TUGAS
MIKROBIOLOGI PANGAN
Candida
tropicalis
Oleh Kelompok 21:
Rahadiyan Nur W. 22030110120016
Surya Saputra 22030110110061
Septian Hari Pratama 22030110130078
M. Nino Nurhakim 22030111141002
PROGRAM STUDI
ILMU GIZI FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2012
Candida tropicalis
Candida tropicalis
merupakan organisme jenis khamir uniseluler yang termausk dalam genus Candida, keluarga Cryptococcaceae dan divisi Deuteromicota
(jamur tak sempurna/imperfecti). Candida tropicalis tumbuh baik pada suhu
250C dan 370C dalam darah dan Saboraud agars pada kondisi
terpapar udara, membentuk koloni berwarna putih (membentuk lapisan tipis di
dalam kaldu). Dengan pengamatan mikroskopis menunjukkan sel-sel tunas tak
berkapsul (blastoconidia) yang
berbentuk bulat, oval, atau bentuk batang, berukuran 2,5 µm x 3-14 µm, serta
baik sel tunggal, berkelompok atau berbentuk rantai dapat diamati. Candida tropicalis membentuk hifa dan pseudohifa, namun bukan merupakan saluran perkecambahan, tidak seperti C. albican (secara morfologi membentuk
saluran perkecambahan yang tak normal). Spesies dari genus Candida ini dapat mengasimilasi glukosa, maltose, sukrosa,
galaktosa, selobiosa, xilosa, dan trehalosa, serta memfermentasi glukosa,
maltose, sukrosa, galaktosa, dan trehalosa. Khamir jenis ini dapat ditemukan di
alam bebas maupun pada hidung, tenggorokan, kulit, vagina, dan saluran
pencernaan pada individu sehat. Namun, serangan Candida tropicalis dalam jumlah cukup banyak dapat menginfeksi
pasien baik secara serentak maupun secara berkala. Pada makalah ini kami
mencoba membahas materi mengenai Candida
tropicalis yang memiliki manfaat pada bidang pangan, selain daripada efek
negatif yang bisa ditimbulkan khamir dari genus Candida tersebut, seperti infeksi atau kandidosis baik yang
bersifat superfisial maupun sistemik yang biasa menyerang kulit, rongga mulut,
kuku, saluran pencernaan, vagina, serta organ dalam lainnya.
|
Klasifikasi Candida
tropicalis
|
|
|
Kingdom
Divisi
Kelas
Bangsa
Suku
Marga
Jenis
|
Fungi
Deuteromicota Deuteromycetes
Candida tropicalis
|
Berdasarkan referensi
terdahulu, ditemukan bukti mengenai peran khamir golongan Candida tersebut sebagai produsen Xilitol yang baik. Xilitol
(disebut juga sebagai gula alkohol atau polialkohol) sendiri merupakan pemanis
alami yang terdapat dalam buah dan sayuran seperti wortel, kembang kol, selada,
bawang, pisang, strowberi,plum kuning, apel, dan raspberry. Xilitol juga diproduksi dalam tubuh manusia sebanyak 15
g/hari sebagai senyawa antara (intermediet)
dalam metabolism glukosa. Xilitol mempunyai tingkat kemanisan yang setara
dengan sukrosa namun kalorinya (40%) lebih rendah dari karbohidrat lainnya.
Xilitol merupakan gula berekarbon lima yang tidak dapat difermentasi oleh
bakteri Streptococcus mutans penyebab kerusakan gigi, sehingga
bersifat nonkariogenik yang aman untuk kesehatan gigi. Sifat-sifat yang
dimiliki xilitol antara lain: mudah larut dalam air, tahan terhadap panas
sehingga tidak mudah mengalami karamelisasi, memberikan sensasi dingin seperti
mentol.
Sifat-sifat tersebut sangat
baik untuk pengembangan produk pangan maupun produk farmasi. Salah satu produk
pangan yang menggunakan xilitol adalah permen karet. Hampir sebagian besar
(±80%) produk permen karet di Finlandia menggunakan bahan pemanis xilitol,
begitu juga di Negara Jepang. Xilitol termasuk salah satu dari 12 komponen
bahan pangan yang dapat memberikan efek menyehatkan tubuh (Food for Specified Health Use) atau kini lebih dikenal dengan
istilah “pangan fungsional”.
Xilitol dapat diaplikasikan
pada industri bahan makanan, farmasi, dan produk perawatan kesehatan. Zat ini
memiliki peran untuk mencegah kerusakan gigi, infeksi telinga pada anak-anak,
dan sebagai pengganti gula bagi pasien diabetes. Karbohidrat jenis ini dapat
dimetabolisme oleh tubuh tanpa melibatkan insulin serta secara lambat diserap
oleh tubuh, sehingga ideal untuk dikonsumsi oleh pasien diabetes yang sangat
tergantung pada ketersediaan insulin..Selain itu xilitol juga banyak digunakan
pada berbagai produk kesehatan gigi, seperti pasta gigi.
