Jenis-jenis Mikotoksin yang Diproduksi oleh Aspe Aspergil lu s, F usariu usariu m, dan Penicill Penicill ium
Mikotoksin adalah metabolit sekunder yang dihasilkan oleh jamur tertentu yang berfilamen, yang dapat diproduksi dalam makanan sebagai akibat dari pertumbuhan jamur dan dapat menyebabkan penyakit bahkan kematian pada manusia, hewan, tumbuhan, maupun mikroorganisme lainnya. Mikotoksin dapat diproduksi oleh jamur yang hidup pada komoditas pertanian ( field field toxin, toxin, contoh : zearalenon zearalenon dan deoksinivalenol ) ataupun sebelum dan sesudah panen, selama transportasi dan penyimpanan, ( storage storage toxins, toxins, contoh : aflatoksin aflatoksin dan okratoksin). okratoksin). Umumnya, jamur jamur tersebut tumbuh pada kisaran suhu 10 – 10 – 40°C, 40°C, pH 4 – 4 – 8 8 dan kadar air 17 - 25%. Komoditas pertanian yang rusak dan mempunyai kadar air yang tinggi sangat mudah terinfeksi jamur. Mikotoksin banyak dijumpai mencemari bahan pangan dan pakan seperti jagung, sorgum, barley, wheat dan kacanb kacangan. Produksi mikotoksin dipengaruhi oleh ketersediaan nutrien maupun faktor lingkungan. Mikotoksin pada bahan pada bahan pangan pada umumnya diproduksi oleh tiga jenis jamur yaitu Aspergillus, yaitu Aspergillus, Penicillium Penicillium dan Fusarium. Fusarium. Spesies Fusarium Fusarium mengkontaminasi bahan pangan pasca panen, sedangkan spesies Penicillium dan Aspergillus Aspergillus lebih umum ditemukan sebagai kontaminan komoditas pangan selama pengeringan dan penyimpanan. 1.
Jenis-jenis Mikotoksin yang Dihasilkan oleh Aspergillus
1.1.
Aflatoksin
Mikotoksin terbesar yang signifikansi terdapat dalam makanan adalah aflatoksin yang sebagian besar diproduksi oleh A. flavus, A. parasiticus parasiticus dan A. Nominus, Nominus, toksin tersebut adalah turunan dari difuranocoumarin. difuranocoumarin. Terdapat empat jenis aflatoksin yang dihasikan secara alami yaitu B1, B2, G1, dan G2, biasaya aflatoksin B1 merupakan jenis aflatoksin yang paling berbahaya dan paling banyak ditemukan pada bahan pangan. Nama tersebut didasarkan pada tingkat warna yang dihasilkan dengan metode kromatografi dimana aflatoksin B1 dan B2 menghasilkan warna biru sedangkan untuk aflatoksin G1 dan G2 menghasilkan warna hijau. Sebenarnya lebih dari 40 jenis aflatoksin telah ditemukan, namun kebanyakan dimetabolis dalam tubuh ternak secara endogenus, sebagai hasil pembentukan jenis baru dari keempat bentuk aslinya. aslinya. Signifikasi dari hasil
metabolis secara toksikologis meliputi aflatoksin B1 2,3-oksida (AFB1 2,3-oksida), aflatoksin M1 (AFM1), aflatoksicol dan aflatoksin B2a (AFB2a) aflatoksin M2 (AFM2), Alatoksin H1 (AFH1), aflatoksin P1 (AFP1) dan aflatoksin Q1 (AFQ1).
Gambar 1. Struktur Kimia Aflatoksin B1, B2, G1, dan G2 Aspergillus flavus sebagai
penghasil
utama
aflatoksin
umumnya
hanya
memproduksi aflatoksin B1 dan B2 (AFB1 dan AFB2) Sedangkan A. parasiticus memproduksi AFB1, AFB2, AFG1, dan AFG2. A. flavus dan A. parasiticus ini tumbuh o
o
pada kisaran suhu yang jauh, yaitu berkisar dari 10-12 C sampai 42-43 C dengan suhu o
optimum 32-33 C dan pH optimum 6,0 serta aw optimum untuk memproduksi toksin yaitu berkisar antara 0,95 sampai 0.99. A. flavus tersebar luas di alam dan paling umum ditemukan pada biji-bijian yang tumbuh pada kondisi tertekan misalnya pada musim kemarau. Kapang ini bisa ditemukan di tanah, tumbuh-tumbuhan yang mengalami pembusukan dan jerami. Studi yang lebih baru menyebutkan bahwa species kapang yang berkerabat dekat dengan A. flavus juga mampu memproduksi aflatoksin diantaranya A. nominus, A. tamari, A. bombycis dan A. pseudotamarii.
