Koran Jakarta | December 19 2018
No Comments

Modifikasi Genetik Kacang Tanah Anti Zat Beracun

Modifikasi Genetik Kacang Tanah Anti Zat Beracun

Foto : istimewa
A   A   A   Pengaturan Font

Penemuan ini berpotensi meningkatkan keamanan pangan dan mengurangi kerugian secara dramastis yang ditimbulkan akibat kontaminasi dari karsinogen beracun, aflatoksin.

Ilmuwan di Donald Danforth Plant Science Center, di St. Louis, MO serta kolaborator mereka di International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) di Hyderabad, India, serta Departemen Pertanian Amerika Serikat atau United States Department of Agriculture (USDA) dan ilmuwan di Louisiana State University telah mengembangkan sebuah terobosan penelitian yang signifikan dengan menekan jamur penghasil aflatoksin dalam kacang tanah.

Bagi para ilmuwan, penemuan ini memiliki protensi yang cukup besar dan secara dramatis dapat meningkatkan keamanan pangan pada tanaman kacang serta mengurangi kerugian yang selama ini diderita oleh para petani kacang akibat adanya kontaminasi dari karsinogen beracun, aflatoksin. Hasil temuan ini sendiri diterbitkan di Plant Biotechnology Journal.

Aflatoksin selama ini diketahui menimbulkan risiko besar bagi kesehatan manusia dan hewan di seluruh dunia dan juga menghasilkan sejumlah besar limbah makanan. Jejak, Aspergillus flavus dan Aspergillus parasiticus, yang menginfeksi kacang tanah, jagung, biji kapas dan lain sebagainya. Hal ini mampu menghasilkan racun yang dapat menekan sistem kekebalan tubuh, menghambat pertumbuhan pada anak-anak dan bahkan menyebabkan kanker hati.

Sayangnya jamur yang menghasilkan toksin ini bisa tetap terbengkalai di tanah selama bertahun-tahun. Jamur ini menginfeksi jagung dan kacang tanah selama masa kekeringan dan tekanan panas. Kontaminasi juga terjadi saat gandum yang disimpan dalam kondisi panas, lembab dan kurang berventilasi.

Karena aflatoksin adalah karsinogen yang manjur, Amerika Serikat tidak mengizinkan penjualan dan ekspor makanan dengan tingkat aflatoksin melebihi 20 bagian per miliar (ppb). Bahkan standar Uni Eropa jauh lebih ketat yakni 2 ppb.

“Defensin tanaman menunjukkan aktivitas antijamur yang kuat terhadap beberapa patogen jamur yang penting secara ekonomi dan sangat menarik untuk melihat keberhasilan penerapan teknologi ini untuk mengurangi infeksi pra panen oleh Aspergillus dan mengurangi beban mikotoksin pada kacang tanah yang dimodifikasi secara genetik. Jika dikerahkan secara komersial, teknologi ini memiliki potensi signifikan untuk berkontribusi pada keamanan pangan di negara-negara yang kurang berkembang dan berkembang dimana kontaminasi mycotoxin kacang tanah, jagung, cabe dan biji kapas merupakan ancaman utama bagi kesehatan manusia dan hewan,” terang Dilip Shah, peneliti utama di Danforth Plant Science Center.

Produksi kacang tanah dunia sekitar 29 juta metrik ton per tahun, dan Amerika serikat merupakan produsen terbesar ketiga kacang tanah di dunia, setelah China dan India. Kacang tanah merupakan tanaman “uang” ke-12 yang paling berharga yang ditanam di Amerika serikat dengan nilai pertanian lebih dari satu miliar dolar Amerika.

Konsumen di Amerika mengkonsumsi lebih dari 6 pound atau 2,7 kilogram ( kacang) setiap tahunnya. Konsumsi ini meruputi berbagai kacang segar maupun olahan dari berbagai produk kacang tanah seperti selai kacang, kacang kering dan lain sebagainya. Nilanya mencapai lebih dari 2 miliar dolar AS di tingkat ritel. Ekspor kacang tanah di seluruh dunia sekitar 1,25 juta metrik ton per tahun.

Dua pendekatan komplementer sedang digunakan untuk mengatasi masalah ini. Shah dan timnya memindahkan protein kecil yang disebut defensin dari alfalfa dan semanggi Mediterania ke DNA varietas kacang yang rentan terhadap Aspergillus yang banyak ditanam di Afrika dan India yang memungkinkan kacang tanah menghentikan jamur untuk menginfeksi tanaman tersebut.

Sementara itu para Ilmuwan di ICRISAT bekerja sama dengan kolaborator mereka di USDA dan Louisiana State University untuk mentransfer molekul RNA kecil dari jamur Aspergillus yang terlibat dalam jalur sintetis aflatoksin.

Kacang menghasilkan molekul RNA ini selama serangan jamur dan gen target yang tidak aktif yang bertanggung jawab untuk sintesis aflatoksin. Teknologi ini juga dapat diaplikasikan ke jagung dan bahan pangan untuk pakan ternak, pistachio dan kacang almond. nik/berbagai sumber/E-6

Teknologi Baru Penguji Kesehatan Makanan

 

Periset telah menemukan cara baru untuk menguji kontaminasi bakteri pada makanan dengan tetesan khusus. Tetesan ini mampu berinteraksi dengan bakteri dan dapat dianalisis dengan menggunakan smartphone.

