## 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
Antibacterial Activity of Lemongrass ( Cymbopogon nardus ) Ethanolic Extract against Escherichia coli dan Staphylococcus aureus
(Aktivitas Antibakteri Ekstrak Etanol Sereh Wangi ( Cymbopogon nardus ) terhadap Escherichia coli dan Staphylococcus aureus )
Waras Nurcholis 1 , Mira Takene 1 ,  Ratna Puspita 1 , Lisnawati Tumanggor 1 , Eka Nurul Qomaliyah 1 , Muhammad Maftuchin Sholeh 1
1 Departemen Biokimia, IPB University, Bogor, 16680, Indonesia
Received: 8 December 2017; Accepted: 5 December 2019
Corresponding author : Waras Nurcholis, Departemen Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB University;  Email: wnurcholis@apps.ipb.ac.id

## ABSTRACT
Infectious  diseases  are  a  disease  caused  by  bacteria  such  as  Eschericia  coli  and Staphylococcus  aureus.  One  way  to  overcome  the  disease  is  by  using  antibiotics.  However, unresponsible  use  of  antibiotic  can  lead  to  antibiotic  resistance  in  some  bacteria.  Therefore  it  is necessary  to  explore  the  natural  compounds  as  antibacterial  agents,  one  of  them  is  from lemongrass  (Cymbopogon  nardus).  This  study  aims  to  determine  the  effectiveness  of  ethanolic extracts of leaves, stems, and roots of lemongrass as antibacterial agents.  Antibacterial activity test was  done  by  using  the  disc  method.  Bacteria  used  were  Escherichia  coli  and  Staphylococcus aureus.  The  results  showed  that  ethanol  extracts  of  roots,  stems,  and  leaves  have  antibacterial activity against S. aureus, while no activity antibacterial activity was observed against E. coli.
Keywords: Aantibacteria, Eschericia coli, Lemongrass, Staphylococcus aureus

## ABSTRAK
Penyakit  infeksi  merupakan  penyakit  yang  salah  satunya  disebabkan  oleh  bakteri  seperti Escherichia  coli  dan  Staphylococcus  aureus.  Salah  satu  cara  mengatasi  penyakit  tersebut  adalah dengan  menggunakan  antibiotik.  Namun,  penggunaan  antibiotik  yang  dilakukan  dengan  tidak bertanggung  jawab  dapat  menyebabkan  resistensi  antibiotik  pada  beberapa  bakteri.  Oleh  karena itu  perlu  dilakukan  eksplorasi  senyawa  alami  sebagai  antibakteri,  salah  satunya  dari  serai (Cymbopogon nardus). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis efektivitas ekstrak etanol daun, batang,  dan  akar  serai  sebagai  antibakteri.  Pengujian  aktivitas  antibakteri  dilakukan  dengan metode  cakram.  Bakteri  yang  digunakan  adalah  E.  coli  dan  S.  aureus.  Hasil  penelitian
menunjukkan  ekstrak  etanol  akar,  batang,  dan  daun  memiliki  aktivitas  melawan  S.  aureus, sedangkan pada E. coli tidak menunjukkan aktivitas sebagai antibakteri.
Keywords : Antibakteri, Escherichia coli, Serai, Staphylococcus aureus

