Aspergillus niger adalah anggota dari genus Aspergillus yang mencakup seperangkat jamur yang umumnya dianggap aseksual, meskipun bentuk sempurna (bentuk yang bereproduksi secara seksual) telah ditemukan. Aspergilli mana-mana di alam. Mereka secara geografis luas, dan telah diamati pada berbagai habitat karena mereka dapat menjajah berbagai macam substrat. A. niger umumnya ditemukan tumbuh sebagai saprofit pada daun mati, gandum yang disimpan, tumpukan kompos, dan vegetasi yang membusuk lainnya. Spora tersebar luas, dan sering dikaitkan dengan bahan organik dan tanah.
Sejarah Penggunaan Komersial dan Produk Berdasarkan Yurisdiksi TSCA
Penggunaan utama dari A. niger adalah untuk produksi enzim dan asam organik dengan cara fermentasi. Sementara makanan, yang beberapa enzim dapat digunakan dalam persiapan,
tidak tunduk pada TSCA, enzim ini dapat memiliki kegunaan ganda, banyak yang tidak diatur kecuali dalam TSCA. Fermentasi untuk menghasilkan enzim ini dapat dilakukan dalam pembuluh sebesar 100.000 liter (Finkelstein et al., 1989). A. niger juga digunakan untuk menghasilkan asam organik seperti asam sitrat dan asam glukonat.
Sejarah penggunaan yang aman untuk A. niger terutama berasal dari penggunaannya dalam industri makanan untuk produksi banyak enzim seperti aamylase, amiloglukosidase, selulase, laktase, invertase, pectinases, dan protease asam (Bennett, 1985a;, Ward 1989) . Selain itu, produksi tahunan asam sitrat secara fermentasi sekarang sekitar 350.000 ton, baik menggunakan A. niger atau ragi Candida sebagai organisme memproduksi. Fermentasi asam sitrat dengan menggunakan A. niger dilakukan secara komersial di kedua budaya permukaan dan dalam proses terendam (Berry et al, 1977;. Kubicek dan Rohr, 1986; Ward, 1989).
A. niger memiliki beberapa kegunaan sebagai organisme itu sendiri, selain produk fermentasi. Misalnya, karena kemudahan visualisasi dan resistensi terhadap agen antijamur beberapa, A. niger digunakan untuk menguji kemanjuran pengobatan pengawet (Jong dan Gantt, 1987). Selain itu, A. niger telah terbukti sangat peka terhadap defisiensi mikronutrien mendorong penggunaan strain A. niger untuk pengujian tanah (Raper dan Fennell, 1965). Ada juga minat menggunakan jamur ini untuk reaksi enzimatik performcertain yang sangat sulit untuk dicapai dengan ketat cara kimia, seperti penambahan khusus untuk steroid dan cincin kompleks lainnya (Jong dan Gantt, 1987).
II. IDENTIFIKASI DAN TAKSONOMI
Seperti halnya jamur banyak, taksonomi Aspergillus terutama didasarkan pada ciri-ciri morfologi, bukan, fitur fisiologis dan biokimia karakteristik genetik sering digunakan untuk mengklasifikasikan bakteri. Genus Aspergillus biasanya didefinisikan sebagai jamur saprophytic aseksual yang menghasilkan konidia hitam atau coklat besar dengan phialides yang diatur dalam kepala bulat memancar dari vesikel atau conidiophore bola. Definisi ini menyebabkan masuknya beragam kompleks organisme dalam takson. Hal ini digambarkan oleh 132 spesies diatur dalam 18 kelompok dengan Raper dan Fennell (1965) karena tumpang tindih karakteristik morfologi atau fisiologis. Aspergillus niger adalah baik spesies dan kelompok dalam genus Aspergillus.
Pendekatan morfologi untuk taksonomi telah menyebabkan adanya sinonim beberapa genus Aspergillus. Mereka adalah: Alliospora Pim; Aspergillonsis Spegazzini; Cladaspergillus Ritg; Cladosparum Yuill dan Yuill; Euaspergilus Ludwig; Gutturomyces Rivolta; Raperia Subramaniam dan Grove; Sceptromyces Corda; Spermatoloncha Spegazzini; Sphaeromyces Montagne; Sterigmatocystis Cramer, dan Stilbothamnium Hennings (Bennett, 1985).
A.Definition dari Aspergillus niger Grup
Raper dan Fennell (1965) ditunjuk sebagai 15 spesies yang terdiri dari Aspergillus niger kelompok, yang mencakup semua aspergilli dengan hitam konidia. Ada saran untuk membagi lebih lanjut (AlMusallam, 1980), namun saat ini konsep retensi dari kelompok A. niger berdasarkan hitam konidia tampaknya dominan (Kustersvan Someren et al., 1990).
Sarana yang lebih canggih untuk mengobati klasifikasi jamur telah dicoba. Mullaney dan Klich (1990) terakhir teknik-teknik biologi molekuler untuk studi klasifikasi taksonomi Aspergillus dan Penicillium yang mencakup G + C persentase molar, DNA: DNA saling melengkapi (mengukur tingkat dan luasnya reassociation DNA beruntai tunggal dari dua isolat) urutan, ribosomal RNA perbandingan, dan pembatasan polimorfisme fragmen panjang. Satu studi pembatasan mencerna DNA mitokondria menunjukkan bahwa semua kelompok Aspergillus diperiksa terkait. Namun, A. niger dan A. awamori, baik pada kelompok niger, tampak kurang terkait dari yang diharapkan untuk anggota dalam kelompok yang sama (Kozlowski dan Stepien, 1982). Bekerja di bidang homologi DNA dan keterkaitan antara blackaspergilli sedang berlangsung di Penelitian USDA Northern Regional Laboratory di Peoria, IL (Peterson, 1991). Penggunaan lebih lengkap dari teknik ini dan yang terkait dapat memberikan sistem taksonomi yang lebih jelas yang akan memungkinkan pemisahan yang lebih baik dari para anggotanya.
