JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382
EFEK LISTRIK TEGANGAN RENDAH TERHADAP
PERTUMBUHAN BAKTERI Escherichia coli Effect of electrical low voltage to Escherichia coli bacterial growth Dedy Firmansyah1*.
Eko Budi Koendhari2.
Imam Susilo3 Program studi kedokteran.
Fakultas Kedokteran.
Universitas Airlangga.
Surabaya.
Indonesia 2 Departemen Mikrobiologi Kedokteran.
Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.
Surabaya.
Indonesia 3 Departemen Patologi Anatomi,Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.
Surabaya.
Indonesia Corresponding Author: dedy.
firmansyah-2018@fk.
KATA KUNCI
KEYWORDS
ABSTRAK
Escherichia coli.
Tegangan Listrik.
Waktu pemantauan.
Pertumbuhan Bakteri Escherichia coli,Electrical Voltage,Monitoring Time,Bacterial Growth Bakteri Escherichia coli merupakan salah satu jenis bakteri Gram negatif dan bersifat fakultatif anaerob.
Bakteri ini biasanya hidup di usus besar manusia berfungsi untuk menjaga kesehatan sistem Bakteri ini umumnya tidak berbahaya,walaupun begitu tingkat kewaspadaan terhadap Escherichia coli perlu tetap Prevalensi infeksi karena bakteri Escherichia coli sangat tinggi di negara berkembang dengan perkiraan angka kejadian lebih dari 100 kasus per 100.
000 penduduk (WHO, 2.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan tujuan untuk mengetahui efek listrik tegangan rendah terhadap pertumbuhan bakteri Escherichia coli.
Perlakuan menggunakan perlakuan sebanyak lima batch yang masing-masing batch terdiri dari lima tabung.
Setiap 1 batch penelitian menggunakan tegangan listrik yang sama selama 1 jam dengan mengevaluasi pemantauan setiap 20 menit, 40 menit, dan 60 menit.
Pada batch 1, digunakan tegangan listrik 0,4 volt sebanyak lima tabung,batch ke-2 dilanjutkan dengan tegangan listrik 0,5 volt sebanyak lima tabung,batch ke-3 dengan menggunakan tegangan listrik 0,7 volt,dan batch ke-4 dengan menggunakan tegangan listrik 0,8 volt dan pada batch ke-5 dengan menggunakan tegangan listrik 1 volt sebanyak lima tabung.
Dari hasil penelitian ini didapatkan hasil bahwa listrik tegangan rendah dapat membunuh bakteri Eschericia coli dengan tegangan listrik optimal sebesar 0,5 volt, arus listrik 40 mA dan waktu pemantauan optimal yaitu 20 JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382
ABSTRACT
Escherichia coli is a Gram-negative bacteria and facultative anaerobe.
The bacteria usually live in the large intestine of humans and have function to maintain a healthy digestive system.
These bacteria are generally harmless, although the level of the caution against Escherichia coli needs to be applied.
The prevalence of infection due to Escherichia coli bacteria is very high in developing countries with an estimated incidence of more than 100 cases per 100,000 population (WHO, 2.
This research is an experimental study with the aim of knowing the effect of low voltage electricity on the growth of Escherichia coli bacteria.
The treatment used five batches of treatment, each batch consisting of five tubes.
Every research batch uses the same electrical voltage for 1 hour by evaluating monitoring every 20 minutes, 40 minutes, and 60 minutes.
In first batch, five tubes of 0.
4 volts of electricity were used, the second batch is followed by a voltage of 0 5 volts for five tubes, the 3rd batch used 0.
7 volts, and the 4th batch used 0.
8 volts and in the 5th batch, five tubes of 1 volt were From the results of this study, it was found that low voltage electricity could kill Eschericia coli with an optimal voltage of 0.
5 volts, an electric current of 40 mA and an optimal monitoring time of 20
PENDAHULUAN
Bakteri Escherichia merupakan salah satu jenis bakteri Gram negatif dan bersifat fakultatif Bakteri yang ditemukan oleh Theodor Escherich ini biasanya hidup di usus besar manusia berfungsi untuk menjaga Bakteri ini umumnya tidak berbahaya, walaupun begitu tingkat kewaspadaan terhadap Escherichia coli perlu tetap diterapkan.
Prevalensi infeksi karena bakteri Escherichia coli sangat tinggi di negara berkembang dengan perkiraan angka kejadian lebih dari 100 kasus per 100.
000 penduduk (WHO.
Terlebih Escherichia
O157:H7
merupakan agen zoonosis yang dapat menyebabkan hemorrhagic colitis dan hemolytic uremic syndrome (HUS) pada manusia (Suardana and Swacita, 2.
Pada manusia yang terinfeksi Escherichia coli gejala umum yang paling sering muncul ialah diare yang disertai dengan rasa sakit perut yang parah hingga kram, mual dan muntah, perut kembung, kehilangan nafsu makan, demam menggigil,pusing,dan nyeri otot.
Mekanisme infeksi yang terjadi pada manusia bisa disebabkan oleh konsumsi makanan dan minuman yang digunakan bakteri Escherichia coli sebagai media pertumbuhan.
Minuman yang paling sering dapat menyebabkan terjadinya infeksi, air minum yang aman bagi tubuh ialah yang memenuhi standar fisika, kimia, radioaktif, dan mikrobiologi yang telah ditetapkan oleh pemerintah.
Parameter wajib yang digunakan untuk menentukan kualitas air minum secara mikrobiologi adalah total bakteri Coliform dan Escherichia Salah satu syarat air bersih yang JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382 ditemukannya Coliform dan Escherichia coli dalam 100 ml air.
Apabila ditemukan Escherichia Coli dalam 100 ml air minum yang dikonsumsi, maka prevalensi untuk terinfeksi Escherichia coli semakin tinggi (Afrisetiawati.
Erly and Endrinaldi, 2.
Saat ini banyak berkembang minuman yang mengandung larutan isotonik di dalam kemasan yang biasanya disebut minuman elektrolit atau ion.
Selama ini, larutan isotonik hanya dikenal sebagai pengganti Larutan isotonik merupakan larutan yang mirip dengan larutan menggantikan cairan di dalam tubuh.
Larutan elektrolit dan karbohidrat sebesar 6-8%, osmolalitasnya sama dengan darah.
Itu cenderung lebih cepat diserap oleh tubuh dibanding jenis larutan lainya dan sering digunakan sebagai larutan pengganti cairan tubuh.
Dengan kata lain, larutan isotonik sering dikonsumsi manusia sebagai minuman (Nafisah al, 2.
Infeksi Escherichia coli terhadap sterilisasi bahan yang akan dikonsumsi.
Salah menganalisis pertumbuhan bakteri dalam medan listrik bertegangan Pertumbuhan Escherichia coli mengalami sedikit hambatan dalam pengaruh listrik bertegangan rendah.
Listrik tegangan rendah memiliki kisaran dari 50 volt Ae 1000 volt.
Dalam riset-riset bakteri Gram positif lebih sensitif terhadap efek listrik tegangan rendah daripada bakteri Gram negative (Zituni et al.
, 2.
Oleh penelitian eksperimental akan lebih memfokuskan bagaimana pengaruh efek listrik tegangan rendah terhadap bakteri Gram negatif khususnya Escherichia coli.
Metode Penelitian Penelitian penelitian eksperimental dengan total Sampel yang digunakan merupakan stok sampel bakteri klinis Departemen Mikrobiologi Klinis RSUA Laboraturiun Fakultas Kedokteran Universitas Airlangga.
Sampel dipilih secara simple total sampling dengen menggunakan persamaan Federer .
Ou 15 dengan t sebagai variabel independen dan n yang akan dicari maka rumus percobaan akan menjadi .
Ou 15 .
Ou 15 4n-4 Ou15 n Ou4,75 Dengan independen menjadi 5 per variabel dan bakteri klinis Escherichia coli maka total dari percobaan yang akan dilakukan adalah 5x5=25 sehingga percobaan yang akan dilakukan adalah 25 Pengujian sampel menggunakan larutan bakteri Escherichia coli yang didapatkan dari kultur koloni bakteri yang diambil dan dimasukkan ke dalam 5 mL larutan PZ 0,45%.
Larutan McFarland 1 - 1,1 .
-3,30 x 108 CFU/mL) dengan menggunakan alat DensiCHEKTM JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382 Kemudian, tabung hasil larutan bakteri dipasangkan konduktor stainless steel berukuran 12 cm dengan diameter 3 mm yang sudah disterilkan dengan Bunsen burner selama 5 detik.
Pada menggunakan kabel jumper jepit yang telah dirakit secara paralel dan disambungkan ke single output power supply listrik DC GPS-3030D dengan daya 90 W.
Setiap tegangan listrik yang sama selama 1 jam dengan pemantauan setiap 20 menit, 40 menit, dan 60 menit.
Pada batch 1, digunakan tegangan listrik 0,4 volt sebanyak lima tabung, batch ke-2 dilanjutkan dengan tegangan listrik 0,5 volt sebanyak lima tabung, batch ke-3 dengan menggunakan tegangan listrik 0,7 volt , dan batch ke-4 dengan menggunakan tegangan listrik 0,8 volt menggunakan tegangan listrik 1 volt.
HASIL
Berikut pemberian listrik tegangan rendah dengan besar tegangan 0,4 volt, 0,5 volt, 0,7 volt, 0,8 volt,dan 1 volt kepada bakteri Escherichia coli beserta CFU/ml (Tabel.
Tabel 1 Hasil penggunaan listrik tegangan rendah terhadap pertumbuhan bakteri Escherichia coli Volt Kontrol .
CFU/ml .
20 menit 40 menit 60 menit 0,4 volt
3,21
3,15
3,36
3,36
3,15
3,24
3,48
3,42
3,12
3,06
3,30
3,21
3,03
2,91
3,09
3,15
3,15
3,09
3,24
3,27
3,27
3,18
3,48
3,60
3,18
3,03
3,18
3,48
3,12
3,09
3,48
3,57
3,15
2,94
2,94
3,09
3,21
2,85
2,82
3,09
3,15
2,91
3,39
3,87
3,03
3,15
3,36
3,48
3,03
3,00
3,30
3,18
3,06
3,06
3,24
3,48
3,24
3,24
3,45
3,42
0,5 volt 0,7 volt 0,8 volt JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382
3,03
3,48
3,66
3,78
3,24
3,33
3,54
3,60
3,06
3,18
3,03
3,03
3,30
3,18
2,97
2,85
3,15
2,85
3,03
3,03
3,27
2,97
3,27
3,33
3,18
3,12
3,24
3,39
3,12
3,42
3,30
3,21
3,15
2,97
3,09
3,18
3,21
3,12
3,12
3,18
1 volt Tabel 2 Perbandingan rata-rata jumlah koloni Escherichia coli dalam CFU/mL dengan satuan waktu berdasarkan 5 voltase yang berbeda Kontrol .
20 menit 40 menit 60 menit 0,4 volt
3,132
3,090
3,294
3,282
0,5 volt
3,186
3,018
3,180
3,366
0,7 volt
3,102
3,072
3,348
3,486
0,8 volt
3,156
3,204
3,246
3,258
1 volt
3,186
3,120
3,204
3,258
Hasil tersebut menunjukan bahwa listrik tegangan rendah dapat membunuh bakteri Eschericia coli dengan tegangan listrik optimal sebesar 0,5 volt,arus listrik 40 mA dan waktu pemantauan optimal yaitu 20 menit (Tabel .
PEMBAHASAN
Tegangan listrik yang diberikan ke bakteri Escherichia coli menunjukkan sedikit perubahan morfologi sel bila dibandingkan dengan kontrol, seperti membran sel terputus dengan beberapa derajat disintegrasi dalam sitoplasma, pembentukan vakuola dan sitoplasma non homogen.
Selain itu, sel-sel yang diberi elektroda menunjukkan lebih banyak perubahan morfologis yang bergranulasi dengan beberapa tanda retraksi sitoplasma dan pembentukan vakuola yang luas, berbeda dengan struktur membran ganda yang halus dan kontinu dari sel-sel Escherichia coli (Zituni et al.
, 2.
Hasil penelitian dari peneliti lain, menunjukkan bahwa pemberian penurunan yang signifikan dalam pertumbuhan Staphylococcus aureus dengan reduksi tinggi pada 8-10 volt, sedangkan pemberian tegangan listrik pada Escherichia coli menyebabkan penurunan pertumbuhan yang tidak signifikan (Zituni et al.
, 2.
Medan Staphylococcus aureus menunjukkan JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382 lebih banyak perubahan ultrastruktural Escherichia menunjukkan sedikit perubahan dalam morfologi sel tanpa pengurangan jumlah sel yang signifikan.
Perubahan seperti hilangnya integritas membran dengan kebocoran isi intraseluler Luas permukaan yang besar, struktur dinding sel terdiri dari tiga lapisan yaitu membran sitoplasma.
Escherichia kemampuan untuk melindungi diri dari medan listrik DC dibandingkan dengan bakteri non-motil Staphylococcus aureus berbentuk kokus yang memiliki struktur dinding sel dari dua lapisan yaitu membran plasma dan lapisan tebal peptidoglikan dengan luas permukaan sferoid kecil (Zituni et al.
Dinding sel bakteri Gram positif peptidoglikan yang diselingi dengan asam teikoat dan asam lipoteikoat yang melekat pada membran sitoplasma.
Pada dinding sel bakteri Gram negatif, ekstra di luar lapisan peptidoglikan.
Untuk memungkinkan akses ke membran sitoplasma, diperlukan poripori berisi air .
Lapisan tipis peptidoglikan yang terdapat pada dinding sel bakteri Gram negatif dibandingkan dengan dinding sel bakteri Gram positif ini membantu melindungi bakteri dari degradasi Gangguan pada struktur peptidoglikan dapat menyebabkan kematian sel.
Dinding sel bakteri Gram positif juga mengandung sejumlah besar asam teikoat .
olimer gula dan fosfat: ribitol fosfat atau gliserol fosfa.
dan asam lipoteikoat .
sam teikoat dan lipi.
Asam peptidoglikan yang berkontribusi pada muatan permukaan negatif bersih bakteri Gram positif.
Penggabungan komponen lipid dengan asam teikoat membentuk asam lipoteikoat yang menambatkan ujung lipid di membran sitoplasma (Hardy, 2.
Hasil analisis hasil penelitian didapatkan bahwa tegangan listrik 0,4 volt memiliki hasil yang signifikan Escherichia coli dengan keempat waktu pengecekan pada kontrol .
, 20 menit, 40 menit, dan 60 menit pada bakteri Escherichia coli memiliki hasil yang signfikan.
Jumlah awal bakteri klinis 3,132 x 108 CFU/ml, hasil rerata juga menunjukkan hasil paling baik pada pemantauan 20 menit yaitu 3,090 x 108 CFU/ml.
Pada tabel 2 menunjukkan ada beberapa hasil yang mengalami peningkatan hasil rerata daripada jumlah awal bakteri klinisnya yaitu pada pemantauan 40 menit dan 60 menit menandakan ketidakstabilan untuk dijadikan voltase yang optimal.
Tegangan listrik bernilai 0,5 volt memiliki jumlah awal bakteri klinis 3,186 x 108 CFU/ml.
Pada tegangan listrik 0,5 volt menunjukkan adanya hasil yang signifikan pada Escherichia coli walaupun memberikan hasil yang paling rendah dibandingkan tegangan listrik yang lainnya.
Tabel 2 juga menunjukkan hasil rerata mengalami penurunan pada waktu pemantauan 20 menit yaitu 3,018 x 108 CFU/ml, dan 40 menit yaitu 3,180 x 108 CFU/ml.
JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382 Sebaliknya pada pemantauan 60 menit hasil rerata mengalami peningkatan menjadi 3,366 x 108 CFU/ml.
Namun, menunjukkan pada 0,5 volt dengan efek eradikasi pada bakteri Escherichia Jumlah rerata bakteri mengalami penurunan dari kontrol ke pemantauan 20 menit sebesar 0,168 x 108 CFU/ml dan pemantauan 40 menit sebesar 0,006 x 108 CFU/ml.
Kekuatan bernilai 0,7 volt menunjukkan bahwa masih ada ketidakseimbangan hasil eksperimen di beberapa tabung, dimana ada peningkatan hasil rerata pada menit ke-40 dan menit ke-60.
Pada tegangan listrik 0,7 volt jumlah rerata awal bakteri Escherichia coli sebesar 3,102 x 108 CFU/ml.
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan terlihat bahwa adanya penurunan rerata bakteri pada menit ke-20 menjadi 3,072 x 108 CFU/ml, sedangkan pada menit ke-40 dan menit ke-60 mengalami rata-rata Bakteri perlakuan sampai diberi perlakuan mengalami penurunan jumlah rata-rata sebesar 0,003 x 108 CFU/ml.
Pada tegangan listrik 0,8 volt jumlah awal rerata bakteri klinis adalah 3,156 x 108 CFU/ml.
Sesuai dengan Tabel 2 untuk hasil penelitian angka koloni bakteri jumlah rerata bakteri Escherichia coli mengalami peningkatan pada pemantauan 20 menit yaitu 3,204 x CFU/ml, pemantauan 40 menit menjadi 3,246 x 108 CFU/ml dan pemantauan 60 menit 3,256 x CFU/ml.
Berdasarkan hasil tersebut, maka pada tegangan 0,8 volt memberikan efek pembunuhan bakteri yang paling tidak Tegangan listrik 1 volt memiliki jumlah awal rerata bakteri 3,186 x 108 CFU/ml.
Pemantauan pada menit ke-20 menunukkan hasil rata-rata jumlah penurunan menjadi 3,120 x 108 CFU/ml, sedangkan pada pemantauan menit ke-40 dan menit ke-60 jumlah rata-rata koloni bakteri mengalami peningkatan dari sebelum diberi Pada menit ke-40 jumlah rata rata koloni bakteri menjadi 3,204 x 108 CFU/ml dan menit ke-60 jumlah rata-rata koloni menjadi 3,258 x 108 CFU/ml.
Dapat diketahui bahwa pada tegangan 1 volt jumlah koloni bakteri kontrol sampai diberi perlakuan pada menit ke-20 mengalami penurunan sebesar 0,066 x 108 CFU/ml.
Dari semua hasil perlakuan dan uji analisis data baik antar voltase maupun antar waktu pemantauan terlihat bahwa Escherichia coli dengan perlakuan tegangan listrik rendah dalam skala voltase memberikan hasil paling optimal dengan tegangan listrik 0,5 volt.
Waktu paling baik dari hasil perlakuan di laboratorium didapatkan pada 20 menit karena jumlah rata-rata Escherichia mengalami penurunan sebesar 0,168 x 108 CFU/ml dari jumlah awal rata-rata Angka merupakan penurunan yang paling besar diantara yang lainya.
KESIMPULAN
Listrik tegangan rendah dapat membunuh bakteri Eschericia coli dengan tegangan listrik optimal sebesar 0,5 volt,arus listrik 40 mA dan waktu JURNAL KEDOKTERAN YARSI 30.
: 82-90 .
p-ISSN : 0854-1159.
e-ISSN: 2460-9382 pemantauan optimal yaitu 20 menit.
Dengan tegangan listrik rendah yang berkisar 0,4 volt Ae 1 volt tidak berbahaya bagi manusia namun sudah bisa digunakan untuk membunuh bakteri artinya bisa digunakan untuk KEPUSTAKAAN