## 1. PENDAHULUAN
Tanaman serai wangi termasuk golongan rumput-rumputan dengan nama latin Andropogon nardus atau Cymbopogon nardus . Salah  satu  kandungan  utama  dari  serai  wangi adalah  minyak  atsiri.  Minyak  atsiri  yang terkandung  di  dalam  serai  sebanyak  0.7%. Minyak  atsiri  dari  serai  memiliki  kemampuan untuk  mengontrol  pertumbuhan  bakteri  dan jamur  serta    memiliki  aktivitas  antioksidan. Oleh  karena  itu,  minyak  atsiri  yang  terdapat pada  serai  wangi  dapat  digunakan  dalam makanan  dan  industri kesehatan.  Jenis Mahapengiri  mempunyai  ciri-ciri  daunnya lebih  lebar  dan  pendek,  disamping  itu menghasilkan minyak dengan kadar sitronellal 30-45%  dan  geraniol  65-90%.  Jenis  lenabatu menghasilkan minyak dengan kadar sitronellal 7-15%  dan  geraniol  55-65%.  Secara  umum kandungan  serai  wangi  terdiri  kariofilen bersifat  antibakteri,  antifungi,  antiinflamasi, antitumor,  dan  dapat  digunakan  sebagai  obat bius. Sitral bersifat antihistamin dan antiseptik. Sitronelal bersifat antiseptik dan antimikrobia.
Pada  saat  ini  kontaminasi  mikroba adalah  salah  satu  masalah  yang  berkaitan dengan penyebab penyakit infeksi. Kontaminasi  dapat  terjadi  melalui  makanan, air, udara, tanah dan lingkungan sekitar. Brook et al. (2001), melaporkan bahwa dari beberapa jenis  mikroba  kontaminan,  diketahui  bahwa bakteri  merupakan  salah  satu  jenis  mikroba yang  tidak  kalah  penting  dalam  menyebabkan penyakit  infeksi  bagi  manusia  dalam  kondisi tertentu.  Beberapa  jenis  bakteri  digolongkan dalam jenis bakteri  patogen, karena salah satu sifatnya  sebagai  penyebab  penyakit  infeksi, diantaranya bakteri Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus
epidermidis, Streptococcus mutans , dan bakteri  penyebab  infeksi  penyakit  lainnya. Jenis  penyakit  yang  disebabkan  oleh  bakteri patogen  tersebut  sangat  beragam,  sesuai dengan organ yang diserang atau di infeksi.
Penggunaan  antibiotik  adalah  salah satu  cara  yang  dilakukan  oleh  manusia  untuk mengobati  penyakit  akibat  infeksi  bakteri. Penggunaan  antibiotik  yang  berlebihan  dan pemberian antibiotik dalam jangka waktu yang lama  dapat  menyebabkan  terjadinya  resistensi pada  bakteri  (Maryuni  2008).  Hal  tersebut dapat  menyebabkan  bahan  antibiotika  sintesis menjadi  tidak  efektif  lagi  dan  bahkan terkadang  memberikan  efek  samping  dalam penggunaanya  (Nwinyi et  al. 2009).  Sebagai contoh  bakteri S.  epidermidis umumnya  telah resisten  terhadap  antibiotik  penisilin  dan metisilin (Bartlett 2007). Selain itu, Methicillin Resistant  Staphylococcus  aureus (MRSA) yang  merupakan  salah  satu  biakan  dari Staphylocoocus aureus  yang  telah  resisten terhadap  antibiotika  metisilin.  Wise  (2003) melaporkan  bahwa  bakteri  MRSA  telah menyebar  hampir  di  seluruh  dunia.    Biaya pengobatan  untuk  infeksi  bakteri  MRSA diperkirakan  6-10%  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  biaya  pengobatan  untuk  bakteri Staphylocoocus.
Putriningtyas  (2014)  dalam  studinya melaporkan  bahwa  minyak  atsiri  daun  sereh wangi asal Tawangmangu mampu menghasilkan zona hambat terhadap S. aureus dan E.  coli .  Hasil  menunjukkan  bahwa aktivitas  antibakteri  minyak  atsiri  daun  sereh wangi  lebih  besar  terhadap  bakteri S.  aureus . Penelitian  lain  yang  dilakukan  oleh  Brugnera et  al .  (2011),  minyak  atsiri  daun  sereh  wangi asal  Brazil  yang  memiliki  komponen  kimia
sitronellal  (34.6%),  geraniol  (23.17%),  dan sitronellol (12.09%) juga mampu menghambat aktivitas  bakteri S.  aureus serta  mampu menghambat  aktivitas  bakteri  Gram  negatif yaitu E.  coli dan P.  aeruginosa .  Oleh  karena itu,  penelitian  ini  bertujuan  menganalisis efektivitas  ekstrak  etanol  daun,  batang,  dan akar  sereh  wangi  yang  berasal  dari  daerah Bogor terhadap E. coli dan S. aureus .

