CEMARAN MIKOTOKSINPADA MAKANAN

Handout

Mhs Prodi BiologiFMIPA Unmul

2011

Cemaran Pangan Oleh Jamur

Beberapa jamur yang mengkontaminasi makanan :

Aspergillus flavus dan Apergillus parasitivus yang mampu memproduksi mikotoksin

Penicillum martenssi memproduksi aflaktoksin.

Aspergillus achraceus dan Aspergillus melleus memproduksi asam penisilat.

Mucor sering menyebabkan kerusakan makanan, misalnya terjadinya pembusukan pada roti

MIKOTOKSIN

Mikotoksin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh spesies kapang tertentu selama pertumbuhannya pada bahan pangan maupun pakan.

Mikotoksin mulai dikenal sejak ditemukannya aflatoksin yang menyebabkan Turkey X –disease pada tahun 1960.

MIKOTOKSIN• Mikotoksin merupakan senyawa beracun yang

diproduksi oleh kapang (mold) atau jamur.• Mikotoksin yang terkenal adalah Aflatoksin yaitu

senyawa beracun yang diproduksi olehAspergillus flavus atau Aspergillus yang lain misalnya Aspergillus Parasiticus. Aflatoksin digolongkan menjadi aflatoksin B (fluoresens biru) dan aflatoksin G ( fluoresen hijau ) serta turunan – turunannya.

MIKOTOKSIN

• Aflatoksin B1 merupakan jenis yang paling beracun terhadap beberapa jenis ternak, terutama kalkun, dan bersifat karsinogenik pada hati Substrat yang paling disenangi oleh Aspergillus Flavus adalah kacang tanah atau produkproduk dari kacang tanah serta bungkil kacang tanah.

• Di samping itu ditemukan juga pada biji kapas, jagung, dan beras terutama yang telah mengalami kerusakan selama penyimpanan.

MIKOTOKSIN

Hingga saat ini telah dikenal 300 jenis mikotoksin, lima jenis diantaranya sangat berpotensi menyebabkan penyakit baik pada manusia maupun hewan, yaitu aflatoksin, okratoksin A, zearalenon, trikotesena (deoksinivalenol, toksin T2) dan fumonisin.

Menurut Bhat dan Miller (1991) sekitar 25-50% komoditas pertanian tercemar kelima jenis mikotoksin tersebut.

Penyakit yang disebabkan karena adanya pemaparan mikotoksin disebut mikotoksikosis.

Mengapa penting?

INDONESIA

negara tropis Kelembaban tinggi (RH > 78%)Suhu hangat ( 25 - 320C)

Ideal untuk pertumbuhan jamurkerusakan pangan

cemaran mikotoksin

tahan thd faktor karsinogenik pengolahan embritoxic

toksisitas akut

Gambar . Bahan makanan yang dapat terkontaminasi oleh mikotoksin.

MIKOTOKSINPengaruh pada kesehatan :

bisa akut, memunculkan penyakit secara cepat atau bersifat jangka panjang ( bersifat karsinogenik kanker ; kehilangan imunitas tubuh, teratogenic dan embryotoxic)

Ada 5 (lima) kelompok mikotoksin yang sering terdapat pada pangan:

1. kelompok Aflatoksin

2. kelompok Fumonisin

3. Deoxynivalenol / nivalenol (DON)

4. Zearalenone

5. Ochratoxin

MIKOTOKSINPerbedaan sifat-sifat kimia, biologik dan toksikologik tiap mikotoksin menyebabkan adanya perbedaan efek toksik yang ditimbulkannya. Selain itu, toksisitas ini juga ditentukan oleh:

(1)dosis atau jumlah mikotoksin yang dikonsumsi;

(2)rute pemaparan;

(3)lamanya pemaparan;

(4)spesies;

(5)umur;

(6) jenis kelamin;

(7)status fisiologis, kesehatan dan gizi; dan

(8) efek sinergis dari berbagai mikotoksin yang secara bersamaan terdapat pada bahan pangan

MIKOTOKSIN KOMODITI JAMUR PENGHASILPENGARUH YG DITIMBULKAN

Aflatoksin (B1, B2, G1, G2)

Jagung, kacang, bijian lain dan hasil olahnya

Aspergillus flavusAspergillus parasiticus

Karsinogenik, embriotoksik

Aflatoksin M1 dan derevatnya Susu

Pakan yg mengandung AFB

Karsinogenik

Fumonisins ( B1,B2 )