Produksi xilitol yang pernah
dilakukan selama ini masih belum efisien dan efektif untuk menghasilkan xilitol
dalam skala besar dejgan harga yang relative murah. Salah satu cara yang sering
dilakukan yaitu secara komersial melalui proses hidrogenasi xilosa (C5H10O5)
pada suhu dan tekanan yang tinggi (suhu 800C – 1400C
tekanan 50 atmosfer) dengan bantuan katalis. Pembuatan Xilitol melalui proses
ini membutuhkan biaya yang cukup tinggi karena selain diperlukan energy yang
tinggi, bahan baku utamanya adalah xilosa murni, serta xilitol yang dihasilkan
pun masih memerlukan permurnian yang ekstensif untuk memenuhi standar pemakaian
pada industri makanan dan obat-obatan yang menyebabkan meningkatnya biaya
produksi.
Prosedur bioteknologi dengan
menggunakan mikroorganisme merupakan salah satu alternative untuk menghasilkan
xilitol dan diharapkan dapat lebih ekonomis dari segi biaya produksi dan
pemakaian energy. Proses ini dilakukan untuk mengganti proses produksi xilitol
secara kimia yang terbilang relative mahal. Selain itu, xilitol dapat dproduksi
dengan memanfaatkan hidrolisat hemiselulosa (xilan) sebagai pengganti xilosa
murni yang dapat mengurangi biaya untuk pemisahan dan pemurnian. Berberapa
tanaman yang dapat digunakan sebagai sumber xilan adalah padi, gandum, jerami,
tongkol jagung, dan ampas tebu.
Mikroorganisme yang
digunakan untuk memproduksi xilitol, diantaranya : bakteri, jamur, dan khamir.
Khamir adalah salah satu mikroba yang bertanggung jawab dalam biokonversi
xilosa menjadi xilitol terutama dari genus candida (Candida guilliermondi, Candida tropicalis, Candida pelliculosa, Candida
parapsilosis), dan spesies lainnya yaitu Debaryomyces hansenii, Saccharomyces sp, dan Pennicillium sp.
Pada beberapa sumber
disebutkan bahwa mikroorganisme yang terbaik dalam menghasilkan xilitol adalah
khamir terutama dari genus Candida.
Hasil penelitian Tom Granstrom (2002) menunjukkan bahwa Candida tropicalis adalah pengghasil xilitol terbaik dengan produktifitas
5,7 gram xilitol/liter. Produksi xilitol optimum scara fermentasi dapat
ditentukan oleh biokonversi xilosa menjadi xilitol melalui metabolisme yang
dilakukan oleh khamir, serta parameter optimum yang digunakan, seperti pH,
temperatur, konsentrasi substrat, konssentrasi kosubstrat, dan aerasi.
Produksi xilitol optimum
secara fermentasi dapat ditentukan oleh biokonversi xilosa menjadi xilitol
melalui metabolism yang dilakukan oleh khamir (Candida tropicalis), serta parameter optimum yang digunakan, seperti
pH, temperature, konsentrasi substrat, konsentrasi ko-substrat, dan aerasi. Sel
khamir candida memiliki kemampuan untuk xylose reductase (XR) dan xylitol dehydrogenase (XDH).
Xilosa reductase(XR) dengan
koenzim NADH/NADPH mengkatalisis reduksi D-xilosa menjadi xilitol. Xilitol yang
dihasilkan sebagian dieekskresi keluar sel sebagai produk utama, dan sebagian
lagi dimetabolismekan XDH dengan koenzim NAD yang mengkatalisi oksidasi xilitol
menjadi D-xilulosa. D-xilulosa diubah menjadi D-xilulosa 5-fosfat oleh enzim
xilulosa kinase, dan kemudian masuk dalam siklus heksosa monofosfat yang
kemudian digunakan untuk pertumbuahan sel dan regenerasi NADH/NADPH. Sevara
keseluruhan efisiensi asimilasi xilosa terjadi karena adanya aktivita dari XR
dan XDH.
Siklus ini juga menunjukan
asimilasi glukosa oleh candida sebagai ko-substrat. Glukosa merupakan sumber
karbon yang lebih mudah dimetabolismekan oleh sel. Sehingga keberadaan glukosa
dapat berperan untuk regenerasi koenzim NADH/NADPH dan peningkatan biomasa sel
melalui glukosa-6-fosfat, akibatnya siklus heksosa monofosfat yang menghasilkan
Glu-6P dari xilulosa melalui xilolusa-6-fosfat menurun. Sehingga konsumsi
xilitol oleh sel berkurang dan lebih banyak yang diekskresikan sebagai produk.
