parwata, M.Si. selaku Pembimbing kedua dan juga sebagai sekretaris panitia Ujian Tesis yang dengan penuh perhatian dan kesabaran memberikan bimbingan, arahan dan saran kepada penulis. Ucapan yang sama juga penulis tujukan kepada Direktur Poltekkes Kemenkes Kupang, Drs. Jefrin Sambara, Apt., M.Si., dan Ketua Jurusan Analis Kesehatan, Wilhelmus Olin, S.F.Apt., M.Sc., atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti program pendidikan magister. Ucapan terima kaasih penulis tujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp. PD-KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan terima kasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Universitas Udayana. Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada Ketua Jurusan Program Studi Magister Biologi Ir. Ida Ayu Astarini, M.Sc., Ph.D. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tesis, yaitu, Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si., Dr. Drs. Ida Bagus Gede Darmayasa, M.Si. dan Dr. Sang Ketut Sudirga, S.Si, M.Si., yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan, dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Kepala Lab. Biopestisida dan Lab. Analisis Pangan Fakultas Pertanian, Kepala Lab. Bersama dan Lab. Kimia Analitik Fakultas MIPA Universitas Udayana, Kepala Lab. Bakteriologi Jurusan Analis Kesehatan Poltekkes Kemenkes Kupang, atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis selama melakukan penelitian. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus disertai penghargaan kepada seluruh guru – guru yang telah membimbing penulis,
mulai dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi. Juga penulis ucapkan terima kasih kepada Ibu tercinta Ni Wayan Mertha, dan juga Ayah I Ketut Rengu (Alm), yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, memberikan dasar-dasar berpikir logik dan suasana demokratis sehingga tercipta lahan yang baik untuk berkembangnya kreativitas. Terima kasih penulis sampaikan untuk suami tercinta I Gede Putu Arnawa, S.S.T., M.Si., yang selama ini dengan sabar dan cinta kasih merawat ke empat anakku tersayang. Terima kasih juga untuk teman-teman angkatan 2013 Program Magister Progran Studi Biologi yang dengan caranya masing –masing membantu penulis selama masa perkuliahan, penelitian sampai penyusunan tesis. Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan di dalam penulisan tesis ini. Oleh sebab itu penulis mengharapkan adanya masukan dan saran-saran yang membangun untuk memperbaiki tulisan ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tesis ini dapat memberikan informasi dan wacana baru bagi para pembaca.
Denpasar, November 2015
Penulis
ABSTRAK POTENSI EKSTRAK KULIT BATANG KUSAMBI [Schleichera oleosa (LOUR)] OKEN UNTUK MENGURANGI RESIKO CEMARAN Escherichia coli O157 PADA DAGING SE’I Daging babi mengandung unsur-unsur gizi seperti karbohidrat, protein, vitamin, lemak, mineral dan thiamin (vitamin B1), sehingga sangat mudah mengalami kerusakan akibat kontaminasi bakteri. Di Pulau Rote, salah satu usaha untuk meminimalisir kontaminan adalah dengan cara mengolahnya menjadi se’i melalui proses pengasapan menggunakan kayu kusambi. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi ekstrak kulit batang kusambi untuk mengurangi resiko cemaran E. coli O157 pada daging se’i babi. Kulit batang kusambi dimaserasi dalam larutan metanol selama 72 jam. Selanjutnya, ekstrak kasar ini diuji efektivitasnya pada percobaan in vitro dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli O157 dengan metode sumur difusi. Pemisahan senyawa aktif yang terkandung dalam ekstrak kasar kulit batang kusambi, dilakukan dengan teknik kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis. Setelah diperoleh fraksi-fraksi, senyawa-senyawa aktif tersebut diidentifikasi dengan kromatografi gas spektroskopi massa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak metanol kulit batang kusambi mampu menghambat pertumbuhan bakteri E. coli O157 dengan diameter hambatan sebesar 30,33 mm. Nilai minimum inhibitory concentration (MIC) ekstrak kasar batang kesambi adalah sebesar 0,5% (b/v), dengan diameter hambatan sebesar 10,33 mm. Berdasarkan analisis menggunakan KG-SM, teridentifikasi sebanyak 10 senyawa aktif, dan tiga diantaranya (tetradecane, dodecanoic acid dan hexadecanoic acid) bersifat anti bakteri. Kata Kunci : Daging se’i, Kusambi, Escherichia coli, Schleichera oleosa,
