Jenis-jenis Mikotoksin yang Diproduksi oleh

Aspergillus, Fusarium, dan Penicillium

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 toxin, contoh : zearalenon dan

deoksinivalenol) ataupun sebelum dan sesudah panen, selama transportasi dan

penyimpanan, (storage toxins, contoh : aflatoksin dan okratoksin). Umumnya, jamur-

jamur tersebut tumbuh pada kisaran suhu 10 – 40°C, pH 4 – 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,

Penicillium dan Fusarium. Spesies Fusarium mengkontaminasi bahan pangan pasca

panen, sedangkan spesies Penicillium dan 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 dan A. Nominus, toksin

tersebut adalah turunan dari 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. 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

pada kisaran suhu yang jauh, yaitu berkisar dari 10-12oC sampai 42-43oC dengan suhu

optimum 32-33oC 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.

parastikus, dimana “dia” baru akan tumbuh pada suhu antara 8 sampai 37o C, dengan

suhu optimum yaitu 24 sampai 37oC, dan okratoksin baru akan diproduksi pada suhu

antara 12 – 37oC dan optimum pada suhu 31oC. 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

jenis ini dapat tumbuh baik sampai suhu 37oC, tetapi suhu optimum Aspergillus

versicolor sekitar 29oC. Makin lama inkubasi makin banyak dihasilkan sterigmatosistin.

Dengan subtrat yang cocok, hasil sterigmatosistin terbaik antara suhu 20oC sampai lebih

32oC, 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

pada suhu 0oC juga dapat tumbuh pada suhu -2 sampai -3oC, namun suhu optimum

pertumbuhannya yaitu pada suhu 250C dan maksimum 35oC. 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

pada kondisi suhu mesopilik yaitu pada suhu antara 5-40oC, dengan suhu optimum antara

26 – 30oC. 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

diiinfeksi oleh jenis jamur ini. Temperatur inkubasi optimum sekitar 300C 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.

2. Diketahui bahwa inkubasi optimum Jamur Penicilium inlandicum adalah 30oC dalam

waktu dua minggu. Dalam pencegahan perlu dihindari suhu dan waktu sebagaiman

diatas, penyimpanan dingin di bawah 30oC 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