B.A. Spesies niger
Sementara morfologi menyediakan sarana yang wajar klasifikasi dan tugas dalam kelompok A. niger, itu bukan sarana yang dapat diandalkan untuk mengidentifikasi diberikan mengisolasi dari lapangan. Perbedaan utama saat ini memisahkan A. niger dari spesies lain dari Aspergillus adalah produksi karbon hitam atau coklat spora sangat gelap dari phialides biseriate (Raper dan Fennell, 1965). Fitur lain termasuk konidiofor halus dan umumnya tidak berwarna dan spora yang O5 AEM, bulat, dan memiliki punggung mencolok atau duri tidak diatur dalam baris. A. niger isolat tumbuh lambat pada agar Czapek (Raper dan Fennell, 1965). Karakter-karakter fisik seperti warna spora dan laju pertumbuhan pada media didefinisikan dapat berubah, terutama di bawah kultur murni diperpanjang atau seleksi dan mutasi. Meskipun A. niger relatif stabil untuk mutasi spontan dibandingkan dengan aspergilli lain, variasi morfologi mungkin masih menjadi masalah dengan beberapa strain (Raper dan Fennell, 1965). Dengan demikian spesies ini mungkin salah diidentifikasi dengan Aspergillus spp lainnya.
C. Masalah Nomenklatur Potensi
Masalah Nomenklatur dari genus Aspergillus timbul dari siklus hidup mereka pleomorfik. Temuan baru menunjukkan bahwa kelompok jamur memiliki baik sempurna (teleomorphic) dan negara (anamorphic) tidak sempurna. Kode Internasional Nomenklatur Botani menyediakan sistem dari 76 aturan wajib (Pasal), dan juga Rekomendasi, untuk mempromosikan tata nama stabilitas (Hawksworth, 1990). Dalam revisi retrospektif mengenai ketentuan jamur dengan siklus hidup pleomorfik, Seni. 59, yang diadopsi oleh Botanic 1981 Kongres Internasional (Voss dkk., 1983), keputusan itu dicapai bahwa "bahkan jika nama spesies diusulkan di bawah nama generik anamorphic, jika deskripsi dan jenis termasuk tahap ascosporic seksual, maka nama itu harus diterapkan pada teleomorph dan tidak lagi tersedia untuk anamorph, negara konidia "(Hawksworth, 1990). Pasal 14 Kode Etik menyediakan prosedur konservasi untuk menghindari perubahan yang kurang menguntungkan terkenal keluarga dan nama generik karena aplikasi ketat kode.
Untuk menghindari kebingungan, karena alasan kesehatan ekonomi atau publik taksonomis membuat pengecualian terhadap aturan mereka. Dengan demikian, konservasi terkenal nama juga diperbolehkan untuk "spesies kepentingan ekonomi besar" (Pasal 14.2) di Botanic 1981 Kongres Internasional (Voss dkk., 1983). Frisvad dkk. (1990) menunjukkan bahwa dari dua nama jelas mengancam di taksonomi Aspergillus, A. niger van Tieghem adalah salah satu greatimportance. Dengan pemikiran ini Hawksworth (1990) merekomendasikan bahwa Aspergilli yang dimasukkan dalam studi percontohan untuk "Daftar Nama dalam Lancar Gunakan" inisiatif yang dapat menyebabkan adopsi formal jika disetujui oleh Komisi Internasional tentang Taksonomi Jamur.
Jika aturan untuk penamaan yang ketat diterapkan, A. niger mungkin akan lenyap sebagai nama yang sah, menyebabkan kebingungan komersial yang besar. AlMusallam (1980) menyatakan bahwa ada dua spesies yang dijelaskan dalam abad terakhir, A. phoenicus (Corda) Thom (1840) dan A. ficuum (Reichardt) Hennings (1867) diterima sebagai spesies yang valid oleh Thom dan Raper (1945) dan lagi oleh Raper dan Fennel (1965) yang sama dengan A. niger, atau yang ada berbagai salah satunya. Namun, Frisvad et al. (1990) percaya bahwa kasus yang jelas ada untuk melestarikan nama A. niger, karena A. niger adalah "sumber produksi komersial dari asam sitrat dan asam organik lainnya di seluruh dunia, dan jelas dari ekonomi utama penting. " Nama-nama sebelumnya telah digunakan hanya jarang dalam publikasi modern. Dengan demikian, kemungkinan revisi dari taksonomi Aspergillus tampaknya tidak termasuk penggantian A. niger di masa mendatang.
D. Kesimpulan Taksonomi dan Identifikasi
Jadi, sementara nama A. niger tampaknya aman untuk saat ini, organisme yang berlaku masih merupakan campuran kompleks dari isolat morfologis terkait. Koleksi mereka yang mengurus untuk mengontrol kondisi budaya dan menerapkan metode yang ketat selama identifikasi harus dapat benar mengidentifikasi strain sebagai milik spesies ini. Namun, itu tidak menjamin bahwa semua strain tepat disebut A. niger akan berbagi sifat yang paling fisiologis. Yang paling mungkin didefinisikan dengan baik adalah yang memiliki sejarah panjang dalam budaya, terutama budaya komersial, di mana pengetahuan tentang sifat-sifat fisiologis penting untuk pemeliharaan mereka. Sejak beberapa fitur kepedulian terhadap bahaya mungkin tidak terkait dengan ciri-ciri morfologi yang digunakan untuk klasifikasi, informasi pada fisiologi dan biokimia dari strain A. niger dipelihara dalam budaya, serta morfologi mereka, berguna untuk konfirmasi identitas.
