TINJAUAN PUSTAKA Aflatoksin

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Aflatoksin Aflatoksin adalah salah satu senyawa toksik yang dihasilkan terutama oleh cendawan Aspergillus flavus dan A. parasiticus. Secara terminologi aflatoksin, berasal dari kata A yang diambil dari kata Aspergillus dan fla dari kata flavus dan kata toksin (toxin) menunjukkan racun, karena pada mulanya racun ini ditemukan pada cendawan A. flavus. Aflatoksin secara kimiawi termasuk derivat kumarin dan merupakan toksin yang dihasilkan oleh cendawan (mikotoksin). Mikotoksin merupakan metabolit sekunder dari cendawan tertentu yang mempunyai kerja toksik terhadap hewan-hewan berderajat tinggi dan manusia (Schlegel 1994). Menurut Leeson dan Summers (2001), metabolit primer adalah metabolit yang dihasilkan oleh cendawan untuk pembentukan biomassa dan membangkitkan energi untuk keperluan metabolisme primer, sedangkan metabolit sekunder biasanya terbatas pada spesies tertentu (strain tertentu) dan dihasilkan setelah fase pertumbuhannya stabil dan biasanya bersamaan dengan perubahan bentuk seperti sporulasi. Metabolit sekunder termasuk pigmen dan senyawa aktif yang mampu melawan mikroorganisme (antibiotika), tumbuhan (fitotoksin) atau hewan/manusia (mikotoksin). Cendawan yang menghasilkan aflatoksin adalah cendawan dari kelas Ascomycetes (cendawan pipa) seperti A. flavus, A. parasiticus, A. oryzae dan cendawan lain yang dapat menyerang semua bahan makanan (kacang tanah, padipadian, buah yang mengandung minyak, bahan pakan). A. candidus dan A. flavus mampu menghasilkan aflatoksin selama penyimpanan biji-bijian karena suhu pertumbuhannya bisa mencapai 50 ºC sampai 55ºC (Syarief et al. 2003). Aflatoksin ditemukan pada tahun 1960, setelah terjadi kematian kalkun sebanyak ekor di Inggris, dan tingginya kejadian penyakit hati pada bebek di Kenya dan budidaya ikan trout di Amerika Serikat. Ilmuwan Inggris segera melakukan penelitian dan ternyata wabah penyakit tersebut disebabkan oleh racun dari cendawan A. flavus dan A. parasiticus (Pitt 1989). Menurut Lillehoj (1986) terdapat 4 jenis aflatoksin utama yaitu aflatoksin B 1, B 2, G 1 dan G 2. Selain empat jenis utama aflatoksin masih ditambah dua 21

2 metabolit produk dari aflatoksin yakni M 1 dan M 2. Menurut Mariane (1987), rumus kimia untuk 4 jenis aflatoksin adalah C 17 H 12 O 6 (aflatoksin B 1 ), C 17 H 14 O 6 (aflatoksin B 2 ), C 17 H 12 O 7, (aflatoksin G 1 ) dan C 17 H 14 O 7 (aflatoksin G 2 ). Struktur kimiawi berinduk pada cincin kumarin yang kemudian mengikat inti furan di dekatnya menjadi bentuk furan tak jenuh sebagai bisfuran, dengan struktur bangun kimia yang dapat dilihat di Gambar 1. Gambar 1 Struktur bangun kimia (a) aflatoksin B 1, (b) aflatoksin B 2, (c) aflatoksin G 1 dan (d) aflatoksin G 2. Aflatoksin B 1 merupakan senyawa yang berpotensi sebagai hepatotoksin dan hepatokarsinogen yang mampu menyebabkan tumor pada hati mamalia dan unggas. Secara epidemiologi, terdapat hubungan antara kontaminasi aflatoksin pada makanan di Asia dan Afrika dengan meningkatnya kejadian kanker hati pada manusia (Pitt 1989). 22

