DAMPAK PERUBAHAN CUACA TERHADAP MIKOTOKSIN PADA PRODUK PANGAN

Oleh: Rinto

1.      Mikotoksin dan bahaya yang ditimbulkan

Mikotoksin merupakan kelompok zat kimia beracun yang dihasilkan oleh jamur/kapang yang biasanya tumbuh pada sejumlah tanaman. Mikotoksin dapat diproduksi sebelum proses pemanenan tanaman dan dapat meningkat secara dramatis setelah panen jika kondisi pasca panen menguntungkan untuk pertumbuhan jamur lebih lanjut. Paparan mikotoksin pada manusia dapat terjadi secara langsung melalui konsumsi bahan pangan dari produk pertanian yang terkontaminasi mikotoksin seperti jagung, beras, dan gandum, maupun dari produksi hewan ternak seperti susu. 

Pada dosis tinggi, mikotoksin menghasilkan gejala-gejala akut dan kematian, namun pada dosis yang lebih rendah, mikotoksin tidak menghasilkan gejala klinis yang signifikan untuk kesehatan masyarakat. Beberapa mikotoksin memiliki sifat carcinogenic, immunosuppressive, neurotoxic, estrogenic  ataupun teratogenic activity. Beberapa jenis kapang yang menghasilkan mikotoksin dapat dilihat pada Tabel 1.

Keberadaan mikotoksin pada bahan pangan maupun pakan akibat oleh adanya pembentukan mikotoksin oleh beberapa jamur/kapang. Beberapa jenis kapang yang menghasilkan mikotoksin dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Jenis Kapang dan Mikotoksin yang Dihasilkan

No	Jenis Kapang	Mikotoksin
1	Aspergillus parasiticus	Aflatoxins B1, B2, G1, G2
2	Aspergillus flavus	Aflatoxins B1, B2
3	Fusarium sporotrichioides	T-2 toxin
4	Fusarium graminearum	Deoxynivalenol (or nivalenol) Zearalenone
5	Fusarium moniliforme (F. verticillioides)	Fumonisin B1
6	Penicillium verrucosum	Ochratoxin A
7	Aspergillus ochraceus	Ochratoxin A

Sumber: FAO (2004)

Dilihat dari sifat mikotoksin yang dapat menyebabkan carcinogenic, immunosuppressive, neurotoxic, estrogenic  ataupun teratogenic activity maka beberapa Negara mengatur kandungan mikotoksin pada beberapa bahan pangan/pakan dengan menetapkan batasan maksimumnya.

Tabel 2. Standar maksimum mikotoksin di beberapa Negara

Micotoxin	Bahan panganpakan	Limits in Food or Feed (ug/kg or ppb)
		USA	UE	Jepang	Cina	Indonesia
Aflatoxin,	All foods, except milk	20	2-15	10	-	0,5
Aflatoxin	Rice products	20	10	10	10	-
Aflatoxin M1	Milk	0,5	0,05	10	0,5	0,5
Aflatoxin	Most feed for finishing animals, except swine	300	20	20	-	-
Aflatoxin	Feed for young animals	20	10	10	-	-
Fumonisin B1B2B3	Whole or partially degermed dry milled corn products	4000	1750	-	-	2000
Fumonisin B1B2B3 Popcorn	Popcorn	3000	1750	-	-	1000
Fumonisin B1B2B3	Degermed dry milled corn Products	2000				2000
Ochratoxin	A Dried vine fruits		10			10
Ochratoxin 5	A Cereal grains		5			5
Deoxynivalenol (DON)	Finished wheat for humans	1000	500	1100	1000	1000
Deoxynivalenol (DON)	Grain and by products, Ruminants	10000		4000
Deoxynivalenol (DON)	Grain for swine	5000		1000
Patulin 50 50 50	Apple juice and concentrates	50	50	50	-	50
Patulin	Apple products labeled for Children	50	10		50	10
Zearalenone	Animal feeds	-	-	1000	-	-

