XII. FOOD BORNE MICROBIAL DISEASE (Penyakit oleh Mikrobia Asal Pangan)
1. nature of disease o
Epidemi Æ penyebaran
o
Karakter penyakit: infektif atau intoksikasi
o
Gejala (=symptoms)
2. causative organisms o
Ekologi
o
Pertumbuhan dalam pangan
o
Frequency of occurance and level
o
Pengendalian (=control)
o
Cara isolasi
3. food involved o
nature/properties of foods
o
association with microorganisms
o
processing of foods
o
handling of foods
o
retailing of foods
RERAN PANGAN DALAM FOOD BORNE MICROBIAL DISEASE -
sebagai vector hanya virus yang menggunakan pangan sebagai vektor
-
sebagai media pertumbuhan o
umumnya bakteri patogen asal pangan menggunakan pangan sebagai media pertumbuhan
o
setelah berbiak dalam pangan, baru dapat menyebabkan sakit kalau makanan tercemar dikonsumsi.
INVASI Æ perlu waktu inkubasi 12-48 jam Mikrobia
bersama
makanan
Æ
masuk
ke
saluran
Æmenempel di system saluran pencernaan dan berbiak Contoh : Melukai Æ misalnya Shigella
Universitas Gadjah Mada
pencernaan
Meracuni Æ misalnya Salmonella (selnya bersifat racun) Memproduksi racun (meracuni) Masuk dan menyebar ke pembuluh darah Æ demam (misalnya S. typhi)
INTOKSIKASI Mikrobia tumbuh dan berbiak dalam makanan, kemudian memproduksi racun, masukbersama makanan, akhirnya terjadi keracunan pada orang yang memakannya. Reaksinya cepat, karena racun sudah terbentuk saat masuk tubuh. Gejala klasik keracunan makanan : pusing, muntah, mual, diare Intoksikasi jamur Æ kanker (misalnya aflatoksin)
Penyebab meningkatnya keracunan pangan oleh mikrobia 1. pesta-pesta Æ penyiapannya missal 2. kios-kios makanan siap santap Æ penyiapan dan penyimpanan kurang baik 3. kecenderungan konsumsi makanan segar 4. meningkatnya perdagangan Æ transportasi dan penyimpanan 5. munculnya berbagai jenis makanan baru Æ kurang penguasaan misalnya : Take-away food Frozen food
BEBERAPA DATA KASUS KERACUNAN PANGAN YANG PENTING Dl DUNIA Mikrobia Inggris 70 16 1
Salmonella C. perfringens S. aureus
Negara Amerika 9 16 30
Australia 27 27 33
-
Di Jepang -70% kasus disebabkan oleh Vibrio parahaemolyticus.
-
Hongaria - sebagian besar oleh Bacillus cereus
-
Belanda
-
sering
Campylobacter
Universitas Gadjah Mada
terjadi
kasus
oleh
Salmonella,
Yersinia,
dan
Beberapa makanan penyebab keracunan
Makanan Paging dan unggas Seafood 1) Telur dan dairy Lain-lain 1)
Inggris 75 5 8 12
Negara Amerika 65 7 6 22
Australia 63 18 19
Banyak terjadi di Jepang
DOSIS INFEKTIF Menyatakan jumlah minimum sel mikrobia patogen yang diperlukan untuk menimbulkan sakit pada konsumen makanan tercemar. Salmonella 105 -107 sel (total), tergantung atas beratnya cemaran dan banyaknya makanan yang dikonsumsi. Khusus Salmonella typhii
Æ 5-10 sel
Clostridium perfringens
Æ 106-108 sel
Bacillus cereus
Æ 106-108 sel
Campylobacter
Æ 107-108 sel
Vibrio parahaemolyticus
Æ 106-108 sel
Staphylococcus aureus
Æ 106-108 sel/g
Virus
Æ 1-10 sel
BEBERAPA FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP DOSIS INFEKTIF -
kondisi kesehatan konsumen Æ daya tahan tubuh
-
tingkat/kondisi sel pencemar ("sublethal injury") -> dipengaruhi proses penyiapan
-
sifat bawaan dari makanan yang dikonsumsi o
komponen pangan yang dapat menjadi protektor mikrobia pencemar sewaktu menerobos sampai ke usus. Misalnya : coklat dapat melindungi Salmonella
o
efek "teurapeutik" dari pangan Misalnya : yogurt/kefir menumbuhkan mikroflora usus untuk dapat melawan infeksi mikrobia patogen.