E.Related Spesies Kepedulian
Taksonomi Aspergillus memiliki implikasi kesehatan masyarakat karena produksi mikotoksin kuat oleh anggota genus ini. Paling penting di antaranya adalah asosiasi aflatoksin dengan anggota kelompok A. flavus (Bennett, 1985b;. Semeniuk et al, 1971). A. niger bukan anggota dari kelompok itu, umumnya menjadi dibedakan berdasarkan warna dan struktur kepala konidia (Raper dan Fennel, 1965). Meskipun pemisahan yang tepat antara aspergilli membutuhkan mikologi terlatih dan perawatan untuk kondisi budaya yang tepat, ketika hal ini dilakukan harus ada tidak beconfusion antara strain A. niger dan anggota kelompok A. flavus.
III. BAHAYA PENILAIAN
A. Bahaya Kesehatan Manusia
1. Kolonisasi dan Patogenisitas
Pertumbuhan Aspergillus jamur dalam jaringan manusia atau dalam ruang aircontaining tubuh, seperti bronkus atau rongga paru, disebut aspergillosis (Bennett, 1979a). Paparan Aspergillus pasti hampir universal, tetapi penyakit ini jarang terjadi. Kondisi fisiologis individu terekspos demikian tampaknya sangat penting. Pasien menunjukkan aspergillosis umumnya immunocompromised, dan dengan demikian rentan terhadap mikroorganisme lain umum dan biasanya tidak berbahaya. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan imunosupresi termasuk penyakit yang melemahkan mendasari (misalnya, penyakit granulomatosa kronis masa kanak-kanak), kemoterapi, dan penggunaan dosis supraphysiological kortikosteroid adrenal (Bennett, 1980).
Aspergillosis paru adalah manifestasi klinis yang paling umum dari aspergillosis. Gejala yang paling umum dari aspergillosis paru adalah batuk produktif kronis dan hemoptysis (batuk darah). Menurut sebuah buku teks kedokteran standar, "Aspergillus dapat menjajah ectatic bronkus, kista, atau rongga di paru-paru Kolonisasi biasanya merupakan sekuel dari proses inflamasi kronis, seperti tuberkulosis, bronkiektasis, histoplasmosis, atau sarkoidosis.. Sebuah bola hifa dapat membentuk dalam sebuah aircontaining ruang, terutama di lobus atas, dan disebut sebuah aspergilloma. Jamur jarang menyerang dinding rongga, kista, atau bronkus pada pasien tersebut "(Bennett, 1979a). Tidak jelas apa peran Aspergillus bermain di non-invasif penyakit paru-paru. Plug hifa dapat menghambat saluran pernapasan. Mungkin reaksi alergi atau beracun terhadap antigen Aspergillus dapat menyebabkan konstriksi bronkus dan kerusakan (Bennett, 1980).
Baik keparahan dari aspergillosis dan prognosis pasien tergantung pada status fisiologis pasien. Invasi jaringan paru-paru di aspergillosis hampir seluruhnya terbatas pada pasien imunosupresif (Bennett, 1980). Sekitar 90 persen pasien kasus paru invasif akan memiliki dua dari tiga kondisi: imunosupresi berat (kurang dari 500 granulosit per milimeter kubik darah perifer), dosis supraphysiological kortikosteroid adrenal, dan riwayat minum obat sitotoksik seperti azathioprine (Bennett, 1980). Selain itu, jenis penyakit yang dihasilkan mempengaruhi kemungkinan pasien untuk sembuh. Sebagai contoh, kolonisasi sederhana dapat diobati, tetapi jika kolonisasi sederhana menjadi kronis atau menyerang jaringan tetangga, infeksi menjadi lebih sulit untuk mengobati (McGinnis, 1980). Eksisi bedah telah berhasil digunakan untuk mengobati aspergillosis invasif sinus paranasal maupun non-invasif kolonisasi sinus. Amfoterisin B intravena telah menghasilkan penangkapan atau penyembuhan aspergillosis invasif ketika imunosupresi tidak parah (Bennett, 1980). Aspergillosis pleura sering respons yang baik dengan drainase bedah sendiri (Bennett, 1979b).
Meskipun Aspergillus fumigatus adalah penyebab yang biasa aspergillosis (Bennett, 1979b), telah ada beberapa laporan kasus terbaru aspergillosis paru yang disebabkan oleh A. niger. Sebagai contoh, Kierownik (1990) menggambarkan seorang pria 66-tahun yang dirawat di rumah sakit dengan lesi paru dan kavitasi dari paru. Jamur dikultur dan dahak mengandung bentuk jamur khas untuk A. niger rumit abses paru dalam perjalanan pneumonia. KorzeniowskaKosela dkk. (1990) juga menggambarkan aspergilloma paru yang disebabkan oleh A. niger. Madinah dkk. (1989) melaporkan pada kasus sinusitis maksilaris bilateral dan pansinusitis benar.
A. niger yang terlibat dalam kasus yang dijelaskan oleh Louthrenoo dkk. (1990), di mana sebuah amputasi kaki kanan harus dilakukan pada pria 70yearold kurang gizi yang disajikan dengan hitam menyakitkan "gangren muncul" massa di kaki kanan. Contoh jaringan menunjukkan tidak hanya hifa bercabang, tapi berbuah jamur gelap berpigmen kepala dengan sterigmata ganda di mana Aspergillus niger diidentifikasi.