3 Menurut Diener dan Davis (1969), spesies cendawan penghasil aflatoksin dan jenis aflatoksinnya seperti pada Tabel 1. No Tabel 1 Spesies cendawan penghasil aflatoksin dan jenis aflatoksin * Cendawan Jenis Aflatoksin B1 B2 G1 G2 1 Aspergillus flavus L L L L 2 A. flavus var. columnaris - L Aspergillus orizae L L L L 4 Aspergillus parasiticus L L L L 5 A. parasiticus var. globosus L L L L 6 Aspergillus niger L Aspergillus wentii L Aspergillus rubber L Aspergillus ostianus L - L - 10 Aspergillus ocraceus L Penicillium variabel L Penicillium citrinum L Penicillium frequentans L Rhizopus sp L - L - * : menghasilkan - : tidak menghasilkan Keberadaan kapang toksigenik pada bahan pangan atau pakan tidak secara otomatis menandakan bahwa mikotoksin juga terdapat pada bahan tersebut. Hal ini terjadi karena produksi mikotoksin dipengaruhi oleh ketersediaan nutrien, faktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban (Bahri & Maryam 2004) Pertumbuhan dan aktivitas metabolisme jasad renik membutuhkan air untuk mengangkut zat zat gizi atau bahan bahan limbah kedalam dan keluar sel. Pengurangan aktivitas air atau kelembaban relatif keseimbangan (HRs) akan memperlambat aktivitas metabolisme dan membatasi pertumbuhan cendawan (Syarief et al ). 23

4 Aspergillus spp A. flavus merupakan cendawan yang bersifat thermotoleran, maka seperti cendawan atau bakteri lainya yang tahan hidup pada temperatur tinggi dan dalam kondisi kering. Cendawan dalam musim dingin terdapat dalam tanah dan populasi meningkat selama musim panas. Cendawan menyebar dibantu dengan angin dan serangga. Cendawan berkembang dalam klobot dan masuk ke dalam biji jagung. Kerusakan biji jagung oleh serangga merupakan faktor predisposisi biji terserang cendawan. Tumbuhan yang stress mudah terserang cendawan. Usaha untuk mengontrol serangan cendawan dapat menggunakan irigasi untuk mencegah stres dari tumbuhan dan pengolahan tanah untuk mengurangi inokulasi (Shafey et al. 1999). Penelitian dan Monitoring Aflatoksin di Indonesia Data hasil penelitian dan monitoring dari proyek FAO (Food Agricultural Organisation) Inter Country Cooperation in Post Harvest Technology and Quality Control of Grains yang dilaksanakan pada 13 negara Asia diperoleh data bahwa rata rata kadar aflatoksin pada jagung di Sulawesi Utara secara signifikan lebih tinggi dibandingkan provinsi lainnya, walaupun rata-rata aflatoksin di luar Sulawesi Utara di atas 100 ppb. Jagung merupakan makanan pokok kedua di beberapa daerah di Indonesia (seperti Sulawesi Selatan, dimana konsumsi per kapita untuk setiap hari gram). Dalam studi yang membandingkan kandungan aflatoksin di Jawa Timur, Sulawesi Utara dan Sulawesi Selatan dan menghubungkan dengan sistem pengeringan dan penyimpanan, ditemukan bahwa Sulawesi Utara dan Sulawesi Selatan memiliki kandungan aflatoksin yang lebih tinggi dibandingkan Jawa Timur. Sulawesi Utara menduduki peringkat paling tinggi, karena petani membiarkan jagung secara utuh pada batangnya di ladang untuk dikeringkan selama satu bulan. Demikian pula di Sulawesi Selatan petani menyimpan jagung 1 2 tahun sebelum dijual, walaupun jagung disimpan masih dalam tongkol. Waktu yang panjang dalam penyimpanan dapat meningkatkan pembentukan aflatoksin (Marianne 1987). 24

5 Pengaruh Aflatoksin pada Hewan dan Manusia Pengaruh aflatoksin pada hewan sangat bervariasi tergantung dosis, lamanya terpapar aflatoksin, spesies ternak, jenis ternak dan status ternak. Hewan akan mati jika mengkonsumsi dalam dosis tinggi dan dalam sublethal dosis akan menunjukkan keracunan kronis dan dalam dosis rendah menyebabkan kanker terutama kanker hati pada beberapa spesies hewan. Hewan yang peka terhadap aflatoksin adalah hewan kelas ikan, aves (bebek, kalkun, ayam, dan burung puyuh) dan mamalia seperti babi muda, babi bunting, anjing, kucing, sapi, dan domba (Siriacha 1999). Menurut Loy dan Wright (2003) aflatoksin dalam konsentrasi toksik dalam jagung apabila dimakan ternak akan menimbulkan gejala yang bervariasi seperti muntah-muntah, gangguan pertumbuhan, penurunan kekebalan terhadap infeksi, kegagalan reproduksi, cacat lahir dan kanker. Aflatoksin bersifat teratogenik dan mutagenik, perubahan teratologi ini merupakan bentuk yang masih ringan tetapi secara keseluruhan anak ayam yang mendapatkan perlakuan aflatoksin B 1 memperlihatkan kondisi yang lebih lemah walaupun masih dapat menetas. Pemberian aflatoksin B 1 pada telur ayam bertunas umur 5 hari akan mempengaruhi perkembangan, kehidupan dan daya tetas embrio. Semakin tinggi dosis yang diberikan akan semakin banyak embrio yang mati, dimana telur tidak bisa menetas pada pemberian 125 ng. Pemberian aflatoksin B 1 menyebabkan kelainan morfologi embrio berupa kelainan pada kaki, pertumbuhan terhambat, malabsorbsi kuning telur dan pendarahan pada embrio (Bahri et al. 2005). Manusia terkena aflatoksin jika mengkonsumsi makanan yang terkontaminasi oleh cendawan penghasil aflatoksin. Ugur dan Ilhan (2002) menyatakan bahwa aflatoksin dapat menimbulkan mutasi genetik dengan cara merubah struktur DNA pada sel hati, dimana aflatoksin teroksidasi membentuk epioksid dan akan bereaksi dengan DNA dan terbentuk N7 Guanin. Akibat dari mutasi gen tersebut menimbulkan efek kronis bagi yang memakan makanan yang tercemar aflatoksin. Keracunan aflatoksin berkaitan dengan penyakit kronis pada manusia. Survey pada manusia di Afrika dan Asia telah dinyatakan adanya hubungan positip antara estimasi tereksposnya aflatoksin dengan kejadian kanker hati. 25

6 Primary Liver Cancer (PLC) merupakan penyakit salah satu penyebab kematian oleh kanker di Asia dan Afrika. Penelitian telah dilakukan di penduduk Republik Rakyat China/RRC, Thailand, Philiphina, Kenya, Swaziland, Mozambique, dan Uganda, ditemukan bukti keterlibatan konsumsi aflatoksin terhadap penyebab PLC. Salah satu variabel pokok dalam penelitian tersebut adalah variabel dari infeksi virus hepatitis B kronis dimana menyebabkan kanker dipengaruhi oleh aflatoksin (Siriacha 1999) Jagung Jagung dibawa ke Indonesia oleh bangsa Portugis dan Spanyol pada awal abad 16, yang sedang menjelajah dari Amerika melewati Eropa, India, dan China (Sarono et al. 1999). Jagung berasal dari Meksiko dan menyebar ke utara ke Kanada dan ke selatan ke Argentina. Nenek moyang jagung adalah Teusinte /Zea mexicana. Dengan adanya penjelajahan orang Eropa ke benua Amerika jagung menyebar ke Eropa, Afrika dan Asia (Farnham 2003). Tanaman jagung termasuk anggota famili Gramineae. Jumlah buah jagung antara 1 2 buah per batang dan dalam setiap buah jagung dapat ditemukan 300 sampai biji jagung. Jagung adalah tanaman musim panas. Paling banyak di lapangan ditemukan bahwa umur jagung adalah hari. Tumbuhan jagung membutuhkan sinar matahari langsung dan tidak tumbuh dengan baik jika di bawah naungan (Farnham 2003). Jagung dipanen dalam keadaan matang, mengandung kadar air 22% 25% dan dikeringkan secara buatan mencapai 15% 16% untuk disimpan dan dijual (Stanley 2003). Jagung dalam matang fisiologis masih dalam kadar air tinggi (diatas 35%), dan terjadi pengeringan jika dibiarkan tetap tinggal di batang, hanya saja mudah diserang oleh serangga dan cuaca. Keamanan selama penyimpanan tergantung pada kondisi biji, jenis, kondisi penyimpanan dan iklim. Biji jagung dapat disimpan lebih dari satu tahun jika kadar air 13% (Watson 2003). Dharmaputra (1999) meneliti kandungan aflatoksin pada beras, jagung, kacang tanah, bungkil kedelai, lada hitam, lada putih, biji coklat, kopra dan tepung kopra yang berasal dari petani, pedagang, pengecer, eksportir dan gudang Bulog. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar aflatoksin tinggi ditemukan 26

7 pada jagung dan kacang tanah, kadar aflatoksin relatif rendah pada bungkil kedelai, aflatoksin tidak selalu ditemukan pada kopra dan tepung kopra dan aflatoksin tidak ditemukan pada lada hitam dan lada putih. Aktivitas Air Aktivitas air (a w ) merupakan kosep fisika-kimia, pertama kali dikenalkan oleh seorang ahli mikrobiologi, Scott (1957). Aktivitas air merupakan perhitungan hubungan secara efektif antara kadar air dalam makanan dengan kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh di dalamnya. Aktivitas air dapat dihitung dengan perbandingan : a w = p/p 0 dimana p : tekanan parsial uap air pada material yang diuji p 0 : tekanan jenuh air dalam kondisi yang sama. Aktivitas air secara angka sama dengan kelembaban relatif seimbang (equilibrium relative humidity) dalam bentuk desimal (Pitt dan Hocking 1997). Pertumbuhan dan aktivitas metabolisme jasad renik membutuhkan air untuk mengangkut zat-zat gizi atau bahan-bahan limbah kedalam dan keluar sel. Seluruh aktivitas ini memerlukan air dalam bentuk cair. Air yang mengalami kristalisasi dan membentuk es atau air yang terikat secara kimiawi dalam larutan gula atau garam tidak dapat digunakan oleh jasad renik. Pengurangan aktivitas air atau kelembaban relatif keseimbangan (HR s ) akan memperlambat aktivitas metabolisme dan mengatasi pertumbuhan. Titik kritis ambang batas toleransi minimum pertumbuhan cendawan dan khamir adalah pada nilai aw sekitar 0.62 (Syarief et al. 2003). Faktor ekologis yang mempengaruhi pertumbuhan cendawan adalah aktivitas air (a w ) dan kadar air, suhu, substrat, O 2, CO 2, interaksi mikrob, kerusakan mekanis, infestasi serangga, jumlah spora dan lama penyimpanan. Jumlah air bebas yang dibutuhkan oleh cendawan untuk pertumbuhannya ditetapkan oleh aktivitas air (a w ). Semua cendawan termasuk yang toksigenik mempunyai a w minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhannya. Aktivitas air 0.70 merupakan a w minimum pembentukan koloni semua spesies cendawan dalam penyimpanan (Ominski et al. 1994). 27

8 Alur Penjualan Menurut Sarono et al. (1999) alur penjualan jagung di Jawa Timur pada tahun 1986, digambarkan pada Gambar 2. PABRIK PAKAN INDUSTRI TEPUNG JAGUNG SEBAGAI BAHAN TAMBAHAN INDUSTRI MAKANAN PETERNAKAN PEDAGANG BESAR PENGUMPUL PEDAGANG LANGSUNG KE PETANI PETANI Gambar 2 Alur pemasaran jagung di Provinsi Jawa Timur. Pedagang membeli jagung dari petani kemudian dijual ke kolektor dan kolektor menjual ke pedagang besar, kadang kala beberapa kolektor membeli langsung ke petani. Jagung dibeli masih dalam keadaan tertanam tegak di ladang. Pedagang maupun kolektor mengestimasi volume produksi jagung di ladang dan membayar sesuai harga pasar saat itu, biasanya pedagang maupun kolektor menanggung biaya pemanenan dan petani mendapatkan tugas untuk pengeringan. Pedagang besar kemudian menjual ke industri makanan, industri pakan, industri tepung jagung untuk bahan tambahan kopi, dan kadangkala dijual langsung ke peternak. Di beberapa tempat pedagang maupun kolektor menyediakan benih maupun pinjaman untuk menjamin bahwa jagungnya akan dijual ke mereka. Ternak utama yang mengkonsumsi jagung dalam pakannya adalah ternak unggas, babi dan sapi perah. Industri ternak unggas mulai tumbuh sejak 1975 dengan dibukanya impor bibit unggul dan dibukanya kesempatan investasi baik PMDN maupun PMA. Berkat kebijakan ini, industri pembibitan dan industri pakan skala besar mulai bermunculan. Permintaan jagung sangat besar untuk 28

9 pakan ternak unggas. Konsumsi jagung untuk industri pakan ternak meningkat dari sekitar 1.1 juta ton pada tahun 1990, menjadi 3.3 juta ton pada tahun 1996 dan meningkat menjadi 7.8 juta ton pada tahun 2000 (Erwidodo et al. 2003). Pemerintah tidak memiliki program pembelian jagung untuk menstabilkan harga, tidak seperti pada beras. Pemasaran jagung di biarkan sesuai pasar bebas, sehingga harga tidak stabil. Kelompok tani lemah dalam kegiatan pemasaran, sehingga daya pengaruhnya juga lemah (Sarono et al. 1999). Penyimpanan Proses penyimpanan merupakan salah satu pemrosesan pasca panen dari bahan-bahan pertanian. Banyak faktor yang mempengaruhi kerusakan hasil pertanian pasca panen. Menurut Bala (1997) faktor-faktor tersebut dapat dikelompokan menjadi faktor internal dan faktor eksternal. Komposisi kimiawi, sifat karakteristik biji-bijian hasil pertanian merupakan faktor internal, sedangkan faktor eksternal masih dapat dibagi menjadi faktor fisik (temperatur dan kelembaban), kimiawi (kadar oksigen, kadar karbondioksida), biologis (bakteri, jamur, serangga, hewan pengerat) dan manusia (metode penanganan, sistem penyimpanan, pengangkutan, desinfeksi dan sebagainya). Hal yang tidak menguntungkan dalam penyimpanan adalah hilangnya nutrien atau zat-zat tertentu yang dibutuhkan baik oleh ternak maupun manusia selama proses penyimpanan. Ada dua variabel penting dalam penyimpanan yaitu suhu ruang dan kadar air (Bala 1997). Suhu optimum dan waktu memproduksi aflatoksin oleh A. flavus adalah 25 C dalam waktu 7 9 hari, suhu 30 C dalam waktu 5 7 hari dan pada suhu 20 C dibutuhkan waktu hari. A. parasiticus memproduksi aflatoksin B 1 pada suhu 30 C sampai 35 C, dan memproduksi G 1 pada suhu 25 C sampai 30 C. Sebagian besar total aflatoksin diproduksi pada suhu 25 C sampai 30 C selama masa inkubasi 7 15 hari (Diener & Davis 1969). 29