Jagung, gandum dan beberapa bijian lain

Fusarium moniliforme KarsinogenikAcut

ZearalenoneJagung, gandum, barley

Fusarium graminearumF. CulmorumF. crookwellense

KarsinogenikSistem reproduksi

DeoxynivalenolNivalenol

Jagung, gamdum, barley Idem zearalenone idem

Ochratoxin A(OTA)

Kopi, coklat, gandum

Aspergillus ochraceusPenicillium vericosum karsinogenik

KEBERADAAN KE LIMA MIKOTOKSIN PADA PANGAN

PLANT CROP Fungal growth & toxin production

Insect bird & rodent damageAgricultural biocidesMicrobial interaction HARVEST

Intrinsic factors Extrinsic factors Environmental condition

STORAGE Fungal growth & toxin production

Other componentplant origin PROCESSINGspices, herbs (resistant?)

Feed for animals

Processed foods Meat & milk

Waste / by products HUMANSIM

PLIF

IED

DIA

GR

AM

TH

E R

OU

TE O

F M

YC

OTO

XIN

S

CO

NTA

MIN

ATIO

N I

N F

OO

D (

Sard

jono,2

00

3)

FIELD FUNGI :

A. tereus (4%)A. versicolor (7)Fusarium equiseti (7%)F. longipes (13%)F. solani (5%)Nigrosora oryzae (4%)Rhizopus oryzae (75%)

SPOILAGE FUNGI

Aspergillus niger (80%)A. tamarii (38%)A. wentii (7%)E. chevalieri (63%)E. rubrum (62%)Chaetomium globusum (5%)P. funiculosum (4%)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

Aspergillus flavus (98%)A. fumigatus (3%)A. ochraceus (4%)P. citrinum (55%)F. semitectum (14%)

FIELD FUNGI :

Curvularia fallax (7)C. pallescens (6)Lasiodiplodia theobroma (38)Nigrospora oryzae (11) Penicillium funiculosum(5)P. oxalicum (10) Rhizopus oryzae (33)R. stolonifer (6)

SPOILAGE FUNGIAspergillus candidus (5)A. niger (65)A.tamarii (21)A. wentii (10)Chaetomium funicola (9)C. globusum (11)Eurotium chevalieri (48)E. rubrum (54)E. repens (5)Trichoderma harzianum(6)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

A. flavus (80)Fusarium moniliforme(73)F. semitectum (34)F. proliferatum (7)Penicillium citrinum (45)

FIELD FUNGI

A. penicilloides (4)A. restrictus (29)Cladosporium spp (17)Curvularia geniculata (7)C. verruculosa (8)Lasiodiplodia theobromae (25)Nigrosora oryzae (13)Rhizopus oryzae (13)

SPOILAGE FUNGI

Aspergillus candidus (10)A. niger (35)A. restrictus (29)A.tamarii (15)A. wentii (10)Chaetomium funicola (23)C. globusum (35)Eurotium amstelodami (13)E. chevalieri (19)E. rubrum (60)Phoma spp (25)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

Aspergillus flavus (81)F. semitectum (46) P. citrinum (23)

FIELD FUNGI :

Absidia corymbifera (16)Nigrosora oryzae (21)Rhizopus oryzae (32)R. stolonifer (37)Syncephalastrumracemosum (16)

SPOILAGE FUNGI

Aspergillus niger (84)A. tamarii (32)A. wentii (37)E. chevalieri (26)E. rubrum (89)Chaetomium globusum (37)P. aethiopicum (16)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

Aspergillus flavus (95)A. versicolor (21)P. citrinum (53)F. semitectum (14%)

KEMIRI (Aleurities mollucana)

FIELD FUNGI :

Bipolaris maydis (14)B. oryzae (23)Cladosporium cladosporoides (11)Curvularia geniculata (14)C. verruculosa (14)Nigrosora oryzae (37)Phoma spp (23)Trichoconiella padwickii (13)

SPOILAGE FUNGI

A. niger (17)A.tamarii (17)Eurotium chevalieri (11)E. rubrum (17)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

Aspergillus flavus (80)F. semitectum (63P. citrinum (23)P. oxalicum (17)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

Aspergillus flavus (34)A. fumigatus (9)A. versicolor (6)F. semitectum (4)P. citrinum (16)P. islandicum (5)

SPOILAGE FUNGI

A. niger (6)A. sydowii (4)Eurotium chevalieri (18)E. rubrum (16)

FIELD FUNGI :

Alternaria longissima (4)Cladosporium cladosporoides (6)Curvularia geniculata (4)Nigrosora oryzae (4)Trichoconiella padwickii (17)

PADDY RICE

MILLED RICE

FIELD FUNGI

Paecilomyces variotii (40)

SPOILAGE FUNGI

A. niger (60)A.tamarii (90)A. sydowii (80)Emericella nidulans (35)Eurotium chevalieri (70)

MYCOTOXIGENIC FUNGI

Aspergillus flavus (90)A. versicolor (70)P. citrinum (50)

PEPPER

1.Aflatoksin• Aflatoksin berasal dari singkatan Aspergillus

flavus toxin. Toksin ini pertama kali diketahui berasal dari kapang Aspergillus flavus yang berhasil diisolasi pada tahun 1960.