Universitas Gadjah Mada
Tempat-tempat rawan terjadinya microbial food-borne disease outbreaks Pesta-pesta Rumah sakit Rumah makan, Hotel Pesta-pesta di rumah Kantin Sekolah Perjalanan udara
27 21 18 15 6 6 6
Tingkat risiko terjadinya outbreaks dipengaruhi oleh faktor-faktor: 1. macam makanan Æ resiko tinggi : ayam, kerang resiko rendah : sari buah, yogurt 2. cara penyediaan resiko tinggi : take-away foods (storage problems) transported foods 3. kuantita yang harus disediakan makin tinggi kuantita, makin tinggi resiko < 10 orang Æ skala resiko 1 > 500 orang Æ skala resiko 5
Implikasi dari keracunan makanan -
kematian
-
gangguan dan ketidaknyamanan dari kondisi normal
-
absen dari pekerjaan
-
biaya perawatan dan pengobatan
-
penarikan barang dagangan (produk) yang ketahuan tercemar hilangnya langganan Æ kepercayaan atas produk
-
claim asuransi
Penelusuran kasus keracunan pangan oleh mikrobia 1. identifikasi makanan yang diduga sebagai penyebab keracunan 2. identifikasi asal makanan (produsen) 3. pendugaan mikrobia penyebab keracunan 4. isolasi dan identifikasi mikrobia dicurigai, dari sampel makanan, maupun dari pasien (muntahan, berak) 5. pelajari
kemungkinan
Universitas Gadjah Mada
terjadinya
kontaminasi
selama
penyiapan,
penyimpanan, dan penyajian, perkiraan tahap terjadinya perbiakan sel.
Dasar-dasar hygiene pengolahan pangan 1. Pengendalian kebiasaan personil (karyawan) Buruk : batuk-batuk, bersin-bersin, garuk-garuk, merokok, dll. Baik: kebiasaan bersih 2. Fasilitas untuk mendukung sikap bersih -
Toilet yang cukup, pisahkan antara fasilitas cuci dari fasilitas buang air besar/kecil
-
Hindarkan kontaminasi orang sakit terhadap yang sehat
3. Pengendalian infestasi hewan : burung, serangga, rodent 4. Rancangan tempat pengolahan : -
area concept : - cegah kontaminasi silang -
pisahkan jalur masuk bahan mentah dan jalur bahan terolah
-
ventilasi dan pencahayaan yang cukup
-
dinding, lantai, dan plafon Æ mudah dibersihkan, mudah kering
5. Kebersihan dari bagian-bagian pengolahan yang permukaannya kontak dengan bahan Æ sering dibersihkan dengan cermat 6. Cara penyimpanan yang tepat : -
ukuran dan design yang sesuai
-
kondisi penyimpanan yang sesuai
7. Memenuhi persyaratan hygiene dan sanitasi -
jumlah, ukuran, dan lokasi toilet
-
jumlah, ukuran, dan lokasi ruang istirahat
8. Pendidikan -
terhadap produsen/pengusaha
-
terhadap karyawan produksi
-
terhadap petugas/inspector
-
terhadap konsumen
Mikrobia penyebab penyakit asal pangan : Enterobacteriaceae 1. Salmonella
Universitas Gadjah Mada
2. Shigella 3. Escherichia coli 4. Yersinia enterolitica 5. Vibrio cholera 6. Vibrio parahaemolyticus 7.
Bacillus cereus
8. Campylobacterjejuni 9. Staphylococcus aureus 10. Clostridium botulinum 11. Clostridium perfringens 12. Listeria monocytogenes
Salmonella •
bentuk batang, motil, Gram negative
•
telah dikenal > 1700 serotype
•
S. typhii dan S. paratyphii penyebab penyakit tifus (demam)
•
Gejalanya muncul 7-14 hari setelah terinfeksi
•
Perasaan tak enak badan dan pusing diikuti demam dan diare berdarah Hanya patogen terhadap manusia -
Mortalitas 10%
-
Sumber utama manusia, menular lewat tinja Æ mencemari pangan/air Æ manusia
•
Dosis infektif < 100 sel, tak harus berbiak dalam pangan
S. typhimurium, S. agona, dan S. pama penyebab gastroenteritis Æ pusing, diare, muntah, demam -
Gejala timbul
12-36 jam setelah mengkonsumsi makanan
tercemar, berlangsung selama 1-7 hari -
Mortalitas < 1%
-
Habitat normal m.o. ini adalah saluran pencernaan burung dan hewan (baik piaraan maupun liar)
-
Menyerang manusia dan hewan
Universitas Gadjah Mada
Pengendalian •
Di peternakan -
hygiene yang baik
-
pakan yang sudah dipasteurisasi
-
hindari stress Æ hewan lemah, mudah terserang
-
nurmi concept Æ adaptasi, pakan untuk anak unggas sehat dicampur dengan isi usus unggas dewasa (imunisasi ?)