Sumber: Benbrook, 2011

Sebagian standar maksimum mikotoksin di USA, UE, Jepang dan Cina belum ditetapkan Indonesia, dan sebaliknya beberapa astandar maksimum mikotoksin di Indonesia tidak diterapkan di beberapa Negara. Hal ini terkait dengan kebijakan Negara masing-masing yang mengatur regulasi mikotoksin dengan mempertimbangkan kepentingan konsumen dan produsennya. Lebih jelasnya, batasan kandungan mikotoksin di Indonesia yang diatur dalam SNI 7385 Tahun 2009, Dalam beberapa tahun terakhir keracunan akut yang disebabkan oleh adanya aflatoksin banyak dilaporkan. Di Kenya terdapat 125 kematian terjadi pada kasus keracunan yang menimpa 317 kasus keracunan akibat mengkonsumsi jagung yang terkontaminasi aflatoksin selama tahun 2004-2006 (Aziz-Baumgartner et al, 2005;.. Nyikal et al, 2004).  Beberapa pengaruh mikotoksin pada manusia dan hewan dapat dilihat pada Tabel 8.

Tabel 8. Pengaruh mikotoksin pada manusia dan hewan

No	Micootoxin	Human health effects	Animal health effects
1	Aflatoxin	Liver cancer	Liver damage
		Acute aflatoxicosis	Immune suppression
		Immune suppression	Reduced weight gain and productivity
		Stunted growth in children	Lower eggshell quality in poultry
2	Fumonisins	Esophageal cancer	Equine leukoencephalomalacia
		Neural tube defects in babies	Porcine pulmonary oedema
		Potentially increased susceptibility to HIV	Immune suppression
			Reduced weight gain and productivity
3	Deoxynivalenol	Gastrointestinal disorders	Gastrointestinal disorders
		Immune disfunctions	Immune disfunctions
		Reduced weight gain and productivity	Reduced weight gain and productivity

Sumber: Wu, et al., 2011

Aflatoksin, yang dihasilkan oleh jamur Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus, adalah racun alami yang paling ampuh menyebabkan kanker hati (Groopman et al., 2008). Aflatoksin dapat mencemari berbagai bahan pangan/pakan termasuk jagung, kacang tanah, biji kapas, dan berbagai rempah-rempah  (Bandyopadhyay et al, 2007.). Untuk orang yang secara kronis terinfeksi hepatitis B atau C virus, konsumsi aflatoksin meningkatkan resiko kanker hati (carsinoma hepatoseluler) hingga tiga puluh kali lipat (Groopman et al., 2008). Aflatoxicosis akut dapat menyebabkan gejala kerusakan pencernaan, kerusakan hati, dan bahkan kematian. Dalam beberapa tahun terakhir, ratusan kasus aflatoxicosis  di Afrika terkait dengan konsumsi jagung (Lewis et al., 2005).

Paparan aflatoksin juga berhubungan dengan immunotoxicity pada manusia (Jolly et al, 2006), selain itu aflatoksin juga menyebabkan pertumbuhan yang terhambat pada anak-anak, disebabkan oleh kerusakan usus (Gong et al.,  2008). Dalam banyak spesies hewan, aflatoksin B1 dapat menginduksi tumor hati dan dikaitkan dengan immunotoxicity, berkurangnya kenaikan berat badan dan produktivitas dengan menurunkan produksi telur dan kualitas cangkang unggas (Bondy dan Pestka, 2000). 