ABSTRACT THE POTENCY OF BARK EXTRACT OF Schleichera oleosa (LOUR) OKEN TO REDUSE RISK CONTAMINATION ON SE’I MEAT BY Escherichia coli O157 Pork contains nutritional elements, such as carbohydrate, protein, fat, vitamins, minerals as well as thiamine (vitamin B1). Therefore, pork is perishable due to bacterial contamination. In Rote Island, an effort to minimize bacterial contamination on this meat is to process it into Se’i meat (smoked meat) using the barks of Schleichera oleosa. The main objective of this study was to investigate the effectiveness of bark extract of Schleichera oleosa to reduce the risk of contamination by E. coli O157 on se’i pork meat. The bark of Schleichera oleosa was macerated in methanol for 72 hours. The effectiveness of this bark crude extract was assayed in vitro against E. coli O157 using a method of well diffusion. The active compounds contained in the bark crude extract were separated using techniques of column and thin layer chromatography. The identity of each compound was then determined using a gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) technique. The results showed that the bark crude extract of Schleichera oleosa inhibited the growth of E. coli O157 with an inhibition diameter of 30,33 mm. The minimum inhibitory concentration (MIC) of the extract was 0,5 % (b/v) with inhibitory diameter of 11 mm. Based on GCMS chromatogram analysis, 10 active compounds were identified, and three of those (tetradecane, dodecanoic acid and hexadecanoic acid ) had antibacterial properties. Keyword: Se’i meat, Kusambi tree bark, Escherichia coli, Schleichera oleosa
RINGKASAN Daging babi sangat mudah mengalami kerusakan akibat terkontaminasi oleh bakteri, karena kandungan nutrisi dan kadar airnya yang cukup tinggi. Escherichia coli O157 merupakan bakteri yang paling sering mengkontaminasi daging dalam keadaan mentah. Di daerah Timor, untuk mengurangi kontaminan pada daging babi oleh bakteri pencemar sering dilakukan dengan pengasapan yang menggunakan kayu kusambi [Schleichera oleosa (Lour) Oken]. Berdasarkan pada latar belakang tersebut, maka perlu dilakukan penelitian tentang potensi ekstrak kulit batang kusambi untuk menekan pertumbuhan bakteri kontaminan, khususnya E. coli O157 pada daging se’i babi. Pada penelitian ini, daging se’i babi yang diambil dari 15 rumah makan di Kota Kupang terkontaminasi oleh E. coli O157. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui potensi ekstrak kusambi dalam menekan pertumbuhan bakteri E. coli O157, konsentrasi minimal yang diperlukan untuk menghambat pertumbuhan bakteri E. coli O157, dan mengidentifikasi senyawa aktif yang terkandung dalam ekstrak kulit batang kusambi yang berperan dalam menekan pertumbuhan kontaminan pada daging se’i babi. Kulit batang kusambi di maserasi dengan menggunakan pelarut metanol (pro analysis grade). Uji efektivitas ekstrak kulit batang kusambi terhadap bakteri E. coli O157 dilakukan secara in vitro dengan metode sumur difusi. Pemisahan senyawa aktif yang terkandung dalam ekstrak kasar kulit batang kusambi dilakukan dengan teknik kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis. Identifikasi senyawa aktif yang sudah terpisah selanjutnya dianalisis dari kromatogram yang dihasilkan dari kromatografi gas spektrofotometri massa. Pada penelitian ini diperoleh hasil bahwa ekstrak kasar kulit batang kusambi sangat efektif dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli O157, dengan zona hambatan sebesar 30,33 mm. Nilai MIC dan LC50 dari ekstrak kasar ini adalah berturut-turut sebesar 0,5 % (b/v) (dengan zona hambat sebesar 10,33) dan 2,9 %. Dari uji fitokima dapat diketahui bahwa ekstrak kasar Schleichera oleosa mengandung senyawa steroid/triterpenoid, flavonoid, alkaloid, tanin, saponin dan fenolat dengan kadar total fenol sebesar 6,7491 mg GAE. Berdasarkan hasil analisis KG-SM terhadap ekstrak kasar kulit batang kusambi, teridentifikasi sebanyak 10 senyawa aktif di dalamnya (2-Hydroxyisocaproic acid, methyl ether, methy, 2-Pentanone, 4-hydroxy-4-methyl- (CAS) Diac, 1,1Diethoxy-2-ethylhexane, SILANE, DIETHOXY-DIMETHOXY-, 4-Ethylbenzoic acid, 2-pentyl ester, Tetradecane (CAS) n-Tetradecane, Dodecanoic acid, methyl ester (CAS) Methyl l, Propanoic acid, 2-methyl-, 1-(1,1-dimethylethyl), Methyl tetradecanoate, Hexadecanoic acid, methyl ester). Tiga diantaranya (tetradecane, dodecanoic acid dan hexadecanoic acid) menunjukkan sifat antimikroba.
DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM…………………………………………………………. i PRASARAT GELAR……………………………………………………..... ii LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………… iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI……………………………………...... iv SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT…………………………….. v UCAPAN TERIMA KASIH……………………………………………….. vii ABSTRAK………………………………………………………………..… viii ABSTRACT……………………………………………………………….... ix RINGKASAN……………………………………………………………..... x DAFTAR ISI………………………………………………………………... xi DAFTAR TABEL………………………………………………………….. xiv DAFTAR GAMBAR...…………………………………………………...… xv DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………... xvi BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………... 1 1.1 Latar Belakang..............................................………………….. 1 1.2 Rumusan Masalah…...………………………………………… 3 1.3 Tujuan Penelitian………………………………………………. 3 1.4 Manfaat Penelitian…………………………………………....... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………… 4 2.1 Daging Se’i Babi………………………………………………. 4 2.2 Tumbuhan Kusambi (Schleichera oleosa (Lour) Oken……….. 5 2.3 Metabolit Sekunder Tumbuhan………………………………... 7 2.3.1 Sifat senyawa aktif alkaloid………………………..... 8 2.3.1 Sifat senyawa aktif tannin……..…………………….. 8 2.3.3 Sifat senyawa aktif flavonoid………………………... 8 2.3.4 Sifat senyawa aktif steroid…………………………… 9 2.4 Mekanisme Kerja Senyawa Antibakteri………………………. 9 2.5 Bakteri Escherichia coli……………………………………….. 10 BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS……… 12 3.1 Kerangka Berpikir……………………………………………... 12 3.2 Konsep Penelitian……………………………………………… 12 3.3 Hipotesis Penelitian……………………………………………. 13 BAB IV METODE PENELITIAN………………………………………… 14 4.1 Rancangan Penelitian………………………………………….. 14 4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian…………………………………... 15 4.3 Ruang Lingkup Penelitian……………………………………... 15 4.4 Penentuan Sumber Data……………………………………….. 15 4.4.1 Kriteria sampel penelitian………………………….... 15 4.4.2 Besaran sampel……………………………………… 16 4.4.3 Teknik pengambilan sampel……………………….... 16 4.5 Variabel Penelitian…………………………………………….. 16 4.5.1 Klasifikasi variabel………………………………….. 16 4.5.2 Definisi operasional variabel………………………... 17
4.6 Bahan dan Alat Penelitian …………………………………….. 4.6.1 Bahan penelitian…………………………………….. 4.6.2 Alat penelitian……………………………………….. 4.7 Prosedur Penelitian….…………………………………………. 4.7.1 Penentuan total pencemar (Total Plate Count)……… 4.7.2 Identifikasi Escherichia coli………………………… 4.7.3 Uji konfirmasi dengan Single Path Escherichia coli O175………………..……………………………….. 4.7.4 Pembuatan ekstrak kulit batang kusambi [ Schleichera oleosa ( Lour ) Oken ]………… 4.7.5 Uji fitokimia . 4.7.6 Uji total fenol……………………………………….. 4.7.7 Uji aktivitas antimikroba dengan metode sumur difusi………………………………………………… 4.7.8 Uji lethal concentration 50 (LC 50)…………………. 4.7.9 Partisi (pemisahan dan pemurnian)………………….. 4.7.10 Uji aktivitas antimikroba hasil partisi……………...... 4.7.11 Fraksinasi komponen aktif dengan kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis…………… 4.7.12 Analisis kromatografi gas-spektroskopi massa (KGMS)………………………………………………….. 4.8 Analisa Data…………………………………………………... BAB V HASIL PENELITIAN…………………………………………….. 5.1 Penentuan Total Pencemar (Total Plate Count) dan Escherichia coli …………………………………………….. 5.2 Uji Daya Hambat Ekstrak Kasar Kulit Batang Kusambi Terhadap Escherichia coli Pada Media Nutrient Agar (NA) .. 5.3 Uji Minimum Inhibitory Concentration (MIC) ………………. 5.4 Uji Aktivitas Antimikroba Dengan Metode Sumur Difusi.…... 5.5 Uji Lethal Concentration 50 (LC 50) ……………...................... 5.6 Bioassay Produk Partisi ………………………………………. 5.7 Uji Total Fenol ……………………………………………….. 5.8 Uji Fitokimia …………………………………………………. 5.9 Analisis Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa (KG-SM)…... 5.9.1 Senyawa pada puncak 1……………………………...... 5.9.2 Senyawa pada puncak 2……………………..……….... 5.9.3 Senyawa pada puncak 3………………..…………….... 5.9.4 Senyawa pada puncak 4………………………..…….... 5.9.5 Senyawa pada puncak 5…………………..………….... 5.9.6 Senyawa pada puncak 6……………………..……….... 5.9.7 Senyawa pada puncak 7……………..……………….... 5.9 8 Senyawa pada puncak 8…………………..………….... 5.9.9 Senyawa pada puncak 9…………………………..….... 5.9.10Senyawa pada puncak 10……………………………… BAB V I PEMBAHASAN…………………………………………………..
