Rhodotorula glutinis

PAPER MIKROBIOLOGI PANGAN

Rhodotorula glutinis

DISUSUN OLEH

Atika Nurul Khiqmah     22030110130077

Ayu Ristia Daniati          22030110141010

Fiqhi Cahyaningrum R.  22030110141013

Afifah                            22030110141020

PROGRAM STUDI ILMU GIZI

FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS DIPONEGORO

2012

Rhodotorula glutinis dalam Pangan

Rhodotorula glutinis merupakan salah satu bagian dari filum Basidiomycota, yang termasuk dalam genus khamir liar (wild yeast). Khamir yang termasuk Rhodotorula memiliki beberapa warna, yaitu  merah, merah muda, atau kuning, yang sering menyebabkan perubahan warna pada makanan. Rhodotorula glutinis yang memiliki warna merah dikenal sebagai produsen pigmen karoten.

Rhodotorula glutinis memiliki sisi positif dan negatif untuk industri pangan. Sisi positif dari Rhodotorula glutinis adalah pada kemampuan Rhodotorula glutinis dalam menghambat pertumbuhan dan produksi potulin dari Penicillium expansum yang membuatnya dapat menjadi agen biokontrol yang potensial untuk mengurangi kerusakan apel atau pir saat pasca panen. Selain itu, penggunaan Rhodotorula glutinis dapat meningkatkan keamanan dari produk buah-buahan, seperti jus. Rhodotorula glutinis juga dapat dikembangbiakkkan dalam agar.

Disisi lain, Rhodotorula juga memiliki sisi negatif. Rhodotorula glutinis dapat menjadi kontaminan produk pangan, seperti keju, buah, jus buah, dan olahan daging. Rhodotorula glutinis juga memiliki laju pertumbuhan yang lebih lambat dibanding Rhodotorula mucilaginosa. Pertumbuhan Rhodotorula glutinis dapat dipengaruhi dengan modifikasi suhu dan konsentrasi NaCl. Beberapa spesies Rhodotorula  sering tumbuh dan menimbulkan bintik – bintik merah atau merah muda pada daging dan sauerkraut.

Pengendalian Penicillium expansum oleh Rhodotorula glutinis

            Penicillium expansum merupakan jamur patogen pasca panen pada buah – buahan, seperti apel dan pir. Sel khamir, Rhodotorula glutinis, dapat menghambat perkecambahan spora dan perpanjangan tuba germinasi serta pertumbuhan miselium jamur ini. Terhambatnya perkecambahan tersebut dapat terjadi karena persaingan dalam penggunaan nutrisi antara sel khamir dengan spora jamur.

Infeksi jamur P. expansum pada buah apel dapat menyebabkan pembusukan yang nampak halus, sedikit mengkerut pada tahap lanjut, lunak, basah dan berwarna coklat pucat. Luka menyebar pada permukaan maupun pada jaringan sel di bawahnya menuju pada bagian tengah buah. Rhodotorula glutinis pada konsentrasi (10⁷ dan 10⁸ sel ml^-1) dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan jamur P. expansum pada luka buah apel pada suhu 20°C.  Pemberian Rhodotorula glutinis pada luka buah apel pada 2 jam sebelum inokulasi spora jamur, mampu menghambat persentase infeksi dan menghambat kecepatan penyebaran luka pada jaringan buah yang telah diinkubasikan selama 7 hari pada suhu 20°C.

Rhodotorula glutinis pada konsentrasi 10⁸ cfu.ml^- mampu menghambat pertumbuhan dan perkembangan infeksi oleh jamur patogen pasca panen yaitu P. expansum di luka buah apel sampai sekitar 60%. Hal ini diduga karena adanya keterlibatan kompetisi nutrisi serta air dalam penghambatan infeksi jamur P. expansum oleh sel khamir di bagian luka buah apel.

Rhodotorula glutinis pada Bioteknologi

Rhodotorula glutinis merupakan khamir yang dapat memproduksi enzyme α-L arabinofuranosidase ke dalam media kultur dan secara alami hadir dalam proses fermentasi serta merupakan bioteknologi potensial yang menarik. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kondisi kultur organisme antara lain penggunaan pepton sebagai sumber Nitrogen, komposisi garam, pH, temperatur. Sumber karbon industri seperti molasses beet (sirup  tebu) dan Cosette beet telah digunakan dalam produksi khamir ini.

            Penggunaan pepton tidak diperlukan jika media kultur mempunyai persediaan nitrogen yang cukup dan mudah diasimilasi untuk pertumbuhan Rhodotorula glutinis.

            Penggunaan komposisi garam yang berbeda di media kultur mempengaruhi pertumbuhan khamir. Komposisi garam yang dapat digunakan: (0,3% (b / v) (NH₄) 2 SO 4; 0,1% (b / v) KH₂PO₄ dan 0,05% (b / v) MgSO₄ x 7H₂O). Kenaikan konsentrasi KH₂PO₄ dan MgSO₄ x 7H₂O bisa memiliki efek negatif terhadap pertumbuhan ragi.

