Review Jurnal: Penicillium Chrysogenum


Penicillium chrysogenum CCF 2878 CYA 10-25

Comparative Study on Production, Purification of Penicillin by Penicillium Chrysogenum Isolated from Soil and Citrus Samples

by: S Anto Jeya Dayalan, Pramod Darwin, Prakash S

ABSTRACT

Tujuan: Untuk mengeksplorasi bermacam tempat yang belum diselidiki dimana Penicilium spp bisa ditemukan dan mempelajari produksi penisilin dari isolasi Penicilium spp di media berbeda dengan sumber karbohidrat yang diubah. Metode: Sampel tanah dikumpulkan untuk isolasi Penicillium chrysogenum (P. Chrysogenum) dengan cawan pengenceran tanah.   Spesies Penicilium yang diisolasi dibiakkan lagi di produksi media yang berbeda dengan penggantian sumber karbohidrat. Ekstraksi penicillin dari bermacam isolat dianalisis dengan HPLC untuk  kemanjuran dari produk. Selanjutnya produk disaring dengan bermacam spesies bakteri termasuk ‘Methicilin Resistant Staphylococcus Aureus (MRSA)’. Dan pengolahan diperpanjang untuk menemukan tindakan yang mungkin dari MRSA, termasuk karakterisasi menggunanakan patogen lain. Hasil: dari bermacam sampe tanah dan sampel jeruk yang digunakan untuk analisa, hanya sample tanah dari Rumah Sakit Umum Pemerintah di Balangore, India dan Rumah Sakit Sanjai Ghandi, Balangore, India yang menunjukkan kemungkinan pertumbuhan  jamur P. Chrysogenum. Produksi media berbeda menunjukkan bermacam tingkatan dari pertumbuhan Penicillium. Produksi optimum dari penicilin diperoleh dari maltosa yang membuktikan daerah hambat terbesar selama proses pengujian. Karakterisasi dari penicilin patogem. Seperti E. Coli, Klebsiella sp dan MRSA, memberikan hasil yang sangat menarik seperti tidak ada aktivitas pada strain setelah resisten. Data HPLC menunjukkan analisis dan detail konfirmasi dari produksi penicilin. Karena itu, penicilin yang diproduksi dari sampel tanah dari Rumah Sakit Umum Pemerintah punya nilai absorban yang tinggi 441,5 mAu dibandingkan dengan penicilin yang diproduksi dari sample Rumah Sakit Sanjay Ghandi, 85,52 mAu. Oleh karena itu, ada perubahan yang besar dari kuantitas/jumlah penicilin yang diproduksi di kedua sampel. Kesimpulan: Penicilium spp sangat mungkin banyak di cemaran di rumah sakit dan lingkungan itu sendiri. Penelitian ini berfokus pada bermacam sumber penyakit ringan yang belum diketahui, dan juga menunjukkan bahwa pertumbuhan penicilin tinggi di media kaya maltosa yang mungkin mempercepat pertumbuhannya.

 

 

  1. PENDAHULUAN

Jamur adalah komponen penting dari mikrobiota tanah yang biasanya merupakan lebih dari biomassa tanah dari bakteri, tergantung pada kedalaman tanah dan kondisi gizi. Peran jamur dalam tanah sangat kompleks dan mendasar ekosistem tanah. Mereka melakukan peran ekologis yang sangat mempengaruhi kualitas hidup manusia dan memiliki potensi besar untuk memberikan manfaat ekonomi, misalnya, isolasi dan identifikasi jamur tanah. Penicillium mengarah ke industri farmasi besar antibiotik. Diperkirakan bahwa ada 1,5 juta spesies jamur di bumi, yang hanya baru sekitar 70 000 telah terdiskripsi sampai sekarang.

Menurut penelitian terbaru yang dilakukan oleh “marketresearch.com”, permintaan Cina untuk penisilin telah berkembang dengan cepat dalam dekade terakhir. Dalam lima tahun ke depan, baik produksi dan permintaan akan terus tumbuh. Dengan demikian, studi baru yang meneliti tren ekonomi Cina, lingkungan investasi, perkembangan industri, pemasaran saluran dan industri besar peserta mengenai data historis dan jangka panjang ramalan melalui 2012 dan 2017 disajikan.

Penyelidikan ini bertujuan untuk mengeksplorasi keragaman mycoflora antibiotik yang memproduksi Penicillium chrysogenum (P. chrysogenum) dari berbagai tanah dan sumber-sumber jeruk. Hasil yang diharapkan dari pekerjaan ini adalah untuk mengeksplorasi antibiotik untuk ancaman mendatang oleh patogen mutan. Hasil dari studi ini menunjukkan bahwa tanah dan buah jeruk sampel tampaknya menjadi sumber yang baik dari spesies Penicillium.