• A. 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 pada kisaran suhu yang jauh, yaitu berkisar dari 10-120C sampai 42-430C dengan suhu optimum 320-330C dan pH optimum 6.

AFLATOKSIN

• Toksin yang dihasilkan oleh jamur Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus

• Toksin yang dapat menyebabkan kerusakan pada hati, serta bersifat karsinogenik yang memicu timbulnya kanker (Marth, 1990)

Serangan cendawan 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 cendawan A. flavus pada berbagai jenis serealia dapat menyebabkan berbagai pengaruh yaitu timbulnya penyakit seperti hepatocarcinoma (aflatoksin akut), kwashiorkor, reye!s syndrome, dan kanker hati.

Pada umumnya, aflatoksin dibentuk oleh 2 jenis kapang yaitu Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus. 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

Sedikitnya 13 jenis aflatoksin telah diketahui, dan aflatoksin B1 merupakan jenis aflatoksin yang paling berbahaya.

Walaupun keberadaan A. flavus tidak selalu berkorelasi dengan level aflatoksin, tetapi keberadaan A. flavus di dalam suatu jenis pangan bisa menjadi indikasi adanya potensi pembentukan aflatoksin.

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

Sebagian besar negara termasuk Amerika Serikat menetapkan 20 ppb sebagai batas maksimal kandungan aflatoksin di dalam pangan, sementara masyarakat ekonomi Eropa (European Economic Community, EEC) pada 1999 menetapkan kandungan aflatoksin total adalah 4.0 ppb dan AFB1 sebesar 2.0 ppb).

Diantara keempat jenis aflatoksin tersebut AFB1

memiliki efek toksik yang paling tinggi. Mikotoksin ini bersifat karsinogenik, hepatatoksik dan mutagenik sehingga menjadi perhatian badan kesehatan dunia (WHO) dan dikategorikan sebagai karsinogenik gol 1A.

Selain itu, aflatoksin juga bersifat immunosuppresif yang dapat menurunkan sistem kekebalan tubuh.

Berbagai hasil penelitian mengenai efek biologik aflatoksin menunjukkan bahwa aflatoksin mempunyai kemampuan untuk menginduksi kanker pada hati ikan, burung, dan mamalia dibandingkan dengan bahan-bahan kimia yang dapat menimbulkan kanker hati. Hal ini menunjukkan bahwa mengkomsumsi bahan pangan yang telah terkontaminasi aflatoksin sangat berbahaya.

Berbagai Negara telah menentukan standar batas minimum mikotoksin pada jagung seperti China, Malaysia, dan Singapura, masing-masing 20 ppb, 35 ppb, 5 ppb. Batas maksimum Aflatoksin yang diperbolehkan pada makanan di Indonesia berdasarkan pada Keputusan Kepala BPOM RI No Hk. 00.05.1.4057, AFB1 adalah 20 ppb.

Di Indonesia, aflatoksin merupakan mikotoksin yang sering ditemukan pada produk-produk pertanian dan hasil olahan . Selain itu, residu aflatoksin dan metabolitnya juga ditemukan pada produk peternak seperti susu, telur, dan daging ayam. Sudjadi et al (1999) melaporkan bahwa 80 diantara 81 orang pasien (66 orang pria dan 15 orang wanita) menderita kanker hati karena mengkonsumsi oncom, tempe, kacang goring, bumbu kacang, kecap dan ikan asin. AFB1, AFG1, dan AFM1 terdeteksi pada contoh liver dari 58% pasien tersebut dengan konsentrasi diatas 400 µg/kg.

Bahaya aflatoksin terdiri dari bahaya akut dan subkronik letal. Bahaya akut meliputi sirosis hati dan kematian, sedangkan bahaya subkronik letal meliputi kanker, peningkatan toksisitas virus hepatitis B, dan penekanan sistim imun serta berbagai gangguan gizi. Bahaya akut terjadi apabila terpapar aflatoksin dosis tinggi (minimal 1 ppm); bahaya kronik kanker terjadi apabila terpapar aflatoksin dengan dosis berapa pun.