Meskipun Aspergillus niger dianggap sebagai patogen oportunistik (Padhye, 1982; Walsh dan Pizzo, 1988), sebuah laporan sebelumnya mengatakan bahwa hal itu dapat menyebabkan otomycosis di sehat, orang tanpa kompromi yang tidak memiliki penyakit yang mendasari (Austwick, 1965). Otomycosis adalah nama yang diberikan terhadap pertumbuhan Aspergillus, sering A. niger, pada ceruman dan puing-puing desquamated di saluran pendengaran eksternal. Kondisi ini jinak. Dari 159 kasus dugaan otomycosis di Nigeria, 36 secara khusus dikonfirmasi atas dasar menunjukkan struktur mikroskopis jamur di plug puing epitel dan budaya positif (Gugnani et al., 1989). Lain 31 kasus memberikan budaya positif tetapi negatif mikroskopis, dan dengan demikian dianggap patologi jamur diragukan. Sekali lagi, A. niger adalah dominan.
2. Alergi Reaksi terhadap Aspergillus niger
Alergen yang dihasilkan oleh A. niger dapat menghasilkan reaksi alergi pada manusia. Ketika terhirup, A. niger dapat menyebabkan reaksi hipersensitivitas seperti asma dan alveolitis alergi (Edwards dan AlZubaidy, 1977). Namun, hanya beberapa kasus ofasthma diinduksi oleh A. niger telah dilaporkan. Salah satu contoh seperti terlibat pabrik di mana strain khusus dipilih dari A. niger telah digunakan untuk fermentasi molase untuk menghasilkan asam sitrat. Kedua tangki berpengaduk dan permukaan metode yang digunakan. Delapan belas pekerja didiagnosa menderita asma kerja; setengahnya memiliki IgE antibodi terhadap A. niger berdasarkan tes kulit dan RAST. Sebagaimana ditentukan oleh eksperimen inhibisi RAST menggunakan ekstrak komersial dari A. niger, antigen yang menyebabkan sensitisasi itu tampaknya aneh dengan strain A. niger digunakan untuk fermentasi (Topping et al, 1985.).
Dalam penelitian pada 30 dari 83 pasien yang menunjukkan gejala asma bronkial, ditemukan bahwa kulit hipersensitivitas terhadap antigen Aspergillus dengan IgE serum yang tinggi terhadap antigen tersebut merupakan indikasi dari sensitivitas Aspergillus. Selain itu, kadar IgE protein dan antibodi IgE spesifik selama delapan ekstrak alergi yang berbeda (termasuk Aspergillus) diukur dalam serum orang yang terinfeksi dengan human immunodeficiency virus (HIV) dan mata pelajaran HIV-negatif yang termasuk kelompok risiko tinggi yang sama. Tingkat protein dan antibodi IgE ditemukan menjadi definitif lebih tinggi pada pasien yang terinfeksi HIV (Maggi et al., 1989).
Inhalasi spora Aspergillus besar oleh orang normal dapat mengarah pada, pneumonitis difus akut, membatasi diri. Pemulihan spontan mengambil beberapa minggu adalah program biasa (Bennett, 1980). Sebagai contoh, Dykewicz dkk. (1988) menggambarkan kasus seorang pria 28 tahun yang mengembangkan demam, batuk, sesak napas dan gejala lain beberapa jam setelah memotong ek dan pohon maple. Budaya jamur pada serpihan kayu yang dihasilkan A. niger bersama dengan spesies Aspergillus lain, tiga spesies Penicillium, Paecilomyces sp., Dan Rhizopus sp. Teknik imunologi Beberapa digunakan untuk menunjukkan bahwa Penicillium sp. itu mungkin bertanggung jawab. Laporan seperti ini menggambarkan bahwa A. niger, sementara terlibat dengan isolasi dalam hubungan dengan beberapa kasus, belum tentu agen penyebab.
3. Toksin Produksi oleh A. niger
Aspergillus niger dapat menghasilkan berbagai metabolit jamur, mikotoksin disebut, tergantung pada kondisi pertumbuhan dan strain organisme. Para mikotoksin termasuk kristal asam oksalat, asam kojic, dan pentapeptides siklik disebut malformins. Para mikotoksin berkisar dari moderat sangat beracun dalam hal toksisitas akut.
A. niger menghasilkan asam oksalat dan asam kojic berlimpah. Kedua produk hanya memiliki toksisitas akut ringan. Asam oksalat memiliki LD50 intraperitoneal 150 mg / kg pada tikus dan asam kojic memiliki LD50 intraperitoneal dari 250 mg / kg pada tikus (Ueno dan Ueno, 1978).
Malformins diproduksi oleh A. niger adalah racun lebih ampuh, setidaknya melalui rute intraperitoneal administrasi. Malformin A memiliki LD50 intraperitoneal serendah 3,1 mg / kg pada tikus tanda-tanda patologis yang menyertai kematian termasuk dilatasi dengan perdarahan pada saluran pencernaan dan perubahan di hati dan ginjal (Kobbe et al., 1977.). Kematian terjadi dalam waktu empat hari. Sebaliknya, dosis oral hingga 50 mg / kg gagal menyebabkan bukti toksisitas akut (Yoshizawa, 1975.)
Pada tahun 1976, Anderegg dkk. (1976) melaporkan bahwa strain A. niger yang dikumpulkan dari cetakan yang rusak beras menghasilkan metabolit yang sangat beracun, Malformin C, yang mereka ditetapkan sebagai disulfida dari cycloDcysteinylDcysteinylLvalylDleucylL-leucyl. Bila tumbuh pada gandum putih dalam proses fermentasi, malformin C sangat beracun bagi tikus yang baru lahir (LD50 0,9 mg / kg; ip) dan menunjukkan aktivitas antibakteri terhadap bakteri negatif baik gram positif dan gram (Ciegler dan Vesonder, 1987). Malformin C tampaknya memiliki toksisitas lebih dari mamalia malformin A (Moss, 1977).
