Aktivitas Antimikroba Minyak Cengkeh.docx

AKTIVITAS ANTIBAKTERI MINYAK CENGKEH TERHADAP BAKTERI PATHOGEN

MUHAMMAD TAUFIK*) SUHARJONO TRIATMOJO**) YUNY ERWANTO**) UMAR SANTOSO***)

*) **) ***)

= Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian (STPP) Gowa, Sulawesi Selatan = Fakultas Peternakan, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta = Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan mengetahui konsentrasi minyak cengkeh yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode eksperimental di laboratorium. Dalam penelitian dilakukan uji aktifitas antibakteri minyak cengkeh secara in-vitro menggunakan metode difusi agar dengan perlakuan konsentrasi minyak cengkeh (1 : 1 , 1 : 2, dan 1 : 3). Kesimpulan dari penelitian ini yaitu (1) minyak cengkeh dengan konsentrasi 1:1, 1:2 dan 1:3 mampu menghambat bakteri Gram Positif (B.cereus dan S.aureus) dan Gram Negatif (E.coli dan Shigella sp), (2) semakin meningkat konsentrasi minyak cengkeh, daya hambatnya terhadap bakteri semakin besar, (3) kemampuan penghambatan minyak cengkeh terhadap bakteri Gram positif lebih baik dibanding bakteri Gram negatif. Kata kunci : minyak cengkeh, eugenol, aktivitas antibakteri, difusi agar, bakteri patogen

PENDAHULUAN Pertumbuhan mikroba pada permukaan makanan merupakan penyebab terbesar terjadinya kerusakan makanan. Usaha yang dilakukan untuk

mengatasi

masalah

ini

yaitu

dengan

penyemprotan

perendaman menggunakan antibakteri (Ouattara et al., 2000).

dan Agen

antibakteri yang digunakan dalam aplikasi pangan antara lain asam-asam organik, bakteriosin, enzim, alkohol dan asam-asam lemak (Han, 2000). Tingginya permintaan konsumen terhadap pangan yang bebas dari penambahan senyawa kimia sintetis, memunculkan berkembangnya metode-metode pengawetan dengan menambahkan komponen atau zat pengawet alami. Contoh-contoh zat pengawet alami diantaranya adalah asam-asam organik yang dihasilkan dari fermentasi buah-buahan, bakteri asam laktat, dan komponen-komponen minyak atsiri dari ekstrak tumbuhan (rempah-rempah, tanaman tahunan, dan rumput-rumputan). (Ardiansyah, 2007).

Salah satu bahan antibakteri alami yang jumlahnya melimpah, mudah diperoleh serta dianggap memiliki kemampuan antibakteri yakni minyak cengkeh. Minyak cengkeh memiliki aktivitas biologi, antara lain sifat antibakteri, antijamur, pemberantas serangga, dan antioksidan, dan secara tradisional digunakan sebagai agen flavor dan bahan antibakteri dalam pangan (Huang, et al., 2002; Lee and Shibamoto, 2001). Cengkeh (Syzygium aromaticum (L) Merr & Perry) merupakan tanaman rempah yang sejak lama digunakan dalam industri rokok kretek, makanan, minuman dan obat – obatan.

Bagian tanaman yang dapat

dimanfaatkan untuk keperluan di atas adalah bunga, tangkai bunga dan daun cengkeh (Nurdjannah, 2004).

Selanjutnya Meyer, et al (2008)

menyatakan bahwa minyak cengkeh yang diperoleh dari bunga, batang maupun daun dari tanaman cengkeh mampu menghambat pertumbuhan organisme, termasuk diantaranya mikroba, serangga, cacing dan tanaman pengganggu. Ayoola (2008) menyatakan bahwa senyawa yang terkandung dalam minyak cengkeh antara lain eugenol, caryophyllene, eugenol acetate

dan

terbanyak.