Kondisi pertumbuhan terbaik untuk produksi α-arabinofuranosidase oleh R. glutinis adalah pH 5,2 dan 28 ºC.

Rhodotorula glutinis pada Pembuatan Jus

Penelitian tentang aroma buah-buahan telah menunjukkan sumber penting dari senyawa volatil yang dapat memperkaya profil aromatik dari jus dan minuman fermentasi. Komposisi kimia dari potensi aroma yang dibentuk oleh senyawa volatil seperti monoterpen, berasal dari shikimate atau C13 nonsoprenoids, yang terkait dengan β-D-glukosida atau diglicosides. Senyawa ini terkait dengan gula yang dibebaskan dalam dua langkah: awalnya, sebuah α-arabinofuranosidase (ABF), kemudian sebuah α-rhamnosidase atau β-apiosidase, diikuti oleh aksi dari β glukosidase-D. Banyak dari senyawa aromatik secara alami dibebaskan selama pematangan buah. Namun, kegiatan enzim tanaman tidak dapat sepenuhnya membebaskan senyawa aromatik pada buah yang merupakan sumber penting dari aroma jus. Contoh jus disini adalah jus anggur, karena karakteristik fisikokimianya sulit untuk mempertahankan aktivitas enzim yang stabil selama proses elaborasi (pengembangan).  Rhodotorula glutinis dapat dipertimbangkan dalam pembuatan jus anggur karena dapat mengeluarkan enzim yang berpartisipasi dalam langkah pertama dari reaksi pelepasan senyawa aromatik untuk menghasilkan aroma jus.

Rhodotorula glutinis pada Limbah Industri Berlemak

Khamir Rhodotorula glutinis dapat digunakan dalam produksi β- karoten. Rhodotorula glutinis juga dapat menghasilkan triasilgliserol. Khamir berlemak mudah ditumbuhkan pada berbagai limbah pertanian dan limbah industri berlemak seperti pada industri pangan. Khamir ini juga dapat ditumbuhkan pada air limbah monosodium glutamat atau gliserol dari limbah biodiesel.

Pertumbuhan dan Pigmentasi Rhodotorula glutinis

Rhodotorula merupakan genus utama dalam memproduksi pigmen karotenoid, yaitu karoten, torulen, dan torularhodin. Namun jenis, konsentrasi, dan hasil dari berbagai karotenoid tergantung pada spesies mikroorganisme dan kondisi perkembangbiakannya. Rhodotorula merupakan sumber yang kaya akan lemak dan vitamin karena adanya pigmen karotenoid. Oleh karena itu, Rhodotorula glutinis dapat dimasukkan ke dalam makanan untuk meningkatkan nilai gizi dan mencegah jamur tumbuh pada makanan.

Pertumbuhan dan pigmentasi dari Rhodotorula glutinis dipengaruhi oleh perbedaan pencampuran sumber karbon. Pada monosakarida, pertumbuhan karotenoid terlihat lebih tinggi pada pencampuran fruktosa, kemudian diikuti oleh glukosa dan galaktosa. Namun, galaktosa dapat memperkuat pertumbuhan sel lebih maksimal dibandingkan glukosa dan fruktosa. Pada disakarida, pertumbuhan dan pigmentasi maksimal ditemukan pada sukrosa. Sedangkan laktosa tidak mendukung pertumbuhan dari khamir ini. Pencampuran laktosa pada khamir jarang ditemukan pada kondisi alami. Namun, karotenogenesis dari Rhodotorula glutinis pada ultrafiltrat whey dapat dicapai dengan mengkombinasikannya dengan Lactobacillus helveticus. L-arabinose merupakan substrat yang kurang baik untuk pertumbuhan dan produksi pigmen. D-xylose mempunyai tingkat pertumbuhan yang tinggi, namun hanya untuk karotenoid moderate, dimana D-ribose menghasilkan pertumbuhan dan pigmentasi yang lebih tinggi.

Selain sumber karbon, produksi karotenoid juga dipengaruhi oleh sumber nitrogen. Sumber nitrogen yang paling baik untuk memproduksi karotenoid pada Rhodotorula glutinis adalah sodium nitrat, kemudian diikuti oleh asam kasein hidrosilat, urea, dan ekstrak khamir. Rhodotorula glutinis dapat berkembang pada konsentrasi dekstrose yang berbeda – beda. Jumlah sodium nitrat yang tepat sebagai sumber nitrogen menunjang terjadinya pigmentasi yang tinggi, yaitu pada konsentrasi dekstrose 30 g/L.