Peningkatan toksisitas pada kondisi virus hepatitis B positif tidak diketahui dosis spesifiknya sementara itu, penghambatan imunitas dan berbagai gangguan gizi pada manusia terjadi apabila tjd paparan aflatoksin berdosis rendah (minimal 0,2 ppm).

AFLATOKSIN

• Dapat terbentuk pada tahap pra-panen, panen, pasca panen, penyimpanan.

• Menurunkan kualitas• Kendala dalam perdagangan internasional

(Standard max: 20 ppb)• Menyebabkan gangguan kesehatan

Aflatoksin

Dampak Aflatoksin • Sasaran utama aflatoksin

– Kerusakan hati– Pembengkakan hati

• Sifat karsinogenik – Timbulnya penyakit kanker

• Mempunyai hubungan sinergik dengan virus hepatitis B and C

• Menghambat pertumbuhan anak • Menurunkan sistem kekebalan

– rawan terserang penyakit.• Pada ternak

– turunnya produktivitas (susu, daging, telur),– nafsu makan turun, berat badan turun,– mengkontaminasi susu.

Cemaran Aflatoksin pada Jagung

• Kondisi cemaran aflatoksin pada jagung relatif tinggi • Sampel jagung yang diambil pada petani, pedagang dan

pengumpul, 23% mengandung cemaran aflatoksin 20-100 ppb, dan 12% mengandung cemaran aflatoksin lebih dari 100 ppb (Rahayu et al., 2003).

Saat Panen

• Saat panen kandungan aflatoksin antara 0-14 ppb.

• Penundaan waktu pengeringan sampai 2 hari dapat meningkatkan aflatoksin dari 14 ppb menjadi 94 ppb.

• Untuk mengatasi hal tersebut maka jagung perlu dikeringkan segera hingga kadar air biji dibawah 14% (Rahmiana et al., 2006).

Jagung dengan kadar aflatoksin tinggi (> 400 ppb)Jagung dengan kadar aflatoksin tinggi (> 400 ppb)

Aspergillus flavus

Jagung dengan kadar aflatoksin tinggi (> 400 ppb)Jagung dengan kadar aflatoksin tinggi (> 400 ppb)

Aflatoxigenic A. flavus

Hasil : 100 % jagung terinfeksi jamur, yang didominasi oleh miselia putih, Aspergillus, dan Penicillium

Uji tingkat cemaran jamur

Orange-yellow reverseat AFPA media potential aflatoxigenic

fungi (A. flavus/A.parasiticus )

Jagung terinfeksi jamur dan jamur yang berpotensi menghasilkan aflatoksin

SampeSampell

0-20 0-20 ppbppb

20-100 20-100 ppbppb

>100 >100 ppbppb

MarningMarning 4141 36 36 (88%)(88%)

5 (12%)5 (12%) 00

EmpingEmping 1515 13 13 (87%)(87%)

2 (13%)2 (13%) 00

Beras Beras jagungjagung

99 1 (11%)1 (11%) 8 (89%)8 (89%) 00

Produk lainProduk lain 1010 8 (80%)8 (80%) 2 (20%)2 (20%) 00

TOTALTOTAL 7575 58 58 (77%)(77%)

17 (23%17 (23% 00

Cemaran aflatoksin pada produk berbasis jagung Cemaran aflatoksin pada produk berbasis jagung yang dijual di Jatim dan beberapa daerah lainyang dijual di Jatim dan beberapa daerah lain

Menangkal bahaya aflatoksin

• Di tingkat usaha tani: pengairan, kesehatan dan panen tepat waktu

• Di tingkat perdagangan: pengeringan secepatnya, hindari luka pada biji,

membuang biji jelek, simpan pad kondisi sejuk-kering-bersih

• Di pengolahan: pilih yang bermutu baik yaitu tidak rusak secara fisik (bisa karena luka, pecah, keriput) atau secara biologis (busuk, berubah warna)

Proses pengolahan yang dapat menurunkan kadar aflatoksin

• Perlakuan dengan basa (Ca(OH)2) dengan konsentrasi yang beragam.

• Perebusan • Amoniasi (pakan)• Untuk jagung yang tinggi kadar aflatoksinnya

dapat digunakan untuk produksi bioetanol

2.Okratoksin• Okratoksin, terutama Okratoksin A (OA) diketahui

sebagai penyebab keracunan ginjal pada manusia maupun hewan, dan juga diduga bersifat karsinogenik. 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, OA juga dapat dihasilkan oleh Penicillium viridicatum (Kuiper-Goodman, 1996) yang terdapat pada biji-bijian di daerah beriklim sedang (temperate), seperti pada gandum di eropa bagian utara.

