Teknologi Next-Generation Sequencing (NGS) untuk Peningkatan Kualitas dan Keamanan Pangan 

Food safety atau keamanan pangan merupakan hal yang sangat penting karena memiliki dampak langsung terhadap kesehatan masyarakat. Menjamin keamanan pangan merupakan tugas mendasar bagi semua pihak, mulai dari produsen hingga konsumen. Konsumsi makanan yang terkontaminasi berpotensi menyebabkan wabah penyakit hingga komplikasi kesehatan yang serius, dan dalam beberapa kasus bahkan dapat menyebabkan kematian. WHO memperkirakan sekitar 7,69% dari populasi dunia mengalami penyakit yang disebabkan oleh makanan setiap tahun[1]. Selain itu, sekitar 7,5% dari total kematian setiap tahun disebabkan oleh penyakit yang disebabkan oleh makanan[1]. Hal tersebut menyebabkan food safety testing menjadi sangat penting untuk dilakukan. 

Salah satu hal yang dapat mengkontaminasi pangan adalah mikroorganisme seperti bakteri, virus, dan jamur. Beberapa bakteri pada pangan yang telah banyak menyebabkan penyakit diantaranya adalah Salmonella, Listeria, dan E. coli. Metode yang umum digunakan untuk mendeteksi mikroba – mikroba tersebut adalah dengan metode kultur, dimana sampel ditumbuhkan dalam media tumbuh dan diuji keberadaannya dengan uji kimia/enzimatis. Namun, metode dengan uji kultur tersebut dapat memakan waktu yang lama, bahkan hingga berhari – hari.

Next Generation Sequencing (NGS) saat ini hadir mewakili kemajuan teknologi untuk memberikan solusi terhadap permasalahan tersebut. Berbeda dengan metode kultur yang memerlukan waktu lama, NGS menyediakan solusi yang cepat dan komprehensif, dengan cara menganalisis materi genetik mikroba yang ada dalam sampel makanan. NGS memungkinkan identifikasi dari berbagai macam patogen secara langsung dan simultan baik dari bakteri, virus atau fungi tanpa perlu proses kultur yang memerlukan banyak waktu.

Salah satu metode NGS yang dapat digunakan untuk uji keamanan pangan adalah Amplicon metagenomic sequencing. Amplicon metagenomic sequencing adalah metode analisis materi genetik kolektif dari seluruh mikroorganisme yang ada pada sampel makanan. Amplicon metagenomic sequencing dapat dilakukan pada sampel makanan langsung atau pada isolat DNA total (tidak perlu murni satu isolat) yang diambil dari sampel makanan. Dengan amplicon metagenomic sequencing, kita dapat mengetahui komunitas mikroba apa saja yang terdapat pada sampel makanan, termasuk mikroba baik atau pun mikroba patogen yang dapat menyebabkan penyakit[2]. Amplicon metagenomic sequencing dilakukan dengan mengekstraksi semua materi genetik yang ada pada sampel makanan. Gen marker tertentu dari tiap materi genetik yang ada pada sampel tersebut kemudian di sekuensing untuk menentukan urutan basa gennya, dan sekuens gen yang didapat kemudian dianotasikan berdasarkan database gen marker yang ada untuk menentukan mikroba apa saja yang terdapat pada sampel tersebut.

Amplicon metagenomic sequencing memberikan penglihatan lebih luas mengenai mikroba – mikroba yang terdapat pada sampel makanan. Analisis komprehensif dari amplicon metagenomic sequencing dapat memberikan gambaran dan membantu identifikasi potensi kontaminasi pada pangan. 

Picture Source: Centers for Disease Control and Prevention

Metode NGS lainnya yang dapat digunakan dalam uji keamanan pangan adalah WGS atau Whole Genome Sequencing. WGS adalah metode untuk menganalisis keseluruhan genom dari mikroorganisme tertentu yang ada dalam bahan pangan. Setiap mikroorganisme akan memiliki profil genomnya masing – masing, sehingga kita dapat melacak tiap mikroorganisme tersebut berdasarkan profil genomnya[3]. Dengan profil genom yang didapat dari WGS, kita dapat mengidentifikasi dan melacak strain mikroba tertentu di seluruh proses rantai pasokan makanan. WGS dilakukan pada sampel kultur murni mikroba tertentu yang ingin dilacak dari sampel makanan. WGS memungkinkan produsen atau pihak berwenang untuk dapat melacak dengan cepat sumber kontaminasi bila terjadi kasus wabah, apakah kontaminasi tersebut terjadi di tahap penyimpanan, pemrosesan, pengemasan atau pada tahap distribusi, sehingga tindakan yang tepat untuk mencegah permasalahan dan korban lebih lanjut dapat segera dilakukan[4]. 

Dari penjelasan diatas, dapat disimpulkan bahwa Next Generation Sequencing merupakan suatu metode yang cepat, simultan, dan komprehensif yang dapat digunakan dalam food safety testing. Kemampuan NGS untuk menganalisa materi genetik makanan telah memberikan solusi untuk permasalahan dalam food safety testing. NGS dapat mempermudah proses penelusuran jejak, proses identifikasi, dan juga mempermudah proses pemeriksaan / screening bahan secara rutin. Dengan NGS kita dapat meningkatkan standar keamanan pangan dan ikut menjamin kesejahteraan dan kesehatan masyarakat umum. 

Referensi :

1. [1] Lee H, Yoon Y. Etiological Agents Implicated in Foodborne Illness World Wide. Food Sci Anim Resour. 2021;41(1):1-7. doi: 10.5851/kosfa.2020.e75. 

   [2] Jagadeesan B, Gerner-Smidt P, Allard MW, Leuillet S, Winkler A, Xiao Y, Chaffron S, Van Der Vossen J, Tang S, Katase M, McClure P, Kimura B, Ching Chai L, Chapman J, Grant K. The use of next generation sequencing for improving food safety: Translation into practice. Food Microbiol. 2019.79:96-115. doi: 10.1016/j.fm.2018.11.005. 

   [3] Taboada E N, Graham M R, Carrico J A, Domselaar G V. Food Safety in the Age of Next Generation Sequencing, Bioinformatics, and Open Data Access. Front Microbiol. 2017. Doi: 10.3389/fmicb.2017.00909 

   [4] FAO. Whole Genome Sequencing (WGS) and food safety. https://www.fao.org/food-safety/scientific-advice/crosscutting-and-emerging-issues/wgs/en/. 2024