PROPOSAL SKRIPSI

PENGARUH EKSTRAK SERBUK KAYU SIWAK (Salvadora persica) TERHADAP PERTUMBUHAN BAKTERI Streptococcus mutans DAN Staphylococcus aureus DENGAN METODE DIFUSI AGAR

Penyusun :
Moch Rachdie Pratama
NRP. 1500.100.017

PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
2005


BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Penggunaan kayu siwak (Salvadora persica) telah dikenal semenjak berabad-abad lalu, terutama oleh bangsa Arab kuno yang hingga sekarang masih digunakan sebagai alat kebersihan mulut. Faktor sosial dan agama menjadi pendorong utama penggunaan kayu siwak (Salvadora persica) terutama bagi masyarakat muslim. Suatu studi komparatif periodontal treatment yang dilakukan terhadap pengguna siwak dengan non pengguna siwak menunjukkan bahwa tingkat masyarakat pengguna siwak memiliki level periodontal treatment yang lebih rendah dibandingkan masyarakat non pengguna siwak (Al-Lafi dan Ababneh, 1995).
Penelitian tentang analisa kandungan batang kayu siwak kering (Salvadora persica) dengan ekstraksi menggunakan etanol 80% kemudian dilanjutkan dengan ether lalu diteliti kandungannya melalui prosedur kimia ECP (Exhaustive Chemical Procedure) menunjukkan bahwa siwak mengandung zat-zat kimia seperti : trimetilamin, alkaloid yang diduga sebagai salvadorin, klorida, sejumlah besar fluorida dan silika, sulfur, vitamin C, serta sejumlah kecil tannin, saponin, flavenoid dan sterol. (El-Mostehy, et. al., 1995). Ekstrak siwak juga menunjukkan adanya properti antimikrobial terutama antibakterial yang sangat efektif dalam membunuh dan menghambat beberapa pertumbuhan bakteri dan antifungal (al-Lafi dan Ababneh, 1995; Darout et. al., 2000).
Darout dkk. (2000) melaporkan bahwa komponen kimiawi ekstrak kayu siwak sangat ampuh dalam menghilangkan plak dan mereduksi virulensi bakteri periodontopathogenic. Kandungan anionik alami dalam siwak dipercaya sebagai antimikrobial efektif di dalam menghambat dan membunuh mikrobial. Seperti Nitrat dilaporkan mempengaruhi transpor aktif porline pada Eschericia coli dan terbukti ampuh pula di dalam menghambat fosforilasi oksidatif dan pengambilan oksigen Pseudomonas aureginosa dan Staphylococcus aureus. Hipotiosianat menunjukkan bereaksi dengan grup sulfihidril dalam enzim bakteri yang dapat menyebabkan kematian bakteri.
Zat antimikrobial merupakan zat yang mengganggu pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme (Boyd and Marr, 1980). Al-Lafi dkk (1995) telah menguji aktivitas antibakterial dari kayu siwak untuk menghambat beberapa bakteri mulut yang aerob dan anaerob. Menurut hasil penelitian Gazi dkk. (1987), ekstrak kasar kayu siwak yang dijadikan cairan kumur dan dikaji sifat-sifat antiplaknya beserta efeknya terhadap bakteri penyusun plak menyebabkan penurunan drastis bakteri gram negatif batang. Almas (2003) meneliti efektifitas ekstrak siwak 50% dibandingkan dengan CHX (Chlorhexidine Gluconate) 0,2% pada dentin manusia secara SEM (Scanning Electrony Microscopy) menunjukkan bahwa ekstrak siwak 50% memiliki hasil yang sama dengan CHX 0,2% di dalam perlindungan dentin, namun ekstrak siwak 50% lebih dapat menghilangkan smear layer pada dentin dibandingkan CHX 0,2%.
Streptococcus mutans merupakan bakteri patogen pada mulut yang merupakan agen utama penyebab timbulnya plak, gingivitis dan caries gigi (Lee et al., 1992). Bakteri ini diujikan untuk melihat efektifitas ekstrak serbuk kayu siwak terhadap bakteri patogen mulut. Sedangkan Staphylococcus aureus merupakan bakteri penyebab intoksitasi dan terjadinya berbagai macam infeksi seperti pada jerawat, bisul, pneumonia dan lainnya (Supardi dan Sukamto, 1999). Penulis sengaja menggunakan bakteri Staphylococcus aureus untuk melihat kemampuan ekstrak serbuk kayu siwak terhadap bakteri patogen pada kulit dan luka ini.
Berdasarkan uraian di atas, maka penulis tertarik untuk melakukan uji antibakterial ekstrak serbuk kayu siwak (Salvadora persica) yang diekstrak dengan menggunakan metode Fluida Super Critis. Hasil ekstrak dengan metode Fluida Super Critis ini dipercaya memiliki kemurnian yang lebih dibandingkan dengan metode konvensional yang selama ini sering digunakan. Hasil ekstraksi tersebut diuji dengan metode difusi lempeng agar dengan mengukur diameter zona terang (Clear zone) yang mana hasil pengukuran merupakan respon penghambatan pertumbuhan yang akan diklasifikasikan menurut Ahn dkk. (1994).

1.2. Permasalahan


Permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh ekstrak serbuk kayu siwak (Salvadora persica) terhadap pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans dan Staphylococcus aureus dan besar daya hambat ekstrak serbuk kayu siwak (Salvadora persica) terhadap bakteri S. mutans dan S. aureus.