Idealnya, akumulasi xilitol
di dalam sel dan ekskresi sebagai produk ekstraseluler dapat meningkatkan
xilitol, karena tidak ada xilitol yang diubah menjadi xilulosa. Penambahan
glukosa sebagai ko-substrat dalam media fermentasi dapat menaikan produk
xilitol, akan tetapi semakin tinggi konsentrasi ko-substrat (glukosa) maka
dapat menghambat transport xilosa ke dalam sel, akibatnya dapat menurunkan
produksi xilitol.
Produksi xilitol yang
diperoleh melalui cara ini (metebolisme Candida
tropicalis) dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu pH, suhu, konsentrasi
substrat, konsentrasi ko-substrat, dan aerasi. Derajat keasaman telah duketahui
mempengaruhi pertumbuhan sel dan pengaruhnya bervariasi diantara spesies
khamir. Membrane sel yang tidak sepenuhnya permeable terhadap ion hydrogen
menyebabkan Ph intraseluler berbeda dengan pH medium. Di samping itu pH juga
menentukan kelarutan beberapa komponen di dalam medium sehingga modifikasi pH
dapat mengakibatkan pengendapan nutrient an menjadi tidak dapat diasimilasi
oleh khanir. Penurunan kerja khamir dalm fermentasi juga dapat terjadi ketika
dalam mediumnya tidak ada control pH.
Kemampuan khamir untuk
memproduksi xilitol terjadi pada temperature antara 24-25oC dan
temperature optimum biasanya pada batas 28-300C. Konsentrasi
substrat (xilosa) juga sangat berpengaruh dalam produksi xilitol. Konsentrasi
substrat yang rendah dapat menurunkan hasil produksinya, karena substrat (xilosa)
digunakan sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan sel. Semakin besar konsentrasi
(xilosa) maka makin bayak produksi xilitolnya. Candida tropicalis menghasilkan 84.5 gram xilitol per liter dari
150 g/l xilosa. Konsentrasi xilosa yang tinggi, tidak selalu menghasilkan
xilitol yang tinggi. Rendahnya produksi xilitol selain disebabkan pengaruh
inhibitor (hasil samping hidrolisis hemiselulosa) juga disebabkan karena
xilitol dapat dimetabolismekan oleh khamir untuk pertumbuhan sel. Hambatan ini
dapat diatasi dengan penambahan ko-substrat yaitu glukosa, sehingga sebagian besar atau seluruh xilosa dapat
dikonversi menjdai xilitol. Besarnya konsentrasi ko-substrat yang ditambahakan
dalam media fermentasi juga mempengaruhi produksi xilitol. Penambahan glukosa
5-10g/L meningkatkan produksi xilitol 1.2-1.3 kali, sedangkan penambhan glukosa
15-20g/L tidak meningkatkan produksi xilitol.
Faktor yang terakhir yaitu
aerasi, aerasi merupakan faktor yang penting karena ketersediaaan oksigen di
dalam media dapat mempengaruhi pertumbuhan khamir, kecepatan pengambialn
substrat, dan kecepatan pembentukan produk. Kondisi aerasi untuk produktivitas
optimim tergantung pda konsentrasi substrat. Pembentukan xilitol biasanya
terjadi di bawah kondisi oksigen yang terbatas dengan tujuan mengakumulasi NADH
karena keberadaan oksigen yang berlebihan akan menurunkan aktivitas NADH yang
berakibat pada menurunnya akumulasi produksi xilitol.
Berdasarkan
penjelasan sebelumnya dapat disimpulkan bahwa Candida tropicalis dapat dimanfaatkan secara optimal untuk produksi
Xilitol yang merupakan salah satu bahan pangan komersial yang memiliki banyak
manfaat bagi manusia, termasuk di bidang kesehatan.
Daftar Pustaka
1. Julistia Puspita, Puspa. Optimasi Konsentrasi Xilosa dan Glukosa
Untuk Produksi Xilitol oleh Candida tropicalis. Bogor. Departemen Biokimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor; 2010.
2. S. Gelfand, MD, Michael. Infection Control and Hospital Epidemiology.
Chicago. The University of Chicago Press; 1989: 280-283.
3. Mulyati. Isolasi Spesies Candida dari Penderita HIV/AIDS.
Jakarta. Makara Kesehatan Vol.6, No.2; Desember 2002.
4. Fardiaz, Srikandi. Mikrobiologi Pangan 1. Jakarta. Gramedia Pustaka Utama; 1992.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar