MIKOTOKSIN

         PENGERTIAN
Mikotoksin, cukup familiar kita mendengar istilah ini. Mikotoksin bisa dimaknai sebagai zat metabolit sekunder yang dihasilkan oleh jamur dan bersifat racun (toksik). Lebih lengkapnya, mikotoksin didefinisikan sebagai produk alami dengan bobot molekul rendah yang dihasilkan sebagai metabolit sekunder dari cendawan berfilamen dan dapat menyebabkan penyakit bahkan kematian pada manusia, hewan, tumbuhan, maupun mikroorganisme lainnya.

Saat terkonsumsi ayam, produktivitas ayam akan menurun, baik berupa hambatan pertumbuhan, penurunan produksi telur atau bahkan kematian. Tidak hanya itu, zat metabolit ini juga berperan sebagai immunosuppressant, yakni agen yang mampu melemahkan sistem kekebalan tubuh maupun menjadikan respon tubuh dalam pembentukan antibodi hasil vaksinasi kurang optimal. Akibatnya tubuh ayam menjadi lebih mudah terinfeksi bibit penyakit.
         JENIS-JENIS MIKOTOKSIN
Terdapat beberapa jenis mikotoksin utama yang sering merugikan manusia, yaitu
aflatoksin, citrinin, ergot alkaloid, fumonisin, ochratoxin, patulin, trichothecene, dan zearalenone.
Tabel 1. Jenis Mikotoksin, sumber dan bahaya yang sering terkontaminasi
Mikotoksin
Jamur yang memproduksi
Bahan yang sering terkontaminasi
Aflatoksin
Aspergillus flavus
Jagung, biji kapok, kacang, kedelai
Aspergillus parasiticus
Citrinin
Penicillium citrinum
jagung, beras, gandum, barley, dan gandum hitam
Spesies monascus
Ergot alkaloid
Claviceps purpurea
Gandum, hewan ternak
Fumonisin
Fusarium verticilloides
jagung
Fusarium graminearum
Ochratoksin A
Aspergillus ochraceus
Gandum, barley,oats, jagung, dll
Aspergillus nigri
Penicillium verrucosum
Patulin
Fusarium miniliformin
Jagung
Trichothecenes
Fusarium graminiearum
Jagung, gandum, barley
Fusarium culmorum
Zearalenone
Fusarium graminearum
Jagung, gandum, barley, rumput

Tabel 2. Jenis mikotoksin, struktur kimia
Jenis mikotoksin
Struktur kimia
Aflatoksin

Citrinin

Ergot alkaloid

Fumonisin

Ochratoksin A

Patulin

Trichothecenes

Zearalenone


         ERGOT ALKALOID
         Sejarah Penemuan
Sejak pada abad pertengahandi Eropa, manusia keracunan akibat mengkonsumsi roti gandum, yang terbuat dari gandum yang telah terinfeksi ergot.
Di Perancis selama revolusi keracunan akibat ergot mulai dikenal. Pada tahun 1976 Linnda R. Caporael mengemukakan bahwa gejala histeris (kejang) yang dialami seorang perempuan muda saat itu menurutnya diakibatkan mengkonsumsi makanan yang mengandung ergot. Namun, Nicholas P. Spanos dan Jack Gottlieb, setelah melakukan peninjauan secara medis meragukan kesimpulannya.
Kykeon adalah jenis minuman yang dulu  dikonsumsi oleh orang Yunani kuno yang pertama kali disintesis oleh ahli kimia dari Swiss, yaitu Albert Hofmann, pada tahun 1938 yang di dalamnya mengandung ergot alkaloid.

         Sekilas tentang Alkaloid Ergot
         Alkaloid ergot adalah mikotoksin yang menyebabkan penyakit halusinasi bagi hewan dan manusia, yang disebabkan aktivitas asam lisergat dalam kandungannya, yang mempengaruhi syaraf-syaraf di kepala sehingga mengakibatkan halusinasi yang bisa dikatakan berbahaya.
         Dipruduksi beberapa keluarga fungi
         Merupakan kelompok alkaloid ergoline, dikelompokkan menjadi 2 golongan, golongan amida asam lisergat, yang terkandung dalam keluarga Clavicipitacieae, dan golongan alkaloid clavine, yang terkandung dalam Aspergillus fumingatus


         Sintesis Ergot
         Sintesis Ergot Alkaloid pada Fungi
Penelitian telah menunjukkan ada hubungan erat antara proses perkembangan morfologi suatu sel dengan proses sintesis produk alaminya, termasuk metabolit sekunder. Dalam bukunya “The Relationship Between Conidiation and Alkaloid Production in Saprophytic Strains of Claviceps” Pazoutova dan Rehacek menuliskan, pada tahun 1997 telah diketahui bahwa Claviceps purpurea (salah satu spesies penghasil alkaloid ergot) yang termutasi mengalami penurunan kemampuan dalam membentuk konidia dalam media agar-agar. Jamur yang telah termutasi ini diidentifikasi juga menghasilkan racun alkaloid yang lebih sedikit dari keadaan normalnya. Hal ini menunjukkan bahwa sintesis alkaloid ergot pada jamur ergot, terjadi bersamaan dengan proses perkembangan morfologinya (diferensiasi sel). Tidak ada keterangan atau penelitian yang menerangkan pada fasa mana alkaloid ergot ini mulai disintesis, serta mekanisme sintesisnya. Berdasarkan keterangan diatas sintesis alkaloid ergot akan mulai terjadi setelah infeksi jamur pada tanaman host, hingga tahap akhir perkembangan, setelah terbentuk sclerotia. Suatu inti padat, keras, berwarna gelap, berisi kumpulan alkaloid ergot.
  