Produksi malformins berhubungan dengan komposisi substrat pertumbuhan dan biasanya terjadi dalam budaya fase diam. Meskipun tidak selalu benar, mikotoksin umumnya diproduksi pada substrat padat dengan tinggi karbon / nitrogen konten padat (Ciegler dan Kurtzman, 1970;. Anderegg et al, 1976). Sebagai contoh, malformins diproduksi ketika A. niger yang ditumbuhkan pada umbi bawang merah (Curtis et al, 1974.) Dan di fermentasi biji-bijian (Kobbe et al., 1977). Strain A. niger pulih dari cetakan yang rusak beras yang dihasilkan malformin A. Sebuah survei untuk menentukan jumlah strain di alam yang merupakan produsen malformin tampaknya tidak telah dibuat.
Penggunaan prekursor dicurigai berlabel radioaktif telah membantu memperjelas jalur biosintesis untuk beberapa mikotoksin. Namun, enzim tertentu yang terlibat dalam transformasi ini, kendali mereka dan genetika tidak selalu dikenal bahkan untuk mikotoksin baik dipelajari seperti aflatoksin (Betina, 1989). Lokus yang terlibat dalam biosintesis mikotoksin belum dipetakan secara genetik pada saat ini karena kesulitan bekerja dengan mikroorganisme aseksual seperti A. niger.
Aspergillus niger dapat mengganggu produksi aflatoksin mikotoksin ampuh oleh A. flavus di bawah beberapa kondisi. Horn dan Wicklow (1983) melaporkan bahwa ketika A. flavus dan A. niger adalah co-kultur pada biji jagung diautoklaf, A. niger menurunkan pH substrat cukup untuk menekan produksi aflatoksin.
4. Kesimpulan
A. niger bukan patogen manusia yang signifikan. Sepanjang tahun penggunaan dan paparan luas untuk A. niger di lingkungan, hanya ada beberapa laporan dari witha aspergillosis. niger, dan di Nigeria, satu laporan dari sejumlah kasus otomycosis. Hanya ada beberapa laporan reaksi alergi, yang tidak biasa bagi aspergilli pada umumnya, dan tidak unik untuk A. niger. A. niger mampu menghasilkan mikotoksin beberapa. Namun, produksi mikotoksin tampaknya dikontrol oleh kondisi fermentasi.
B. Lingkungan Bahaya
1. Bahaya terhadap Hewan
Ternak menelan pakan A. niger terkontaminasi telah terbukti terpengaruh oleh mikotoksin. Kalsium deplesi dan kelainan fisiologis lainnya termasuk kematian dapat hasil dari konsumsi A. niger dijajah pakan karena produksi jamur asam oksalat atau malformins (Austwick, 1965). Anak ayam dan tikus tewas setelah diberi makan dengan kedelai berjamur dan tikus mati setelah memakan gandum yang terkontaminasi mengandung isolat dari A. niger (Semeniuk, et al., 1971). Penyebab kematian diasumsikan toksikosis, tapi patogenisitas diamati dalam beberapa kasus. Beberapa malformins saat ini sedang dikembangkan untuk digunakan sebagai senyawa insektisida (Wicklow, 1991).
2. Bahaya untuk Tanaman
A. niger telah diisolasi dari 37 genera tanaman (Farr dkk., 1989). Seringkali laporan-laporan ini melibatkan coisolation dengan mikroorganisme mungkin lebih merusak lainnya atau isolasi dari produk tanaman disimpan. Ada laporan dari A. niger menjadi patogen tanaman di kacang (Jackson, 1962). Ternyata, A. niger dapat menimbulkan busuk mahkota kacang karena A. niger terinfeksi bibit di bawah spesifik panas, kondisi pertumbuhan lembab. Para mikotoksin yang dijelaskan di atas, asam oksalat yaitu, malformin A, dan malformin C, telah terbukti menimbulkan efek pertumbuhan yang signifikan seperti root keriting dan deformasi atas dalam tanaman (Anderegg et al., 1976).
A. niger dapat menyebabkan busuk buah banyak, sayuran, dan produk makanan lainnya, sehingga menyebabkan kerugian ekonomi yang besar karena pembusukan. Misalnya, busuk hitam bawang terkait dengan A. niger bertanggung jawab atas kerugian serius dari lampu bawang di lapangan dan dalam penyimpanan. Ada juga laporan dari A. niger yang disebabkan pembusukan mangga (Prakash dan Raoof, 1989), anggur (Sharma dan Vir, 1986), dan tomat (Sinha dan Saxena, 1987).
3. Kekhawatiran lain Ekologis
Anggota dari genus Aspergillus juga dikenal sebagai biodeteriogens (organisme yang menyebabkan kerusakan bahan). Misalnya, A. niger menyebabkan perubahan warna dan pelunakan lapisan permukaan kayu, bahkan di hadapan woodpreservatives. A. niger juga menyebabkan kerusakan pada serat kapas mentah dan bahan cellulosecontaining lainnya, serta minuman keras penyamakan digunakan dalam penyamakan dari jangat dan kulit. Hal ini juga dapat menyerang plastik dan polimer seperti selulosa nitrat, polivinil asetat dan polyester tipe poliuretan (Thomas, 1977). A. niger juga merupakan pembusukan utama mengisolasi pada produk roti seperti crumpets gaya Inggris (Smith et al., 1988).
4. Kesimpulan
Satu set keprihatinan utama bagi bahaya lingkungan ini, seperti bahwa untuk bahaya manusia, terkait dengan produksi mikotoksin. Racun dari A. niger dapat mempengaruhi vertebrata dan tumbuhan lain juga. Ada satu laporan awal busuk mahkota oleh A. niger kacang tanah dalam kondisi pertumbuhan tertentu. Namun, itu bukan patogen yang signifikan di lingkungan. Selain itu, A. niger adalah salah satu dari banyak biasa pembusukan terkait jamur, yang dapat menimbulkan efek ekonomi yang parah.