1.3. Tujuan


Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsentrasi daya hambat ekstrak serbuk kayu siwak (S. persica) yang terhadap pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans dan Staphylococcus aureus.
1.4. Manfaat

Ekstrak serbuk kayu siwak (Salvadora persica) mengandung bahan-bahan kimiawi yang dapat menekan aktivitas mikrobial dan menghambat pertumbuhannya. Penelitian daya hambat ekstrak serbuk kayu siwak (Salvadora persica) terhadap pertumbuhan bakteri Streptococcus mutans yang patogen terhadap mulut, dapat menunjukkan kemampuan ekstrak serbuk kayu siwak sebagai salah satu alternatif zat antibakterial yang dapat dikembangkan sebagai komoditas oral cleaner device (alat pembersih mulut) yang higinis dan efektif dalam mencegah periodontal disease.
Penelitian terhadap Staphylococcus aureus yang merupakan patogen pada saluran pernapasan, kulit dan luka dapat pula menunjukkan bahwa ekstrak serbuk kayu siwak bukan hanya efektif sebagai komponen antibakterial mulut, namun juga efektif sebagai antibakterial yang memiliki spektrum lebih luas.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Siwak (Salvadora persica)
2.1.1. Sejarah Penggunaan Siwak

Penggunaan alat-alat kebersihan mulut telah dimulai semenjak berabad-abad lalu. Manusia terdahulu menggunakan alat-alat kebersihan yang bermacam-macam seiring dengan perkembangan sosial, teknologi dan budaya. Beraneka ragam peralatan sederhana dipergunakan untuk membersihkan mulut mereka dari sisa-sisa makanan, mulai dari tusuk gigi, batang kayu, ranting pohon, kain, bulu burung, tulang hewan hingga duri landak. Diantara peralatan tradisional yang mereka gunakan dalam membersihkan mulut dan gigi adalah kayu siwak atau chewing stick. Kayu ini walaupun tradisional, merupakan langkah pertama transisi/peralihan kepada sikat gigi modern dan merupakan alat pembersih mulut terbaik hingga saat ini. (El-Mostehy, 1998).
Miswak (Chewing Stick) telah digunakan oleh orang Babilonia semenjak 7000 tahun yang lalu, yang mana kemudian digunakan pula di zaman kerajaan Yunani dan Romawi, oleh orang-orang Yahudi, Mesir dan masyarakat kerajaan Islam. Siwak memiliki nama-nama lain di setiap komunitas, seperti misalnya di Timur Tengah disebut dengan miswak, siwak atau arak, di Tanzania disebut miswak, dan di Pakistan dan India disebut dengan datan atau miswak. Penggunaan chewing stick (kayu kunyah) berasal dari tanaman yang berbeda-beda pada setiap negeri. Di Timur Tengah, sumber utama yang sering digunakan adalah pohon Arak (Salvadora persica), di Afrika Barat yang digunakan adalah pohon limun (Citrus aurantifolia) dan pohon jeruk (Citrus sinesis). Akar tanaman Senna (Cassiva vinea) digunakan oleh orang Amerika berkulit hitam, Laburnum Afrika (Cassia sieberianba) digunakan di Sierre Leone serta Neem (Azadirachta indica) digunakan secara meluas di benua India. (Almas, 2003).
Meskipun siwak sebelumnya telah digunakan dalam berbagai macam kultur dan budaya di seluruh dunia, namun pengaruh penyebaran agama Islam dan penerapannya untuk membersihkan gigi yang paling berpengaruh. Istilah siwak sendiri pada kenyatannya telah umum dipakai selama masa kenabian Nabi Muhammad yang memulai misinya sekitar 543 M. Nabi Muhammad Shallallahu ‘alaihi wa Sallam bersabda bahwa siwak adalah penerapan terhadap pembersihan gigi dan dicintai Allah. Beliau menambahkan, “Bila kamu membersihkan mulutmu berarti kamu menghormati Allah, dan saya diperintahkan Allah untuk bersiwak karena Allah telah mewahyukan kepada saya.” Kepercayaan Nabi memandang kesehatan mulut yang baik amatlah besar, sehingga beliau senantiasa menganjurkan pada salah seorang isterinya untuk selalu menyiapkan siwak untuknya hingga akhir hayatnya. (Khoory, 1989)
Siwak terus digunakan hampir di seluruh bagian Timur Tengah, Pakistan, Nepal, India, Afrika dan Malaysia, khususnya di daerah pedalaman. Sebagian besar mereka menggunakannya karena faktor religi, budaya dan sosial. Ummat Islam di Timur Tengah dan sekitarnya menggunakan siwak minimal 5 kali sehari disamping juga mereka menggunakan sikat gigi biasa. Erwin-Lewis menyatakan bahwa pengguna siwak memiliki relatifitas yang rendah dijangkiti kerusakan dan penyakit gigi meskipun mereka mengkonsumsi bahan makanan yang kaya akan karbohidrat. (Khoory, 1989)

2.1.2 Klasifikasi Tanaman Siwak (Salvadora persica)


Klasifikasi tanaman Salvadora persica menurut Tjitrosoepomo (1998) adalah sebagai berikut :
Divisio : Embryophyta
Sub Divisio : Spermatophyta
Class : Dicotyledons
Sub Class : Eudicotiledons
Ordo : Brassicales
Family : Salvadoraceae
Genus : Salvadora
Spesies : Salvadora persica

Gambar 2.1. Pohon Salvadora persica


2.1.3 Morfologi dan Habitat Tanaman Siwak (Salvadora persica)
Siwak atau Miswak, merupakan bagian dari batang, akar atau ranting tumbuhan Salvadora persica yang kebanyakan tumbuh di daerah Timur Tengah, Asia dan Afrika. Siwak berbentuk batang yang diambil dari akar dan ranting tanaman arak (Salvadora persica) yang berdiameter mulai dari 0,1 cm sampai 5 cm. Pohon arak adalah pohon yang kecil seperti belukar dengan batang yang bercabang-cabang, berdiameter lebih dari 1 kaki sebagaimana pada gambar 2.1. Jika kulitnya dikelupas berwarna agak keputihan dan memiliki banyak juntaian serat. Akarnya berwarna cokelat dan bagian dalamnya berwarna putih. Aromanya seperti seledri dan rasanya agak pedas. (Al-Khateeb, 1991).
Siwak berfungsi mengikis dan membersihkan bagian dalam mulut. Kata siwak sendiri berasal dari bahasa arab ‘yudlik’ yang artinya adalah memijat (massage). Siwak lebih dari sekedar sikat gigi biasa, karena selain memiliki serat batang yang elastis dan tidak merusak gigi walaupun di bawah tekanan yang keras, siwak juga memiliki kandungan alami antimikrobial dan antidecay system. Batang siwak yang berdiameter kecil, memiliki kemampuan fleksibilitas yang tinggi untuk menekuk ke daerah mulut secara tepat dan dapat mengikis plak pada gigi. Bentuk batang siwak dapat dilihat pada gambar 2.2. Siwak juga aman dan sehat bagi perkembangan gusi. (El-Mostehy et al., 1991).
Gambar 2.2. Sebatang kayu siwak
2.1.4. Kandungan Kimia Batang Kayu Siwak
Al-Lafi dan Ababneh (1995) melakukan penelitian terhadap kayu siwak dan melaporkan bahwa siwak mengandung mineral-mineral alami yang dapat membunuh dan menghambat pertumbuhan bakteri, mengikis plaque, mencegah gigi berlubang serta memelihara gusi. Siwak memiliki kandungan kimiawi yang bermanfaat, meliputi :
- Antibacterial Acids, seperti astringents, abrasive dan detergent yang berfungsi untuk membunuh bakteri, mencegah infeksi, menghentikan pendarahan pada gusi. Penggunaan kayu siwak yang segar pertama kali, akan terasa agak pedas dan sedikit membakar, karena terdapat kandungan serupa mustard yang merupakan substansi antibacterial acid tersebut.
- Kandungan kimiawi seperti Klorida, Pottasium, Sodium Bicarbonate, Fluorida, Silika, Sulfur, Vitamin C, Trimetilamin, Salvadorin, Tannin dan beberapa mineral lainnya yang berfungsi untuk membersihkan gigi, memutihkan dan menyehatkan gigi dan gusi. Bahan-bahan ini sering diekstrak sebagai bahan penyusun pasta gigi.
- Minyak aroma alami yang memiliki rasa dan bau yang segar, yang dapat menyegarkan mulut dan menghilangkan bau tidak sedap.
- Enzim yang mencegah pembentukan plak yang merupakan penyebab radang gusi dan penyebab utama tanggalnya gigi secara prematur.
- Anti Decay Agent (Zat anti pembusukan) dan Antigermal System, yang bertindak seperti Penicilin menurunkan jumlah bakteri di mulut dan mencegah terjadinya proses pembusukan. Siwak juga turut merangsang produksi saliva, dimana saliva sendiri merupakan organik mulut yang melindungi dan membersihkan mulut.
Secara Kimiawi, kulit batang kayu siwak yang kering bila diekstrak dengan alkohol 80% dan kemudian diekstrak dengan ether, lalu diteliti secara terperinci kandungannya melalui ECP (Exhaustive Procedure Chemicle), maka akan ditemukan zat-zat kimia sebagai berikut : Trimetilamin, chloride, resin, sejumlah besar fluoride dan silica, sulfur dan vitamin C (El-Mostehy et al., 1981).
Menurut laporan Lewis (1982), penelitian kimiawi terhadap tanaman ini telah dilakukan semenjak abad ke-19, dan ditemukan sejumlah besar klorida, fluor, trimetilamin dan resin. Kemudian dari hasil penelitian Farooqi dan Srivastava (1990) ditemukan silika, sulfur dan vitamin C. Kandungan kimia tersebut sangat bermanfaat bagi kesehatan gigi dan mulut dimana trimetilamin dan vitamin C membantu penyembuhan dan perbaikan jaringan gusi. Klorida bermanfaat untuk menghilangkan noda pada gigi, sedangkan silika dapat bereaksi sebagai penggosok. Kemudian keberadaan sulfur dikenal dengan rasa hangat dan baunya yang khas, adapun fluorida berguna bagi kesehatan gigi sebagai pencegah terjadinya karies dengan memperkuat lapisan email dan mengurangi larutnya terhadap asam yang dihasilkan oleh bakteri.
Khoory (1989) menjelaskan bahwa siwak kaya dengan fluorida dan silika, fluorida mengerahkan proses antikariogenik dengan cara sebagai berikut :
1) Perubahan hydroxypatite menjadi fluorapatite yang lebih tahan terhadap acid dissolution.
2) Bercampurnya acidogenic organisme di dalam plak gigi sehingga mengurangi pH dari plak gigi.
3) Membantu memulihkan kembali gigi yang baru rusak.
4) Membentuk efek penghambat terhadap pertumbuhan bakteri pada plak gigi.
Adapun silika berfungsi membantu membersihkan gigi karena silika bekerja sebagai bahan penggosok yang dapat menghilangkan noda. (Khoory, 1989)

2.1.5. Kandungan Antimikrobial Siwak Terhadap Periodontal Treatment


El-Mostehy dkk (1995) melaporkan bahwa tanaman siwak mengandung zat-zat antibakterial. Darout et al. (2000) Melaporkan bahwa antimikrobial dan efek pembersih pada miswak telah ditunjukkan oleh variasi kandungan kimiawi yang dapat terdeteksi pada ekstraknya. Efek ini dipercaya berhubungan dengan tingginya kandungan Sodium Klorida dan Pottasium Klorida seperti salvadourea dan salvadorine, saponin, tannin, vitamin C, silika dan resin, juga cyanogenic glycoside dan benzylsothio-cyanate. Hal ini dilaporkan bahwa komponen anionik alami terdapat pada spesies tanaman ini yang mengandung agen antimikrobial yang melawan beberapa bakteri. Nitrat (NO3-) dilaporkan mempengaruhi transportasi aktif porline pada Escherichia coli seperti juga pada aldosa dari E. coli dan Streptococcus faecalis. Nitrat juga mempengaruhi transport aktif oksidasi fosforilasi dan pengambilan oksigen oleh Pseudomonas aeruginosa dan Stapyhylococcus aureus sehingga terhambat.
Komponen anionik antibakterial lainnya terdapat pada beberapa spesies tanaman adalah sulfat (SO42-), klorida (Cl-) dan tiosianat (SCN-). Tiosianat (SCN-) bertindak sebagai substrat untuk laktoperoksidase untuk membangkitkan hipotiosianit (OSCN-) dengan keberadaan hidrogen peroksida. OSCN- telah ditunjukkan bereaksi dengan kelompok sulfahidril di dalam enzim bakteri yang berubah menjadi penyebab kematian bakteri. (Darout et al., 2000)
Menurut hasil penelitian Gazi et al. (1987) ekstrak kasar batang kayu siwak pada pasta gigi yang dijadikan cairan kumur, dikaji sifat-sifat antiplaknya dan efeknya terhadap komposisi bakteri yang menyusun plak dan menyebabkan penurunan bakteri gram negatif batang.
Almas (2002) meneliti perbandingan pengaruh antara ekstrak siwak dengan Chlorhexidine Gluconate (CHX) yang sering digunakan sebagai cairan kumur dan zat anti plak pada dentin manusia dengan SEM (Scanning Electron Microscopy). Almas melaporkan bahwa 50% ekstrak siwak dan CHX 0,2% memiliki efek yang sama pada dentin manusia, namun ekstrak siwak lebih banyak menghilangkan lapisan noda-noda (Smear layer) pada dentin.
Sebuah penelitian tentang Periodontal Treatment (Perawatan gigi secara berkala) dengan mengambil sampel terhadap 480 orang dewasa berusia 35-65 tahun di kota Makkah dan Jeddah oleh para peneliti dari King Abdul Aziz University Jeddah, menunjukkan bahwa Periodontal Treatment untuk masyarakat Makkah dan Jeddah adalah lebih rendah daripada treatment yang harus diberikan kepada masyarakat di negara lain, hal ini mengindikasikan rendahnya kebutuhan masyarakat Makkah dan Jeddah terhadap Periodontal Treatment. (Al-Khateeb, 1991).
Penelitian lain dengan menjadikan serbuk (powder) siwak sebagai bahan tambahan pada pasta gigi dibandingkan dengan penggunaan pasta gigi tanpa campuran serbuk siwak menunjukkan bahwa prosentase hasil terbaik bagi kesehatan gigi secara sempurna adalah dengan menggunakan pasta gigi dengan butiran-butiran serbuk siwak, karena butiran-butiran serbuk siwak tersebut mampu menjangkau sela-sela gigi secara sempurna dan mengeluarkan sisa-sisa makanan yang masih bersarang pada sela-sela gigi. Hal ini yang mendorong perusahaan-perusahaan pasta gigi di dunia menyertakan serbuk siwak ke dalam produk pasta gigi mereka. WHO (World Health Organization) turut menjadikan siwak sebagai salah satu komoditas kesehatan yang perlu dipelihara dan dibudidayakan. (Al-Khateeb, 1991).

2.2. Tinjauan Umum terhadap Zat Antibakterial


Pertumbuhan mikroorganisme dapat dikendalikan melalui proses fisik dan kimia. Pengendalian dapat berupa pembasmian dan penghambatan populasi mikroorganisme. Menurut Pelczar dan Chan (1998), zat antimikrobial adalah zat yang dapat mengganggu pertumbuhan dan metabolisme melalui mekanisme penghambatan pertumbuhan mikroorganisme. Zat antimikrobial terdiri dari antijamur dan antibakterial. Zat antibakterial adalah zat yang mengganggu pertumbuhan dan metabolisme melalui penghambatan pertumbuhan bakteri. (Boyd and Marr, 1980; Pelczar, 1988).
Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan dalam memilih zat antimikrobial kimiawi adalah :
1. Jenis zat dan mikroorganisme
Zat antimikrobial yang akan digunakan harus sesuai dengan jenis mikroorganismenya karena memiliki kerentanan yang berbeda-beda.
2. Konsentrasi dan intensitas zat antimikrobial
Semakin tinggi konsentrasi zat antimikrobial yang digunakan, maka semakin tinggi pula daya kemampuannya dalam mengendalikan mikroorganisme.
3. Jumlah organisme
Semakin banyak mikroorganisme yang dihambat atau dibunuh, maka semakin lama waktu yang diperlukan untuk mengendalikannya.
4. Suhu
Suhu yang optimal dapat menaikkan efektivitas zat antimikrobial
5. Bahan organik
Bahan organik asing dapat menurunkan efektivitas zat antimikrobial dengan cara menginaktifkan bahan tersebut atau melindungi mikroorganisme. Hal tersebut karena penggabungan zat dan bahan organik asing membentuk zat antimikrobial yang berupa endapan sehingga zat antimikrobial tidak lagi mengikat mikroorganisme. Akumulasi bahan organik terjadi pada permukaan sel mikroorganisme sehingga menjadi pelindung yang mengganggu kontak antara zat antimikrobial dengan mikroorganisme. (Pelczar, 1998).
Sejak 1935, sejumlah besar agen obat kimia telah dikembangkan. Senyawa kimia tersebut pada umumnya dibuat secara sintesis di laboratorium, sedangkan yang lain dibuat dari hasil sampingan kegiatan metabolisme bakteri atau fungi. Agen obat kimia diberi nama umum Antibiotika. (Volk and Wheeler, 1993). Antibiotika adalah bahan-bahan bersumber hayati yang pada kadar rendah sudah menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Jadi, antibiotika merupakan salah satu jenis antibakterial. (Schlegel, 1994).
Kriteria agen obat kimia yang digunakan sebagai kemoterapi adalah sebagai berikut :
1. Toksisitas obat terhadap sel inang harus rendah sementara memusnahkan atau menghambat agen penyakit. Dengan kata lain, obat itu harus menunjukkan toksisitas selektif bagi agen penyakit.
2. Inang harus tidak menjadi alergi (sangat peka) terhadap obat.
3. Organisme tidak boleh dengan mudah menjadi resisten terhadap obat yang digunakan.
4. Obat itu harus mencapai tempat infeksi. (Schlegel, 1994).
2.3. Tinjauan Umum Bakteri Streptococcus mutans
Klasifikasi S. mutans menurut Bergey dalam Capuccino (1998) adalah :
Kingdom : Monera
Divisio : Firmicutes
Class : Bacilli
Order : Lactobacilalles
Family : Streptococcaceae
Genus : Streptococcus
Species : Streptococcus mutans
Streptococcus mutans adalah salah satu jenis dari bakteri yang mendapat perhatian khusus, karena kemampuannya dalam proses pembentukan plak dan karies gigi (Joklik et al., 1980; Nolte, 1982). Bakteri ini pertama kali diisolasi dari plak gigi oleh Clark pada tahun 1924 yang memiliki kecenderungan berbentuk coccus dengan formasi rantai panjang apabila ditanam pada medium yang diperkaya seperti pada Brain Heart Infusion (BHI) Broth sebagaimana pada gambar 2.3, sedangkan bila ditanam di media agar memperlihatkan rantai pendek dengan bentuk sel tidak beraturan (Michalek dan Mc Ghee, 1982).

Gambar 2.3 : Streptococcus mutans

Michalek dan Mc Ghee (1982) serta Nolte (1982) menyatakan bahwa media selektif untuk pertumbuhan Streptococcus mutans adalah agar Mitis Salivarius, yang menghambat kebanyakan bakteri mulut lainnya kecuali Streptococcus. Penghambatan pertumbuhan bakteri mulut lainnya pada agar Milis Salivarius disebabkan karena kadar biru trypan. Di samping itu, media ini juga mengandung kristal violet, telurit dan sukrosa berkadar tinggi.
Streptococcus mutans yang tumbuh pada agar Mitis Salivarius memperlihatkan bentuk koloni halus berdiameter 0,5 - 1,5 mm, cembung, berwarna biru tua dan pada pinggiran koloni kasar serta berair membentuk genangan di sekitarnya. Seperti bakteri streptococcus lainnya, bakteri ini juga bersifat gram positif, selnya berbentuk bulat atau lonjong dengan diameter 1 mm dan tersusun dalam bentuk rantai. (Michalek dan Mc Ghee, 1982).
Streptococcus mutans tumbuh dalam suasana fakultatif anaerob (Lehner, 1992; Michalek dan Mc Ghee, 1982). Menurut Nolte (1982) dalam keadaan anaerob, bakteri ini memerlukan 5% CO2 dan 95% nitrogen serta memerlukan amonia sebagai sumber nitronen agar dapat bertahan hidup dalam lapisan plak yang tebal.
Streptococcus mutans menghasilkan dua enzim, yaitu glikosiltransferase dan fruktosiltransferase. Enzim-enzim ini bersifat spesifik untuk subtsrat sukrosa yang digunakan untuk sintesa glukan dan fruktan. Pada metabolisme karbohidrat, enzim glikosiltransferase menggunakan sukrosa untuk mensintesa molekul glukosa dengan berat molekul tinggi yang terdiri dari ikatan glukosa alfa (1-6) dan alfa (1-3) (Michalek dan Mc Ghee, 1982). Ikatan glukosa alfa (1-3) bersifat sangat pekat seperti lumpur, lengket dan tidak larut dalam air. Kelarutan ikatan glukosa alfa (1-3) dalam air sangat berpengaruh terhadap pembentukan koloni Streptococcus mutans pada permukaan gigi. Ikatan glukosa alfa (1-3) berfungsi pada perlekatan dan peningkatan koloni bakteri ini dalam kaitannya dengan pembentukan plak dan terjadinya karies gigi. (Roeslan dan Melanie, 1988).

2.4. Tinjauan Umum Bakteri Staphylococcus aureus

Klasifikasi S. aureus menurut Bergey dalam Capuccino (1998) adalah :
Kingdom : Monera
Divisio : Firmicutes
Class : Bacilli
Order : Bacillales
Family : Staphylococcaceae
Genus : Staphilococcus
Species : Staphilococcus aureus
Staphylococcus aureus merupakan bakteri Gram Positif, tidak bergerak, tidak berspora dan mampu membentuk kapsul. (Boyd, 1980), berbentuk kokus dan tersusun seperti buah anggur (Todar, 2002) sebagaimana terlihat pada gambar 2.4. Ukuran Staphylococcus berbeda-beda tergantung pada media pertumbuhannya. Apabila ditumbuhkan pada media agar, Staphylococcus memiliki diameter 0,5-1,0 mm dengan koloni berwarna kuning. Dinding selnya mengandung asam teikoat, yaitu sekitar 40% dari berat kering dinding selnya. Asam teikoat adalah beberapa kelompok antigen dari Staphylococcus. Asam teikoat mengandung aglutinogen dan N-asetilglukosamin. (Boyd, 1980).

Gambar 2.4 Staphylococcus aureus dengan Scan Electron Microscopy

Staphylococcus aureus adalah bakteri aerob dan anaerob, fakultatif yang mampu menfermentasikan manitol dan menghasilkan enzim koagulase, hyalurodinase, fosfatase, protease dan lipase. Staphylococcus aureus mengandung lysostaphin yang dapat menyebabkan lisisnya sel darah merah. Toksin yang dibentuk oleh Staphylococcus aureus adalah haemolysin alfa, beta, gamma delta dan apsilon. Toksin lain ialah leukosidin, enterotoksin dan eksfoliatin. Enterotosin dan eksoenzim dapat menyebabkan keracunan makanan terutama yang mempengaruhi saluran pencernaan. Leukosidin menyerang leukosit sehingga daya tahan tubuh akan menurun. Eksofoliatin merupakan toksin yang menyerang kulit dengan tanda-tanda kulit terkena luka bakar. (Boyd, 1980; Schlegel, 1994).
Suhu optimum untuk pertumbuhan Staphylococcus aureus adalah 35o – 37o C dengan suhu minimum 6,7o C dan suhu maksimum 45,4o C. Bakteri ini dapat tumbuh pada pH 4,0 – 9,8 dengan pH optimum 7,0 – 7,5. Pertumbuhan pada pH mendekati 9,8 hanya mungkin bila substratnya mempunyai komposisi yang baik untuk pertumbuhannya. Bakteri ini membutuhkan asam nikotinat untuk tumbuh dan akan distimulir pertumbuhannya dengan adanya thiamin. Pada keadaan anaerobik, bakteri ini juga membutuhkan urasil. Untuk pertumbuhan optimum diperlukan sebelas asam amino, yaitu valin, leusin, threonin, phenilalanin, tirosin, sistein, metionin, lisin, prolin, histidin dan arginin. Bakteri ini tidak dapat tumbuh pada media sintetik yang tidak mengandung asam amino atau protein. (Supardi dan Sukamto, 1999).
Selain memproduksi koagulase, S. aureus juga dapat memproduksi berbagai toksin, diantaranya :
1. Eksotoksin-a yang sangat beracun
2. Eksotoksin-b yang terdiri dari hemosilin, yaitu suatu komponen yang dapat menyebabkan lisis pada sel darah merah.
3. Toksin F dan S, yang merupakan protein eksoseluler dan bersifat leukistik.
4. Hialuronidase, yaitu suatu enzim yang dapat memecah asam hyaluronat di dalam tenunan sehingga mempermudah penyebaran bakteri ke seluruh tubuh.
5. Grup enterotoksin yang terdiri dari protein sederhana. (Supardi dan Sukamto, 1999).
Staphylococcus aureus hidup sebagai saprofit di dalam saluran-saluran pengeluaran lendir dari tubuh manusia dan hewan-hewan seperti hidung, mulut dan tenggorokan dan dapat dikeluarkan pada waktu batuk atau bersin. Bakteri ini juga sering terdapat pada pori-pori dan permukaan kulit, kelenjar keringat dan saluran usus. Selain dapat menyebabkan intoksikasi, S. aureus juga dapat menyebabkan bermacam-macam infeksi seperti jerawat, bisul, meningitis, osteomielitis, pneumonia dan mastitis pada manusia dan hewan. (Supardi dan Sukamto, 1999).

2.5. Metode Uji Antibakteria


Konsentrasi minimun penghambatan atau lebih dikenal dengan MIC (Minimum Inhibitory Concentration) adalah konsentrasi terendah dari antibiotika atau antimikrobial yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba tertentu. Nilai MIC adalah spesifik untuk tiap-tiap kombinasi dari antibiotika dan mikroba. (Greenwood, 1995)
MIC dari sebuah antibiotika terhadap mikroba digunakan untuk mengetahui sensitivitas dari mikroba terhadap antibiotika. Nilai MIC berlawanan dengan sensitivitas mikroba yang diuji. Semakin rendah nilai MIC dari sebuah antibiotika, sensitivitas dari bakteri akan semakin besar. MIC dari sebuah antibiotika terhadap spesies mikroba adalah rata-rata MIC terhadap seluruh strain dari spesies tersebut. Strain dari beberapa spesies mikroba adalah sangat berbeda dalam hal sensitivitasnya. (Greenwood, 1995).
Metode uji antimikrobial yang sering digunakan adalah metode Difusi Lempeng Agar. Uji ini dilakukan pada permukaan medium padat. Mikroba ditumbuhkan pada permukaan medium dan kertas saring yang berbentuk cakram yang telah mengandung mikroba. Setelah inkubasi diameter zona penghambatan diukur. Diameter zona pengambatan merupakan pengukuran MIC secara tidak langsung dari antibiotika terhadap mikroba. Sensitivitas klinik dari mikroba kemudian ditentukan dari tabel klasifikasi menurut Ahn dkk . (Greenwood, 1995)
Tabel 2.1. Klasifikasi respon hambatan pertumbuhan bakteri (Ahn dkk, 1994 dalam Greenwood, 1995)
Diameter Zona terang Respon hambatan pertumbuhan
…> 20 mm kuat
16-20 mm sedang
10-15 mm lemah
…<> tidak ada
Metode uji antibakterial dan antimikrobial yang lain adalah dengan teknik Tube Dillution Test. Fungsinya untuk mengetahui hasil MIC secara langsung. Metode yang lain adalah metode E-test, yang merupakan metode uji difusi agar yang dengan mudah dan cepat memperoleh hasil MIC. (Greenwood, 1995).
Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi ukuran zona penghambatan dan harus dikontrol adalah :
a. Konsentrasi mikroba pada permukaan medium. Semakin tinggi konsentrasi mikroba maka zona penghambatan akan semakin kecil.
b. Kedalaman medium pada cawan petri. Semakin tebal medium pada cawan petri maka zona penghambatan akan semakin kecil.
c. Nilai pH dari medium. Beberapa antibiotika bekerja dengan baik pada kondisi asam dan beberapa basa kondisi alkali/basa.
d. Kondisi aerob/anaerob. Beberapa antibakterial kerja terbaiknya pada kondisi aerob dan yang lainnya pada kondisi aerob (Greenwood, 1995)
BAB III
METODOLOGI

3.1. Waktu dan Tempat


Penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan pada bulan Mei 2005 sampai bulan Juni 2005 di Laboratorium Biologi, Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan proses ekstraksi kayu siwak dilaksanakan di Laboratorium Mixing, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik Industri dan Laboratorium Kimia Organik, Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

3.2 Cara Kerja

3.2.1. Tahap Persiapan
3.2.1.1 Ekstraksi kayu siwak
Serbuk siwak dari PT MISWAK diekstrak dengan menggunakan peralatan ekstrak superkritis (Supercritical Fluid Extraction Unit) buatan Thermo Separation Model X-10 yang terdapat di Laboratorium Mixing Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Industri ITS (Gambar 3.1) dan dengan sucklet (co-solvent extraction) di Laboratorium Kimia Organik, Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pentahuan Alam ITS Surabaya.

Gambar 3.1 : Supercritical Fluid Extraction Unit di Laboratorium Mixing, Jurusan Teknik Kimia, ITS.


3.2.1.2. Sterilisasi alat dan Bahan
Cawan Petri, Tabung Reaksi, erlenmeyer, Penjepit, Spatula, Media Agar Na, Media Nutrien Broth, dan seluruh alat dan bahan (kecuali ekstrak serbuk kayu siwak) yang akan digunakan disterilisasi di dalam autoclave selama 30 menit dengan mengatur tekanan sebesar 15 dyne/cm3 (1 atm) dan suhu sebesar 121o C setelah sebelumnya dicuci bersih, dikeringkan dan dibungkus dengan kertas. (Capuccino dan Sherman, 2001, Pelszar, 1986)

3.2.1.3 Pembuatan stok suspensi bakteri


Pembuatan suspensi bakteri dilakukan untuk perbanyakan stok, dengan cara menginokulasikan 1 ose biakan murni ke dalam 5 ml Nutrient Broth (NB), kemudian diinkubasi pada suhu 37o C selama 24 jam di dalam inkubator.

3.2.1.3 Pembuatan stok variabel konsentrasi


Stok konsentrasi yang akan divariasikan adalah mulai dari 0% (kontrol), 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100% (kontrol) yang kesemuanya berjumlah 11 variabel.

3.2.2 Tahap Pengujian

3.2.2.1 Uji penghambatan pertumbuhan bakteri
Cawan petri yang berisi media NA sebanyak kurang lebih 10 ml diberi suspensi bakteri sebanyak kurang lebih 2 ml dan diratakan ke dalam cawan Petri dengan metode pour plate dan dishaking dengan vortex. Media didinginkan hingga memadat.
Setiap bakteri yang diujikan untuk setiap jenis konsentrasi Salvadora persica memerlukan 4 cawan petri, dimana dalam satu cawan petri diujikan dengan 3 kertas cakram, kecuali 1 cawan yang berisi 2 cakram. Kertas cakram yang telah dicelup ke dalam stok konsentrasi ekstrak serbuk kayu siwak tadi diletakkan di atas permukaan agar secara higinis di dalam Laminar Air Flow.
Lalu media diinkubasi ke dalam inkubator. Inkubasi dilakukan pada suhu 37o C selama 24 jam, kemudian diukur diameter zona terang (clear zone) dengan menggunakan penggaris (milimeter). Tabel 3.1 menunjukkan respon hambatan pertumbuhan bakteri diklasifikasikan menurut Ahn, dkk. (1994). Perlakuan dilakukan dengan repetisi sebanyak 3 kali.

