Pengaruh Bahan Antimikroba Terhadap pertumbuhan

PENGARUH BAHAN ANTIMIKROBA TERHADAP

PERTUMBUHAN BAKTERI

Ita Apriani

C14090019

1.1              Latar Belakang

Mikroorganisme dapat hidup sebagai organisme yang merugikan maupun yang berguna bagi organisme lain. Bakteri merupakan salah satu mikroorganisme yang dapat hidup dimana-mana (tanah, air, udara, mahluk hidup), hidup secara autotrof, dan bereproduksi dengan cara membelah diri. Bakteri tersebut beraneka ragam jenisnya. Beberapa diantaranya ada yang bermanfaat seperti bakteri pencernaan dan bakteri dekomposer serta bakteri yang bersifat patogen karena menimbulkan penyakit bagi organisme lain.

Beberapa bahan kimia seperti senyawa fenol, alkohol, formalin dan lain-lain diketahui dapat menghambat atau mematikan mikroorganisme. Berbagai substansi tersebut menunjukkan efek antimikrobialnya dalam berbagai cara dan terhadap berbagai mikroorganisme. Sifat ini digunakan untuk mengendalikan populasi bakteri atau untuk desinfeksi suatu alat.

Antibiotik merupakan produk metabolit yang dihasilkan suatu mikroorganisme tertentu, yang dalam jumlah amat kecil bersifat merusak atau menghambat mikroorganisme lain. Dengan perkataan lain, antibiotik merupakan zat kimia yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme yang menghambat mikroorganisme lain.  Cara kerja zat-zat kimia dalam menghambat atau mematikan mikroorganisme itu berbeda-beda, beberapa diantaranya adalah mendenaturasi protein, merusak membran, mengganggu sintesis protein serta menghambat pembentukan dinding sel.

1.2              Tujuan

Mengamati pengaruh berbagai bahan antimikroba terhadap viabilitas bakteri.

II.                METODOLOGI

2.1              Waktu dan Tempat

Praktikum pengaruh bahan antimikroba terhadap pertumbuhan bakteri dilaksanan pada hari Rabu, tanggal 18 Mei 2011 pukul 07.00–10.00 WIB sedangkan pengamatannya dilakukan pada hari Kamis, 19 Mei 2011 pukul 10.00 WIB s/d selesai, di Laboratorium Kesehatan Ikan, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.

2.2              Alat dan Bahan

Alat yang digunakan pada praktikum adalah  bunsen, pinset, pipet steril, batang penyebar, kertas saring steril yang berbentuk bulat dengan diameter 1 cm, inkubator, botol semprot, korek api, plastik transparan, tissue serta cawan petri dan label. Sedangkan bahan - bahan yang digunakan antara lain alkohol 70%, media TSA, biakan cair bakkteri Aeromonas hydrophila dan Bacillus sp. dalam eppendorf, larutan PBS, larutan antibiotik (penicilin), larutan alkohol 70%, dan larutan formalin 10%.

2.3              Prosedur Kerja

Cawan yang telah berisi media TSA padat dibuat garis dengan spidol pada pertengahan petri sehingga menjadi 4 sektor lalu beri tanda menggunakan kertas label sesuai dengan larutan yang digunakan. Kemudian diambil 0.1 ml suspensi bakteri, dan diteteskan pada media TSA, kemudian sebar secara merata menggunakan batang penyebar. Kemudian ambil pinset dan bakar sebentar di atas nyala api, lalu kertas saring diambil dengan menggunakan pinset satu persatu. Kertas saring yang telah diambil dicelupkan ke dalam larutan formalin 10% dan diletakan di atas permukaan media TSA yang telah disebari biakan bakteri sesuai dengan sektor dan label yang telah ditentukan. Kemuadian kertas saring kedua diambil lagi dan dicelupkan ke dalam larutan penicilin dan diletakan pada cawan petri yang sama dengan jarak tertentu, dilakukan hal yang sama untuk jenis antibakteri yang lain. Kemudian di inkubasi pada suhu kamar selama 24 jam. Dan diamati pertmbuhan yang terjadi serta diukur diameter daerah/zona bening yang ditimbulkan.