Gambar 2. Aspergillus flavus Serangan jamur A. flavus pada berbagai jenis pangan (jagung, gandum,dan beras) mengakibatkan berbagai kerusakan meliputi kerusakan fisik, kimia, bau, warna, tekstur, dan nilai nutrisi, serta berakibat pada kesehatan manusia dan hewan. Infeksi jamur A. flavus pada berbagai jenis serealia dapat menyebabkan berbagai pengaruh yaitu timbulnya penyakit seperti hepatocarcinoma (aflatoksin akut), kwashiorkor, reyes syndrome, dan kanker hati. Dengan mempertimbangkan potensi bahaya aflatoksin terhadap kesehatan manusia, maka di banyak negara telah diberlakukan program regulasi dan pemantauan (monitoring) aflatoksin. Batasan antara 0 sampai 50 ppb saat ini telah digunakan sebagai kandungan aflatoksin yang diijinkan di dalam pangan dan pakan. Ada beberapa metode konvensional yang dapat diterapkan untuk menangani kontaminasi aflatoksin pasca panen, yaitu : (1) mengatur irigasi ladang, (2) mempergunakan pestisida guna menghalangi pertumbuhan jamur aflatoksigenik tumbuhan inang yang memudahkan invasi jamur penghasil aflatoksin dan (3) mencoba beberapa jenis/varietas tanaman untuk mengacak resistensi jamur tersebut. Penerapan cara konvensional tersebut cukup efektif guna menurunkan tingkat kontaminasi aflatoksin pada hasil panen hingga tingkat yang paling rendah. Tingkat kontaminasi yang masih diperbolehkan adalah 20 ppm pada bahan makanan dan sumber pakan ternak. 1.2.
Okratoksin
Okratoksin dihasilkan oleh jamur dari genus Aspergillus, Fusarium, dan Penicillium dan banyak terdapat di berbagai macam makanan, mulai dari serealia, kopi, wine, bir, jus anggur, susu, serta daging ayam dan babi. Okratoksin A ini pertama kali
diisolasi pada tahun 1965 dari kapang Aspergillus ochraceus. Secara alami A. ochraceus terdapat pada tanaman yang mati atau busuk, juga pada biji-bijian, kacang-kacangan dan buah-buahan. Selain A.ochraceus. Saat ini diketahui sedikitnya 3 macam Okratoksin, yaitu Okratoksin A (OA), Okratoksin B (OB), dan Okratoksin C (OC). OA adalah yang paling toksik dan paling banyak ditemukan di alam.
Gambar 3. Struktur Kimia Okratoksin Penghasil utama okratoksin adalah golongan Aspergillus dan Penicillium, antara lain Aspergillus ochraceus, Aspergillus ostianus, Aspergillus petrakil, Aspergillus melleus, Aspergillus scletorium dan Aspergillus sulphureus. Aspergillus ochraceus banyak terdapat dalam gandum tersimpan, biji sorghum dan jagung.
Disamping juga
tiga dari lima strain aspergillus terdapat pada legum dan serealia. Okratoksin ini dapat diperoleh pada berbagai hasil pertanian, antara lain kacang tanah, kacang kapri, kacang babi, kacang panjang, dan juga beberapa pada padi-padian antara lain adalah padi, jagung, gandum, sorghum sampai tepung jagung dan roti. Penghasil okratoksin dari jenis Penicillium yaitu Penicillium veridicatum tumbuh pada roti, gandum putih dan barley.
Gambar 4. Aspergillus ochraceus A. ochraceus tumbuh lebih lambat dibandingkan dengan A. flavus atau A. o
parastikus, dimana “dia” baru akan tumbuh pada suhu an tara 8 sampai 37 C, dengan
o
suhu optimum yaitu 24 sampai 37 C, dan okratoksin baru akan diproduksi pada suhu o
o
antara 12 – 37 C dan optimum pada suhu 31 C. Sedangkan untuk memproduksi toksin okratoksin diperlukan pH optimum yaitu 3 sampai 10, serta aw optimumnya yaitu 0,80. 1.3.
