BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Landasan Teori

1. Escherichia coli

Escherichia coli diklasifikasikan secara ilmiah menurut Anonim,

2011 sebagai berikut:

a. Klasifikasi Ilmiah Escherichia coli

Kingdom : Bacteria

Superdomain : Phylogenetica

Filum : Proteobacteria

Kelas : Gamma Proteobacteria

Ordo : Enterobacteriales

Famili : Enterobactericeae

Genus : Escherichia

Spesies : Escherichia coli (Anonim, 2011)

b. Sejarah Escherichia coli

Escherichia coli pertama kali diidentifikasikan oleh dokter hewan

Jerman, Theodor Escherich dalam studinya mengenai sistem

pencernaan pada bayi hewan. Pada 1885, beliau menggambarkan

7

8

organisme ini sebagai komunitas bakteri coli (Eschrich 1885) dengan

membangun segala perlengkapan patogenitasnya di infeksi saluran

pencernaan. Nama “Bacterium coli” sering digunakan sampai pada

tahun 1991 ketika Castellani dan Chalames menemukan genus

Escherichia dan menyusun tipe spesies E. coli ( Anonim, 2011).

c. Morfologi E.coli

Escherichia coli dari anggota family Entrobacteriaceae ukuran sel

dengan panjang 2,0 – 7,0 µm x 1,4 µm, tidak ditemukan spora, bakteri

batang gram negatif , tergolong bakteri aerobic fakultatif, koloni tidak

berpigmen pada nutrien dan media darah dan memiliki alat gerak yang

berupa flagella. E. coli merupakan bakteri bersifat oportunis yang

banyak ditemukan di dalam usus besar manusia sebagai flora normal

(Karsinah, 1994 ).

Bentuk marfologi bakteri E.coli dengan menggunakan mikroskop

dengan pembesaran 100 kali, terlihat pada Gambar 1 dibawah ini.

Gambar 1. E.Coli dilihat dari Mikroskop (Anonim , 2011)

9

d . Pengolongan Escherichia coli yang dapat menyebabkan infeksi.

Escherichia coli sebagai penyebab infeksi enterik (infeksi usus),

terdapat 6 jenis tipe Escherichia coli yang menyebabkan diare sangat

sering ditemukan diseluruh dunia. Escherichia coli ini diklasifikasikan

menurut ciri khas sifat-sifat virulensinya dan setiap grup menimbulkan

penyakit melalui mekanisme yang berbeda , antara lain:

1) E. coli Enteropatogenik (EPEC)

Escherichia coli Enteropatogenik adalah penyebab penyakit

diare pada bayi khususnya di negara berkembang. Akibat dari

infeksi EPEC adalah diare cair yang biasanya sembuh sendiri

tetapi dapat juga kronik, lamanya diare dapat diperpendek dengan

pemberian antibiotik dan sel EPEC invasif ( jika memasuki sel

inang) bisa menyebabkan radang.

2) E.coli Enterotoksigenik ( ETEC)

Escherichia coli Enterotoksigenik adalah penyebab diare pada

wisatawan dan pada bayi di negara berkembang. Lumen usus

terengang oleh cairan dan mengakibatkan diare berlangsung selama

beberapa hari. ETEC menghasilkan eksotosin tidak tahan panas dan

prokfilaksis antimikroba dapat efektif tetapi bisa menimbulkan

peningkatan resistensi antibiotic pada bakeri, ketika timbul diare

pemberian antibiotic dapat secara efektif mempersingkat lamanya

penyakit. Enterotoxigenic E. coli (ETEC) juga merupakan

penyebab diare pada orang yang mengadakan perjalanan atau

10

travellers dan strains ETEC tidak invasif dan tidak tinggal pada

lumen usus ( Anonim, 2006).

3). E.coli Enterohemoragik (EHEC)

Escherichia coli Enterohemoragik (EHEC) menghasilkan

verotoksin dan terdapat dua bentuk antigenic dari toksin yaitu

EHEC berhubungan dengan holitis hemoragik bentuk diare yang

berat dan dengan sindrom uremia hemolitik suatu penyakit

mengakibatkan gagal ginjal akut, anemia hemolitik

mikroangiopatik dan trombositopenia. EHEC dapat dicegah dengan

memasak daging sampai matang. Diare ini ditemukan pada

manusia, sapi, dan kambing (Anonim, 2011).

Jenis bakteri ganas ini dapat menyebabkan diare maut yang

merusak ginjal dan komplikasi parah kondisi itu dapat merenggut

nyawa penderitanya. Enterohemorrhagic E. coli (EHEC) penyebab

kolitis hemoragik atau HUS atau hemolytic - uremic syndrome

(Anonim, 2006).

4). E.coli Enteroinvansif (EIEC)

Penyakit ini sering terjadi pada anak-anak di negara

berkembang dan parawisatawan yang menuju ke negara tersebut.

EIEC melakukan fermentasi laktosa dengan lambat, tidak

bergerak dan EIEC menimbulkan penyakit melalui invasinya ke sel

epitel mukosa usus, diare ini ditemukan hanya pada manusia.

11

Enteroinvasif E. coli (EIEC) menyebabkan disentri seperti Shigella

(Anonim, 2006).

5). E.coli Entreroagregatif (EAEC)

Escherichia coli Entreroagregatif adalah penyebab diare akut

dan kronik pada masyarakat di negara berkembang. Bakteri ini

ditandai dengan pola khas pelekatnya pada sel manusia, EAEC

memproduksi hemolisin dan ST enterotoksin yang sama dengan

ETEC (Anonim, 2011).

Entreroagregatif E. coli (EAEC) merupakan penyebab diare

pada anak dan travellers di Mexico dan Afrika Utara ( Anonim,

2006).

6). Enteroaggregative E. coli (EAggEC)

Enteroaggregative E. coli adalah diare persisten (terus

menerus) pada anak di negara – negara berkembang. ETEC, EPEC,

EaggEC, dan EAEC berkoloni di usus halus sedangkan EIEC dan

EHEC berkoloni di usus besar.

Bakteri E. coli memiliki pili atau fimbriae yang merupakan

benang-benang halus yang keluar atau menonjol dari dinding sel

dan hanya di ketemukan pada bakteri berbentuk batang gram

negatif seperti pada Gambar 2. dibawah ini , pili termasuk

12

golongan protein yang disebut lektin yang dapat menyebabkan

keracunan pada usus (Waluyo, 2007 ).

Gambar 2. Gambar bakteri Escherichia coli ( Dedy , 2005)

e. Manfaat Escherichia coli

Bakteri E. coli yang berada di dalam usus besar manusia berfungsi

untuk menekan pertumbuhan bakteri jahat dan juga membantu dalam

proses pencernaan termasuk pembusukan sisa-sisa makanan dalam

usus besar. Fungsi E.coli yang paling utama adalah membantu

memproduksi vitamin K melalui proses pembusukan sisa makan,

vitamin K berfungsi untuk pembekuan darah misalkan saat terjadi

perdarahan seperti pada luka atau mimisan vitamin K bisa membantu

menghentikannya (Anonim, 2011).

13

f. Patogenitas Escherichia coli

Menurut Jawetz, 2009 penyakit-penyakit yang disebabkan oleh

bakteri E. coli diantaranya :

1) Diare

Bahaya dalam jumlah yang berlebihan bakteri E. coli dapat

mengakibatkan diare. Penyakit ini ditandai dengan gejala dari

infeksi saluran pencernaan yang dapat di sebabkan oleh virus ,

bakteri dan parasit sehingga dapat menghilangkan cairan tubuh

yang sangat banyak (dehidrasi) pada saat buang air besar berulang

kali (WHO, 2007).

2) ISK (Infeksi Saluran Kencing)

Apabila bakteri ini menjalar ke sistem atau organ tubuh yang

lain dapat menginfeksi, seperti pada saluran kencing. Jika bakteri

E. Coli sampai masuk ke saluran kencing dapat mengakibatkan

infeksi saluran kemih atau kencing [ISK]. Umumnya terjadi pada

wanita karena posisi anus dan saluran kencingnya cukup dekat

sehingga kemungkinan bakteri menyebrang cukup besar (Anonim,

2011).

3) Sepsis

Sepsis disebabkan karena E.coli dapat memasuki aliran darah

kerena pertahanan inang normal tidak mencukupi. Penyakit ini

sering terjadi pada bayi yang baru lahir karena tidak memiliki

14

antibody IgM, sepsis dapat terjadi akibat infeksi saluran kemih

(Anonim, 2011).

g. Habitat Bakteri Escherichia coli

Tempat hidup bakteri ini berada di saluran pencernaan manusia,

selain itu disaat kondisi tangan kotor juga dapat memicu hadirnya

infeksi bakteri E. coli bahkan sering ditemukan pada daging sapi,

buah-buahan, sayuran dan air.

h. Pencegahan Infeksi Bakteri E.coli

Mencegah infeksi bakteri E. coli dapat dilakukan lima langkah

yang telah terstandarisasi Badan Kesehatan Dunia (WHO), antara lain:

1) Menjaga kebersihan,

2) Pisahkan bahan mentah dengan bahan matang,

3) Masak makanan hingga matang,

4) Jaga makanan pada suhu aman,

5) Gunakan air bersih untuk mencuci tangan dan mencuci bahan

makanan (Anonim, 2011).

i. Bakteri  Gram Negatif

Bakteri gram negatif mengandung lipid dan lemak dalam

persentase lebih tinggi daripada yang dikandung bakteri gram positif.

Dinding sel bakteri gram negatif juga lebih tipis daripada dinding sel

15

bakteri gram positif. Bukti-bukti percobaan menyarankan bahwa

selama prosedur pewarnaan, perlakuan dengan etanol (alkohol)

terhadap bakteri gram negatif menyebabkan terekstraksinya lipid

sehingga memperbesar daya rembes atau permeabilitas dinding sel

gram negatif. Jadi kompleks ungu kristal-yodium yang telah

memasuki dinding sel selama langkah awal dalam proses pewarnaan

dapat diekstraksi, karena itu organisme gram negatif kehilangan warna

tersebut (Pelczar, 2008 ). Tabel 1. Menunjukkan perbedaan antara

bakteri gram positif dan gram negatif, sebagai berikut :

Tabel 1. Perbedaan antara Bakteri Gram Positif dan Negatif (Pelczar, 2008).

Sifat Gram positif Gram negatifStruktur dinding sel Tebal (15-80 nm)

Berlapis tunggal (mono)

Tipis (10-15 nm)Berlapis tiga (multi)

Komposisi dinding sel Kandungan lipid rendah (1-4 %)

Peptidoglikan ada sebagai lapisan tunggal

Kandungan lipid tinggi (11-22 %)

Peptidoglikan ada di dalam lapisan kaku

sebelah dalamPenghambatan warna

BasaLebih dihambat Kurang dihambat

Kebutuhan nutrient Kompleks Relatif sederhana

Ketahanan terhadapperlakuan fisik

Lebih tahan Kurang tahan

16

2. Daun Sirih Hijau

Menurut Backer, 1963 Daun Sirih Hijau diklasifikasikan sebagai berikut:

a . Klasifikasi Daun Sirih Hijau

Kingdom : Plantae (Tumbuhan)

Divisio : Magnoliophyta

Class : Magnoliosida

Ordo : Piperales

Famili : Piperaceae

Genus : Piper

Spesies : P.betle (Farida, 2009)

Nama Lokal : Betel (Perancis), Betel, Betelhe,Vitele (Portugal),

Sirih (Indonesia), Suruh, Sedah (Jawa), Seureuh (Sunda) ; Jujiang

(China).

b. Ciri-Ciri Daun Sirih Hijau

Daun Sirih Hijau ditentukan secara umum dan spesifik

1). Umum

Sirih hijau (Piper betle L.) termasuk jenis tumbuhan

merambat dan bersandar pada batang pohon lain, tanaman ini

panjangnya mampu mencapai puluhan meter. Bentuk daunnya

pipih menyerupai jantung dan tangkainya agak panjang,

permukaan daun berwarna hijau dan licin sedangkan batang

pohonnya berwarna hijau tembelek (hijau agak kecoklatan) dan

permukaan kulitnya kasar serta berkerut-kerut. Daun sirih

17

disamping untuk keperluan ramuan obat-obatan juga masih

sering digunakan oleh ibu-ibu generasi tua untuk kelengkapan

‘nginang’ (Jawa). Biasanya kelengkapan untuk ‘nginang’

tersebut adalah daun sirih, kapur sirih, pinang, gambir, dan

kapulaga.

2). Spesifik

Tanaman merambat ini bisa mencapai tinggi 15 m, batang

sirih berwarna coklat kehijauan berbentuk bulat, beruas dan

merupakan tempat keluarnya akar. Daunnya yang tunggal

berbentuk jantung berujung runcing seperti pada gambar 3. ,

tumbuh berselang-seling, bertangkai, mengeluarkan bau yang

sedap bila diremas, dan panjangnya sekitar 5 - 8 cm dan lebar 2

- 5 cm. Bunganya majemuk berbentuk bulir dan terdapat daun

pelindung ± 1 mm berbentuk bulat panjang, pada bulir jantan

panjangnya sekitar 1,5 - 3 cm terdapat dua benang sari yang

pendek sedang pada bulir betina panjangnya sekitar 1,5 - 6 cm

dimana terdapat kepala putik tiga sampai lima buah berwarna

putih dan hijau kekuningan. Buahnya buah buni berbentuk bulat

berwarna hijau keabu-abuan. Akarnya tunggang, bulat dan

berwarna coklat kekuningan.

18

Daun sirih hijau ( Piper Betle L. ) yang tunggal berbentuk

jantung berujung runcing seperti pada Gambar 3., di bawah ini.

Gambar 3. Daun Sirih Hijau (Rozy, 2011).

3). Kandungan Kimia pada Daun Sirih Hijau

Zat-zat yang terdapat pada sirih hijau yang diketahui

memiliki sifat antibakteri yaitu: Alkaloid, Flavonaid, tanin,

minyak atsiri.

a. Flavonoid

Flavonoid berfungsi sebagai antibakteri dengan cara

membentuk senyawa kompleks terhadap protein

extraseluler yang mengganggu integritas membran sel

bakteri .

b. Alkaloid

Alkaloid memiliki kemampuan sebagai antibakteri.

Mekanisme yang diduga adalah dengan cara mengganggu

komponen penyusun peptidoglikan pada sel bakteri,

19

sehingga lapisan dinding sel tidak terbentuk secara utuh

dan menyebabkan kematian sel tersebut.

c. Tanin

Tanin memiliki aktivitas antibakteri, secara garis

besar mekanisme yang diperkirakan adalah sebagai

berikut : toksisitas tanin dapat merusak membran sel

bakteri, senyawa astringent tanin dapat menginduksi

pembentukan kompleks senyawa ikatan terhadap enzim

atau subtrat mikroba dan pembentukan suatu kompleks

ikatan tanin terhadap ion logam yang dapat menambah

daya toksisitas tanin itu sendiri. Tanin diduga dapat

mengkerutkan dinding sel atau membran sel sehingga

mengganggu permeabilitas sel itu sendiri. Akibat

terganggunya permeabilitas, sel tidak dapat melakukan

aktivitas hidup sehingga pertumbuhannya terhambat atau

bahkan mati.

d. Minyak Atsiri

Minyak Atsiri berperan sebagai antibakteri dengan

cara mengganggu proses terbentuknya membran atau

dinding sel sehingga tidak terbentuk atau terbentuk tidak

sempurna. Minyak atsiri yang aktif sebagai antibakteri

20

pada umumnya mengandung gugus fungsi hidroksil (-OH)

dan karbonil. Turunan fenol berinteraksi dengan sel

bakteri melalui proses adsorpsi yang melibatkan ikatan

hidrogen. Pada kadar rendah terbentuk kompleks protein

fenol dengan ikatan yang lemah dan segera mengalami

peruraian, diikuti penetrasi fenol ke dalam sel dan

menyebabkan presipitasi serta denaturasi protein. Pada

kadar tinggi fenol menyebabkan koagulasi protein dan

sel membran mengalami lisis (Farida, 2009).

3. Antimikroba

Zat antimikroba adalah senyawa yang dapat membunuh atau

menghambat pertumbuhan mikroorganisme. Zat antimikroba dapat

bersifat membunuh mikroorganisme (microbicidal) atau menghambat

pertumbuhan mikroorganisme (microbiostatic). Terdapat bermacam-

macam metode uji antimikroba diantarannya dengan metode difusi yang

dilakukan pada penelitian ini.

Metode difusi untuk menentukan aktifitas agen antimikroba,

piringan yang berisi agen antimikroba diletakkan pada media agar

yang telah ditanami mikroorganisme yang akan berdifusi pada media

agar tersebut. Area jernih mengindikasikan adanya hambatan

pertumbuhan mikroorganisme oleh agen antimikroba pada permukaan

media agar, dalam metode ini dikenal dua pengertian:

21

a. Zona radikal : Daerah di sekitar disk di mana sama sekali tidak

ditemukan adanya pertumbuhan bakteri. Potensi antibiotik dengan

mengukur diameter zona radikal.

b. Zona Irradikal : Daerah di sekitar disk menunjukkan adanya

hambatan pertumbuhan bakteri, akan terlihat adanya pertumbuhan

koloni yang kurang subur atau lebih jarang dibanding dengan daerah

di luar pengaruh antibiotik tersebut. Jenis zat antibakteri atau

antimikroba berdasarkan aktivitasnya dibedakan menjadi dua jenis

yaitu:

1) Bakteriostatik

Bakteriostatik adalah zat antibakteri yang memiliki aktivitas

menghambat pertumbuhan bakteri (menghambat perbanyakan

populasi bakteri), namun tidak mematikan.

2) Bakteriosida

Bakteriosida adalah zat antibakteri yang memiliki aktifitas

membunuh bakteri, namun ada beberapa zat antibakteri yang

bersifat bakteriostatik pada konsentrasi rendah dan bersifat

bakterisida pada konsentrasi tinggi (Jawetz, 2011).

4. Infusa

Infusa berasal dari infusum (bahasa Latin) adalah sediaan cair yang

dibuat dengan cara mengekstraksi bahan nabati dengan pelarut air pada

22

suhu 90° C selama 15 menit (Farmakope Indonesia, 1995). Prosedur

pembuatan infusa dalam garis besar sebagai berikut:

a. Simplisia yang berupa tanaman dengan derajat halus tertentu

ditimbang misalnya 10 g kemudian dimasukkan ke dalam panci atas

diberi air secukupnya, maksud dari secukupnya adalah

diperhitungkan terhadap kadar ekstrak yang hendak diinginkan

misalnya diingin membuat ekstrak berkadar zat aktif 10%, maka

serbuk tanaman yang dibutuhkan adalah 10 g bersama air 100 g (100

cc), sementara kalau menggunakan air sebanyak 200 cc dan

serbuknya tetap 10 g maka kadar ekstrak yang akan diperoleh

menjadi 5% saja, begitu seterusnya.

b. Setelah panci atas siap untuk diproses maka masukkan panci beserta

isinya segera ke dalam panci bawah yang telah berisi air setelah itu

panci bawah dipanaskan di atas api langsung dan dibiarkan sampai

mendidih (artinya suhu mencapai 1000 C), diharapkan maka suhu air

di panci atas akan mencapai 900 C). Pemanasan dilakukan selama 15

menit terhitung mulai air di panci bawah mendidih (suhu panci atas

mencapai 90°C) sambil sekali-sekali diaduk, waktu 15 menit itu

adalah aturan umum yang diberikan oleh buku-buku farmasi resmi

seperti Farmakope.

c. Setelah cukup 15 menit maka panci atas diturunkan dan disaring

selagi masih panas melalui kain flanel, apabila volume akhir yang

didapat kurang dari 100 cc (air semula 100 cc) maka perlu

23

ditambahkan air panas secukupnya melalui ampas hingga diperoleh

volume infusa yang dikehendaki yaitu 100 cc. Cara menambahkan

air itu harus menurut aturan kuantitatif, yaitu hasil saringan tadi

dipindah ke gelas ukur kemudian kekurangan air yang diperlukan

ditambahkan sampai volume akhir mencapai batas skala 100 cc (jadi

tidak boleh mengukur air sesuai dengan kurangnya air, namun yang

diukur adalah bagian air yang akan ditambahkan) (Mulyati, 2008).

5. Komposisi Media Muller Hinton Agar (MHA)

Komposisi media muller hinton adalah 5,0 meat infusion; 17,5 gr

Casein hidrolisate; 1.5 gr starch; 12,5 Agar- agar. Media ini sangat baik

digunakan dalam penumbuhan bakteri gram negatif (Anonim, 2012).

24

B. Kerangka Teori

Daun Sirih Hijau

Infundasi

Kandungan kimia:

Alkaloid, flavonoid, Tanin,

dan Minyak Atsiri

E.coli

Zat antibakteri

Flavonoid berfungsi sebagai antibakteri dengan cara membentuk senyawa kompleks yang mengganggu integritas membran sel bakteri.

Alkaloid dengan cara mengganggu komponen penyusun peptidoglikan pada sel bakteri.

Tanin dapat mengkerutkan dinding sehingga mengganggu permeabilitas sel, sel tidak dapat melakukan aktivitas hidup sehingga pertumbuhannya terhambat atau bahkan mati.

Minyak Atsiri berperan sebagai antibakteri dengan cara mengganggu proses terbentuknya membran atau dinding sel sehingga tidak terbentuk atau terbentuk tidak sempurna.

25

C. Kerangka Konsep

D. Hipotesis

Ada pengaruh berbagai konsentrasi infusa daun sirih hijau (Piper betle L.)

terhadap bakteri E. coli secara in vitro.

Variabel bebas:

Berbagai konsentrasi infusa

daun sirih hijau

Variabel terikat:

Ada pengaruh berbagai konsentrasi infusa daun sirih (

Piper betle L. ) dalam menghambat pertumbuhan bakteri

E. coli

Variabel pengganggu:

Kesterilan alat

Kontaminasi

Suhu inkubasi

Kualitas daun sirih hijau