Alergi Pangan Glikasi Isolat Protein Kedelai Gmo Dan Non-Gmo Secara In Vitro Dan Pengujian Sifat Alergenisitasnya.

6 permukaan sel. Reaksi tipe III immune complex-mediated hypersensitivity memberikan respon dalam waktu 3-10 jam, diperantarai oleh reaksi imun yang yang mengandung antibodi IgG dan pada reaksi ini kompleks antigen-antibodi yang terdeposit di jaringan menginduksi aktivasi komplemen dan respon inflamasi. Reaksi tipe IV delayed-type hypersensitivity dikenal sebagai reaksi alergi tertunda dan melibatkan sel T dalam proses reaksinya. Sel T tersensitisasi melepas sitokin yang mengaktivasi makrofag dan sel Tc sehingga mengakibatkan kerusakan sel Roitt dan Delves 2001. Perbandingan tipe-tipe hipersensitivitas dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Perbandingan tipe-tipe hipersensitivitas Parameter Tipe hipersensitivitas I II III IV Waktu respon 30 menit 8 jam 3-10 jam 24-72 jam Sel yang terlibat Mastosit basofil Makrofag Polimorfonuklear, komplemen Limfosit T Manifestasi anafilaksis Hemolitik neonatus Rh Eritema, edema Radang penvaskula r Antibodi yang terlibat IgE IgG, IgM IgG - Contoh Alergi pangan Transfusi darah Lupus Celiac disease Sumber : Roitt dan Delves 2001 Alergi pangan dikenal sebagai reaksi tipe I yang dimediasi oleh antibodi IgE. IgE Imunoglobulin E IgE adalah salah satu dari tubuh 5 kelas isotypes imunoglobulin antibodi. Seperti imunoglobulin lainnya, IgE diproduksi oleh sel B dan sel plasma. Berbeda dengan imunoglobulin lain, konsentrasi IgE dalam sirkulasi sangat rendah. Konsentrasi immunoglobulin E dalam darah biasanya kurang dari 1 µgmL. Konsentrasi IgE dalam darah berbeda-beda pada tiap golongan umur. Antara usia 10 sampai 14 tahun, kadar IgE lebih tinggi daripada orang dewasa. Setelah usia 70 tahun, kadar IgE menurun sedikit dan lebih rendah dari pada orang dewasa dibawah 40 tahun Winter et al. 2000. Dalam alergi yang dimediasi IgE, sel mastosit dan basofil memainkan peran penting. Asosiasi alergen dengan antibodi IgE mengikat FcεRI, tingginya afinitas reseptor IgE pada permukaan sel mastosit dan basofil, menyebabkan pelepasan berbagai mediator bioaktif seperti histamin, leukotrien dan prostaglandin dari sel- sel, sehingga mendorong reaksi alergi. Setelah berikatan dengan FcεRI, sel mastosit juga memproduksi berbagai sitokin dan kemokin yang mendorong pematangan dan migrasi sel inflamasi misalnya, eosinofil dan sel T yang menyebabkan peradangan pada jaringan lokal. Mekanisme alergi ini dapat dilihat pada Gambar 1. 7 Gambar 1 Mekanisme reaksi alergi Singh dan Bhalla 2008 Tabel 2 Jenis-jenis alergen pada kacang kedelai Alergen atau fraksi protein BM kDa Sumber Gly m 1.0101 Gly m 1A, Protein hidrofobik 7,5 Ogawa et al. 2000 Gly m 1.0102 Gly m 1B, Protein hidrofobik 7 Ogawa et al. 2000 Gly m 2, Defesin 8 Ogawa et al. 1991 Methionine rich protein 8-12 Amnuaycheewa dan Elvira 2010 Gly m 3, Profilin 14 Cordle 2004 Gly m 4, 2S-globulin 17 Vorlova 2010 Whey fraction 18-21 Amnuaycheewa dan Elvira 2010 Kunitz trypsin inhibitor, 2S-globulin 20 Cordle 2004 Glisinin G2, Glisinin 11S globulin 22 Helm et al. 2000 Gly m BD 28K, Fraksi 7S-globulin 26-28 Xiang et al. 2004 Whey fraction 29-31 Ogawa et al. 1991 Soy Lesitin 32 Amnuaycheewa dan Elvira 2010 Gly m Bd 30 k, protein vacuolar P34 30-34 Ogawa et al. 1991 Glisinin G1, 35-40 Beardslee dan Ebner 2000 P39 39 Xiang et al. 2008 7S-Globulin 40-41 Ogawa et al. 1991 β-conglycinin subunit β 42 Ogawa et al. 1991 7S-Globulin 47-50 Ogawa et al. 1991 7S-Globulin 52-55 Ogawa et al. 1991 Gly m BD 60K, β-conglycinin subunit α 57-67 Ogawa et al. 2000 Gly m BD 68K, β-conglycinin subunit α’ 71 Ogawa et al. 2000 Uzzaman dan Seong 2012, juga mengemukakan bahwa reaksi hipersensitivitas tipe I terdiri dari dua fase yaitu respon langsung yang terjadi dalam hitungan menit yang disebabkan oleh histamin, prostaglandin D 2 , 8 leukotrien D 4 , serta kinins dan tryptase. Selain itu, ada reaksi tunda yang terjadi setelah 4-8 jam dan dipengaruhi oleh sitokin seperti IL-1, tumor necrosis factor, IL-4, IL-5, IL-13 dan berbagai faktor colony-stimulating seperti granulosit pada monosit colony-stimulating factor. Selain sel mastosit dan basofil, eosinofil dan neutrofil juga mungkin terlibat dalam reaksi hipersensitif. Contoh reaksi hipersensitif adalah anafilaksis, yang ditandai dengan dilatasi dari pembuluh darah dan penyempitan saluran pernafasan dan dapat terjadi sebagai respon terhadap alergen yang terdapat dalam pangan seperti kacang-kacangan dan susu. Alergi pangan yang difokuskan pada penelitian ini adalah alergi terhadap kacang kedelai. Beberapa jenis protein alergen yang terdapat pada kedelai dapat dilihat pada Tabel 2.