Steriogmatosistin
Sterigmatosistin merupakan mikotoksin yang dihasilkan oleh jamur Aspergillus sp terutama jenis . Sterigmatosistin diketahui bersifat karsinogenik meskipun tidak sekuat aflatoksin yaitu sepersepuluh hingga seperseratus daya karsinogenik dari aflatoksin. Juga bersifat teratogenik (embrio ayam tidak normal). Sterigmatosistin merupakan senyawa warna pucat, dengan jarum-jarum berwarna kuning. Sterigmatosistin dalam pengamatan visual berwarna pucat atau kuning, tetapi pada penyinaran ultra violet akan berwarna merah bata.
Gambar 5. Aspergillus versicolor Sumber sterigmatosistin berbagai bahan pangan antara lain kacang tanah, kedelai jagung beras, dan serealia lain mudah ditumbuhi jenis jamur Aspergillus sp. antara lain A. flavus, A. parasiticus, A. versicolor, A. nidulans, A. roggulosus, A. chevalieri, A. ruber, A. amstelodami, A. ustus, A. quadrilniatus, dan A. aurantio-bronneus. Sterigmatosistin
dapat dihasilkan dari A. nidulans, A. versicolor dan jamur genus
bipolaris sp. dapat juga dihasilkan dari A.versicolor, A. nidulans, A. rugulosus, A. Flavus, dan dari drechelerea sp. Dari genus bipolaris sp. yang telah diketahui sebagai penghasil sterigmatosistin adalah bipolaris sorokiniana. Dari sekian jenis Aspergillus sp, Aspergillus versicolor ternyata paling tinggi menghasilkan sterigmatosistin. Meskipun o
jenis ini dapat tumbuh baik sampai suhu 37 C, tetapi suhu optimum Aspergillus o
versicolor sekitar 29 C. Makin lama inkubasi makin banyak dihasilkan sterigmatosistin.
o
Dengan subtrat yang cocok, hasil sterigmatosistin terbaik antara suhu 20 C sampai lebih o
32 C, dalam waktu inkubasi antara 20 - 30 hari. 2.
Jenis-jenis Mikotoksin yang Dihasilkan oleh Penicillium
2.1.
Patulin
Patulin adalah sebuah hemiasetal lakton yang dihasilkan oleh beberapa spesies dalam genus Aspergillus, Penicillum, dan bhyssoclamys. Jamur-jamu tersebut umumnya terdapat pada buah-buahan, seperti apel, jeruk, anggur dan sereali (beras, jagung, gandum dan shorgum). Racun tersebut selain beracun bagi tanaman inang, juga beracun bagi hewan dan memiliki aktivitas yang berpotensi antibiotik. Hampir semua jenis jamur penghasil patulin dapat diketahui pada tahun 1940 – an pada saat penelitian antibiotik sedang inten dilakukan. Patulin sebelumnya disebut dengan claviformin, sebutan untuk yang diisolasi pertama kali.
Nama patulin diberikan karena karakterisasi struktur
bangunnya dibuat dalam Penicillium patulum.
Gambar 6. Penicillium claviforme Spesies utama penghasil senyawa patulin adalah P. expansum yang dapat tumbuh o
o
pada suhu 0 C juga dapat tumbuh pada suhu -2 sampai -3 C, namun suhu optimum 0
o
pertumbuhannya yaitu pada suhu 25 C dan maksimum 35 C. Sedangkan untuk memproduksi toksin patulin dibutuhkan pH optimum yaitu antara pH 3,2 sampai 3,8 dan aw optimumnya yaitu 0,95. 2.2.
Citrinin
Citrinin adalah nephotoksin (racun ginjal) yang dihasilkan oleh beberapa spesies dari jenis Penicillium dan tiga spesies dari jenis Aspergillus. Citrinin dalam bentuk
kristal, tampak seperti lemon kuning dan tidak larut dalam air. Citrinin adalah sebuah quinone methide yang dikenal pertama kali sebagai metabolisme kedua dari Penicillium citrinum, yang kemudian dijadikan namanya.
Gambar 7. Penicillium citrinum Jamur yang memproduksi citrinin ditemukan di daerah bermusim sedang di dunia. Bahan pakan yang diketahui tercampur dengan bibit beracun termasuk sebagian besar padi-padian, seperti gandum, oats, gerst, gandum hitam dan jagung. P citrinum tumbuh o
pada kondisi suhu mesopilik yaitu pada suhu antara 5-40 C, dengan suhu optimum antara o
26 – 30 C. Sedangkan untuk memproduksi toksin citrinin membutuhkan kondisi pH optimum yaitu antara 5,0 sampai 7,0 dengan aw optimum antara 0,8 sampai 0,84. 2.3.
Asam Penisilat
Asam penisilat tergolong mikotoksin yang dihasilkan oleh jenis jamur Penicillium dan Aspergillus. Sering dimasukkan dalam antibiotika, namun mikotoksin tersebut ternyata
dapat
menyebabkan
penyakit
(toksin)
maupun
kelainan
pertumbuhan.
Mikotoksin asam penisilat diisolasi oleh Alsberg dan Black dari Penicillium puberlum pada tahun 1913. Pada tahun tersebut hasil isolasinya sangat sedikit, baru kemudian pada tahun 1936 oleh Birkonshan diisolasi dalam jumlah agak banyak dengan jamur Penicillium cycllopium. Golongan Penicillium penghasil asam penisilat antara lain Penicillium martensii, Penicillium puberulum, Penicillium cyclopium, Penicillium roqueforti, Penicillium viricatum,
Penicillium
janthinelum,
Penicillium
barnense,
Penicillium
fennelli,
Penicillium stplpniferum, Penicillium madriti. Golongan Aspergillus antara lain Aspergillus ochraceus, Aspergillus melleus, Aspergillus sclerotiorum, dan Aspergillus alliaceus. Penghasil terbesar asam penisilat didapat dari Penicillium cyclopium, diikuti Penicillium puberulum dan kemudian Penicillium martensii.
Gambar 8. Penicillium cyclopium Jagung merupakan bahan hasil pertanian utama yang banyak dicemari mikotoksin asam penisilat, selain itu juga jenis serealia lain, yaitu cantel (sorghum), gandum dan beras (meskipun serangannya tidak sehebat pada jagung). Selain jenis serealia, asam penisilat sering ditemukan pada biji kacang, kedelai, biji kapas. 2.4.
Luteoskirin
Luteoskirin merupakan mikotoksin yang dihasilkan oleh jamur jenis Peniciilium sp terutama jenis Penicillium islandicum. Penicillium islandicum mampu tumbuh pada bahan hasil pertanian terutama beras, jagung, gandum, kacang-kacangan dan sejenisnya. Terutama hasil pertanian dengan kondisi penyimpanan yang kurang sempurna mudah 0
diiinfeksi oleh jenis jamur ini. Temperatur inkubasi optimum sekitar 30 C dalam waktu inkubasi selama 2 minggu. Mikotoksin luteoskirin dapat dicegah dengan beberapa cara yang hampir sama dengan mikotoksin lainnya, yaitu : 1. Jamur ini banyak menyerang bahan pakan golongan serealia, maka penanganan di lapangan, pengolahan dan penyimpanannya perlu tindakan yang baik dan sempurna. Khususnya pada penyimpanan harus dihindari keadaan lembab, sebaiknya bahan pakan dikeringkan segera setelah lepas panen.
o
2. Diketahui bahwa inkubasi optimum Jamur Penicilium inlandicum adalah 30 C dalam waktu dua minggu. Dalam pencegahan perlu dihindari suhu dan waktu sebagaiman o
diatas, penyimpanan dingin di bawah 30 C sangat dianjurkan. Sangat dianjurkan untuk selalu memeriksa ruang penyimpanan agar suhu ruang tidak mencapai kondisi optimum bagi pertumbuhan jamur. Pengaturan, pembersihan, dan pemeriksaan secara periodik pada ruang penyimpanan sangat diperlukan. 3. Tidak menggunakan bahan pakan, khususnya komoditas serealia yang telah berubah warna (kecoklat-coklatan) dan berbau apek, keduanya sangat mencirikan telah terjadi perubahan bahan pakan, kemungkinan kontaminasi mikrobia. Seperti diketahui jamur penicilium islandicum pada waktu muda tidak berwarna, baik hifa maupun konidia kemudian berwarna hijau dan selanjutnya berwarna coklat.
Gambar 9. Penicillium islandicum 3.
.Jenis-jenis Mikotoksin yang Dihasilkan oleh Fusarium
3.1.
Trikotesena
Trikotesena merupakan golongan mikotoksin kelompok tetra siklik yang dihasilkan oleh beberapa jenis jamur antara lain Fusarium, Myrothecium, Trichoderma, Cephalosporium, Vertisimonosporium, Cylindrocarpon, dan Stachybotrys. Terdapat lebih dari 40 trikotesena alam yang telah dapat diamati, terutama yang berhubungan dengan hewan
pertanian
yaitu
T-2
toxin,
diacetoxycirpenol
(DAS),
dan
vomitoxin
(deoxynivalenol atau DON). Nama trikotesena diturunkan dari jamur Trichothecium roseum, jamur pertama yang diisolasi untuk mendapatkan trikotesena. Semua anggota turunan sistem lingkaran trichothecane mengandung sebuah ikatan olefinat diantara C-9 dan C-10, dan kelompok
epoksi pada C-12 dan C-13.
Ikatan yang terakhir ini yaitu antara C-12 dan C-13
dijadikan dasar untuk nama 12,13-epoksitrikotesena yang sering kali digunakan untuk racun ini. Beberapa anggota trikotesena banyak dihasilkan jamur Fusarium sp. antara lain T-2 toksin, Nilavenol, Fusarenon-x dan lainnya. Fusarium sp yang menghasilkan Fusarenon-x antara lain F. nivale, F. episharia dan Gibberellazeae; T-2 toksin dihasilkan oleh F. Tricinctum; diasektoksiskirpenol oleh F. equeseti; roridin C oleh Myrothecium rorium. Diantara berbagai macam anggota trikotesena maka T-2 toksin mempunyai toksisitas paling tinggi.. Trikotesena
kebanyakan didapat pada bahan pangan serelia
berjamur terutama jagung dan gandum yang umumnya berkualitas jelek. Trikotesena dapat digolongkan menjadi 5 kelompok menurut komposisi kimia, yaitu kelompok A, B, C dan D. 3.2.
Zearalenon
Zearalenon merupakan racun jamur yang diproduksi oleh beberapa spesies Fusarium yang dapat menyebabkan pengaruh estrogenik dan ketidak suburan pada ternak. Penghasil yang paling umum dikenal adalah Fusarium graminearum dan Fusarium culmarum. Senyawa ini merupakan salah satu dari katagori utama dari racun Fusarium. Senyawa lain adalah trichothocenes. Fusarium spp. tersebar luas dan mencemari bebarapa hasil panen penting dan makanan. Fusarium spp. berkembang selama masa pertumbuhan dan penyimpanan biji bijian pada kelembaban tinggi. Tanaman yang sering kali terkontaminasi zearalenon adalah jagung, gandum, shorgum, grest (semacam gandum yang digunakan untuk membuat bir), oats, biji wijen, jerami, jagung, untuk ternak dan makanan komersial. Jagung merupakan hasil panen yang seringkali jelas terkontaminasi. Beberapa species dari Fusarium yang menghasilkan zearalenon sebagian besar khususnya berasal dari F. roseum. Lainnya termasuk F. avenaceum, F. nivale, dan F. maniliforme. Produksi zearalenon dari Fusarium spp biasanya terjadi pada pakan ketika kondisi kelembaban dan suhu udara optimal. Namun di ladang, tongkol jagung yang terjangkit mungkin tumbuh busuk pada pucuk atau tongkol, sesuai dengan nama gibberella yang busuk.
3.3.
Fumonisin
Fumonisin ditemukan pada tahun 1988 pada Fusarium verticilloides dan F. proliferatum yang sering mengontaminasi jagung. Namun, selain kedua spesies tersebut masih banyak jamur yang dapat menghasilkan fumonisin. F. moniliforme adalah jamur yang menghasilkan fomunisin B1, yang tumbuh optimum pada suhu 22,5 sampai 27, 5
o
C dan aw opiumnya yaitu 0,92. Toksin jenis ini stabil dan tahan pada berbagai proses pengolahan jagung sehingga dapat menyebabkan penyebaran toksin pada dedak, kecambah, dan tepung jagung. Konsentrasi fumonisin dapat menurun dalam proses pembuatan pati jagung dengan penggilingan basah karena senyawa ini bersifat larut air.
Gambar 10. Fusarium verticilloides