## 2. METODOLOGI
Bahan-bahan  yang  digunakan  antara lain  daun,  batang  dan  akar  tanaman  sereh wangi  ( Cymbopogon  nardus )  yang  diperoleh dari  Taman  Koleksi  Biofarmaka  IPB  (Lat:  - 6.54700,  Lon:  106.71671)  pada  ketinggian 142.42 dpl dengan nomor aksesi BMK0148092016, kultur bakteri E. coli dan S. aureus,  Nutrient  Agar (NA), Nutrient  Broth (NB), Dimethyl  sulfoxide (DMSO),  akuades steril,  ampisilin,  beberapa  konsentrasi  ekstrak etanol  96%  (100,  250,  500,  1000  ppm),  dan kertas  cakram.  Alat  -alat  yang  digunakan antara  lain  oven  Eyela  NDO-700,  desikator, neraca  analitik  Ohaus  GA200, shaker  orbital , pompa vakum, rotary evaporator Eyela.

## Prosedur Penelitian Preparasi sampel
Daun,  batang  dan  akar  sereh  wangi dicuci bersih, di potong kecil dengan ukuran 3- 5 cm dan dikeringanginkan untuk menghilangkan  air.  Setelah  itu,  daun,  batang dan akar dikeringkan  dalam oven dengan suhu 50  °C.  Daun,  batang  dan  akar  yang  telah kering  dirajang  atau  dihaluskan  hingga menjadi serbuk berukuran 100 mesh.

## Ekstraksi simplisia
Simplisia  daun,  batang  dan  akar  sereh wangi diekstraksi menggunakan metode maserasi  dengan  perbandingan  simplisia  dan pelarut 1:5. Maserasi dilakukan dengan pelarut etanol  96  %  selama  24  jam  sambil  digoyang pada kecepatan 130 rpm. Pelarut dan simplisia
dipisahkan menggunakan kertas saring. Residu dimaserasi  kembali  dengan  etanol,  hingga diperoleh ekstraksi sebanyak 2 kali. Filtrat dari 2  kali  maserasi  digabungkan  dan  dipekatkan dengan rotary evaporator pada suhu 50 °C.

## Pembuatan Media NA dan NB
Media  NA  dibuat  dari  serbuk  NA sebanyak  11.2  gram  yang  dilarutkan  dengan 400  mL  aquades.  Media  NB  dibuat  dengan melarutkan  0.26  gram  serbuk  NB  dalam  20 mL  aquades.  Sterilisasi  dilakukan  dengan autoklaf  pada  suhu  121 o C  dengan  tekanan  1 atm  selama  15  menit.  Media  agar  NA  untuk pengujian  dimasukkan  ke  dalam  cawan  petri sebanyak  20  mL  dan  dibiarkan  hingga memadat.

## Inokulasi Bakteri
Biakan E.  coli dan S.  aureus di inokulasi  ke  media  NB  secara  aseptis.  Hasil inokulasi kemudian diinkubasi pada waterbath shaker 37 ,  dengan  kecepatan  1000  rpm, selama 24 jam.

## Uji Aktivitas Antibakteri
Uji  aktivitas  antibakteri  dilakukan dengan  menggunakan  metode  difusi  cakram secara  aseptis.  100  ul  biakan E.coli dan S.aureus dimasukkan ke masing-masing cawan  petri  ratakan  dengan spreader ,  20  µL ekstrak  etanol  daun,  batang  dan  akar  sereh wangi dengan konsentrasi berbeda di masukkan  ke  dalam  setiap  plat  sumuran, biarkan  kertas  cakram  menyerap  ekstrak. Kertas  cakram  dengan  berbagai  konsentrasi diletakkan dalam media yang telah diinokulasi bakteri.  Selain  ekstrak  etanol  berbagai konsentrasi,  digunakan  pula  kontrol  negatif menggunakan  akuades  steril  untuk  ekstrak batang  dan  akar,  sedangkan  ekstrak  daun menggunakan akuades dan DMSO, sedangkan kontrol positif menggunakan ampisilin dengan konsentrasi 1%. Bakteri diinkubasi di inkubator bersuhu 37 °C selama 24 jam. Zona
bening yang terbentuk diukur dengan menggunakan jangka sorong.