 
       Gambar 1. Sclerotia, kumpulan alkaloid ergot pada fasa akhir perkembangan jamur.

Jamur ergot mengalami fasa perkembangbiakan spora pada suhu sekitar 18oC pada kondisi kelembaban tinggi. Kondisi ini yang diperkirakan kondusif untuk sintesis alkaloid ergot pada jamur. Enzim yang sampai saat ini telah diketahui terlibat dalam proses sintesis alkaloid ergot adalah:
Enzim
Fungsi
Dimethylallyltryptophan
synthetase  (DMATS)
Membentuk DMAT dari triptofan
Chanoclavine— 1—cyclase
Mengubah Chanoclavine I/ Chanoclavine I aldehide menjadi Agroclavine



Rangkaian reaksi yang terjadi



 
Prekursor utama dalam proses sintesis alkaloid ergot adalah L-triptofan. Tahap awal sintesis adalah prenilasi (gugus yang diberi warna merah) triptofan yang dikatalisis enzim DMATS. Tahap in akan menghasilkan dimetilalil triptofan (DMAT) dengan struktur seperti diatas. DMAT ini selanjutnya diproses lebih lanjut, hingga menghasilkan 3 jenis alkaloid yaitu asam lisergat (diproduksi keluarga Clavicipitaceae) dan jenis fumiglavine yang diproduksi Aspergillus fumigatus. Proses pengubahan dari DMAT menjadi ketiga alkaloid diatas belum jelas mekanismenya, namun terdapat enzim yang berhasil diisolasi pada tahap ini, yaitu Chanoclavine— 1—cyclase, yang mengubah chanoclavine I menjadi argoclavine. Tahap lain yang dapat diperkirakan dari keberadaan enzim ini adalah:





Tahap selanjutnya setelah reaksi diatas, diperkirakan adalah terbentuknya elymoclavine, dengan struktur :




          Pengaruh Nutrien Terhadap Proses Sintesis
          Karbon
Sumber karbon yang sering digunakan adalah glukosa, gliserol, maltose, sukrosa dan galaktosa. Pada dasarnya banyaknya sumber karbon akan memperlambat sintesis alkaloid ergot. Karbon banyak dibutuhkan untuk perkembangan morfologis jamur. Semakin banyak jumlah karbon perkembangan morfologi akan meningkat dengan cepat, sehingga sinteis alkaloid ergot akan lebih lambat, atau bahkan terjadi setelah perkembangan morfologi selesai. Hal in dibuktikan pada Cephalosporium acremonium, jika pada media diberi sumber-sumber karbon yang cepat (mudah didegradasi) seperti glukosa, gliserol, maltosa, pembentukan cephalosporin pada jamur ini akan lebih lambat dari media dengan sumber karbon yang lebih sulit didegradasi seperti sukrosa dan galaktosa.

          Nitrogen
Pada dasarnya sintesis metabolit sekunder tidak depengaruhi oleh nitrogen. Namun beberapa jenis jamur seperti Aspergillus akan terinhibisi oleh keberadaan ion ammonium pada kadar tertentu.

          Pospat
Pospat adalah elemen paling penting dalam proses sintesis alkaloid ergot, karena transport energi sel selalu melibatkan transfer dan pelepasan pospat. Namun kadar pospat yang cukup tinggi  justru akan menghambat kerja enzim DMATS dan chanoclavine—I—cyclase. Pospat dalam kadar 0,3 – 300 mM cukup efektif untuk diferensiasi sel, namun kadar diatas 10 mM justru akan menghambat proses sintesis alkaloid ergot.
           Proses Berhentinya Sintesis
Sintesis alkaloid ergot akan terhenti saat
          Terdapat salah satu (atau seluruh) enzim dalam jalur sintesis yang rusak . Setiap enzim dalam organisme memiliki waktu paruh sendiri-sendiri. Pada saatnya, enzim-enzim tersebut rusak.
          Efek reaksi balik.
Efek reaksi balik adalah terhambatnya sintesis suatu senyawa dalam jalur sintesis alkaloid ergot, akibat banyaknya jumlah senyawa serupa yang sudah ada. Efek reaksi balik pertama pada sintesis alkaloid ergot terjadi pada tahap pertama, dimana enzim DMAT diinhibisi oleh agroclavine dan elymoclavine. Elymoclavine juga menginhibisi enzim selanjutnya, yaitu chanoclavine—I—cyclase. Tipe lain efek reaksi balik pada sintesis alkaloid ergot terjadi pada sintesis triptofan, yaitu pada enzim anthranilate synthetase . Enzim ini di inhibisi pula oleh elymoclavine dan chanoclavine.  Inhibisi ini cukup berpengaruh, karena triptofan adalah prekusor utama dalam sintesis alkaloid ergot. Namun secara umum efek reaksi balik ini tidak terlalu mempengaruhi sinteis alkaloid ergot.