 

  1. BAHAN DAN METODE

2.1. Pengambilan Tanah

Sampel tanah dikumpulkan dari empat rumah sakit berbeda di kota Bangalore, yaitu, Sanjay Gandhi Hospital Bangalore (SGH), pemerintah umum rumah sakit Bangalore (GGH), Victoria Hospital Bangalore, dan Vanivilas Women’s and Children’s Hospital Bangalore. Sampel tanah basah dikumpulkan sebagai spesies Penicillium, biasanya habitat di lokasi basah dan lembab. Sampel disimpan dalam kantong plastik kecil sampai dibawa ke laboratorium, dan kemudian disimpan pada suhu 40C sampai proses. Demikian pula, sampel buah jeruk busuk, sepert busuk jeruk, limetta jeruk dan lemon juga dikumpulkan dari limbah buah vendor dan pasar limbah. Mereka juga disimpan dalam kantong plastik dan setelah sampai di laboratorium disimpan di udara terbuka yang sejuk dari sinar matahari yang mempercepat pertumbuhan jamur.

 

2.2. Isolasi Penicillium dari Sampel

Sampel tanah diolah lebih lanjut menggunakan cawan pengenceran tanah di media Potato Dextrose Agar (PDA).

 

2.3. Skrining dan Identifikasi P. Chrysogenum

Penicillium spp. diidentifikasi dari koloni-koloni di cawan petri oleh cetakan hijau biru yang berkilau dikelilingi oleh miselium putih. Koloni tersebut divisualisasikan di bawah cahaya mikroskop yang menggunakan fenol biru untuk mengkonfirmasi miselium dan conodia dari jamur. Identifikasi spesies dilakukan berdasarkan metode Raper et al.

 

2.4. Produksi/Pembuatan Penisilin

Metode pembuatan penisilin di tiga media produksi berbeda dilakukan di laboratorium skala. Maka tiga labu erlenmeyer yang digunakan pada produksi media disediakan. Labu dengan media disterilkan pada 15 psi, 121 曟 selama 20-45 menit. Media yang telah disterilkan kemudian didinginkan hingga meencapai temperatur kamar sebelum diinokulasi.

Labu dengan produksi media dipindahkan ke ruang laminar aliran udara yang bersih dan 2 ml dari benih kultur 4-5 hari yang ditambahkan ke dalamnya dan diaduk rata. Setelah labu dengan kultur inokulasi didiamkan di inkubator selama 3-5 hari 25-28 曟 dan 50 rpm kecepatan sampai waktu panen (sekitar 7-10 hari).

 

2.5. Uji Antibiotik

Uji antibiotik rutin dari produksi dilakukan setiap tiga hari. Tes rutin sensitivitas antibiotik ini menunjukkan produksi penisilin di media. Prosedur uji untuk penisilin sama seperti yang dijelaskan oleh Raahave dengan beberapa modifikasi.

 

2.6. Analisis Pemanfaatan Gula

Analisis pemanfaatan gula menyediakan data dari bagaimana P. chrysogenum dimanfaatkan sumber karbon oleh kuantifikasi kadar gula. Metode DNS ini sederhana, sensitif dan dipakai selama penanganan sejumlah besar sampel pada waktu tertentu untuk mengurangi analisis gula.

 

2.7. Pemurnian dan Identifikasi Penisilin

Pemurnian penisilin dari media produksi dimulai dengan penyaringan kaldu. Pada tahap pertama, padatan yang besar dan sel mikroba yang dipisahkan oleh filtrasi, karena filtrasi adalah metode yang paling serbaguna untuk menghilangkan molekul yang tidak larut dari kaldu. Penisilin yang kaya kaldu berair dipelihara dengan arang untuk menghilangkan pigmen dan kotoran. Setelah filtrasi dan perlakuan karbon, pemulihan penisilin dilakukan oleh ekstraksi cair-cair (ekstraksi pelarut). Penisilin diambil dari fasa air ke dalam pelarut butil asetat. Pemulihan terlarut dilakukan dengan penguapan sampel diekstrak. Identifikasi penisilin murni dilakukan dengan kromatografi lapis tipis (TlC) dengan benzena: etil asetat: asam asetat (40:40:20) sebagai pelarut dan divisiualisasikan dalam UV illuminator.

 

2.8. Karakterisasi Pemurnian Penisilin

Karakterisasi ekstrak yang dimurnikan dan ekstrak minyak mentah penisilin akhirnya dianalisis untuk aktivitas pada tiga organisme patogen yang berbeda, yaitu, Klebsella spp. Strain liar  Escherichia coli (E. coli), dan methycillin resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Spesies bakteri tersebut disebar pada cawan agar. Dan dipilih secara acak sampel yang memiliki inhibisi tingkat tinggi selama tes rutin digunakan untuk karakterisasi. 100 毺l sampel dari ekstrak kasar dan murni yang dimuat di dua sumur berbeda bosan dalam satu piring. Cawan disimpan untuk inhibisi pada 37 曟 selama 16-24 jam, dan hasilnya dicatat.

 

2.9. HPLC analisis penisilin

Analisis HPLC penisilin dilakukan di SCIGENICS, perangkat laboratorium diproduksi cyber, dengan detektor UV ditetapkan pada 254 nm. Kolom yang digunakan untuk analisis adalah C-18. Fase mobile terdiri dari metanol: buffer fosfat (85:15, v/v) pada aliran tingkat 1 ml/min. Standar yang digunakan untuk perbandingan adalah Pencom ® 13 (tersedia secara komersial penisilin injeksi).

 

  1. HASIL

Setelah mempelajari mycoflora spesies Penicillium dan menginokulasi mereka dalam produksi media dengan sumber karbohidrat yang berbeda, produksi optimal penisilin telah ditentukan dan hasil berada di penjelasan.

 

3.1. Isolasi dan Pemutaran P. chrysogenum

Dari tanah dan jeruk sampel yang digunakan untuk berbagai analisis, hanya sampel tanah dari GGH (gambar 1), dan SGH (gambar 2) menunjukkan beberapa potensi pertumbuhan yang diinginkan dari jamur P. chrysogenum. Sampel tanah lain dari Victoria Hospital dan Vanivilas Hospital menunjukkan tidak ada pertumbuhan Penicillium spp. dan sampel jeruk tidak punya cetakan pertumbuhan yang diinginkan (Penicillium spp.) Dua sampel yang diduga Penicillium spp. divisualisasikan di bawah cahaya mikroskop dan dikonfirmasi sebagai P. chrysogenum, berdasarkan

conidia dan conidiophore susunan jamur. Strain ini telah dikonfirmasi Penicillium yang diproses lebih lanjut untuk kultur murni yang digunakan dalam proses produksi dan pemurnian.

1

Gambar 1. Kultur murni dari P. Chrysogenum diisolasi dari sample tanah GGH (A) dan strain identifikasi mikroskopis (B)

2

Gambar 2. Kultur murni dari P. Chrysogenum diisolasi dari sample tanah SGH (A) dan strain identifikasi mikroskopis (B)

3.2 Produksi Penisilin

Produksi penisilin dilakukan di tiga labu dengan produksi media berbeda dan  sumber karbohidrat gula saja yang berubah. Ketiga produksi media terdiri dari 0.68 mol/l KH2PO4, 0.242 mol/l NH4Cl, 0.06 mol l fenil asam asetat, 0.79 mol/l K2SO4, 0.05 mol / l MgSO4.7H2O, 6 mol/l amonia, asam sitrat mol l 2. Tapi sumber karbohidrat untuk media 1 adalah 2 g / 200ml maltosa, media 2 dekstrosa 2 g / 200ml dan media 3 2 g / 200ml laktosa.

Hasil-hasil produksi penisilin berdasarkan pengujian antibiotik rutin dan pemanfaatan karbohidrat.

 

3.3. Uji Antibiotik

Uji antibiotik yang rutin dilakukan untuk memeriksa sensitivitas antibiotik penisilin yang diproduksi dalam produksi media. Uji antibiotik dilakukan setiap tiga hari setelah inokulasi produksi media dan zona inhibisi diamati. Data yang diperoleh selama uji rutin strain yang diperoleh dari SGH dan GGH disajikan dalam tabel 1.

3

Tabel 1 : Uji rutin antibiotik penisilin dari sampel SGH dan GGH

4A

Gambar 3. Konsentrasi gula pada proses produksi penisilin

5A

Gambar 4. Gambar analitik TLC dari GGH maltosa (A), SGH maltosa (B), SGH dekstrosa (C) contoh dari penisilin.

6A

Tabel 2 : Standar konsentrasi dan nilai OD dari dekstrosa, maltosa dan laktosa

 3.4. Pemanfaatan Analisis Gula

          Pemanfaatan gula di media kultur diukur berdasarkan metode DNS, yang menunjukkan bahwa organisme dimanfaatkan gula sebagai sumber karbon untuk pertumbuhan mereka. Standar kurva untuk konsentrasi dekstrosa berbeda, maltosa dan laktosa digambarkan berdasarkan pada nilai indeks optik (OD) (tabel 2).

Sample OD dari sample media dektrose dibaca pada 540 nm dan ditabulasikan di tabel 3. Nilai rata-rata OD dikalkulasikan dan dibandingkan dengan kurva standar untuk memperoleh konsentrasi dekstrose di produksi media. Setiap tiga hari analisis pemanfaatan gula dilakukan dan diketahui bahwa pertumbuhan dari mikroorganisme meningkat dengan penurunan gula. Uji pemanfaatan gula dilakukan di media lain yang digunakan untuk produksi (maltosa, laktosa). Konsentrasi dari masing-masing gula dikalkulasikan berdasarkan perbandingan dari nilai OD sampel dengan grafik standar. Konsentrasi maltosa dan laktosa dibuat dalam tabel 3.

Ide dasar dari penghitungan konsentrasi gula di media untuk menentukan pertumbuhan penisilium di produksi media dengan deplesi karbohidrat. Pertumbuhan dari organisme di produksi media berbanding terbalik dengan konsentrasi gula di produksi media, i.e., pertumbuhan a 1/ konsentrasi gula di media. Gambar 3 digambarkan di  grafik perbandingan konsentrasi karbohidrat di proses produksi penisilin.

 

3.5. Analisis TLC untuk Pemurnian Penisilin

Penisilin yang murni diperoleh dari pelarutan yang bersih setelah konsentrasi. Penisilin dalam bentuk murni dikonfirmasi dengan menggunakan analisis TLC. Sample menunjukkan fluorosensi bersih dengan UV iluminator. (Gambar 4)

7A

 

 

3.6. Karakterisasi Pemurnian Penisilin

Studi karakterisasi pada mikroba berbeda memberi hasil yang bagus, penisilin menunjukkan inhibisi bersih pada Klebsiella spp dan E. Coli. Tapi tidak ada inhibisi didapatkan pada MRSA. Penisilin yang diproduksi di media maltosa memberi inhibisi optimum jika dibandingkan dengan sampel lain.

 

3.7. Analisis HPLC Pemurnian Penisilin

Pada standar di HPLC menggunakan Pencom 13, hasil yang diperoleh yaitu 756 mAU pada waktu 0,63. Hasil HPLC penisilin dari sampel GGH dan sampel SGH menunjukkan sebuah perbedaan pada waktu 0,763 menit dan 0,857 menit.

 

Sumber :

[1] Ainsworth GC, Bisby GR. Dictionary of the fungi. 8th ed. Wallingford: CABI; 1995, p. 445.

[2] Diana WF. Soil biodiversity: its importance to ecosystem processes. Fort Collins: Colorado State University; 1994.

[3] Hawks worth DL, Rossman AY. Where are all the undescribed fungi? Phytopathology 1997; 87: 888-891.

[4] Waksman SA. A method for counting the number of fungi in the soil. J Bacteriol 1922; 7: 339-341.

[5] Raper KB, Thom C. A manual of the penicillia. 1949, p. 875.

[6] Raahave D. Antimicrobial agents and chemotherapy. American Society for Microbiology 1974; 6(5): 603-606.

[7] Swaroopa RA, Jetty A, Ramakrishna SV. Kinetic studies of penicillin production during batch and repeated batch in fluidized bed bioreactor with agar immobilized Penicillium chrysogenum cells. Indian J Biotechnol 2004; 3: 394-399.

 

[8] Tan XD, Ji QR, Chang ZD. Partition behavior of penicillin in three-liquid-phase extraction system. The Chinese Journal Process Engineering 2006; 6(3): 363-368.

[9] Suhail M, Akhund S, Tahira JA, Mangrio M, Abro H. Isolation and identification of Penicillium spp from the river indus bed at Kotri. Pak J Bot 2006; 38(4): 1289-1292.

[10] Haider M, Hamzah, Anwar HL, Ali Hamid G, Hassan. Physiological regulation of protease and antibiotics in Penicillium spp. using submerged and solid state fermentation techniques. J Eng Sci Technol 2009; 4(1): 81-89.

[11] Baghel US, Singhal M, Gupta MM, Singh HP, Shuchi D, Sahu M. Analytical method validation for tablet of phenoxymethyl penicillin potassium by HPLC method. J Chem Pharm Res 2009; 1(1): 271-275.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Leave a comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *