## CURRENT BIOCHEMISTRY
ISSN: 2355-7877 e-ISSN: 2355-7931 Journal homepage: http://journal.ipb.ac.id/index.php/cbj Journal E-mail: current.biochemistry@gmail.com

## Analysis of Metabolite Compound Profiles of Miana Leaves Endophytic
Bacteria ( Coleus scutellariodes ) using GC-MS
(Analisis Profil Senyawa Metabolit Bakteri Endofit Daun Miana ( Coleus scutellariodes ) menggunakan GC-MS)
Dwi Endah Kusumawati 1* , Ukhradiya Magharaniq Safira Purwanto 2 , Maria Bintang 2 , Fachriyan Hasmi Pasaribu 3
1 Department of Pharmacy, Sultan Agung Islamic University, Semarang, 50112, Indonesia 2 Department of Biochemistry, IPB University, Bogor, 16680, Indonesia 3 Departement of Animal Infectious Disease and Veterinary Public Health, IPB University, Bogor, 16680, Indonesia
Received: 7 October 2021  ; Accepted: 2 December 2021
Corresponding author : Dwi Endah Kusumawati ; Program Studi Farmasi, Universitas Islam Sultan Agung Semarang; e-mail: dwiendahkusumawati@unissula.ac.id

## ABSTRACT
Bioactive  compounds  from  endophytic  bacteria  as  novel  source  of  antibacterial  agents  need  to  be explored,  as  an  alternative  to  substitute  synthetic  antibiotics.  Based  on  previous  studies,  Brevibacillus  sp. DM6  was  a  potential  isolate  that  showed  antibacterial  activity.  This  study  aimed  to  identify  antibacterial compounds produced by DM6 isolate using GC-MS method. The GC-MS results showed that the chloroform extract  of  DM6  contained  :  1-Octadecene.alpha.-Octadecene,  Hexanedioic  acid,  dioctyl  ester  dioctyl adipate, Phenol, 3,5-bis(1,1-dimethylethyl)-3,5-Di-tert-butylphenol, and 1,4-diaza-2,5-
dioxobicyclo[4.3.0]nonane.  Adipic  acid/hexanedioic  acid  and  phenols  are  also  known  to  contained  in  the leaves of Coleus scutellariodes. This indicated that endophytic bacteria are able to synthesize antibacterial compounds which are identical to those produced by the plant hosts.
Keywords: Antibacterial, Coleus scutellariodes, DM6, Endopytic bacteria, GC-MS

## ABSTRAK
Penelusuran senyawa bioaktif dari bakteri endofit yang berperan sebagai sumber antibakteri baru perlu  untuk  dilakukan,  sebagai  alternatif  pengganti  antibiotik  sintetis.  Berdasarkan  hasil  penelitian sebelumnya,  Brevibacillus  sp  DM6  merupakan  isolat  potensial  yang  menunjukkan  aktivitas  antibakteri. Penelitian  ini  bertujuan  mengidentifikasi  senyawa  antibakteri  yang  dihasilkan  oleh  DM6  menggunakan metode  GC-MS.  Hasil  GC-MS  menunjukkan  bahwa  ekstrak  kloroform  isolat  bakteri  endofit  tersebut mengandung:  1-Octadecene.alpha.-octadecene,  hexanedioic  acid,  dioctyl  ester  dioctyl  adipate,  fenol,  3,5- bis(1,1-dimethylethyl)-3,5-di-tert-butylphenol, dan 1,4-diaza-2,5-dioxobicyclo[4.3.0]nonane. Senyawa asam
adipat/hexanedioic  acid  dan  fenol  diketahui  juga  terkandung  di  daun  Coleus  scutellariodes.  Hal  ini mengindikasikan senyawa antibakteri yang dihasilkan bakteri endofit identik dengan tanaman inangnya.
Kata kunci : Antibakteri, Bakteri Endofit, Coleus scutellariodes, DM6, GC-MS

## 1. PENDAHULUAN
Penelusuran
sumber alternatif antibiotik  baru  dari  bahan  alami  perlu  untuk dilakukan  mengingat  adanya  peningkatan resistensi  dari  bakteri  patogen  terhadap antibiotik.
Salah satu bakteri yang menunjukkan gejala resistensi antibiotik golongan  betalaktam  yaitu Escherichia  coli (Firizki 2014). Bakteri ini diketahui menyebabkan penyakit  Infeksi  Saluran Kemih (ISK), yang apabila tidak ditangani sejak awal dapat  menimbulkan  komplikasi  seperti  gagal ginjal, sepsis, bahkan kematian.
Indonesia adalah negara dengan sumber  daya  alam  hayati  yang  beragam. Colleus  scutellariodes atau  yang  dikenal dengan  tanaman  miana,  merupakan  salah  satu tanaman  obat  yang  memiliki  daya  antibakteri terhadap E.  coli .  Daun  miana  diketahui mengandung  berbagai  senyawa  antibakteri seperti  flavonoid,  tanin,  alkaloid,  dan  saponin (Anita et  al .  2019).  Ekstrak  daun  miana diketahui  memiliki  tingkat  toksisitas  yang rendah  sehingga  aman  untuk  dimanfaatkan sebagai  alternatif  pengobatan  alami  (Ridwan 2020).
Produksi senyawa bioaktif yang berasal dari  tanaman  dapat  lebih  mudah  dan  cepat dilakukan  dengan  memanfaatkan  bakteri endofit, tentunya dipilih bakteri endofit dengan kemampuan  menghasilkan  senyawa  bioaktif yang identik dengan tanaman inang.
Berdasarkan  penelitian  sebelumnya,  isolat bakteri  endofit  dari  daun  miana  yang  diberi kode DM6 menunjukkan aktivitas penghambatan terhadap pertumbuhan Staphylococcus aureus dan E. coli (Kusumawati et  al .  2014).  Oleh  sebab  itu, penelitian  ini  bertujuan  mengidentifikasi  jenis
senyawa  metabolit  yang  dihasilkan  oleh  isolat DM6 menggunakan analisis GC-MS.

## 2. METODOLOGI
Fermentasi  dan  ekstraksi  metabolit  isolat DM6
Isolat DM6 diambil satu ose kemudian dimasukkan  ke  dalam  50  mL  media Nutrient Broth (NB),  lalu  diinkubasi  selama  48  jam (suhu  28-30  ºC,  150  rpm).  Setelah  itu,  hasil fermentasi  disentrifugasi  dengan  kecepatan 5500  rpm  (60  menit)  untuk  pemisahan  antara media  dengan  sel  bakteri  endofit.  Supernatan diekstraksi  menggunakan  kloroform  (1:1  v/v) kemudian dipekatkan dengan rotary evaporator . Ekstrak yang dihasilkan kemudian digunakan untuk identifikasi senyawa metabolit dengan metode GC-MS.
Identifikasi  senyawa  metabolit  ekstrak kloroform  isolat  DM6  dengan  teknik  GC- MS.
Tahap  awal  sebelum  ekstrak  diinjeksikan ke  alat  GC-MS  adalah  dengan  melarutkan ekstrak kloroform menggunakan aseton.
Proses  GC-MS  dilakukan  dengan  kondisi operasional sebagai berikut : Gas : Helium Detektor : MS ( Mass Spectrometer )
Kolom :  kapiler  tipe  Phase  Rtx-5MS dengan panjang 60 m dan diameter 0.25 mm Suhu kolom  : 50  C
Inlet Press : 0.85 kPa
Column flow : 0.85 mL/menit

## 3. HASIL
Tahap  awal  sebelum  dilakukannya  isolasi senyawa  metabolit  yang  memiliki  aktivitas penghambatan  terhadap  pertumbuhan  bakteri patogen adalah dengan memperbanyak
biomassa  sel  isolat  DM6.  Senyawa  metabolit isolat  DM6  yang  memiliki  daya  antibakteri diduga  merupakan  senyawa  ekstraseluler, sehingga  yang  diambil  dari  hasil  sentrifugasi untuk diekstraksi adalah supernatannya. Pelarut non-polar yang dipilih untuk digunakan yaitu kloroform.
Berdasarkan data hasil analisis GC-MS ekstrak  kloroform  DM6,  beberapa  senyawa metabolit  yang  terdeteksi  diantaranya:  1- Octadecene.alpha.-Octadecene,  senyawa  ini muncul  pada  waktu  retensi  19.096  (12.62%)
dan  20.443  (9.63%).  Senyawa  Hexanedioic acid,  dioctyl  ester  dioctyl  adipate  dengan konsentrasi  10.83%.  Senyawa  3-Octadecene, (E)  dengan  konsentrasi  9.67%,  Phenol,  3,5- bis(1,1-dimethylethyl)-3,5-Di-tert-butylphenol dengan  konsentrasi  9.31%.  Senyawa  1,4- diaza-2,5-dioxobicyclo[4.3.0]nonane dengan konsentrasi 6.43%, dan senyawa 1-
TRICOSENE yang muncul pada waktu retensi 21.783  dengan  konsentrasi  5.97%  dan  23.339 dengan konsentrasi 3.95% (Tabel 1).
Tabel 1 Hasil identifikasi GC-MS isolat DM6
4. PEMBAHASAN
Produksi senyawa bioaktif yang dilakukan dengan fermentasi diketahui mempunyai  beberapa  keuntungan,  yaitu  : bakteri  endofit  dapat  ditumbuhkan  sesuai dengan  ciri  dan  kondisi  pertumbuhan  yang telah diketahui berdasarkan penelitian pendahuluan,  isolat  dapat  dikultur  cairkan sesuai  kebutuhan,  perbanyakan  biomassa  sel dapat  dilakukan  dengan  waktu  yang  lebih singkat,  serta  dapat  menghasilkan  senyawa bioaktif secara konsisten dan kontinu
(Anindyawati & Priadi 2017). Penelitian
sebelumnya oleh
Kusumawati et al . (2014) menunjukkan isolat DM6 memiliki aktivitas penghambatan terhadap  pertumbuhan  bakteri  patogen S. aureus dan E.  coli .  Beberapa  senyawa  yang terkandung  di  ekstrak  kloroform  isolat  DM6 berhasil  dianalisis  menggunakan  teknik  GC- MS. Senyawa tersebut juga diketahui memiliki aktivitas sebagai antibakteri. Senyawa  tersebut  diantaranya:  1-Octadecene, senyawa ini diketahui dihasilkan oleh kapang endofit belimbing manis ( Averrhoa carambola )  yang  memiliki  daya  antibakteri terhadap S.  aureus , Bacillus  subtilis ,  dan E. coli (Anindyawati  &  Priadi  2017),  dan senyawa tersebut dihasilkan juga oleh bakteri endofit tanaman sirih ( Piper betle ) (Bintang et al . 2015)  yang menunjukkan daya antibakteri terhadap S. aureus , Bacillus cereus , Salmonella  enteritidis dan E.  coli (Purwanto 2014).
Hexanedioic acid merupakan
golongan  senyawa  yang  dihasilkan  oleh Hermentia  illucens dan  diketahui  memiliki daya  hambat  terhadap Klebsiella  pneumonia , Shigella  dysenteriae ,  dan S.  aureus (Choi  & Jiang 2014). Hexanedioic acid juga
merupakan senyawa antibakteri yang dilaporkan  terkandung  di  ekstrak  etil  asetat tanaman  obat  bandotan  (Sugara  2011)  dan ditemukan pula pada ekstrak etil asetat bakteri
endofit  tanaman  nyawai  ( Ficus  variegata Blume) yang memiliki daya hambat terhadap, E. coli , B. subtilis , S. aureus dan Pseudomonas  aeruginosa (Leonita et  al . 2015).
Senyawa 3-Octadecene dan 1-
Tricosane  ditemukan  juga  dalam  ekstrak etanol  bunga  tanaman  obat Calotropis gigantea (Dhivya  &  Manimegalai  2013). Basu et  al .  (2013)  melaporkan  ekstrak  etanol umbi  akar Amorphophallus  campanulatus juga  mengandung  senyawa  metabolit  3- Octadene.  Selain  itu,  3-Octadecene  juga merupakan senyawa antibakteri  yang berhasil diidentifikasi  dari  alga  merah  Eucheuma spinosum  berdasarkan  hasil  analisis  GC-MS (Rarassari et al . 2016).
Senyawa  lain  yang  teridentifikasi adalah  fenol  yang  diketahui  memiliki  daya antimikroba.  Hasil  penelitian  Winarto  (2007) melaporkan bahwa senyawa fenol terkandung di daun miana. Turunan fenol seperti 3-benzyl 1,4-diaza-2,5-  dioxobicyclo[4.3.0]nonane  dan asam  heksadekanoat  dari  ekstrak  etil  asetat Burkholderia cepacian juga diketahui memiliki aktivitas antibakteri terhadap Aeromonas  hydrophyla , Edwardsiella  tarda dan Vibrio  ordalli yang  merupakan  jenis bakteri patogen pada ikan (Gohar et al . 2010). Penelitian yang dilakukan oleh Rahmawati  (2008)  menunjukkan  bahwa ekstrak  aseton  dari  tanaman  miana  ( C. scutellariodes )  mengandung  senyawa  asam adipat  hexanedioic  acid,  bis  (2-ethylhexyl) yang  diduga  berperan  terhadap  aktivitas antibakteri. Senyawa asam adipat/hexanedioic acid juga merupakan senyawa metabolit isolat DM6  yang  terdeteksi.  Berdasarkan  hasil analisis  GC-MS  dan  studi  literatur  yang dilakukan,  terindikasi  bahwa  bakteri  endofit yang diisolasi  dari daun  miana, dalam hal  ini isolat  DM6  ternyata  mampu  menghasilkan senyawa  metabolit  yang  identik  dengan tanaman inangnya.

## DAFTAR PUSTAKA
Anindyawati  T,  Priadi  D.  2017.  Isolasi,  Uji Aktivitas  Antibakteri  dan  Identifikasi Senyawa Kapang Endofit dari Tanaman Belimbing  Manis  ( Averrhoa  carambola
L.).  Warta  Indstri  Hasil  Pertanian 34(1):1-7.
Anita,  Basarang  M,  Rahmawati.  2019.    Uji Daya  Hambat  Ekstrak  Daun  Miana
( Coleus
atropurpureus ) terhadap Escherichia  coli .  Jurnal  Media  Analis Kesehatan. 10(1):72-78.
Basu  S,  Choudhury  UR,  Das  M,  Datta  G. 2013. Identification of bioactive components  in  ethanolic  and  aqueous extracts of Amorphophallus campanulatus tuber by GC-MS
analysis. International Journal of Phytomedicine 5:243-251. Bintang M, Purwanto UMS, Kusumawati DE,
Yang  JJ.  2015.  Study  of  Endophytic Bacteria as Novel Source of
Antioxidant  Agent  Based  on  GC-MS Analysis. International Journal of
Chemical,  Enviromental  &  Biological Sciences (IJCEBS) 3(5):368-369.
Choi  WH,  Jiang  M.  2014.  Evaluation  of antibacterial  activity  of  hexanedioic acid  isolated  from Hermentia  illucens larvae.  Journal  of  Applied  Biomedicine 12(3):179-189.
Dhivya R, Manimegalai K. 2013. Preliminary phytochemical  screening  and  GCMS profiling  of  ethanolic  flower  extract  of Calotropis gigantean Linn. (Apocyanaceae). Journal of Pharmacognosy  and  Phytochemistry 2(3):28-32. Firizki,  F.  2014.  Pola  Kepekaan Escherichia coli dan Klebsiella sp. terhadap
Antibiotik  Sefalosporin  Periode  Tahun 2008-2012 di Bandar Lampung.
Medical Journal of Lampung University 3(6):64-73. Gohar  YM,  El-Naggar  MMA,  Soliman  MK,
Barakat  KM.  2010.  Characterization  of marine Burkholderia
cepacia
antibacterial agents.
International Journal of Natural Products 3:86-94.
Kusumawati  DE,  Bintang  M,  Pasaribu  FH.
2014. Aktivitas Antibakteri Isolat Bakteri  Endofit  dari  Tanaman  Miana ( Colues scutellariodes
L.Benth)
terhadap  Staphylococcus  aureus  dan Escherichia  coli.  Current  Biochemistry 1(1): 49-50.
Leonita  L,  Bintang  M,  Pasaribu  FH.  2015.
Isolation and Identification of
Endophytic Bacteria from Ficus variegata Blume as Antibacterial Compounds Producer. Current
Biochemistry 2(3):116-128. Purwanto UMS. 2014. Isolasi dan Identifikasi Senyawa Antibakteri dari Bakteri Endofit  Tanaman  Sirih  Hijau  ( Piper betle L.).  [Tesis].  Bogor:  Institut Pertanian Bogor.
Rahmawati F. 2008. Isolasi dan Karakterisasi Senyawa  Antibakteri  Ekstrak  Daun Miana ( Coleus scutellariodes L. Benth.) [Tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Rarassari  MA,  Darius,  Kartikaningsih  H.
2016.  Daya  hambat  ekstrak  Eucheuma spinosum  dengan  konsentrasi  berbeda terhadap Bacillus cereus . Samakia:Jurnal  Ilmu  Perikanan  7(1):  5-
11.
Ridwan  Y,  Satrija  F,  Handharyani  E. Toksisitas  Akut  Ekstrak  Daun  Miana ( Coleus  blumei Benth)  pada  Mencit ( Mus musculus ). IPB. 2020:8(1):55-61.
Sugara TH. 2011. Karakterisasi senyawa aktif antibakteri  dari  fraksi  etil  asetat  daun tanaman bandotan ( Ageratum conyzoides L).  [Tesis].  Bogor:  Institut Pertanian Bogor.
Winarto  WP.  2007.  Tanaman  Obat  Indonesia untuk  Pengobatan  Herba.  Ed  ke-1. Jakarta: Karyasari Herba Media.