Berbagai periode inkubasi juga berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi karotenoid. Hal ini menunjukkan bahwa pigmentasi dari Rhodotorula glutinis tidak berkaitan dengan pertumbuhannya karena kandungan karotenoid pada saat sel mencapai tingkat maksimalnya membuat pertumbuhan sel berhenti (fase stasioner). Sebaliknya, pada penelitian lain menunjukkan bahwa produksi pigmen pada khamir berpengaruh pada pertumbuhannya. Pemeliharaan sel saat kondisi stasioner setelah masa inkubasi tidak menunjukkan peningkatkan kandungan karotenoid. Periode 12 hari merupakan waktu optimum untuk inkubasi dibandingkan dengan periode 10 hari.

Rhodotorula glutinis mampu tumbuh dan memproduksi pigmen pada semua temperatur uji yang pernah dilakukan, kecuali pada temperatur 42 ºC (pertumbuhan  tanpa adanya pigmentasi diabaikan). Peningkatan berat sel secara maksimal diikuti dengan sedikitnya pigmentasi, yang terjadi pada temperatur 29-32 ºC. Pada umumnya genus Rhodotorula dapat berkembang pada rentang temperatur yang luas, yaitu dari 5 sampai 26 ºC. Pengaruh temperatur pada karotenogenesis khamir tergantung pada karakteristik khusus spesies dan kekuatan pada mikroorganisme.

Penyinaran bukan merupakan faktor yang dibatasi untuk pertumbuhan dan pigmentasi dari Rhodotorula glutinis. Sebaliknya, penyinaran dapat menstimulasi terjadinya karotenogenesis.

Tannase yang diproduksi dari Rhodotorula glutinis

Rhodotorula glutinis berperan penting dalam pembuatan dan pertumbuhan konsentrasi asam tanic pada tannase. Meningkatnya konsentrasi asam tanic bepengaruh pada peningkatan produksi tannase. Tannase (tannin acyl hydrolase EC 3.1.120) merupakan enzim yang penting yang digunakan dalam berbagai macam industri, seperti industri makanan, farmasi, kosmetik, dan beverage.

Tannase merupakan enzim hidrolase ekstraseluller yang menginduksi keberadaan asam tanic dan produk akhirnya berupa asam gallic. Asam gallic adalah senyawa intermediat penting yang disintesis oleh anti bakteri obat, trimitroprim, yang digunakan dalam industri farmasi. Asam gallic juga merupakan substrat sintesis kimia dari propyl gallate, dan antioksidan yang manjur digunakan dalam industri makanan.

Tannase juga berperan sebagai agen clarifying pada beberapa wine, bir, jus atau buah, dan minuman penyegar dengan perasa kopi.

Tannase dapat berasal dari tumbuhan, hewan, dan jalur mikrobial. Sumber terpenting berasal dari enzim hasil jalur mikrobial karena produk enzim lebih stabil.

Dalam pembuatan tanin, Rhodotorula glutinis diisolasi selama satu tahun dari hasil pemecahan hasil hydrolisable tanin, dan dijaga tetap pada suhu 30 ºC. Komposisi medium yang digunakan terdiri dari 1,5 % asam tanic sebagai substrat, 0,3 % laktosa sebagai gula tambahan, 0,8 % urea sebagai sumber nitrogen, yang dibiakkan selama tiga hari. Beberapa faktor seperti karbon dan nitrogen berperan penting dalam peningkatan pertumbuhan secara baik dalam metabolisme kedua dari mikroorganisme.

DAFTAR PUSTAKA

Darah I, Ong C B, & Jain K. Rhodotorula glutinis DB2 tannase production: effect of medium compositions. International Conference on Chemical Sciences (2007) 1-5.

B V Latha, K Jeevaratnam, H S Murali, & K S Manja. Influence of growth factors  on carotenoid pigmentation of Rhodotorula glutinis DFR – PDY from natural source. Indian J Biotechnol, 4 (2005) 353 – 357.

Tereza K, Eva J, & Petra P. Evaluation of Rhodotorula growth and solid substrat via of linear mixed effects model. Czech J. Food Sci., 24 (2011) 400-410.

Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan 1. Gramedia Pustaka Utama.

Widyastuti, Sri. 2008. Pengendalian Penyakit Pasca Panen, Penicillium expansum dengan Sel Khamir Rhodotorula glutinis. Gelar Teknologi dan Seminar Nasional Teknik Pertanian

Martínez, Claudio dkk. 2006. Production of Rhodotorula glutinis: a yeast that secretes α-Larabinofuranosidase. Electronic Journal of Biotechnology ISSN: 0717-3458 Vol.9 No.4, Issue of July 15, 2006 by Pontificia Universidad Católica de Valparaíso – Chile

Larasati, Niken dkk. 2004. Produksi β Karoten pada Limbah Padat Tempe: Kajian Jenis Kapang dan Konsentrasi Ekstrak Kecambah Kedelai. Jurnal. Tek. Pert. Vol 4(2): 108 – 122