Perkembangan teknologi pembuatan obat-obatan dan makanan yang baru, meningkatkan produksinya diseluruh negara, perhatian akan keamanan makanan dan peningkatan laporan penyakit diakibatkan oleh makanan yang terkontaminasi oleh mikroba menunjukkan penggunaan prosedur higienis yang lebih efektif adalah dasar dalam industry makanan dan minuman.  Deteksi cepat mikroba mengalami peningkatan secara essensial pada banyak perusahaan farmasi, klinik dan dalam area makanan dan minuman . Metode mikrobiologi yang lebih cepat dibutuhkan untuk berkontribusi pada kontrol yang lebih baik dari bahan mentah hingga produk akhir. Metode mikrobiologi yang lebih cepat juga menyediakan reaksi yang lebih baik yang melalui proses pabrikasi. Kerugian metode konvensional membutuhkan waktu 7 hari untuk hasil pengujian yang lengkap. Diperlukan pengujian yang dapat mengukur total populasi bakteri dalam waktu yang sangat singkat sehingga dapat diambil tindakan koreksi dalam waktu yang lebih cepat..

Beberapa alternative metode cepat deteksi mikroba terus dikembangkan. Dilapangan, minat yang besar ditunjukkan pada deteksi cepat mikroorganisme metode ATP-Bioluminesens berdasarkan rekasi luciferin/luciferase. ATP molekul terdiri dari 3 komponen. Pada bagian tengah molekul adalah ribose, kelompok gula. Pada sisi terdapat basa Adenin dan pada sisi lainnya terdapat grup fosfat yang memiliki kunci pada aktivitas ATP.  Penyimpanan energi pada molekul terdiri dari ikatan fosfat.  Tingkatan energi ini dapat memproses reaksi hidrolisis ATP menjadi ADP dan atau AMP. ATP ini terdapat pada seluruh organisme hidup dan merupakan penanda untuk kontaminasi seluler.

Prinsip ATP-bioluminesens :

Proses emisi cahaya dari organisme disebut bioluminesens. dan  merupakan representasi dari konversi kimia menjadi cahaya. William D menunjukkan bahwa ATP jumlahnya terbatas  dan merupakan faktor kunci dalam reaksi bioluminesens, riset dilakukan untuk memahami bagaimana cahaya dapat diproduksi oleh kunang-kunang. Mekanisme bioluminesens terdiri dari enzim luciferase dalam proses bertahap dimana membutuhkan substrat luciferin, oksigen, kation magnesium  dan  ATP. ATP bioluminesens menggunakan luciferin/luciferase yang melepaskan luciferin oksidasi oleh luciferase dan integritas intensitas cahaya yang setara dengan kandungan ATP. Perubahan Luciferase dengan adanya ATP dan magnesium menjadi D-luciferin berhubungan dengan ikatan enzim-luciferil adenilat. Kompleks luciferin adenilat adalah substrat yang selanjutnya dioksidasi menjadi oksiluciferin. Emisi cahaya merupakan konseksuensi kehilangan energi yang cepat dari molekul oksiluciferin dari keadaan tereksitasi menjadi kondisi stabil. Reaksi yang menginduksi foton dengan daerah efisien kuantum sekitar 90%.(1)

Luciferin Luciferase ( Reaction Bioluminescens )

Luciferin Luciferase ( Reaction Bioluminescens )

Sistem Luciferase/Luciferin

Luciferase merupakan istilah yang umum digunakan untuk enzim yang memiliki kemampuan untuk mengkatalisis emisi cahaya. 2 jenis warna cahaya yg diemisikan  disebut sebagai reaksi luciferin/luciferase. Cahaya kuning-hijau adalah tipe energi tinggi dengan puncak pada 562 nm pada pH 7,5. Dan emisi cahaya merah dengan puncak 620 nm jika pH menurun hingga 5.

Satu keuntungan untuk menggunakan pengujian ATP bioluminesens untuk mendeteksi mikroorganisme adalah ATP ada dalam semua organisme hidup dan hal ini sangat bagus dan biomarker sensitive terhadap kontaminasi. Bagaimanapun keuntungan ini dpt menjadi sebuah isu jika dideteksi adanya ATP non mikroba dan ATP ekstraseluler, membentuk latar bioluminesens dan ikut terdeteksi.

ATP ekstraseluler biasa ditemukan dalam media kultur atau dalam produk yang mengandung sel-sel eukariotik. Adanya ATP yang tidak diharapkan ini menimbulkan penghitungan lebih terhadap kontaminasi dan memberikan efek negative pada sensitifitas pengujian ATP bioluminesens.  Dua pendekatan yang biasa digunakan untuk menghilangkan ATP ekstraseluler adalah perlakuan enzimatik untuk hilangkan. ATP dan perlakuan lysis/pemecahan  untuk pemecahan selektifitas sel-sel non bakteri. Metode-metode ini terdiri dari perlakuan dengan enzim defosforilasi ATP seperti apyrase atau adenosine fosfatase, yang telah disebutkan dan digunakan untuk menghilangkan ATP secara efisien.

Kombinasi apyrase dan adenosine fosfatase deaminase menunjukkan hasil yang baik dalam reduksi ATP ekstraseluler dan telah berhasil untuk mendeteksi e.coli dan s. aureus dalam media cair dan specimen biologis (1).

Aplikasi utama dari pengujian ATP-Bioluminesens adalah untuk menjamin kualitas dengan uji pada permukaan dari alat-alat produksi untuk mengetahui adanya kontaminasi pada peralatan dan produk. (2) Metode ini juga telah digunakan untuk deteksi cepat kontaminasi pada permukaan daging dan ternak potong, cantaloupe, air minum dan susu (3).

Aplikasi terbaru dalam pengujian ATP-Bioluminesens adalah luminometer dan software yang mampu mendeteksi jumlah ATP dan divisualisasikan dengan software dalam bentuk 2D dan 3D. Dengan alat dan software ini tidah hanya deteksi, namun pengukuran jumlah mikroba dapat dilakukan. Alat ini juga cukup sensitive untuk analisis terhadap spora. Milliflex Rapid Microbiological Detection and Numeration (RMSD) dilengkapi dengan kamera CCD yang mampu merekam cahaya setiap 30 kali per detik. (1).

Prosedur pengujian ATP-Bioluminesens dengan Milliflex RMDS mengikuti tahapan-tahapan berikut : (1)
1. Penyaringan sampel melalui penyaring Milliflex
2. Inkubasi sampel pada media
3. Pemisahan membrane dari media dan pengeringan membrane didalam laminar air-flow
4. Penyemprotan bahan penghilang ATP dan bahan bioluminesens pada membrane penyaring. Reaksi antara ATP dari mikroorganisme dan enzim Luciferase menghasilkan cahaya.
5. Membran ditempatkan pada system detector ( luminometer ) dan mulai terjadi deteksi dan perhitungan/ Foton dideteksi melalui kamera CCD dan direkam.
6. Hasilnya divisualisasikan dengan gambar 2 dimensi dimana spot/titik menunjukkan jumlah koloni dan gambar 3 dimensi dengan puncak-puncak yang berkorelasi dengan jumlah ATP dari koloni tersebut. Hasil ditampakkan secara langsung sebagai jumlah unit koloni (CFU) pada layar software

Referensi :
1. Renaud Cholle and Sebastian Ribault. (2012). Use of ATP Bioluminescence for Rapid Detection and Enumeration of Contaminants : The Miliflex Rapid Microbiology Detection and Enumeration System. Bioluminescence –Recent Advances In Oceanic Measurements and Laboratory Application. 99-109.
2. A. Caprita and Rodica Caprita (2005). Application Of Bioluminescence in Quality Assurance of Food Product. Agroalimentary Processes and Technologies Vol.XI. No.1 (2005). 161-167.
3. Fur Chi Chen and Sandria L. Godwin (2006). Research Note : Comparison of Rapid ATP Bioluminescence Assay and Standart Plate Count Methods for Assesing Microbial Contamination of Consumers Refrigerators. Jurnal of food Protection vol.69 No.10-2006. 2534.

About rgmaisyah

Hidup sangat indah bila kita mau berbagi kebahagiaan kepada sesama...

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s