•
Pengolahan dan pengangkutan -
hygiene dan pencegahan Cross-contamination hewan sehat - hewan sakit bahan steril - bahan tercemar
-
pemanasan yang cukup dalam pengolahan
-
dekontaminasi: pasteurisasi, celup desinfektan, semprot bahan kimia
-
jaga kesegaran ternak selama transportasi
Escherichia coli (Gram Negatif, Batang pendek) •
Ekologi : secara alamiah terdapat dalam saluran pencernaan dan tinja dari orand sehat, hewan pada umunya, terutama burung, populasinya dapat mencapai 107 - 108 sel/g.
•
Patogenitas: o
Kebanyakan tidak pathogen
o
Beberapa serotype sangat patogen, menjadi penyebab atas 5% dari seluruh keracunan pangan di USA
o
Type patogenitas: i. diare pada bayi (infant diarrhea) a. telah dikenal hampir 70 tahun b. terutama di negara-negara berkembang c. di
negara
maju
banyak
terjangkit
justru
ditempat
perawatan/penitipan anak dan rumah sakit anak (ketularan) d. mortalitasnya sampai 40% ii. "Travellers diarrhea" a. oleh enterotoxigenic E. coli, menempel pada dinding usus,
Universitas Gadjah Mada
berbiak dan menghasilkan toksin Æ diare b. racun tersebut terbentuk cepat oleh plasmid yang terambil dari Shigella Æ gejala sakitnya sama. c. Gejala : diare yang tiba-tiba dan berlangsung lama (1-2 minggu) 5-10 kali per hari; sering dikacaukan dengan kolera; dosis infeksinya tinggi, 108 - 1010 sel. iii. Disentri berdarah Serotipe dari E coli ini menyerang saluran pencernaan, menghasilkan racun yang menyebabkan "nausea" (rasa mual, mau muntah) dan diare berdarah.
Pangan sumber cemaran : Air, sayuran, beras tercemar (akibat hygiene yang buruk), daging, ikan, susu dan hasil olahnya (terutama keju akibat kultivasi yang jelek Æ fermented milk)
Shigella •
Bentuk batang, Gram negatif, non motil, fakultatif anaerob, tidak menghasilkan H2S, tidak memfermentasi laktosa, xylosa dan lysine (karena tidak memiliki lysine decarboxylase)
•
Menyebabkan disentri berdarah karena menempel dan melukai dinding usus.
•
Menyerang khusus pada manusia, potensial menyebabkan kematian
•
Menyerang melalui air yang terkontaminasi tinja penderita disentri oleh Shigella
•
S. dysenteriae, S. sonnei, S. flexneri, S. boydii
Yersinia enterolitica •
Menimbulkan berbagai kasus keracunan pangan dengan korban dalam jumlah besar
•
Dikenal sejak 1976, terjadi di New York meracuni sebanyak 220 anak akibat mengkonsumsi chocolate milk
•
Telah terjadi pula di Jepang, Kanada, USA, dan Belanda, terutama pada
Universitas Gadjah Mada
anak-anak sekolah •
Gejala : merupakan gejala klasik, mula-mula diare, demam, sakit perut ("pain") sehingga s ering m enyesatkan s eperti u sus b untu, muntah, i nflamasi p ada k ulit d an sendi.
•
Patogenitas: o
Ada 34 serotipe "O" dan 19 serotipe "H", hanya serotipe O:3, O:8, O:9 yang patogen
o
Mekanisme patogenitasnya belum jelas.
Campylobacterjejuni •
Bentuk vibrio, Gram negative
•
Cork-screw motility
•
Flagella polar
•
Tumbuh optimum pada 42 °C, mikroaerofilik, membutuhkan 5-10% O2 dan 10% CO2.
•
Memperoleh energi dari metabolisme asam amino, tidak memfermentasi laktosa
•
Sensitif terhadap vialixidic acid, mati pada suhu < 25 °C.
•
Ekologi : terdapat pada saluran pencernaan binatang piaraan : burung dan anjing, pada level 103 - 107 sel/g.
•
Penyebab penularan : karkas unggas (50-100%), susu mentah, air, dan tanah
•
Menimbulkan gastroenteritis
•
Gejala sakit: muncul 2-5 hari setelah terinfeksi, pria labih mudah terserang daripada wanita (3:2), demam tinggi, nyeri perut, dapatsampai menimbulkan diare berdarah serius.
•
Beberapa strain memproduksi toksin pada suhu < 30 °C, pada suhu tubuh 37 °C, tidak
•
Beberapa strain melukai dinding usus.
•
Sifat-sifat penting: tumbuh optimal pada 37 °C, peka terhadap pembekuan dan pemanasan > 60 °C Æ pernah dijumpai pada susu pasteurisasi
•
Pangan sumber kontaminan/infeksi: susu, susu pasteurisasi, ayam,
Universitas Gadjah Mada
seafoods
Bacillus cereus •
Semula
dianggap
tidak
patogen,
bahkan
digunakan
sebagai :
“teaching microorganism", karena berbentuk batang, ukurannya besar, berspora, Gram positif •
Terdapat di udara, tanah, air, debu, tanaman, produk pangan (raw dan cooked)
•
Spora biasa terdapat pada serealia, tepung, bumbu, bahan pangan kering
•
Ada 17 serotipe o
Serotipe 1 paling banyak terkait dengan keracunan pangan, di samping serotipe 3, 4, 5, 8, 12, dan 17
o •
Serotipe 1, 8, dan 12 terkait dengan gejala muntah dan diare
Gejala muntah Æ timbul berkaitan dengan produksi toksin tahan panas berupa protein dengan BM < 5000
•
Gejala diare Æ berkaitan dengan toksin peka panas berupa protein dengan BM = 50.000
•
Serotipe 1 sangat tahan panas, biasanya terdapat pada nasi, nasi goreng, susu pasteurisasi dan daging yang sudah dimasak.
•
Dosis infektif 106 - 108 sel/g
Beberapa pangan yang biasa tercemar oleh B. cereus
Bahan Susu mentah Kerang Susu bubuk Take away foods Dairy custard Susu pasteurisasi
% tercemar 77 100 50 50 40 20
Tingkat cemaran CFU/g atau ml 102-103 104-106 102-104 102-106 104-106 104-106
Karakter penting : amylase, protease, lecithinase
Vibrio parahaemolyticus •
Ekologi : terdapat di lumpur dan perairan pantai dan tambak pada kadar :
Universitas Gadjah Mada
50-100 sel/ml (musim panas di air, musim dingin di lumpur), seafoods : 10-500 sel/g (kerang 500 sel/g) •
Bentuk vibrio, polar flagellum
•
Gram negatif, fakultatif anaerob
•
Suhu optimal 35-37 °C, tumbuh lambat pada suhu chilling.
•
Perlu garam untuk pertumbuhannya, 2-3% (minimal 0.25%)
•
Gejalasakit: muncul setelah 4-96 jam terinfeksi, diare (98%), kejang perut (82%), nausea (71%), muntah (52%), pusing dan demam (2%)
•
Bahaya keracunan terutama karena kontaminasi silang karena dosis infektifnya tinggi, 106 sel/g, padahal kerang tercemar sebesar 500 sel/g.
Vibrio cholerae •
Gram negatif, bentuk batang, kebanyakan melengkung, motil karena adanya flagelum polar.
•
Manusia m asih d ianggap s ebagai s umber keberadaan Vibrio pada umumnya, y ang kemudian diduga V. cholerae juga berasosiasi d engan hewan dan plankton. Kadar garam dan suhu merupakan faktor penting perbiakannya.
•
Sumber cemaran : air, makanan, kerang (Spanyol), dan kepiting (USA) akibat sanitasi kultivasi yang jelek sehingga tercemar V. cholerae.
•
Gejala sakit : diare dan muntah dengan pengeluaran cairan berlebihan yang mengakibatkan dehidrasi Æ kematian
•
Serotipe O:1 menempel di dinding usus dan menghasilkan racun Æ serotipe O:1 ada yang non-patogenik. Serotipe non O:1 menimbulkan gastroenteritis. Dosis infektif 105 -106 sel/g.
Staphylococcus aureus •
Sifat-sifat : kokus, non motil, berkelompok seperti untaian buah anggur, koloninya sering berwarna kuning - oranye, pada media dengan garam tinggi, tumbuh baik pada kadar garam 16%, anaerob fakultatif.
•
Ekologi : pada kulit dan lubang hidung manusia dan hewan, 50% orang sehat merupakan pembawa S. aureus., pada orang sakit, luka, berjerawat dan berbagai kelainan wajah/kulit, dapat mencapai 106 -107 sel/ml.
Universitas Gadjah Mada
•
Gejala sakit : muncul 1-6 jam setelah mengkonsumsi makanan tercemar; nausea, nyeri perut, muntah berat, diare, pusing, demam, dan shock; membaiki setelah sehari; jarang menjadi fatal.
•
Dosis infektif: 1 jag racun yang dapat diproduksi oleh = 106 sel/g makanan.
•
Makanan pencemar : unggas, seafoods, dairy, daging. Cemaran dapat berasal dari bahan itu sendiri atau oleh pengolah yang menjadi karier S. aureus. Penggaraman dapat mengkondisikan pencemaran S. aureus.
•
Mekanisme patogenitas -
Intoksikasi disebabkan oleh toksin yang diproduksi berupa protein dengan BM 30.000 Dalton, oleh plasmik sel
-
Produksi toksin harus dalam kondisi aerob dalam pangan yang kaya protein, pada suhu kisaran 10 - 46 °C (optimal pada 40 - 45 °C) pada pH < 5.8. Pada pH > 8.0 produksi toksin tak terjadi. Glukosa dan gula lain pada kadar tinggi menekan produksi toksin. Toksin ini sangat tahan terhadap panas, tidak rusak oleh pemasakan.
Clostridium botulinum •
Bentuk batang, membentuk spora, Gram positif.
•
Ada 7 tipe, didasarkan serologi racun yang dibentuk : Type A, B, E, F
patogen terhadap manusia
Type C
patogen terhadap ternak
Type E
terdapat di laut, air maupun lumpur, sering mencemari seafoods
•
Epidemiologi : Æ botulisme -
Kejadiannya.jarang, tetapi mortalitasnya tinggi (50%)
-
Gejala : nausea berat dan muntah-muntah selama 12-24 jam, konstipasi, pusing, badan lemah, mulut kering, haus, sukar menelan.
-
Gangguan neurologis (12-60 jam) : mata kabur, pupil tidak bereaksi terhadap sinar, pernafasan lumpuh dan mati dalam 5-7 hari.
Universitas Gadjah Mada
•
Patogenitas: -
Oleh toksin berupa protein dengan BM 100.000 - 900.000 yang keluar secara lysis dari sel masuk ke dalam pangan. Toksin ini peka terhadap panas, rusak pada pemanasan selama 6 menit pada 80 °C atau 90 menit pada 65 °C.
-
Produksi toksin terhambat pada pH < 4.5, NaCI > 40% dan suhu < 4 °C.
Clostridium perfringens •
Bentuk batang, Gram positif, non motile, memfermentasi laktosa, aerob
•
Generation time 10 menit pada 25-55 °C, tahan pembekuan.
•
Ekologi : tersebar luas di tanah, air, tanah subur (10s - 105 /g), "marine sediment", di usus dan kotoran binatang dan burung.
•
Mencemari berbagai macam pangan seperti daging, unggas, seafoods, dairy dan makanan yang dikeringkan, sampai tingkat 5-100 sel/g.
•
Gejala sakit: muncul 6-24 jam setelah mengkonsumsi makanan tercemar.
•
Gejala utama diare ringan dan kram perut, kadang-kadang nausea, jarang muntah, lamanya gangguan 1 hari, mortalitas < 1%.
•
Dosis infeksi 106 - 108 CFU/g. Mekanisme patogenitas
•
Akibat racun berupa protein BM 36.000, terbentuk pada saat sporulasi di usus.
Universitas Gadjah Mada