III.             HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1              Hasil

Berdasarkan praktikum pengaruh bahan antimikroba terhadap pertumbuhan bakteri yang telah dilakukan, diperoleh data sebagai berikut :

Tabel 1. Hasil Pengamatan Pengaruh Bahan Antimikroba Terhadap Bakteri Aeromonas hydrophila dan Bacilus sp.

Kelompok	Bakteri	Diameter Bahan Antimikroba (cm)
		A	B	C	D	E
7	Aeromonas hydrophila	-	-	3.6	2.6	-
	Bacilus sp.	-	-	5.73	1.37	-
8	Aeromonas hydrophila	-	0.633	2.9	1.5	0.67
	Bacilus sp.	-	0.7	4	0.967	-
9	Aeromonas hydrophila	-	1.26	3.93	2.23	-
	Bacilus sp.	-	0.7	6.33	1.8	-
10	Aeromonas hydrophila	0.5	0.56	3.26	2.06	-
	Bacilus sp.	0.5	1.63	4.5	1.26	-
11	Aeromonas hydrophila	0.76	0.8	5.167	2.6	-
	Bacilus sp.	-	1.1	7.33	1.47	-
12	Aeromonas hydrophila	0.57	0.57	-	2.71	-
	Bacilus sp.	-	0.6	4.67	1.47	0.57

Keterangan           :               A = Alkohol 70%

                                                B = Bawang Putih 20 ppt

                                                C = Formalin 10 %

                                                D = Penisilin

                                                E  = PBS

Berdasarkan tabel 1 di atas, bahan antimikroba yang membentuk zona bening terbesar dan menghambat pertumbuhan bakteri Aeromonas hydrophila adalah formalin 10% yang diameternya sebesar 5.167 cm. Sedangkan bahan antimikroba yang memebentuk zona bening dan menghambat pertumbuhan bakteri Bacillus sp. adalah formalin 10% yang diameternya sebesar 7.33 cm.

3.2              Pembahasan

Antibakteri merupakan bahan atau senyawa yang khusus digunakan oleh mikroorganisme untuk menghambat atau membunuh mikroorganisme lain. Antibakteri dapat dibedakan berdasarkan mekanisme kerjanya, yaitu antibakteri yang menghambat pertumbuhan dinding sel, antibakteri yang mengakibatkan perubahan permeabilitas membran sel atau menghambat pengangkutan aktif melalui membran sel, antibakteri yang menghambat sintesis protein, dan antibakteri yang menghambat sintesis asam nukleat sel. Aktivitas antibakteri dibagi menjadi 2 macam yaitu aktivitas bakteriostatik (menghambat pertumbuhan tetapi tidak membunuh patogen) dan aktivitas bakterisidal (dapat membunuh patogen dalam kisaran luas).

Antibakteri merupakan zat yang mencegah terjadinya pertumbuhan dan reproduksi bakteri. Anti bakteri dapat dibagj kedalam dua kelompok berdasarkan kemampuan zat tersebut untuk membersihkan bakteri atau residu yang dihasilkan. Kelompok pertama adalah zat yang dapat bekerja secara cepat untuk membasmi bakteri, namun dapat hilang dengan cepat (dengan cara penguapan atau dengan cara penguraian) dan tidak meninggalkan residu aktif (dikenal sebagai zat yang menghasilkan residu). Contoh zat-zat seperti ini seperti alkohol, klorin, peroksida, dan aldehid. Kelompok kedua adalah zat yang memiliki unsur-unsur jenis baru yang meninggalkan residu dalam jangka panjang di permukaan sehingga dapat membasmi kuman dalam jangka panjang dan tindakan pembasmian kuman dapat dilakukan dalam jangka panjang (dikenal sebagai zat yang menimbulkan residu). Contoh-contoh umum dari kelompok ini adalah triclosan, triclocarbon, dan benzalkonium khlorie.