         FUNGSI ALKALOID ERGOT BAGI JAMUR ERGOT
Pada umumnya tidak ada fungsi khusus terhadap organisme yang menghasilkannya,(ergotamine).
         Untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan.
         Untuk mempertahankan diri dari makhluk hidup lain di sekitarnya,(berkompetisi).

         APLIKASI ALKALOID ERGOT BAGI KEHIDUPAN MANUSIA
         Ergot alkaloid memiliki berbagai kegiatan biologis termasuk efek pada sirkulasi dan neurotransmisi. 
         Untuk menginduksi kontraksi rahim dan untuk mengontrol perdarahan setelah melahirkan.  Dimana kerja ergot alkaloid pada aplikasi ini yaitu:
         Mempengaruhi otot uterus berkontraksi terus-menerus sehingga memperpendek pendarahan kala III.
         Menstimulssi otot-otot polos terutama dari pembuluih darah perifer dan rahim.
         Pembuluh darah mengalami vasokonstriksi sehingga tekanan darah naik dan terjadi efek oksitosuk pada kandungan mature.
         Ekstrak ergot  ini juga digunakan dalam farmasi, termasuk alkaloid ergot dalam produk  Cafergot  yang mengandung  kafein dan ergotamine , biasanya untuk mengobati  sakit kepala migrain dan ergometrin.
         Dua obat yang diturunkan dari ergot, adalah  Pergolide dan cabergoline , biasanya  digunakan untuk mengobati penyakit Parkinson yaitu meningkatkan resiko katup jantung bocor .
         Alkaloid regot, dapat dimanfaatkan juga dalam terapi, umumnya diperoleh dari tanaman
          Alkaloid ergot digunakan untuk menstimulasi sistem syaraf simpatik.
         Beberapa alkaloid lisergat seperti halnya ergotamin dan ergobasin digunakan pada terapi kandungan yaitu untuk mengkontraksi uterus pada saat proses melahirkan untuk mengkontraksi uterus postpatu.

         CONTOH LAIN MIKOTOKSIN
         Okratoksin
Diketahui 3 macam Okratoksin, yaitu Okratoksin A (OA), Okratoksin B (OB), dan Okratoksin C (OC).
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 (seperti kopi), kacang-kacangan, buah-buahan (anggur).
         OA juga dapat dihasilkan oleh Penicillium viridicatum yang terdapat pada biji-bijian di daerah beriklim sedang seperti pada gandum di eropa bagian utara
         Selain pada produk tanaman, ternyata OA dapat ditemukan pada berbagai produk ternak seperti daging babi, ayam dan susu.  Hal ini karena OA bersifat larut dalam lemak sehingga dapat tertimbun di bagian daging yang berlemak.
         Zearalenon
         Zearalenon adalah toksin estrogenik yang dihasilkan oleh kapang Fusarium graminearum, F.tricinctum, dan F. moniliforme.  Mikotoksin ini cukup stabil dan tahan terhadap suhu tinggi.
         Hingga saat ini terdapat 6 macam turunan zearalenon, diantara nya α-zearalenol , 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.
         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

         Fumonisin
         Fumonisin termasuk kelompok toksin fusarium yang dihasilkan oleh kapang Fusarium spp, terutama F. moniliforme dan F. proliferatum
         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 dikenal juga dengan nama Makrofusin.
         FB1 dan FB2 banyak mencemari jagung dalam dan pada beras, karena itu mikotoksin jenis fumonisin ini paling berpengaruh pada hasil pertanian Indonesia yang sebagian besar padi dan jagung.
         MANFAAT ALKALOID ERGOT DALAM INDUSTRI
Pada umumnya alkaloid ergot dalam kehidupan, dimanfaatkan sebagai obat-obatan. Sehingga dalam industry alkaloid ergot ini diproduksi sebagai obat-obatan juga. Misalnya untuk pbat:
         Obat analgesik untuk penyakit migran
         Obat untuk menghentikan pendarahan
         Obat mengurangi rasa sakit pada saat melahirkan
         PROSES PRODUKSI OBAT DALAM INDUSTRI
Dalam pembuatan obat-obatan dalam industry, prosesnya adalah:
         Menyiapkan bahan baku, yaitu jamur
         Mengisolasi alkaloid ergot dalam jamur tersebut
         Karena alkaloid ergot masih mengandung racun, untuk itu senyawa alkaloid ergot diturunkan senyawanya menjadi ergotamine. Dengan jalan:







2 komentar:

topik-jambi.blogspot.com mengatakan...

makasih penjelasan tentang mikotoksin yang benar bagus n mantap makash infonya.

Anonim mengatakan...

deoksinivalenol kok ga ada ya?

Poskan Komentar

top