## 3. HASIL
Ekstrak  akar,  batang,  dan  daun  sereh wangi untuk pengujian antibakteri menggunakan  variasi  konsentrasi  100,  200, 250, 500, dan 1000 μg/mL. Hasil pengamatan
ditunjukkan pada Tabel 1. Kontrol positif pada pengujian  antibakteri  menggunakan  ampisilin konsentrasi 1% (Tabel 1). Ekstrak etanol akar, batang, dan daun sereh wangi tidak menunjukkan  adanya  aktivitas  penghambatan pertumbuhan E.  coli .  Aktivitas  penghambatan pertumbuhan ditunjukkan oleh ampisilin.
Tabel 1 Diameter zona bening ekstrak etanol akar, batang, dan daun sereh wangi
Sampel Konsentrasi (μg/mL) Diameter zona bening (mm) E. coli S aureus Ekstrak akar * Kontrol positif 1.023 1.975 Kontrol negatif 0 1.215 100 0 0 200 0 0 250 0 0 500 0 0 1000 0 0 Ekstrak batang * Kontrol positif 1.88 2.658 Kontrol negatif 0 0 100 0 0 200 0 2.448 250 0 0 500 0 0 1000 0 1.35 Ekstrak daun * Kontrol positif 1.28 3.929 Kontrol negatif 0 0.53 100 0 0 200 0 0 250 0 1.11 500 0 0.61 1000 0 0.725 *Dilakukan 3 Ulangan