3.2.2.2 Analisis Data


Untuk menganalisis data hasil penelitian, dipergunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) yang dianalisa dengan Analisis Varian (Anava) satu arah untuk mengetahui apakah ada perbedaan atau pengaruh pada tiap perlakuan dan dilanjutkan dengan Uji Duncan dengan taraf kepercayaan 5 %. Uji Duncan ini dilakukan untuk membandingkan hasil yang diperoleh dari tiap-tiap perlakuan
DAFTAR PUSTAKA

Al-Khateeb T.L., D.M. O’Mullane, H. Whelton, M.I. Sulaiman, 1991, Periodontal treatment needs among Saudi Arabian adults and their relationship to the use of the Miswak, Research Journal, King Abdulaziz University, Jeddah, Saudi Arabia.

Al-Lafi T. and Ababneh H., 1995, The effect of the extract of the miswak (chewing sticks) used in Jordan and the Middle East on oral bacteria, Research Journal, University of Wales College of Medicine, Dental School, Periodontology Department, Cardiff, UK.

Almas, K., 2003, The effect of Salvadora persica extract (miswak) and chlorhexidine gluconate on human dentin: a SEM study, The Journal of the Contemporary Dental Practise, Vol. 3, no. 3, August 15, 2002.

Almas, K., 1993, Miswak and its Role in Oral Health, Research Journal, Postgraduate Dentist Middle East.

Almas, K., 1999, Miswak : A Cultural and Scientific Heritage, Saudi Dental Journal 1999 May-August.

Benson, H.J., 1998, Microbiological Application : Laboratory Manual in General Microbiology, McGraw-Hill Book Co., New York, USA.

Capuccino, James G., Natalie Sherman, 2001, Microbiology : A Laboratory Manual, Soxth Edition, Benjamin Cummings, San Fransisico.

Cason, James and Henry Rapoport, 1992, Laboratory Text in Organic Chemistry, Second Edition, Prentice Hall Inc., New Jersey

Chan, E.C.S., W. Al-Joburi, S.L. Cheng, F. Delorme, 1989, In Vitro Susceptibilties of Oral Bacterial Isolates to Spiramycin : Antimicrobial Agents and Chemotherapy, Journal of Pharmacology, American Society for Microbiology

Chen, Casey, 2001, Periodontitis as a Biofilm Infection, Journal of The California Fental Association.

Darout, Ismail A., 2000, Antimicrobial Anionic Components In Miswak Extract, Journal Pharmacology, Department of Odontology, Faculty of Dentistry, University of Bergen, Bergen, Norway

El-Mostehy, DR. M. Ragaii, A.A. Al-Jassem, I.A. Al-Yassin, A.R. El-Gindy, E. Shoukry, 1998, Siwak-As An Oral Health Device (Preliminary Chemical And Clinical Evaluation), Journal Pharmacology, Department of Odontology, Faculty of Dentistry, University of Kuwait, Kuwait.

Gazi, M., T.Saini, N.Ashri, A. Lambourne, 1990, Meswak Chewing Stick versus Conventional Toothbrush as an Oral Hygiene Aid, Medline Journal.

Gazi, M.I., A.Lambourne, A.H. Chagla, 1987, The Antiplaque effect of Toothpaste containing Salvadora persica compared Chlorhexidine Gluconate: A Pilot Study, Medline Journal, Clinical Prentive Dentsitry, Lippincott co., Philadelphia.

Gerrit Bos, 1993, The Miswak, an Aspect of Dental Care in Islam, Medical History, vol. 37

Greenwood, 1995, Antibiotics Susceptibility (Sensitivity) Test, Antimicrobial and Chemoterapy.

Hardie J. and Ahmed K., 1995, The Miswak as an aid in oral hygiene, Dental Journal, J Philipp Dental Assocation

Michalek, S.M., J.R. Mc Ghee, 1982, Dental Microbiology, Fourth Edition, Harper & Raw Publisher, Philadelphia.

Nurfalah, Laela, 1996, Uji Daya Antibakterial Pasta Gigi yang Mengandung Siwak dengan Pasta Gigi yang Tidak Mengandung Siwak terhadap Sterptococcus mutans, Skripsi, Fakultas Kedoketran Gigi Universitas Padjajaran, Bandung

Pelczar, M.J., S. Chan, 1986, Dasar-dasar Mikrobiologi 1, UI-Press, Jakarta.

Pelczar, M.J., S. Chan, 1988, Dasar-dasar Mikrobiologi 2, UI-Press, Jakarta.

Roeslan, B., Melanie Errawan, 1988, Sintesis Glukan oleh GT-ase Streptococcus mutans : mekanisme pembentukan plak gigi, Majalah Ilmiah FKG Usakti, Th. III, No. 9, Universitas Trisakti, Jakarta.

Schlegel, H.G., 1994, Mikrobiologi Umum, edisi keenam, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Tjitrosoepomo, G., 1996, Taksonomi Tumbuhan I, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Tjitrosoepomo, G, 1998, Taksonomi Tumbuhan 2, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

Tortora, G.J.,et al., 2001, Microbiology an Introduction, Addison Wesley Longman Inc., San Fransisco, USA.

Todar, K., 2002, Staphylococcus, University of Wisconsin-Madison Department of Bacteriology, http://www.bact.wisc.edu/.

Vardit Rispler-Chaim, 1992, The Siwak: A Medieval Islamic Contribution to Dental Care, Journal of the Royal Asiatic Society, ser. 3, vol. 2

Volk, W.A., 1993, Mikrobiologi Dasar, Edisi kelima, Jilid I, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Zamroni, Ahmad, 2003, Pengaruh Variasi Konsentrasi Gula pada Minuman Terh Terfermentasi (Kombucha) terhadap Aktivitas Antibakterial, Skripsi, Program Studi Biologi, FMIPA, ITS, Surabaya.