Uji keamanan baru untuk patogen bawaan makanan yang dikembangkan ilmuan di Massachusetts Institute of Technology (MIT) ini didasarkan pada jenis tetesan cairan baru yang dapat mengikat protein dari bakteri. Interaksi yang terjadi ini bisa dideteksi dengan mata telanjang atau menggunakan smartphone. Cara ini sekaligus menawarkan alternatif deteksi makanan yang jauh lebih cepat dan lebih murah untuk tes keamanan makanan yang ada.

Patogen bawaan makanan Escherichia coli O157 menyebabkan sekitar 73.000 penyakit dan 60 kematian setiap tahun di Amerika Serikat. Tes keselamatan yang lebih baik dapat membantu menghindari beberapa penyakit yang disebabkan oleh strain E. coli dan bakteri berbahaya lainnya. Teknologi yang dikembagkan ilmuan MIT ini mampu menghasilkan solusi baru yang sangat mungkin untuk mecegah kasus penyakit yang disebabkan strain E.Coli ini..

“Ini adalah cara baru untuk melakukan penginderaan,” kata Timothy Swager, ahli Kimia di MIT dan penulis senior studi tersebut. “Apa yang kita miliki di sini adalah sesuatu yang bisa lebih murah secara massal, dengan biaya yang rendah,” tambah Swager.

Qifan Zhang, seorang mahasiswa pascasarjana MIT menjadi penulis utama makalah ini. Penelitian ini sendiri terbit di jurnal ACS Central Science. Penulis lainnya adalah Suchol Savagatrup, MIT postdoc; Peter Seeberger, direktur Max Planck Institute of Colloids and Interfaces di Jerman; dan Paulina Kaplonek, seorang mahasiswa pascasarjana di Max Planck Institute.

Mendeteksi bakteri 

Dua tahun yang lalu, lab Swager mengembangkan cara untuk membuat tetesan yang rumit termasuk butiran yang disebut emulsi Janus. Tetesan Janus ini terdiri dari dua belahan berukuran sama, yang terbuat dari fluorokarbon dan yang terbuat dari hidrokarbon. Fluorocarbon lebih padat dari pada hidrokarbon, jadi bila tetesannya berada di permukaan, separuh fluorokarbon selalu berada di bagian bawah.

Para peneliti memutuskan untuk mengeksplorasi penggunaan tetesan ini sebagai sensor karena sifat optiknya yang unik. Dalam keadaan alami, tetesan Janus transparan bila dilihat dari atas, namun tampak buram jika dilihat dari samping, karena cara cahaya membungkuk saat meluncur melalui tetesan.

Untuk mengubah tetesan menjadi sensor, para periset merancang molekul surfaktan yang mengandung gula mannose untuk merakit sendiri di antarmuka air hidrokarbon, yang membentuk setengah bagian atas permukaan tetesan. Molekul-molekul ini bisa berikatan dengan protein yang disebut lectin, yang ditemukan di permukaan beberapa strain E. coli.

Saat E. coli hadir, tetesan menempel pada protein dan menjadi saling mengelompok. Ini membuat partikel-partikel bereaksi tidak seimbang, sehingga cahaya yang menabrak mereka menyebar ke berbagai arah, dan tetesan menjadi buram bila dilihat dari atas.

“Kami menggunakan pengenalan molekuler asli yang digunakan oleh patogen ini. Mereka saling mengenal dengan skema pengikatan karbohidrat-lectin yang lemah ini.” kata Swager. “Kami mengambil keuntungan dari multivalensi tetesan untuk meningkatkan afinitas pengikatan, dan ini adalah sesuatu yang sangat berbeda dari yang digunakan sensor lain,” taambah Swager.

Untuk menunjukkan bagaimana tetesan ini bisa digunakan untuk penginderaan, para peneliti menempatkan mereka ke dalam cawan Petri di atas kode QR yang dapat dipindai dengan smartphone. Saat E. coli hadir, tetesan tetesan bersama dan kode QR tidak bisa dibaca.

Lebih cepat dan lebih murah

Pengujian keamanan pangan saat ini sering kali melibatkan penggunaan sampel makanan dalam masakan untuk melihat apakah koloni bakteri berbahaya terbentuk, namun proses tersebut memerlukan waktu dua sampai tiga hari. Teknik yang lebih cepat berdasarkan amplifikasi DNA bakteri atau interaksi antibodi-bakteri mahal dan memerlukan instrumen khusus.

Tim MIT berharap untuk menyesuaikan teknologi barunya menjadi array kecil, dimana masing-masing berisi tetesan yang disesuaikan untuk mendeteksi patogen yang berbeda dan terkait dengan kode QR yang berbeda. Hal ini memungkinkan deteksi kontaminasi yang cepat dan murah hanya dengan menggunakan smartphone.

“Keuntungan besar dari perangkat kami adalah Anda tidak memerlukan instrumen dan pelatihan teknis khusus untuk melakukan ini,” kata Zhang. “Itu bisa memungkinkan orang dari pabrik melakukan peminadaian dan pengujian sebelum mengirim makanannya dan memastikannya aman,” tambah Zhang.

Para peneliti sekarang sedang berupaya mengoptimalkan persiapan sampel makanan. Mereka juga berencana membuat tetesan yang disesuaikan dengan gula yang lebih kompleks dan berbeda dengan protein bakteri. Para periset juga berusaha memperbaiki sensitivitas sensor sehingga memiliki potensi yang jauh lebih besar. nik/berbagai sumber/E-6

No comments for this article. Be the first to comment to this article.

Submit a Comment