## 4. PEMBAHASAN
Uji  aktivitas  antibakteri  dilakukan menggunakan  metode  difusi  cakram  dengan mengukur diameter zona bening.  Zona bening yang  terbentuk  menunjukkan  adanya  respon penghambatan  pertumbuhan  bakteri  oleh senyawa  antibakteri.  Pertumbuhan  bakteri diamati  untuk  mengetahui  adanya  daerah hambatan  di  sekeliling  cakram.  Ekstrak  yang akan  diuji  ditempatkan  pada  kertas  cakram, kemudian  diletakkan  ke  dalam  cawan  berisi agar  padat  yang  telah  diinokulasi  dengan kultur  bakteri  sehingga  didapat  zona  hambat terhadap bakteri E.coli dan S. aureus . Kontrol positif  dalam  penelitian  ini  menggunakan ampisilin.  Ampisilin  merupakan  antibiotik
spektrum  luas  golongan  penisilin  yang  paling umum  digunakan.  Mekanisme  kerja  ampisilin adalah  menghambat  sintesis  dinding  sel bakteri  dengan  mengikat  satu  atau  lebih  pada ikatan penisilin-protein, sehingga menyebabkan  penghambatan  pada  tahapan akhir  transpeptidase  sintesis  peptidoglikan dalam dinding sel bakteri, akibatnya biosintesis  dinding  sel  terhambat  dan  sel bakteri menjadi pecah (lisis) (Lewis 2013).
Hasil  uji  ketiga  sampel  ekstrak  etanol akar,  batang,  dan  daun  sereh  wangi  dengan konsentrasi hingga 1000 μg/mL, ekstrak etanol akar  tidak  menunjukkan  adanya  aktivitas antibakteri  terhadap  bakteri  yang  diuji.  Hasil penelitian serupa ditunjukkan oleh Kurniawati
(2015) bahwa ekstrak etanol akar sereh wangi tidak  memiliki  aktivitas  antibakteri  terhadap bakteri S.  aureus dan E.  coli .  Namun, penelitian  Silaban  (2009)  menyatakan  ekstrak sereh  wangi  memiliki  aktivitas  antibakteri terhadap  bakteri S.  aureus ,  dengan  adanya zona  bening  yang  terbentuk  pada  control negatif.  Diameter  zona  bening  oleh S.  aureus yang terbentuk sebesar 1.215 mm pada sampel ekstrak  akar  dan  0.53  mm  pada  ekstrak  daun. Hal tersebut disebabkan oleh bakteri S. aureus yang  sensitif  terhadap  pengaruh  pelarut DMSO. Kemudian aktivitas antibakteri ekstrak batang  terhadap  bakteri S.  aureus ditunjukkan dengan  adanya  zona  bening  yang  terbentuk pada konsentrasi 200 μg/mL sebesar 2.448 mm dan  1000  μg/mL  sebesar  1.35  mm  sedangkan aktivitas  antibakteri  ekstrak  daun  terhadap bakteri S.  aureus ditunjukkan  dengan  adanya zona  bening  yang  terbentuk  pada  konsentrasi 250  μg/mL  sebesar  1.11  mm,  500  μg/mL sebesar  0.61  mm,  dan  1000  μg/mL  sebesar 0.725 mm. Hasil tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi  200  μg/mL  ekstrak  batang memiliki  daya  hambat  yang  sama  dengan ampisilin  dalam  menghambat  pertumbuhan bakteri.
Kandungan  kimia  yang  terdapat  dalam tanaman sereh wangi ( Cymbopogon nardus L. ) yang  dapat  menghambat  pertumbuhan  bakteri yaitu  saponin  dan  flavonoid.  Saponin  dapat mengakibatkan  sel  mikroba  lisis  yaitu  dengan mengganggu stabilitas membran selnya (Wulansari  2009).  Saponin  bersifat  sebagai surfaktan yang berbentuk polar akan menurunkan  tegangan  permukaan  membran sterol  dari  dinding  sel  bakteri,  sehingga menyebabkan gangguan permeabilitas membran  yang  berakibat  pemasukan  bahan atau  zat-zat  yang  diperlukan  dapat  terganggu akhirnya  sel  membengkak  dan  pecah  (Luning et  al .  2008).  Flavonoid  bekerja  dengan  cara denaturasi  protein,  mengganggu  lapisan  lipid dan mengakibatkan kerusakan dinding sel. Hal tersebut dapat terjadi karena flavonoid bersifat lipofilik  sehingga  akan  mengikat  fosfolipid- fosfolipid  pada  membran  sel  jamur  dan
mengganggu  permeabilitas  membran  sel (Luning et al . 2008).
Perbedaan  hasil  yang  diperoleh  dapat disebabkan oleh perbedaan kandungan metabolit  sekunder  pada  ketiga  ekstrak  yang memiliki  aktivitas  antibakteri.  Penelitian  yang dilakukan oleh Kumar et al . (2010) menggunakan  suhu  ruang  untuk  proses pengeringan daun. Namun, pada penelitian ini menggunakan  oven  untuk  proses  pengeringan sampel. Perbedaan tersebut dapat mempgraengaruhi kandungan metabolit sekunder  yang  terdapat  pada  sampel,  karena terdapat jenis metabolit sekunder yang bersifat mudah  menguap  apabila  dikeringkan  dengan suhu tinggi. Daun sereh wangi yang digunakan pada  penelitian  ini  mengandung  lebih  banyak metabolit sekunder dibandingkan batang sereh wangi,  sehingga  memiliki  sifat  antibakteri lebih  baik.  Kemudian  bakteri  yang  diuji  juga mempengaruhi  hasil  penelitian  antibakteri (Silaban  2009).  Bakteri  Gram  negatif  seperti E.  coli memiliki  susunan  dinding  sel  yang lebih kompleks dibanding bakteri gram positif (Natheer et  al. 2012).  Adanya  kompleksitas dalam  susunan  selnya  dapat  menjadi  alasan adanya  resistensi E.  coli terhadap  senyawa aktif  yang  ada  pada  tanaman  sereh  wangi dibandingkan  pada S.  aureus .  Perlunya penelitian  lebih  lanjut  terkait  senyawa  aktif antibakteri  yang  terdapat  pada  tanaman  sereh wangi  yang  digunakan  dapat  memperdalam pembahasan  terkait  hal  ini.  Berdasarkan  hasil yang  diperoleh,  dapat  disimpulkan  bahwa bagian  tanaman  sereh  wangi  yang  memiliki aktivitas  sebagai  antibakteri  yakni  ekstrak etanol batang dan daun. Ekstrak etanol batang dan  daun  sereh  wangi  dapat  menghambat bakteri S.  aureus namun tidak  dapat menghambat bakteri E. coli.

## DAFTAR PUSTAKA
Bartlett TG. 2017. Staphylococcus epidermidis . Tersedia
http://prod.hopkinasabxguide. org/pathogens/bacteria/aerobic_grampo sitive_cocci/staphylococcus_epidermid is.html?contentInstan. celd:25,58, 70
Brugnera  DF.  2011.  Ricotta:  Microbiological quality and use of spices in the control of Staphylococcus aureus.
[Dissertation]  Brazil:  University  of
Lavras.
Kumar  G,  Karthik  L,  Rao  KVB.  2010. Antibacterial activity of aqueous extraxt  of Calotropis  gigantea leaves- an in vitro study. International Journal of  Pharmaceutical  Sciences  Review and Research . 4(2): 141-144.
Kurniawati  E.  2015.  Antibacterial  activity  the bambu  apus  shoot  of Escherichia  coli dan  Staphylococcus  aureus in  vitro.
Jurnal Wiyata . 2(2).
Lewis  K.  2013.  Platforms  for  antibiotic discovery. Nature Reviews Drug Discovery Nat Rev Drug Discov . 12(5).
Luning  Abdul  IG,  Gandjar.  2008. Kimia Farmasi  Analisis .  Yogyakarta  (ID):
Pustaka Pelajar.
Maryuni  A.  2008. Isolasi  dan  Identifikasi Senyawa  Antibakteri  Minyak  Atsiri
Daun Zodia .Bogor (ID). IPB Pr
Natheer  SE,  Sekar  C,  Amutharaj  P,  M  Syed AR,  Keroz  KK.  2012.  Evaluation  of antibacterial activity of Morinda citrifolia, Vitex trifolia and Chromolaena  odorata.  Afr  J  Pharm Pharmacol. 6(11):783-788.
Nwinyi, Obinna C, Chinedu, Nwodo S, Ajani, Olayinka, Chinwe I, Ogunniran,
Kehinde  O.  2009.  Antibacterial  effects of extracts of Ocimum gratissimum and Piper  guineense on Escherichia  coli
and Staphylococcus  aureus.  African Journal  of  Food  Science .  3  (3)  :
022025.
Putriningtyas  D.  2014.  Aktivitas  antibakteri minyak  atsiri  daun  sirih  merah (Piper crocatum  ruiz  &  pav.) dan  minyak atsiri  daun  sereh  wangi (Cymbopogon nardus  (L.) rendle) asal Tawangmangu terhadap bakteri Staphylococcus aureus
dan
Escherichia
coli.
Univ.
Muhamadyah. Surakarta.
Silaban  LW.  2009.  Skrining  fitokimia  dan  uji aktivitas  antibakteri  dari  kulit  buah sentul ( Sandoricum  koetjape (Burn.  f.) Merr) terhadap beberapa bakteri secara in  vitro.  [Skripsi].  Medan:  Universitas Sumatera Utara.
Wulansari. 1990. Pengantar Teknologi Minyak Atsiri .  Jakarta  (ID):  Balai  Pustaka.