• P.viridicatum tumbuh pada suhu antara 0 – 310 C dengan suhu optimal pada 200C dan pH optimum 6 – 7. A.ochraceus tumbuh pada suhu antara 8 – 370C. 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.

• Hal penting yang berkaitan dengan perdagangan komoditas kopi di pasar internasional adalah bahwa sebagian besar negara pengimpor/ konsumen kopi mensyaratkan kadar OA yang sangat rendah atau bebas OA.

• Selain pada produk tanaman, ternyata OA dapat ditemukan pada berbagai produk ternak seperti daging babi dan daging ayam. Hal ini karena OA bersifat larut dalam lemak sehingga dapat tertimbun di bagian daging yang berlemak.

• Manusia dapat terekspose OA melalui produk ternak yang dikonsumsi.

3.Zearalenon• Zearalenon adalah toksin estrogenik yang dihasilkan oleh kapang

Fusarium graminearum, F.tricinctum, dan F. moniliforme. Kapang ini tumbuh pada suhu optimum 20 – 250C dan kelembaban 40 – 60 %. Zearalenon pertama kali diisolasi pada tahun 1962. Mikotoksin ini cukup stabil dan tahan terhadap suhu tinggi.

• Hingga saat ini paling sedikit terdapat 6 macam turunan zearalenon, diantara nya α-zearalenol yang memiliki aktivitas estrogenik 3 kali lipat daripada senyawa induknya. Senyawa turunan lainnya adalah 6,8-dihidroksizearalenon, 8-hidroksizearalenon, 3-hidroksizearalenon, 7-dehidrozearalenon, dan 5- formilzearalenon. Komoditas yang banyak tercemar zearalenon adalah jagung, gandum, kacang kedelai, beras dan serelia lainnya.

4.Trikotesena• Mikotoksin golongan trikotesena dihasilkan oleh kapang

Fusarium spp., Trichoderma, Myrothecium, Trichothecium dan Stachybotrys. Mikotoksin golongan ini dicirikan dengan adanya inti terpen pada senyawa tersebut. Toksin yang dihasilkan oleh kapang-kapang tersebut diantaranya adalah toksin T-2 yang merupakan jenis trikotesena paling toksik. Toksin ini menyebabkan iritasi kulit dan juga diketahui bersifat teratogenik. Selain toksin T-2, trikotesena lainnya seperti deoksinivalenol, nivalenol dapat menyebabkan emesis dan muntah-muntah (Ueno et al., 1972 dalam Sinha, 1993).

5.Fumonisin• Fumonisin termasuk kelompok toksin fusarium

yang dihasilkan oleh kapang Fusarium spp., terutama F. moniliforme dan F. proliferatum. Mikotoksin ini relatif baru diketahui dan pertama kali diisolasi dari F. moniliforme pada tahun 1988 (Gelderblom, et al., 1988). Selain F. moniliforme dan F. proliferatum, terdapat pula kapang lain yang juga mampu memproduksi fumonisin, yaitu F.nygamai, F. anthophilum, F. diamini dan F. napiforme.

• F. moniliforme tumbuh pada suhu optimal antara 22,5 – 27,50 C dengan suhu maksimum 32 – 370C. Kapang Fusarium ini tumbuh dan tersebar diberbagai negara didunia, terutama negara beriklim tropis dan sub tropis. Komoditas pertanian yang sering dicemari kapang ini adalah jagung, gandum, sorgum dan berbagai produk pertanian lainnya.

• Hingga saat ini telah diketahui 11 jenis senyawa Fumonisin, yaitu Fumonisin B1 (FB1), FB2, FB3 dan FB4, FA1, FA2, FC1, FC2, FP1, FP2 dan FP3. Diantara jenis fumonisin tersebut, FB1 mempunyai toksisitas yang dan dikenal juga dengan nama Makrofusin. FB1 dan FB2 banyak mencemari jagung dalam jumlah cukup besar, dan FB1 juga ditemukan pada beras yang terinfeksi oleh F.proliferatum.

• Keberadaan kapang penghasil fumonisin dan kontaminasi fumonisin pada komoditi pertanian.

• Meskipun kontaminasi fumonisin pada hewan dan manusia belum mendapat perhatian di Indonesia, namun keberadaannya perlu diwaspadai mengingat mikotoksin ini banyak ditemukan bersama-sama dengan aflatoksin sehingga dapat meningkatkan toksisitas kedua mikotoksin tersebut .