2.3 Glikasi dan Penurunan alergenisitas

Reaksi glikasi adalah ikatan gula pereduksi ke molekul protein atau lemak tanpa melibatkan aktivitas enzim. Reaksi Maillard adalah serangkaian kompleks reaksi kimia nonenzimatis yang terjadi antara gugus amino dari suatu asam amino, peptida atau protein dan gugus karbonil dari gula pereduksi atau produk akhir dari peroksidasi lipid. Saat ini banyak penelitian membuktikan bahwa fungsi protein dapat secara signifikan ditingkatkan melalui ikatan kovalen dengan sakarida pada reaksi Maillard. Beberapa faktor yang memengaruhi reaksi Maillard serta sifat fungsional dari produk yang terbentuk adalah suhu, waktu, kelembaban relatif RH, pH dan rasio molar reaktan Garcia-Amezquita et al. 2014. Skema reaksi yang terjadi pada glikasi protein dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2 Skema reaksi glikasi protein Zhang et al. 2009. Reaksi Maillard dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu awal, lanjut dan akhir. Pada tahap awal, glikasi dimulai dengan reaksi gula pereduksi dengan kelompok amino dari protein membentuk basa Schiff, yang mengalami reaksi Amadori. Produk Amadori lebih lanjut terdegradasi untuk menghasilkan senyawa reaktif. Pada tahap lanjutan terjadi pembentukan siklik, dehidrasi, oksidasi, fragmentasi, hidrolisis asam, isomerisasi, hingga kondensasi lebih lanjut, membentuk senyawa-senyawa yang lebih lanjut seperti yang terdapat pada Gambar 3. Produk warna akan keluar pada tahap akhir dengan pembentukan 9 melanoidin dan terbentuk advance glycation end products AGEs Liu et al. 2012. Glikasi tidak hanya dapat merubah sifat fungsional permukaan protein seperti meningkatkan kelarutannya, tapi juga mengurangi alergenisitas. Mekanisme yang bertanggung jawab atas penurunan alergenitas adalah terjadinya konjugasi antara asam amino pada protein dengan gula pereduksi sehingga akan menutupi epitop protein alergen. Denaturasi parsial selama pemanasan yang memicu glikasi dapat menyebabkan perubahan konformasi protein dan menghancurkan epitop Nakamura et al. 2008. Gambar 3 Skema reaksi Maillard Zhang dan Zhang 2007 Reaksi Maillard juga dapat meningkatkan kapasitas pengikatan IgE alergen. Asumsi ini didukung oleh fakta bahwa beberapa pasien alergi pangan hanya menunjukkan hipersensitivitas terhadap produk yang telah disimpan atau dimasak tapi tidak berpengaruh terhadap pangan mentah seperti ikan, kacang almond dan gandum. Antibodi IgE mengenali konformasi protein epitop konformasi atau urutan peptida sekuen epitop alergen. Glikasi pada alergen dengan reaksi Maillard diduga meningkatkan reaktivitas IgE alergen tersebut, atau bahkan membuat IgE epitop baru. Beberapa studi melaporkan bahwa ekstrak protein dari kacang goreng menunjukkan reaktivitas IgE lebih tinggi daripada kacang mentah Toda et al. 2014.