Fumonisins, yang dihasilkan oleh jamur Fusarium verticillioides dan Fusarium proliferatum, adalah kelompok mikotoksin yang terutama mencemari jagung. Penelitian epidemiologi telah dikaitkan dengan peningkatan resiko fumonisin terhadap kanker esofagus pada manusia di Afrika, Amerika Selatan, dan Asia, serta penduduk Afrika Amerika di Charleston, South Carolina (Marasas, 1996). Konsumsi Fumonisin juga telah dikaitkan dengan kerusakan neural tube  (saluran saraf) di sepanjang perbatasan Texas-Meksiko (Marasas et al, 2004, Missmer et al, 2006). Tingkat fumonisin yang tinggi dalam makanan hewan  menyebabkan penyakit leukoen cephalomalacia pada kuda dan pulmonary oedema (paru-paru) pada babi dan berbagai efek merugikan lainnya pada beberapa spesies hewan mulai dari pengaruh pengurangani berat badan, produktivitas serta immunotoxicity (Wu dan Munkvold, 2008). Penelitian terbaru menghubungkan keterkaitan fumonisin di Afrika dengan peningkatan  kerentanan terhadap HIV (Williams et al., 2010).

Deoxynivalenol (DON), juga disebut 'vomitoxin', diproduksi oleh jamur Fusarium graminearum dan Fusarium culmorum. Ini menyebabkan pengaruh disfungsi pencernaan (misalnya anoreksia, muntah, dan mual), pengaruh terhadap
immunotoxicity dan kehilangan produktivitas (Bondy dan Pestka, 2000). Penelitian terbaru menyebutkan adanya pengaruh  DON terhadap fungsi kekebalan dan berat badan pada hewan yang dapat mengakibatkan kerugian ekonomi yang serius jika mengkonsumsi DON dalam kadar yang tinggi dalam makanan (Amuzie dan Pestka, 2010). Bukti toksikosis DON pada manusia jarang dijumpai (Sudakin, 2003), meskipun studi epidemiologis di Cina menunjukkan bahwa DON dapat menyebabkan efek emetik pada manusia (Pestka dan Smolinski, 2004). Studi pada sel-sel usus manusia menunjukkan bahwa DON dapat  mempengaruhi penyerapan zat gizi (Maresca et al., 2002)

2.      Komoditi Potensial tercemar Mikotoksin

Dari bermacam jenis mikotoksin, aflatoksin merupakan salah satu yang paling banyak dibicarakan di Indonesia. Tabel 9 menunjukkan beberapa mikotoksin yang relatif sering dijumpai. Mikotoksin dapat muncul disepanjang alur pengadaanbahan pangan/pakan, mulai dari penanaman, panen sampai penyimpanan. Bisa jadi sebelum bahan pangan/pakan dipanen, sudah terkontaminasi mikotoksin.

Fusarium, penghasil mikotoksin jenis zaeralenone, trichothecenes, fumonisin, merupakan contoh jamur yang paling sering mengkontaminasi selama masa penanaman. Sedangkan jamur yang sering mengkontaminasi selama di gudang penyimpanan ialah Aspergillus dan Penicillium yang menghasilkan aflatoksin dan ochratoxin. Pada umumnya dalam keadaan normal, jamur-jamur tersebut hidup secara saprofit (menumpang pada inang tetapi tidak mengambil makanan dari inang tersebut). Akan tetapi, jika keadaan lingkungan sekitarnya berubah menjadi ideal yaitu suhu udara baik, kelembaban cukup tinggi dan ada substrat yang cocok untuk ditumpangi, maka jamur tersebut akan tumbuh subur dan memproduksi mikotoksin.

Berdasarkan data survei mikotoksin di Asia Tenggara (Indonesia, Malaysia, Filipina, Thailand dan Vietnam) pada 2009, menunjukkan bahwa aflatoksin B1 dan fumonisin paling sering ditemukan mengkontaminasi bahan pangan (jagung, gandum, bekatul, bungkil kedelai, corn gluten meal, DDGS) maupun ransum jadi dengan persentase sampel positif mencapai 52% sampai  58%. Inilah yang menjawab pernyataan kenapa aflatoksin paling familiar di dunia pangan.

Tabel 9. Jenis Mikotoksin dan sumber Bahan yang sering Terkontaminasi

No	Jenis Mikotoksin	Jamur/Kapang	Bahan yang sering terkontaminasi
1	Aflatokxin	Aspergilus flavus Aspergilus paraciticus	Jagung, biji kapuk, kacang, kedelai
2	Ochratoxin A	Aspergilus ochraceus Aspergillus nigri Penicillium verrucoosum	Gandum, barley, oats, jagung
3	Trichothecenes (DON, T-2, DAS)	Fusarium graminearum Fusarium culmorum	Jagung, gandum, barley
4	Zearalenon	Fusarium graminearum	Jagung, gandum, barley, rumput
5	Fumonisin	Fusarium verticibides Fusarium proliferatum	Jagung
6	Moniliformin	Fusarium miniliformin	Jagung
7	Patulin	Penicilium requeforti	Apel, Silase rumput

Sumber: National Research Council (NRC), 2004 dalam www. Infomedion.co.id

3.      Pengaruh Perubahan Cuaca terhadap Mikotoksin

Suhu permukaan bumi yang terus mengalami pemanasan akan berpengaruh terhadap pola iklim, yang tentunya juga menyebabkan perubahan-peruahan di bumi. Kondisi ini menuntut para petani, industri-ndustri makanan, serta pembuat kebijakan harus peduli tentang resiko perubahan mikotoksin baik dalam jangka pendek maupun dalam jangka panjang. Dalam jangka pendek, suhu dan curah hujan dapat mendukung ataupun menghambat pertumbuhan jamur serta kontaminasi mikotoksin pada berbagai produk pertanian. Dalam jangka panjang, tren iklim dapat menimbulkan  dampak jangka panjang terhadap penyebaran jamur, mikotoksin, dan penyebaran tanaman pembawa jamur.

Mikotoksin merupakan salah satu risiko bawaan makanan yang tergantung pada kondisi iklim. Kemampuan jamur untuk menghasilkan mikotoksin sangat dipengaruhi oleh suhu, kelembaban relatif, serangan serangga dan kondisi stres tanaman (Miraglia et al., 2009). Selain  itu, curah hujan yang lebih ekstrim yang disertai dengan suhu tinggi akan mendukung pembentukan DON dan fumonisin. Pertumbuhan dan produksi mikotoksin bervariasi tergantung pada kondisi tanaman yang terinfeksi, serta beberapa faktor lain  yang mendukungnya, seperti perbedaan suhu. Perubahan suhu dapat memiliki pengaruh yang berbeda pada pertumbuhan jamur atau toksin yang dihasilkan. Wu et al., 2011, mengkaji beberapa pertumbuhan jamur/kapang dan produksi mikotoksin pada beberapa suhu, dan Aw. Masing-masing kapang memiliki suhu optimum pertumbuhan dan pembentukan mikotoksin yang berbeda  namun dalam kisaran suhu 20-35^oC. Sumber: Wu, et al., 2011

a. Perubahan iklim dan kontaminasi aflatoksin

Faktor terbesar yang berkontribusi terhadap konsentrasi tinggi dari aflatoksin adalah stres pada jamur akibat suhu tinggi dan kekeringan (kemarau). Tingginya suhu dan kondisi kering mendukung pertumbuhan dan penyebaran dari A. flavus yang merusak pertumbuhan dan perkembangan jagung (Cotty dan Jaime-Garcia, 2007).  Tingginya suhu dan curah hujan yang rendah mendukung produksi konidia pada  A. flavus dan penyebarannya.

Shearer (1992) menemukan adanya A. flavus  di tanah Iowa pada tahun 1988 dengan jumlah  1.200 cfu/g. Populasi ini,  turun menjadi 700 dan 396 cfu/g pada 1989 dan 1990 dan untuk 14 cfu/g pada tahun 1991 dan 0,3 cfu/g oleh 1993 (McGee et al., 1996).  Beberapa studi melaporkan bahwa suhu tanah yang tinggi disertai dengan kekeringan berkorelasi positif dengan kontaminasi aflatoksin dan peningkatan kejadian aflatoxigenic (Jaime-Garcia dan Cotty, 2010).  Jones et al. (1980) menemukan bahwa konsentrasi spora A. flavus negative pada udara ketika curah hujan tinggi dan sebaliknya pada kondisi udara kering produksi dan penyebaran inokulum A. flavus meningkat.