Keefektifan penghambatan merupakan salah satu kriteria pemilihan suatu senyawa antimikroba untuk diaplikasikan sebagai bahan pengawet bahan pangan. Semakin kuat penghambatannya semakin efektif digunakan. Kerusakan yang ditimbulkan komponen antimikroba dapat bersifat mikrosidal (kerusakantetap) atau mikrostatik (kerusakan sementara yang dapat kembali). Suatu komponen akan bersifat mikrosidal atau mikrostatik tergantung pada konsentrasidan kultur yang digunakan. Mekanisme penghambatan mikroorganisme oleh senyawa antimikroba dapatdisebabkan oleh beberapa faktor, antara lain: gangguan pada senyawa penyusun dinding sel, peningkatan permeabilitas membran sel yang dapatmenyebabkan kehilangan komponen penyusun sel, menginaktivasi enzim, dan destruksi atau kerusakan fungsi material genetik.

Mekanisme pertama menggangu pembentukan dinding sel, mekanisme ini disebabkan karena adanya akumulasi komponen lipofilat yang terdapat pada dinding atau membran sel sehingga menyebabkan perubahan komposisi penyusun dinding sel.  Terjadinya akumulasi senyawa antimikroba dipengaruhi oleh bentuk tak terdisosiasi. Mekanisme kedua bereaksi dengan membran sel, komponen bioaktif dapat mengganggu dan mempengaruhi integritas membran sitoplasma, yang dapat mengakibatkan kebocoran materi intraseluler, seperti senyawa phenol dapat mengakibatkan lisis sel dan meyebabkan deaturasiprotein, menghambat pembentukan protein sitoplasma dan asam nukleat, danmenghambat ikatan ATP-ase pada membran sel. Mekanisme ketiga menginaktivasi enzim, mekanisme yang terjadi menunjukkan bahwa kerja enzim akan terganggu dalam mempertahankan kelangsungan aktivitas mikroba, sehingga mengakibatkan enzim akan memerlukan energi dalam jumlah besar untuk mempertahankan kelangsungan aktivitasnya. Akibatknya energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan menjadi berkurang sehingga aktivitas mikroba menjadi terhambat atau jika kondisi ini berlangsung lama akan mengakibatkan pertumbuhan mikroba terhenti (inaktif). Efek senyawa antimikroba dapat menghambat kerja enzim jika mempunyai spesifitas yang sama antara ikatan komplek yang menyusun struktur enzim dengan komponen senyawa antimikroba. Mekanisme keempat menginaktivasi fungsi material genetik, komponen bioaktif dapat mengganggu pembentukan asam nukleat (RNA danDNA), menyebabkan terganggunya transfer informasi genetik yang selanjutnya akan menginaktivasi atau merusak materi genetik sehingga terganggunya proses pembelahan sel untuk pembiakan.

Ethanol atau yang lebih dikenal luas sebagai alkohol merupakan salah satu contoh dari senyawa non-esensial yang dikonsumsi oleh manusia. Makanan yang kita konsumsi bukanlah sekedar kombinasi zat hidrat arang, lemak, protein, vitamin dan mineral saja, tetapi ada ribuan senyawa lain yang terkandung dalam makanan dan masuk ke tubuh kita, mekipun kadarnya sangat rendah. Senyawa-senyawa inilah yang dikenal sebagai senyawa non-esensial. Alkohol sebagai disinfektan mempunyai aktivitas bakterisida, bekerja terhadap berbagai jenis bakteri, tetapi tidak terhadap virus dan jamur. Disamping memiliki efek bakterisidal, alkohol juga merupakan pelarut organik yang dapat melarutkan lemak dan sebum pada kulit tangan. Sehingga pada pemakaian yang lama dari alkohol dapat meningkatkan kemungkinan kulit tangan terkena infeksi karena hilangnya lapisan pelindung dari tangan. Pemakaian bahan antiseptik yang bebas alkohol misal: bensalkonium klorida, klorheksidin, triklosan dapat mencegah terjadinya hal tersebut.

Berdasarkan pengamatan, bahan antibakteri alkohol 70% membentuk zona bening dengan diameter sekitar 0.5-1 cm dan mengambat pertumbuhan bakteri bacillus sp. dan bakteri Aeromonas hydrophila. Zona bening terjadi kerena larutan alkohol mengandung banyak senyawa yang  disinfektan terhadap aktivitas bakteri. Beberapa senyawa yang terkandung dalam alkohol adalah pinocembrin, terpenes, benzyl alkohol, syringic acid, methyl syringate, 1,4-dihydroxybenzene dan flavonoid. Mekanisme dan cara kerja senyawa fenol sebagai zat antibakteri adalah dengan cara meracuni protoplasma, merusak dan menembus dinding sel, serta mengendapkan protein sel mikroba. Komponen fenol juga dapat mendenaturasi enzim yang bertanggung jawab terhadap germinasi spora atau berpengaruh terhadap asam amino yang terlibat dalam proses germinasi. Senyawa fenolik bermolekul besar mampu menginaktifkan enzim esensial di dalam sel mikroba meskipun pada konsentrasi yang sangat rendah. Senyawa fenol mampu memutuskan ikatan peptidoglikan saat menerobos dinding sel. Ikatan peptidoglikan ini secara mekanis memberi kekuatan pada sel bakteri. Jenis bakteri yang digunakan dalam praktikum sebagai bakteri uji adalah bakteri Gram negatif dengan dinding sel terdapat peptidoglikan yang sedikit sekali dan berada diantara selaput luar dan selaput dalam dinding sel. Dinding sel bakteri Gram negatif mengandung fosfolipid, lipopolisakarida, dan lipoprotein. Menurut Naidu (2000) dalam Yulianti (2009) dalam Lela (2010) setelah menerobos dinding sel, senyawa fenol akan menyebabkan kebocoran isi sel dengan cara merusak ikatan hidrofobik komponen membran sel (seperti protein dan fosfolipida) serta larutnya komponen-komponen yang berikatan secara hidrofobik yang berakibat meningkatnya permeabilitas membran. Terjadinya kerusakan pada membran sel mengakibatkan terhambatnya aktivitas dan biosintesis enzim-enzim spesifik yang diperlukan dalam reaksi metabolisme.

Formalin adalah nama dagang larutan formaldehida dalam air dengan kadar 36 – 40%, tidak berwarna dan baunya sangat menusuk dan biasanya ditambah methanol hingga 15% sebagai stabilisator. Di pasaran, formalin dapat diperoleh dalam bentuk sudah diencerkan, yaitu dengan kadar formaldehida 30, 20 dan 10%. Disamping dalam bentuk cairan, formalin dapat diperoleh dalam bentuk tablet yang masing-masing mempunyai berat 5 gram (Winarno, 2004 dalam Veteriner, 2009). Formaldehida pertama kali disintesis oleh kimiawan Rusia Aleksander Butlerov pada tahun 1859 namun diidentifikasi lebih lanjut oleh August Wilhelm von Hofmann pada tahun 1867. Formaldehida mudah larut dalam air sampai kadar 55%, sangat reaktif dalam suasana alkalis serta bersifat sebagai zat pereduksi kuat, mudah menguap karena titik didihnya yaitu -21°C (Veteriner, 2009).

Berdasarkan pengamatan, bahan antibakteri formalin 10% dapat memebentuk zona bening terbesar pada media tumbuh bakteri Bacillus sp. dan bakteri Aeromonas hydrophila yang masing-masing berdiameter 7.33 cm dan 5.167 cm. Formalin sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri karena formalin mengandung formaldehid yang didalamnya terdapat unsur aldehida. Formaldehid membunuh bakteri dengan membuat jaringan dalam bakteri dehidrasi (kekurangan air). Menurut Dewi (2010) unsur aldehida didalamnya bersifat mudah bereaksi dengan protein, karena ketika dimasukan ke media, formalin akan mengikat unsur protein mulai dari bagian permukaan hingga terus meresap ke bagian dalam. Protein yang telah rusak, tidak akan digunakan bakteri untuk bermetabolisme dan menghasilkan energi, sehingga tidak terjadi pertumbuhan bakteri kerena sumber nutrien untuk tumbuh telah dirusak oleh antibiotik formalin.

Berdasarkan hasil pengamatan, bahan antibakteri bawang putih dapat membentuk zona bening dengan diameter sekitar 0.5-1.67 cm pada media tumbuh bakteri Aeromonas hydrophila dan Bacillus sp. yang akhirnya menghambat pertumbuhan bakteri tersebut. Hal ini tidak sesuai dengan pendapat Buana (2009) yang menyatakan bahwa konsentrasi ekstrak bawang putih yang paling baik untuk menghambat pertumbuhan bakteri Aeromonas hydrophila adalah pada konsentrasi 25%. Ekstrak bawang putih dijadikan bahan antimikroba yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena mengandung flavonoid, tannin, alkaloid, dan saponin. Bawang putih menunjukkan aktivitas antimikroba (termasuk aktivitas antibakteri, antiviral, antifungi, antiprotozoa, dan antiparasit). Allicin dianggap merupakan komponen bawang putih yang penting dalam aktivitas antimikroba secara in vitro. Sejak tahun 1858, Louis Pasteur telah menyatakan bahwa bawang putih mempunyai sifat antibakteri (Admin, 2010). Kemampuan bawang putih sebagai antibakteri juga didukung oleh penelitian Yamada dan Azama (1977) dalam Admin (2010) yang menyatakan bahwa selain bersifat antibakteri, bawang putih juga bersifat anti jamur. Kemampuan bawang putih ini berasal dari zat kimia yang terkandung di dalam umbi. Komponen kimia tersebut adalah allicin. Allicin berfungsi sebagai penghambat atau penghancur berbagai pertumbuhan jamur dan bakteri. Alkaloid dari ekstrak bawang putih mengandung racun yang mampumenghambat pertumbuhan bakteri atau dapat menyebabkan sel bakteri menjadi lisis bila terpapar oleh zat tersebut. Selanjutnya tannin yang juga terkandung dalam ekstrak akan mengganggu sel bakteri dalam penyerapan protein oleh cairan sel. Hal ini dapat terjadi karena tannin menghambat proteolitik yang berperan menguraikan protein menjadi asam amino (Harborne, 1996 dalam Admin, 2010).

Berdasarkan hasil pengamatan, bahan antimikroba penicilin 20 ppt dapat membentuk zona bening dengan diameter sekitar 0.9-2.7 cm pada media tumbuh bakteri Bacillus sp. dan Aeromonas hydrophila. Konsentrasi ini kurang efektif dalam menghambat pertumbuhan bakteri karena konsentrasinya terlalu sedikit, pernyataan ini dibuktikan dengan kecilnya ukuran diameter zona bening yang terbentuk. Hasil pengamatan tidak sesuai dengan pendapat Satiawihardja (2000) yang menyatakan bahwa bahan antimikroba penicilin pada konsentrasi 100 g/L yang efektif dan berpengaruh positif pada bakteri tersebut sehingga dapat dihasilkan lisin yang lebih besar dari kontrol. Antimikroba penicillin dapat menghambat pertumbuhan bakteri karena mengandung cincin β-laktam dengan struktur cincin heteroatom, yang terdiri dari tiga atam carbon dan satu atom nitrogen.Cincin β-laktam merupakan bagian struktur dari beberapa  famili antibiotik, terutama penicillin. Menurut Necel (2010) mekanisme kerja cincin β-laktam pertama melekat pada protein dan mengikat penisilin yang spesifik (PBPs) yang berlaku sebagai obat reseptor pada bakteri, selanjutnya menghambat sintesis dinding sel dengan menghambat transpeptidase dari peptidoglikan, dan yang terakhir mengaktifkan enzim autolitik di dalam dinding sel, yang menghasilkan kerusakan sehingga akibatnya bakteri mati. 

Dari berbagai macan bahan yang diujikan, antimikroba yang paling berperan dalam menghambat pertumbuhan bakteri adalah formalin 10% kerena bakteri sangat sensitif dengan senyawa formaldehid yang terkandung didalamnya. Bahan ini sangat efektif jika digunakan dalam budidaya kerena termasuk zat yang dapat bekerja secara cepat untuk membasmi bakteri, dapat hilang dengan cepat (dengan cara penguapan atau dengan cara penguraian) dan tidak meninggalkan residu aktif (dikenal sebagai zat yang menghasilkan residu) sehingga selain menghemat biaya, juga efisien terhadap waktu dan tenaga. Namun, bahan ini sebaiknya digunakan pada saat persiapan kegiatan budidaya kerena jika digunakan pada saat kegiatan budidaya tengah berlangsung maka yang akan terjadi bukan hanya bakteri atau fungi yang mati tetapi ikan yang dibudidayakan juga akuan ikut teracuni. Jadi penggunaan serta dosis yang tepat sangat mempengaruhi proses pembasmian. Oleh karena itu, perlu dipertimbangkan situasi dan kondisi yang terjadi supaya tidak terjadi kerugian selama proses produksi. Penggunaan bahan-bahan antimikroba dalam dunia akuakultur adalah untuk menghindari penyakit yang disebabkan oleh bakteri-bakteri yang merugikan dan juga untuk menyembuhkan jika sudah terserang penyakit akibat bakteri. Karena penyebaran penyakit akibat bakteri dalam perairan sangat cepat, oleh karena itu penanggulangannya harus cepat diatasi

 

I.                   KESIMPULAN DAN SARAN

1.1              Kesimpulan

Antimikroba yang paling berperan dalam menghambat pertumbuhan bakteri adalah formalin 10% kerena bakteri sangat sensitif dengan senyawa formaldehid yang terkandung didalamnya. Bahan ini sangat efektif jika digunakan dalam budidaya dibanding bahan antimikroba yang lain, kerena termasuk zat yang dapat bekerja secara cepat untuk membasmi bakteri, dapat hilang dengan cepat (dengan cara penguapan atau dengan cara penguraian) dan tidak meninggalkan residu aktif (dikenal sebagai zat yang menghasilkan residu) sehingga selain menghemat biaya, juga efisien terhadap waktu dan tenaga.

1.2              Saran

Pada praktikum selanjutnya diharapkan bakteri-bakteri yang diuji viabilitasnya terhadap bahan antimikroba agar diperbanyak jenisnya. Hal ini dikarenakan sangat banyak bakteri-bakteri yang hidup pada lingkungan budidaya.

DAFTAR PUSTAKA

Admin. 2010. Mikroba dan antibiotik dari tumbuhan [terhubung berkala] http://www.scribd.com/doc/48563603/Antimikroba-dari-Tumbuhan  (19 Mei 2011).

Buana, R. 2009. Bawang putih sebagai antimikroba [terhubung berkala] http://www.sith.itb.ac.id/abstract/s1/2009_S1_Rika.Fithri.NBDayaAntibakteriEkstrakBawangPutihAlliumSativumDalamMenghambatPertumbuhanStaphylococcusAureusDanEscherichiaColiPadaDagingSapi.pdf. (19 Mei 2011). 

Dewi, FK. 2010. Aktivetas antibakteri akstrak etanol buah mengkudu terhadap bekteri pembusuk daging segar [terhubung berkala] http://eprints.uns.ac.id/388/1/169682309201001141.pdf  (19 Mei 2011).

Lela, FH. 2010. Aktivitas antibakteri berbagai jenis madu lebah hutan terhadap mikroba pembusuk pada daging segar [terhubung berkala]    http://eprints.uns.ac.id/526/1/170552511201011471.pdf  (19 Mei 2011).

Necel, F. 2010. Antimikroba golongan penicilin, chephalosporin, dan vancomycin [terhubung berkala] http://www.scribd.com/doc/13095489/Anti-Mikroba-Golongan-Penicillin-Cephalosporin-Dan-Vancomycin  (19 Mei 2011).

Satiawihardja, B. 2000. Pengaruh penambahan antibiotika  biosinteis 1-lisin oleh Brevibacterum lactofermentium BL-1M76 di dalam medium molase [terhubungberkala]http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/9505/Budiatman_Satiawihardja_Pengaruh_penambahan.pdf?sequence=1(19 Mei 2011).

Veteriner. 2009. Senyawa-senyawa antibakterial [terhubung berkala] http://duniaveteriner.com/2009/06/studi-literatur-senyawa-senyawa-anti-bakterial/print  (19 Mei 2011).