alpha-humelene,

dan

eugenol

merupakan

senyawa

Lawless (1995) menyatakan bahwa ada tiga jenis minyak

cengkeh : (1) minyak kuncup cengkeh diperoleh dari kuncup bunga dari S.aromaticum mengandung 60-90% eugenol, eugenyl acetate, caryophyllene dan unsur lainnya dalam jumlah sedikit; (2) minyak daun cengkeh diperoleh dari daun S.aromaticum, mengandung 82-88% eugenol dengan sedikit atau tidak ada sama sekali eugeyl acetate dan unsur lainnya sedikit sekali; (3) minyak batang cengkeh diperoleh dari ranting S.aromaticum, mengandung 90-95% eugenol dan unsur lainnya sedikit. Minyak cengkeh adalah ekstrak tanaman, mengandung eugenol, ketika diuji pada beberapa jenis bakteri memiliki sifat antibakteri dan memperlihatkan penghambatan pada L. monocytogenes, Campylobacter jejuni, S.enteridis, E.coli dan S.aureus (Beuchat, 2000; Cressy et al.,2003; Smith-Palmer et al., 1998). Selanjutnya ditambahkan oleh Frosch et al

(2002) bahwa penelitian terbaru menunjukkan aktivitas antibakteri minyak cengkeh

dapat

menghambat

pertumbuhan

bakteri

patogen

:

A.

actinomycetemcomitans, P. intermedia, P.melaninogenica, P. gingivalis, C. gingivaiis and F. nucleatum. Juga mampu menghambat pertumbuhan Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, dan Staphylococcus aureus. Dilaporkan oleh Smith., et al (1998 dan 2001) bahwa minyak cengkeh efektif menghambat L. monocytogenes dan S. enteridis dalam TSB dan keju. Berdasarkan permasalahan tersebut, dilakukan penelitian tentang aktivitas minyak cengkeh terhadap bakteri pathogen yang biasa terdapat dalam bahan pangan. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi terbaik minyak cengkeh yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri pathogen.

METODE PENELITIAN Materi Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain : minyak cengkeh, aquades, Nutrien Agar, Nutrien Broth, media TSB, biakan bakteri (S. aureus, B.cereus, E.coli dan Shigella sp), aluminium foil dan plastik. Alat yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain : water bath, oven (Memmert), timbangan analitik (Sartorius), gelas ukur, micrometer, ring diameter 9 mm, cawan petri, incubator, laminair, dan tube shaker. Metode Penelitian Persiapan Kultur.

Kultur bakteri yang digunakan pada penelitian ini

merupakan bakteri patogenik pada bahan pangan, yaitu E.coli, Shigella sp, S.aureus dan B.cereus, dalam bentuk sediaan agar miring Nutrien Agar dan disimpan pada suhu 4○C.

Setiap bulan dilakukan subkultur

untuk memelihara daya hidup bakteri. Satu loop bakteri dari agar miring diambil dan diinokulasi ke 50 ml Nutrien Broth dalam botol 125 ml, kemudian diinkubasi pada 125 rpm dalam inkubator bergoyang, pada suhu 37○C selama 24 jam.

Selanjutnya dilakukan serangkaian

pengenceran untuk mendapatkan populasi bakteri untuk benih dengan menggunakan air destilasi steril (Pranoto et al.,2005). Tabel 1. Hasil Perhitungan Jumlah Bakteri Uji Jenis Bakteri Jumlah/ml Uji

in-vitro

B.cereus 1.5x109 aktivitas

S.aureus 8.7x108 antibakteri

minyak

E.coli 1.4x109 cengkeh.

Shigella sp 9.4x108 Sebelum

mengaplikasikan minyak cengkeh ke dalam edible film, terlebih dahulu dilakukan pengujian kemampuan daya hambat terhadap bakteri uji menggunakan metode Well-diffusion (Seydim dan Sarikus, 2006). Konsentrasi minyak cengkeh yang digunakan yaitu 1 : 1, 1 : 2, dan 1 : 3.

Rancangan Penelitian Rancangan penelitian yang digunakan yaitu Rancangan Acak Lengkap pola searah (Gaspersz, 1991). Data yang diperoleh dianalisis menggunakan ANOVA dengan bantuan alat analisis Statistical Product and Service Solutions (SPSS). Apabila terdapat perbedaan nyata antar perlakuan, dilanjutkan dengan uji Beda Nyata menurut Duncan’s Multiple Range Test

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian aktivitas antibakteri minyak cengkeh dengan berbagai

konsentrasi

menggunakan

metode

difusi

agar

terhadap

beberapa jenis bakteri disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Rata-rata Pengukuran Zona Hambatan Minyak Cengkeh terhadap Bakteri Uji pada Media Nutrien Agar (NA) Konsentrasi 1:1 1:2 1:3

B.cereus 23.78 23.00 22.10

Diameter zona hambatan (mm) S.aureus E.coli Shigella sp 25.42 22.78 21.94 25.00 22.70 21.70 23.50 22.10 21.30

Berdasarkan Tabel 2 dan Gambar 1, terlihat bahwa minyak cengkeh dengan konsentrasi 1 : 1, 1 : 2 dan 1 : 3 dapat menghambat pertumbuhan bakteri Gram Positif (B.cereus dan S.aureus) dan Gram Negatif (E.coli dan Shigella sp).

Hal ini sejalan dengan hasil yang

diperoleh Goñi et al., (2009) dan Gupta et al., (2008) bahwa minyak cengkeh mampu menghambat pertumbuhan

E.coli, B.cereus dan

S.aureus, serta hasil yang diperoleh Arora dan Kaur (1999) bahwa minyak

Diameter Zona Hambatan (mm)

cengkeh dapat menghambat pertumbuhan Sh.flexneri. 26 25 24

23

1:1

22

1:2

21

1:3

20 19 B.cereus

S.aureus

E.coli

Shigella sp

Jenis Bakteri

Gambar 1. Diagram Zona Hambatan Minyak Cengkeh terhadap Bakteri Uji

Berdasarkan Tabel 2, secara umum terlihat bahwa diameter zona hambatan makin kecil dengan semakin kecilnya konsentrasi minyak cengkeh dan diameter zona hambatan untuk Shigella sp lebih kecil dibanding bakteri uji lainnya.

Corn dan Stumpf (1976) dalam Rahayu

(2000) menyatakan bahwa dinding sel bakteri Gram positif akan bermuatan negatif sebagai akibat dari ionisasi gugus fosfat dari asam teikoat pada struktur dinding selnya, sedangkan eugenol yang merupakan senyawa turunan fenol merupakan suatu alkohol yang bersifat asam lemah. Sebagai asam lemah, senyawa-senyawa fenolik dapat terionisasi melepaskan ion H+ dan meninggalkan gugus sisanya yang bermuatan negatif. Kondisi yang bermuatan negatif ini akan ditolak oleh dinding sel bakteri Gram positif yang secara alami juga bermuatan negatif. Kondisi yang asam pada minyak cengkeh menyebabkan fenol dapat bekerja menghambat pertumbuhan B.cereus dan S.aureus. Senyawa fenol pada pH rendah akan bermuatan positif, sehingga fenol tidak akan terionisasi. Perbedaan muatan ini menyebabkan terjadinya tarik menarik antara fenol dengan dinding sel, sehingga fenol secara keseluruhan akan lebih mudah melekat atau melewati dinding sel bakteri Gram positif. Tidak terdapatnya asam teikoat pada bakteri Gram negatif, menyebabkan bakteri golongan ini lebih tahan terhadap minyak cengkeh dibanding bakteri Gram positif. Selanjutnya Burt (2004) menyatakan bahwa kemampuan minyak cengkeh dalam menghambat pertumbuhan bakteri disebabkan adanya kandungan eugenol yang tinggi.

Karakteristik eugenol yang terpenting

sebagai antibakteri yaitu sifat hydrophobicity. Sifat ini mampu masuk ke dalam lipopolisakarida yang terdapat dalam membrane sel bakteri Gram negatif dan merusak struktur selnya.

Cox et al., (2000) menyatakan

bahwa aksi agen antimikroba tergantung pada tipe mikroorganisme. Fakta-fakta menunjukkan adanya hubungan minyak atsiri dengan terjadinya kerusakan pada membrane sel. Unsur kimia terpenting adalah adanya sifat hidrofobik dan terakumulasi dalam struktur membrane sel

yang lingkungannya kaya akan lemak, sehingga menyebabkan kerusakan pada struktur dan fungsi membrane sel tersebut.

Gambar 2. Aktivitas Antibakteri Minyak Cengkeh Hasil ANOVA menunjukkan bahwa minyak cengkeh dengan konsentrasi berbeda tidak memberikan pengaruh yang nyata (P>0.05) terhadap semua bakteri uji.

Hal ini menunjukkan bahwa dengan

konsentrasi minyak cengkeh yang kecil dapat menghambat pertumbuhan bakteri. Hasil ini sejalan dengan yang dilaporkan Zang et al., (2009) bahwa dengan penggunaan konsentrasi minyak cengkeh 5, 10, dan 20% dapat menghambat pertumbuhan L.monocytogenes, E.coli, P.fluorescens dan L.sake. Selanjutnya Eruteya dan Odunfa (2009) melaporkan bahwa dengan

konsentrasi

minyak

cengkeh

0.5,

1.5

dan

3.0%

dapat

menghambat pertumbuhan bakteri (B.cereus, B.megaterium, B.coagulans dan Enterobacter sp) dan jamur (A.niger dan R.stolifer). Gupta et al., (2008) melaporkan bahwa minyak cengkeh dengan konsentrasi 50 µl mampu menghambat S.aureus, S.epidermidis, B.subtilis, B.cereus, Bacillus sp, L.monocytogenes, M.luteus, E.coli, Ps.aeruginosa dan Klebsiella sp. Winward et al., (2008) dalam Tajkarimi et al (2010) melaporkan bahwa dengan meningkatnya konsentrasi minyak cengkeh daya hambat terhadap B.cereus, E.coli dan S.aureus semakin besar pula. Brandi et al., (2006); Burt (2004) menyatakan bahwa kemampuan antimikroba dari

antimikroba yang berasal dari tanaman tergantung beberapa faktor, antara lain metode ekstraksi minyak atsiri dari bahan tanaman, volume inokulum, fase pertumbuhan, medium kultur yang digunakan, dan sifat intrinsik dan ekstrinsik dari bahan pangan (pH, kadar lemak, kadar protein, kadar air, antioksidan, metode penyimpanan, waktu dan suhu inkubasi, prosedur pengemasan dan struktur fisik bahan pangan).

KESIMPULAN Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : -

Minyak cengkeh dengan konsentrasi 1:1, 1:2 dan 1:3 mampu menghambat bakteri Gram Positif (B.cereus dan S.aureus) dan Gram Negatif (E.coli dan Shigella sp).

-

Semakin meningkat konsentrasi minyak cengkeh, daya hambatnya terhadap bakteri semakin besar.

-

Kemampuan penghambatan minyak cengkeh terhadap bakteri Gram positif lebih baik dibanding bakteri Gram negatif.

DAFTAR PUSTAKA

Ardiansyah. 2007. Antibakteri dari Tumbuhan (Bagian Pertama). http://www.beritaiptek.com. Diakses tanggal 24 Maret 2008. Arora, D.S. and J. Kaur. 1999. Antimicrobial activity of spices. International J. of Antimicrobial Agents (12) : 257-262. Ayoola, G. A., F. M. Lawore., T. Adelowotan., I. E. Aibinu., E. Adenipekun., H. A. B. Coker and T. O. Odugbemi. 2008. Chemical analysis and antimicrobial activity of the essential oil of Syzigium aromaticum (clove). African J. of Microbiology Research (2) : 162-166. Beuchat, L. R. 2000. Control of foodborne pathogens and spoilage microorganisms by naturally occurring antimicrobials. In C. L.Wilson & S. Droby (Eds.), Microbial food contamination. Boca Raton, FL: CRC Press. pp. 149–169 Brandi, G., G. Amagliani., G.F. Schiavano., M. De Santi., dan M. Sisti. 2006. Activity of Brassica oleracea leaf juice on food borne pathogenic bacteria. J. of Food Protection, 69(9): 2274–2279. Burt, S. 2004. Essential oils : Their antibacterial properties and potential applications in foods-a review. International Journal of Food Microbiology (94), 223–253. Cressy, H. K., Jerrett, A. R., Osborne, C. M., & Bremer, P. J. 2003. A novel method for the reduction of numbers of Listeria monocytogenes cells by freezing in combination with an essential oil in bacteriological media. J. of Food Protection, 66, 390–395. Cox, S.D., C.M. Mann., dan J.L. Markham. 2001. Interaction between components of the essensial oil of Melaleuca alternifolia. J.of Applied Microbiology, 91 (3) : 492-497. Deans, S. G., dan G. A. Ritchie. 1987. Antimicrobial properties of plant essential oils. International Journal of Food Microbiology (5) : 165 – 180. Frosch, P. J. , J.D. Johansen, T. Menné, C. Pirker, S.C. Rastogi, K.E. 2002. Andersen, M. Bruze, A. Goossens, J. P. Lepoittevin, I. R. White Vol. 47(5): 279-287, Nov 2002. Gaspersz, V. 1989. Metode Perancangan Percobaan. Armico, Jakarta. Goñi, P., P. Lopez., C. Sanchez., R. Gomez-Lus., R. Becerril, and C. Nerin 2009. Antimicrobial activity in the vapour phase of a combination of cinnamon and clove essential oils. Food Chem (116) : 982-989. Gupta, C., A.P. Garg., R.C. Uniyal and A. Kumari. 2008. Antimicrobial activity of some herbal oil against common food-borne pathogens. African J. of Microbiology Research (2) : 258-261. Huang, Y., Ho, S. H., Lee, H. C., & Yap, Y. L. 2002. Insecticidal properties of eugenol, isoeugenol and methyleugenol and their effects on nutrition of Sitophilus zeamais Motsch. (Coleoptera: Curculionidae) and Tribolium castaneum (Herbst) (Coleoptera: Tenebrionidae). J. of Stored Products Research, 38, 403–412.

Lawlees, J. 1995. The Illustrated Encyclopaedia of Essential Oils, 1995, ISBN 1-85230-661-0. Lee, K. G., & Shibamoto, T. 2001. Antioxidant property of aroma extract isolated from clove buds [Syzygium aromaticum (L.) Merr. et Perry]. Food Chem. (74) : 443–448. Mayer, L. H. 1976. Food Chemistry. Modern Asia Edition. Reinhead Publishing Corporation, New York. Nurdjannah, N. 2004. Diversifikasi Tanaman Cengkeh. Persfektif, Vol. 3 (2) : 61 – 70 Rahayu, W.P. 2000. Aktivitas antimikroba bumbu masakan tradisional hasil olahan industry terhadap bakteri pathogen dan perusak. Buletin Teknologi dan Industri Pangan, XI (2): 42-48. Siragusa, G.R., and J.S. Dickinson. 1992. Inhibition of Listeria monocytogenes on beef tissue by application of organic acid immobilized in a calcium gel. J.of Food Sci (57) : 293-296. Smith-Palmer, A., Steward, J., & Fyfe, L. (1998). Antimicrobial properties of plant essential oil and essences against five important foodborne pathogens. Letters in Applied Microbiology (26) : 118–122. Tajkarimi, M.M., S.A. Ibrahim, and D.O. Cliver. 2010. Antimicrobial herb and spice compounds in food. Review. Food Control (21) : 11991218. Zhang, H., B. Kong., Y.L. Xiong, and X. Sun. 2009. Antimicrobial activities of spice extracts against pathogenic and spoilage bacteria in modified atmosphere packaged fresh pork and vacuum packaged ham slices stored at 4ºC. Meat Science (81): 686-692.