18 18 18 19 19 20 21 21 22 23 24 25 26 26 26 28 29 30 30 32 33 34 36 37 39 39 40 42 42 43 43 44 45 45 46 46 47 48
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN……………………………………… 6.1 Simpulan……………………………………………………….. 6.2 Saran…………………………………………………………… DAFTAR PUSTAKA
56 56 56 57
LAMPIRAN – LAMPIRAN………………………………………………..
62
DAFTAR TABEL Halaman 5.1 5.2
5.3
5.4 5.5 5.6
Total Plate Count dan Escherichia coli yang terdapat pada daging babi………………………………………………………………….. Diameter zona hambat yang terbentuk pada bakteri E. coli yang diperlakukan dengan ekstrak kulit batang kusambi dengan konsentrasi yang bervariasi …………………..................................... Diameter hambat ekstrak kulit batang kusambi terhadap pertumbuhan bakteri E. coli pada media NA setelah inkubasi dua hari …………….................................................................................. Diameter zona hambat ekstrak hasil partisi kulit batang kusambi …. Hasil uji fitokimia ekstrak kulit batang kusambi ……........................ Senyawa-senyawa dari masing-masing puncak pada kromatogram fraksi aktif ekstrak kulit batang kusambi…………………………….
31
33
35 48 40 41
DAFTAR GAMBAR 2.1 2.2 4.1 4.2 5.1 5.2 5.3 5.4
5.5 5.6
5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19
Daging se’i babi…………………………………………………. Batang kusambi…………………………………………………. Rancangan penelitian……………………………………………. Konsep penelitian ……………………………………………….. Escherichia coli………………………………………………….. Pengujian Escherichia coli……………………………………… Diameter hambatan ekstrak kasar kulit batang kusambi pada bakteri E. coli…………………………………………………….. Diameter zona hambat yang terbentuk pada bakteri E. coli yang diperlakukan dengan ekstrak kulit batang kusambi dengan konsentrasi yang bervariasi dalam penentuan nilai MIC………… Zona hambat yang terbentuk disekitar sumur difusi yang diisi ekstrak kulit batang kusambi…………………………………….. Grafik hubungan antara konsentrasi ekstrak kulit batang kusambi dengan populasi bakteri E. coli setelah diinkubasi dua hari. Nilai LC 50 dan ekstrak kulit batang kusambi adalah 2,9 %.................. Pengujian hasil partisi…………….……………………………… Uji daya hambat hasil kromatografi kolom dan Uji KLT……….. Kromatogram hasil analisis ekstrak kulit batang kusambi………. Spektrum senyawa puncak 1…………………………………….. Spektrum senyawa puncak 2…………………………………….. Spektrum senyawa puncak 3…………………………………….. Spektrum senyawa puncak 4…………………………………….. Spektrum senyawa puncak 5…………………………………….. Spektrum senyawa puncak 6……………………………………... Spektrum senyawa puncak 7……………………………………... Spektrum senyawa puncak 8……………………………………... Spektrum senyawa puncak 9……………………………………... Spektrum senyawa puncak 10…………………………………….
Halaman 5 6 14 19 31 32 32
34 36
37 37 39 41 42 43 43 44 44 45 45 46 47 47
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Ekstrak kulit batang kusambi………...……………………………... 62 2. Uji total fenol……………………………………..………………… 62