b.  Perubahan iklim dan kontaminasi fumonisin

Faktor-faktor utama yang mempengaruhi pertumbuhan Fusarium dan kontaminasi fumonisin adalah suhu, adanya kerusakan oleh serangga, stres kekeringan, dan aktivitas air (Bush et al, 2004). Meskipun jamur yang memproduksi fumonisin dapat ditemukan di manapun jagung tumbuh, namun pembentukan fumonisisn sangat bervariasi yang dipengaruhi oleh kondisi geografis. Pada gandum dan jagung, terbentuknya fumonisin yang tumbuh di daerah dataran rendah, biasanya lebih besar dibandingkan di daerah ketinggian. Hal ini disebabkan karena di dataran rendah kondisi suhu yang relatif lebih hangat daripada didaerah tinggi.

Di Amerika Tengah dan Amerika Selatan serta Asia Tenggara, fumonisins
merupakan ancaman penting produksi jagung. Dilain pihak DON mendominasi pada daerah yang lebih tinggi. Di Eropa, risiko fumonisin lebih tinggi di Italia, Spanyol, dan Prancis. Di Afrika, semua daerah penghasil jagung beresiko untuk terkontaminasi fumonisins.

De la Campa et al. (2005) menjelaskan pengaruh musim (suhu dan curah hujan) dengan konsentrasi fumonisin pada biji jagung. Suhu antara 15 dan 34 °C merupakan suhu optimum pertumbuhan kapang. Pembentukan fumonisins lebih tinggi ketika suhu harian maksimum melebihi 34 °C dengan curah hujan > 2 mm.  Menurt Maiorano et al. (2009),  Sporulasi, germinasi dan pertumbuhan F. verticillioides optimum pada 25-30 °C.  Kondisi yang optimal untuk produksi fumonisin adalah pada suhu 30 °C dan aktivitas air yang tinggi (Marin et al, 1999). Namun, kondisi optimal untuk produksi fumonisin oleh F. proliferatum terdapat suhu yang lebih rendah.  

c.   Perubahan iklim dan kontaminasi deoxynivalenol

Pada jagung, pembentukan DON oleh jamur terjadi pada kondisi lembab. DON terbentuk akibat adanya curah hujan yang tinggi di akhir pertumbuh kapang (Payne, 1999). Berdasarkan pada profil trichothecene, isolat dari F. graminearum dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kelompok besar, yaitu 15-asetil-deoxynivalenol (15-ADON), 3-asetil- deoxynivalenol (3-ADON) dan nivalenol (NIV). 15-ADON dominan di Amerika Utara dan 3-ADON di Amerika Selatan dan Eropa (Gale et al, 2007;.. Ward et al, 2002). Namun, studi terbaru menunjukkan bahwa frekuensi 3-ADON meningkat dengan pesat di Amerika Utara, menggantikan 15-ADON (Puri dan Zhong, 2009). Mereka beranggapan bahwa peningkatan frekuensi 3-ADON mungkin disebabkan karena kondisi optimal (kebugaran) dari isolate 3-ADON dalam gandum dibandingkan isolate15-ADON, karena isolate 3-ADON telah terbukti lebih agresif daripada 15-ADON dalam menghasilkan spora dan DON serta memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih cepat (Ali et al, 2009).

Peran perubahan iklim terhadap penyebaran F. graminearum di AS sampai saat ini belum diketahui. Studi lapangan akan bermanfaat dalam menentukan: (1) apakah persyaratan suhu yang berbeda antara isolate penghasil 3-ADON dan 15-ADON, dan (2) apakah ada perbedaan dalam saprophytic dan kondisi patogen serta kemampuan produksi DON antar 3-ADON dan 15-ADON pada kondisi cuaca tertentu dari proyeksi perubahan iklim.