IV. SAMBUNGAN PENILAIAN
A. Pekerja Paparan
Aspergillus niger dianggap Kelas 1 kendali Agen di bawah Institut Kesehatan Nasional (NIH) Pedoman Molekul DNA rekombinan (US Departemen Kesehatan dan Layanan Manusia, 1986). Di Eropa, Aspergillus spp. diperlakukan sebagai berisiko rendah kelas mikroorganisme, yaitu, kategori 2 dari Federasi Eropa Bioteknologi (Frommer et al., 1989) atau kategori 1 dalam skala penahanan OECD. Kategori 1 dari Federasi Eropa skala Bioteknologi mencakup organisme dianggap tidak berbahaya, yang dapat tumbuh di bawah praktik skala industri besar (GILSP), sedangkan kategori 2 organisme seperti Aspergillus memerlukan penahanan lebih ketat.
Tidak ada data tersedia untuk menilai pelepasan dan kelangsungan hidup khusus untuk fasilitas fermentasi menggunakan A. niger. Oleh karena itu, eksposur pekerja potensial dan rilis rutin ke lingkungan dari skala besar, proses fermentasi konvensional diperkirakan pada informasi yang tersedia dari delapan premanufacture pemberitahuan disampaikan kepada EPA berdasarkan Bagian TSCA 5 dan dari informasi yang diterbitkan dikumpulkan dari non-rekayasa mikroorganisme (Reilly, 1991 ). Nilai-nilai ini didasarkan pada akal skenario terburuk dan rentang khas atau nilai yang diberikan untuk perbandingan.
Selama proses fermentasi, paparan pekerja adalah mungkin selama pipetting laboratorium, inokulasi, sampling, panen, ekstraksi, pengolahan dan prosedur dekontaminasi. Sebuah situs khas mempekerjakan kurang dari 10 pekerja / shift dan beroperasi 24 jam / hari sepanjang tahun. NIOSH telah melakukan berjalan-melalui fasilitas survei fermentasi beberapa jenis barang di industri enzim dan dimonitor untuk kontaminasi udara mikroba. Fasilitas ini khusus tidak menggunakan mikroorganisme rekombinan, namun proses dianggap khas dari teknologi fermentasi proses. Sampel wilayah diambil di lokasi dimana potensi eksposur pekerja dianggap berpotensi terbesar, yaitu, dekat fermentor, yang fermentor benih, pelabuhan sampling, dan proses pemisahan (baik filter press atau filter drum yang berputar). Para pekerja dengan eksposur rata-rata tertinggi potensial pada tiga fasilitas yang dikunjungi mereka yang terlibat dalam pengambilan sampel udara. Daerah sampel di dekat pelabuhan pengambilan sampel mengungkapkan konsentrasi udara rata-rata berkisar 350-648 cfu/m3. Biasanya, Cabang Teknik Kimia tidak akan menggunakan data daerah pemantauan untuk memperkirakan tingkat pemaparan dalam pekerjaan sejak korelasi antara konsentrasi daerah dan paparan pekerja adalah sangat tidak pasti. Data sampling pribadi tidak tersedia pada saat ini. Dengan demikian, daerah data sampel telah satunya alat menilai eksposur untuk pengajuan bioteknologi PMN sebelumnya. Dengan asumsi bahwa 20 sampel per hari diambil dan bahwa setiap sampel memakan waktu sampai 5 menit untuk mengumpulkan, durasi eksposur untuk seorang pekerja tunggal akan menjadi sekitar 1,5 jam / hari. Dengan asumsi bahwa konsentrasi mikroorganisme dalam zona pernapasan pekerja adalah setara dengan tingkat yang ditemukan di area sampling, paparan inhalasi terburuk harian diperkirakan berkisar hingga 650-1200 cfu / hari. Ketidakpastian yang terkait dengan nilai eksposur diperkirakan tidak diketahui (Reilly, 1991).
B. Lingkungan dan Paparan Umum
1. Nasib Organisme yang
Aspergilli adalah salah satu jamur yang paling sering diisolasi dari tanah dan telah ditemukan untuk secara cepat menjajah dan menurunkan bahan organik mudah tersedia. Spora aseksual berlimpah diproduksi dalam konidiofor tahan terhadap tekanan lingkungan banyak yang memungkinkan organisme untuk bertahan hidup selama periode tidak aktif (Atlas dan Bartha, 1981). Meskipun tidak ada data spesifik membandingkan bertahan hidup strain jenis industri dan liar yang tersedia dalam literatur, karakteristik di atas menunjukkan bahwa strain dirilis mungkin akan bertahan di luar penahanan (Versar, 1992).
2. Siaran
Perkiraan jumlah organisme A. niger dilepaskan selama produksi ditabulasikan pada Tabel 1 (Reilly, 1991). Skenario yang tidak terkontrol / tidak diobati mengasumsikan fitur kendali untuk offgases fermentor, dan tidak ada inaktivasi dari kaldu fermentasi untuk rilis limbah cair dan padat. Kriteria penahanan yang diperlukan untuk skenario pembebasan penuh menganggap penggunaan fitur atau peralatan yang meminimalkan jumlah cellsin layak dalam fermentor off-gas. Mereka juga menganggap prosedur inaktivasi menghasilkan penurunan 6log divalidasi dari jumlah mikroorganisme yang layak dalam limbah cair dan padat relatif terhadap kepadatan sel maksimum dari kaldu fermentasi.
_________________________________________________________________
Tabel 1. Perkiraan Jumlah niger A. layak
Organisme Dirilis Selama Produksi
Yang tidak terkendali / Kendali
Rilis Media Release diobati Pembebasan
(Cfu / hari) (cfu / hari) (hari / tahun)
_________________________________________________________________
Air Vents 2x108 - 1x1011 <2x108 - 1x1011 350
Drum Rotary Saring 250 250 350
Air Permukaan 7x1012 7x106 90
Tanah / TPA 7x1014 7x108 90
_________________________________________________________________
Sumber: Reilly, 1991
Ini adalah "worstcase" perkiraan yang mengasumsikan bahwa kepadatan sel maksimum dalam kaldu fermentasi untuk jamur adalah 107 cfu / ml, dengan ukuran fermentor dari 70.000 liter, dan efisiensi pemisahan untuk filter drum yang berputar adalah 99 persen.
3. Udara
Data spesifik yang menunjukkan kemampuan bertahan hidup dari A. niger di atmosfer setelah rilis saat ini tidak tersedia. Kelangsungan hidup sel vegetatif selama aerosolisasi biasanya terbatas karena stres seperti gaya geser, pengeringan, suhu, dan paparan sinar UV. Seperti yang terjadi secara alamiah strain, eksposur manusia dapat terjadi melalui inhalasi sebagai organisme tersebar di atmosfer melekat pada partikel debu, atau lofted melalui gangguan mekanis atau udara.
Air rilis dari offgas fermentor berpotensi menghasilkan eksposur inhalasi nonoccupational karena menunjukkan rilis sumber. Untuk memperkirakan eksposur dari sumber ini, sektor rata-rata bentuk algoritma Gauss dijelaskan dalam Turner (1970) digunakan. Untuk tujuan penilaian ini, ketinggian rilis dari 3 meter dan kontak ke bawah pada jarak 100 meter telah diasumsikan. Dengan asumsi bahwa tidak ada penghapusan organisme dengan kontrol / peralatan untuk offgases, harga inhalasi dosis potensi manusia diperkirakan berkisar dari 3,0 x 103-1,5 x 106 cfu / tahun untuk skenario yang tidak terkendali / tidak diobati dan kurang dari itu untuk sistem dengan pembebasan penuh . Perlu dicatat bahwa perkiraan ini mewakili eksposur hipotetis yang wajar di bawah kondisi terburuk (Versar, 1991).
4. Air
Konsentrasi A. niger dalam air permukaan diperkirakan dengan menggunakan nilai-nilai aliran aliran untuk badan air penerima buangan air limbah dari proses Sarana SIC Kode 283 (obat, bahan kimia obat, dan farmasi). Data rilis permukaan air (cfu / hari) ditabulasikan dalam Tabel 1 dibagi oleh nilai-nilai aliran aliran untuk menghasilkan konsentrasi permukaan air organisme (cfu / l). Nilai-nilai aliran sungai untuk SIC Kode 283 didasarkan pada data lokasi sesuatu yg membongkar diambil dari database Sarana Industri pembuang (iFD) pada tanggal 5 Desember 1991, dan data aliran permukaan air diambil dari database RXGAGE. Arus nilai diperoleh untuk badan air penerima buangan air limbah dari 154 langsung (fasilitas yang mengirim limbah mereka ke POTW) dan pembuang langsung fasilitas yang memiliki NPDES izin untuk dibuang ke air permukaan). Nilai persentil kesepuluh menunjukkan arus untuk sungai-sungai yang lebih kecil dalam distribusi ini dari 154 aliran air menerima dan nilai persentil ke-50 menunjukkan arus untuk sungai-sungai rata-rata lebih. Nilai dinyatakan sebagai aliran 7Q10 adalah aliran terendah diamati selama tujuh hari berturut-turut selama periode 10year. Penggunaan metodologi ini untuk memperkirakan konsentrasi A. niger dalam air permukaan mengasumsikan bahwa semua organisme habis bertahan pengolahan air limbah dan pertumbuhan yang tidak ditingkatkan oleh setiap komponen dari proses pengobatan. Perkiraan konsentrasi A. niger dalam air permukaan untuk tidak terkendali / tidak diobati dan skenario pembebasan penuh ditabulasikan dalam Tabel 2 (Versar, 1992).
TABEL 2. A. niger Konsentrasi dalam Air Permukaan
Menerima
Arus Streaming Organisme Arus
(MLD *) (cfu / l)
_________________________________________
Berarti 7Q10 rata 7Q10
_________________________________________________________________
Tidak terkontrol / tidak diobati
Persentil 10 156 5,60 4.5x104 1.25x106
Persentil ke-50 768 68.13 9.11x103 1.03x105
Kendali Pembebasan
Persentil 10 156 5,60 4.5x10-2 1.25x1000
Persentil ke-50 768 68.13 9.11x10-3 1.03x10-1
_________________________________________________________________
* = MLD juta liter per hari
Sumber: Versar, 1991
5. Tanah
Karena tanah merupakan habitat alami bagi A. niger, kelangsungan hidup jangka panjang di lingkungan yang diharapkan. Eksposur manusia melalui kontak dermal dan rute konsumsi, dan lingkungan eksposur [yaitu, untuk organisme darat, burung, dan air (melalui limpasan)] dapat terjadi di lokasi pembuangan karena pembentukan A. niger dalam tanah (Versar, 1991) .
6. Ringkasan
Meskipun data pemantauan langsung tidak tersedia, perkiraan terburuk tidak menyarankan tingkat tinggi paparan dari A. niger baik pekerja atau masyarakat yang dihasilkan dari operasi fermentasi normal.
V. PENILAIAN RISIKO INTEGRASI
Pada bagian sebelumnya, informasi mengenai potensi eksposur dan bahaya terhadap pekerja, masyarakat umum, hewan, tumbuhan dan lingkungan ditinjau. Bagian ini berfungsi untuk mengintegrasikan informasi ini untuk mengevaluasi potensi risiko yang terkait dengan penggunaan industri Aspergillus niger.
A. Diskusi
1. Risiko terhadap Manusia dan Hewan
Laporan bergaul A. niger dengan penyakit menular pada orang yang sehat jarang terjadi, meskipun A. niger adalah patogen oportunistik diakui. Mengingat kejarangan relatif dari laporan anekdot dan frekuensi dengan mana semua manusia terkena A. niger, baik oleh konsumsi dan inhalasi, kemungkinan kolonisasi pada individu imunokompeten harus cukup kecil. Probabilitas kolonisasi pada orang imunosupresi, bagaimanapun, adalah relatif tinggi. Namun demikian, mengingat adanya sudah di mana-mana dari A. niger, beban lingkungan meningkat dari A. niger akan merilis dari fasilitas komersial dalam kondisi yang diberlakukan oleh kriteria pembebasan mungkin diabaikan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa penggunaan dari A. niger dalam fermentasi fasilitas tidak mungkin meningkatkan risiko infeksi awal oleh A. niger.
Bahaya utama bagi manusia dan hewan tampaknya toksisitas terkait dengan produksi mikotoksin dikenal sebagai malformins. Kepedulian berkurang karena informasi yang tersedia di racun relevan. Nilai-nilai yang lebih tinggi toksisitas formalformins A dan C ditentukan secara injeksi intraperitoneal, rute tidak dianggap sebagai lingkungan yang relevan. Selanjutnya, data untuk toksisitas melalui konsumsi menunjukkan bahwa toksisitas jauh lebih rendah dengan rute ini (Yoshizawa, 1975). Ini toksisitas yang lebih rendah mungkin karena penghancuran malformins, yang pentapeptides siklik, di saluran pencernaan.
A. niger metabolit telah menyebabkan efek buruk ternak. Prevalensi strain yang dapat memproduksi mikotoksin tidak diketahui. Dengan demikian, tidak pasti apakah rilis, melalui pembuangan limbah atau emisi udara, strain A. niger mampu menghasilkan mikotoksin akan menambah beban lingkungan strain mikotoksin memproduksi.
Rilis lingkungan yang signifikan dari mikotoksin sendiri tidak mungkin jika produksi komersial berlangsung dalam sistem fermentasi terendam, karena mikotoksin cenderung diuraikan ketika A. niger yang ditumbuhkan pada substrat padat. Namun, beberapa produksi asam sitrat tidak terjadi pada kultur permukaan, dan mikotoksin dapat dihasilkan. Selain itu, malformins lebih mungkin untuk diproduksi dalam budaya pada fase stasioner, sehingga kontrol produksi dapat membatasi elaborasi racun ini. Pemilihan penerima strain diketahui mampu produksi mikotoksin atau pengujian toksisitas langsung dari strain produksi dapat mengatasi masalah elaborasi mikotoksin mungkin selama produksi komersial. Inaktivasi oleh mikotoksin fisik atau kimia berarti sebelum rilis baik produk akhir atau limbah fermentasi mungkin mekanisme lain untuk mengurangi risiko. Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa metode yang digunakan untuk menurunkan kadar organisme mikroba tidak dapat menonaktifkan mikotoksin diproduksi. Produksi mikotoksin juga tampaknya menjadi fenomena strain tertentu.
Insiden yang melibatkan strain industri yang terkait dengan reaksi alergi pada pekerja jarang terjadi. Antigen menyinggung juga tampaknya ketegangan tergantung. Secara umum, A. niger memiliki sejarah terdokumentasi dari penggunaan yang aman. Selain itu, paparan pekerja dan masyarakat umum terbatas dengan sistem tertutup fermentasi.
2. Risiko terhadap Tanaman
A. niger umumnya dianggap sebagai saprofit ketat (Farr dkk, 1989., Mikologi Commonwealth Institute, 1966). Seperti efek pada hewan, efek yang merugikan tanaman langka dilihat tampaknya ketegangan tertentu. Karena A. niger di mana-mana di lingkungan, dan penggunaan organisme dalam sistem fermentasi tidak akan meningkatkan potensi rendah untuk efek samping.
3. Risiko lainnya
Masalah lain dengan A. niger terkait dengan kemampuannya untuk tumbuh di berbagai substrat, menyebabkan kerusakan bahan di mana ia tumbuh. Misalnya, A. niger menyebabkan kerugian ekonomi akibat pembusukan dari produk roti, buah dan sayuran. A. niger juga merusak lapisan permukaan kayu, serat kapas mentah dan bahan lainnya. Namun, karena A. niger sudah di mana-mana, beban lingkungan meningkat dari A. niger akan merilis dari fasilitas komersial mungkin diabaikan. Dengan demikian, risiko dasar dari kerusakan bahan oleh A. niger tidak akan terpengaruh dengan menggunakan A. niger dalam fasilitas komersial.
4. Ringkasan Integrasi Risiko
Aspergillus niger adalah seluruh dunia dalam distribusi dan telah diisolasi dari habitat banyak. Manusia terus-menerus terkena spora A. niger dan bentuk vegetatif pada bahan makanan dan di udara. Sebagian besar strain dari A. niger, terutama yang digunakan dalam fermentasi industri, memiliki sejarah penggunaan yang aman. Meskipun ada laporan sporadis sebaliknya, isolat sebagian besar belum didokumentasikan untuk menjadi patogen serius dari manusia, hewan atau tanaman. Strain tertentu dapat menghasilkan mikotoksin tertentu atau mungkin menimbulkan reaksi alergi di kalangan pekerja. Contoh-contoh terbatas efek samping tampaknya dikaitkan dengan sejumlah strain. Dengan karakterisasi yang tepat dari strain industri, penggunaan mereka dengan potensi efek tersebut dapat dihindari.
