kerusakan makanan oleh mikroba.pdf

KERUSAKAN MAKANANOLEH MIKROORGANISME

MIKROBIOLOGI MAKANANPROGRAM STUDI MIKROBIOLOGI

SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATIINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA

• Makanan dikatagorikan rusak apabila mengalami penurunan kualitas dari yang telah ditentukan

• Faktor dalam menentukan kualitas makanan antara lain: warna, tekstur, citarasa (bau dan rasa), bentuk, tidak terdapat abnormalitas

KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA(Lanjutan…)

Penurunan kualitas makanan dapat disebabkan oleh:• Aktivitas serangga dan rodensia, • Faktor fisika dan kimia yang tidak diinginkan dehidrasi sayuran,

oksidasi lemak, degradasi autolitik sayuran (pektinase) atau ikan (proteinase)

• Kerusakan oleh mikroba– Oleh pertumbuhan mikroba dalam makanan atau kerja enzim

mikroba (ekstra dan intraseluler) yang terdapat dalam makanan– Parameter kerusakan makanan: warna, bau, tekstur,

pembentukan lendir, akumulasi gas, pelepasan cairan (eksudat)– Kerusakan oleh pertumbuhan mikroba lebih cepat dibandingkan

kerusakan akibat enzim mikroba

KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA(Lanjutan…)

Kerusakan makanan oleh mikroba terjadi apabila:• Mikroba masuk ke dalam makanan • Kondisi makanan (pH, Aw, potensi redoks, nutrisi, dll)

mendukung pertumbuhan mikroba kontaminan• Makanan disimpan pada suhu yang memungkinkan mikroba

tumbuh• Makanan disimpan pada kondisi yang mendukung

pertumbuhan mikroba dalam jangka waktu tertentu jumlah tinggi

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA

I. Tipe mikrobaMakanan segar maupun olahan kapang, ragi, bakteri yang mampu bermultiplikasi dan menyebabkan kerusakan

Bakteri waktu penggandaan sel pendek cepat menyebabkan kerusakan

Roti, keju, dry sausages, buah asam, sayuran tidak cocok untuk bakteri dan ragi prevalensi kapang tinggi

Makanan dalam kemasan anaerob reduksi kerusakan terutama oleh kapang, dan ragi

Insiden kerusakan makanan oleh mikroba: bakteri > ragi > kapang

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI (Lanjutan…)

II. Jumlah mikrobaKerusakan terjadi apabila mikroba mencapai jumlah tertentu:

Kerusakan dapat terdeteksi : 106-108 sel per gram, mL, cm2

Pembentukan H2S, amina, H2O2 < 106 sel per g, mL, cm2

Pembentukan lendir: > 108 sel per g, mL, cm2

Makanan dengan jumlah awal mikroba besar serta penyimpanan yang memungkinkan pertumbuhan mikroba dengan cepat lebih mudah rusak

Mengurangi kerusakan makanan: jumlah mikroba awal rendah dan penyimpanan yang tepat

Pengaruh jumlah awal bakteri dan suhu penyimpanan terhadap umur simpan produk

0

2

6

4

8

84 62

Spoilage detection load (hypothetical)

Cfu

/m

L, g,

cm

2

Weeks in storage

12oC

12oC

≤ 4oC

≤ 4oC

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI (Lanjutan…)

III. Mikroorganisme predominanMikroba predominan pada makanan yang membusuk adalah yang memiliki waktu generasi yang pendek

Profil mikroba yang tumbuh dalam makanan dan yang ditumbuhkan dalam medium laboratorium dapat berbeda.

Waktu generasi mikroba di dalam makanan umumnya lebih lama dibandingkan dalam kaldu nutrisi

Pada kondisi penyimpanan yang sama, pertumbuhan populasi campuran mikroba dalam makanan dapat berbeda dengan pertumbuhan dalam kaldu nutrisi

Tipe mikroba yang tumbuh predominan dalam makanan dan dalam kultur pemeliharaan pada kondisi yang sama dapat berbeda

KERUSAKAN KELOMPOK MAKANAN SPESIFIK OLEH MIKROBA

PRODUK DAGING SEGAR• Flora dominan ditentukan oleh ketersediaan nutrisi, O2,

suhu dan waktu penyimpanan, pH, waktu generasi mikroba

Kerusakan daging segar

Kerusakan daging segar (lanjutan…)

• Daging post rigor kaya senyawa nitrogen non protein, rendah karbohidrat, pH 5,5 dan Aw > 0,97 Pseudomonas (waktu generasi pendek) menggunakan glukosa kemudian aa

• Penyimpanan suhu rendah menghambat pembusukan bakteri psikrotrofik predominan


• Penyimpanan pada MA dg campuran

CO2 dan O2

pertumbuhan fakultatif anaerob:

Cth: Brochothrix thermosphaeta

A = 100 % CO2 / 1 °C

B = 10 - 30 % CO2 rest N2 / 1 °C

C = Vacuum / 1 °C

D = 100 % CO2 / 4 - 6 °C

E = Vacuum / 4 - 6 °C

F = 10 - 30 % CO2 rest N2 / 4 - 6

°C

G = Air / 1 °C

H = Air / 4 - 6 °C


• Daging dlm kantong kedap udara bakteri psikrotrofik fakultatif anaerob / anaerob

Lab.curratus dan Lab.sake bau dan warna yang tidak diinginkanBau: perubahan aa. Leu dan Val as. Isovalerat dan isobutirat Warna: perubahan aa. Cys H2SShewanella putrefaciens perubahan warna daging H2S menyebabkan perubahan myoglobin metmyoglobin (hijau)Enterobacter, Serratia, Proteus, HafniaAs. amino amina, amonia, merkaptan pembusukan

H2S warna hijau pH basa daging merah/pink

Clostridium psikrotrof (C. laramie) proteolisis perubahan tekstur, akumulasi cairan, bau

Kerusakan daging olahan

PRODUK DAGING OLAHANHigh heat processed (uncured dan cured meat product)Perlakuan panas steril hanya spora termofilikLow heat processed Uncured: contoh roast suhu 60 – 65oC

Spora Bacillus, Clostridium dan spc termodurik (Lac.viridescens, Enterococcus, Micrococcus) permukaan daging

Mikroba mengkontaminasi pada penanganan sebelum pengemasan vakum (penambahan bumbu, pemotongan) Kontaminasi pada penyimpanan dingin disebabkan oleh post heat contaminant bakteri psiktrotrofik fakultatif aerob dan anaerob

Kerusakan daging olahan (lanjutan…)

Cured meat: franks, bologna, ham, luncheon

Penambahan aditif nitrit, garam, dekstrosa, fosfat, sorbat, bumbu, dll meningkatkan warna, tekstur, citarasa, daya tahan, keamanan

Mikroba termodurik dapat mengkontaminasi pada penanganan sebelum pengemasan (pemotongan) post heat contaminant

Kerusakan daging olahan (lanjutan…)

Produk yang dikemas vakum maupun MA pada penyimpanan dingin dapat terkontaminasi bakteri psiktrotrofik

Lactobacillus spp (homofermentatif: L.sake, L.curvatus,heterofermentatif: L.viridescens) dan Leuconostoc spp (L.carnosum, L.gelidum, L.mesenteroides)

Akumulasi gas dan cairan asam

Pembentukan lendir pertumbuhan sel bakteri

Produksi dekstran oleh Leuconostoc

Serratia spp (S.liquifaciens) pemecahan aa bau amonia

Kerusakan produk ikan

PRODUK IKAN, CRUSTACEAE, DAN MOLUSKA Ikan air tawar/asin kerusakan akibat autolisis oleh enzim

(proteinase), oksidasi as.lemak tak jenuh, dan pertumbuhan mikroba

Kerusakan oleh mikroba jenis mikroba, jumlah, tipe ikan, metode penangkapan, penanganan ikan

Bakteri pembusuk utama: gram negatif batang aerob (Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Flavobacterium), batang fakultatif anaerob (Shewanella, Alcaligenes, Vibrio) dan koliform

Jaringan ikan: seny. nitrogen non protein (aa, kreatinin), peptida, protein, hampir tidak mengandung karbohidrat Oksidasi seny.nitrogen non protein putrefaksi Senyawa volatil: NH3, trimetilamin, histidin (racun Scombroid),

putresin, kadaverin, indol, H2S, merkaptan) As.lemak isobutirat dan isovalerat

Kerusakan produk ikan (lanjutan…)

Kerusakan akibat mikroflora predominan: Perubahan bau karena metabolit volatil

Produksi lendir

Kehilangan tekstur (lunak)

Perubahan warna

Mikroba pada penyimpanan dingin Pseudomonas

Penyimpanan vakum bakteri as.laktat

Pengalengan bakteri termofilik pembentuk spora

Ikan asin, terutama kadar garam rendah bakteri halofilik (Vibrio pada suhu rendah, Micrococcus pada suhu tinggi)

Kerusakan udang > kepiting dan lobster

Kerusakan susu

SUSU DAN PRODUK SUSUKerusakan susu metabolisme laktosa, protein, as.lemak tak jenuh dan hidrolisis trigliseridaSusu segar dingin: bakteri gram negatif psiktrotrofik Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, coliform Pseudomonas (laktase -) menguraikan protein mengubah

citarasa Coliform (laktase +) produksi as.organik, CO2 dan H2

penggumpalan, busa, pengasaman Alcaligenes spp (A. viscolactis) lendir (polisakarida)

Susu segar tidak dingin mikroba mesofilik (Lactococcus, Lactobacilllus, Enterococcus, Micrococcus, Bacillus, Clostridium, coliform)Mikroba penghidrolisis laktosa (Lactococcus) predominan penggumpalan, pengasaman

Kerusakan susu (lanjutan…)

Susu pasteurisasi: bakteri termodurik (Micrococcus, Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Corynebacterium, spora Bacillus dan Clostridium) Kontaminan post pasteurisasi: coliform, Pseudomonas,

Alcaligenes, Flavobacterium

Susu pasteurisasi dingin waktu simpan pendek kontaminan psikrotrofik kerusakan spt susu segar

Susu UHT (150oC beberapa detik) hanya spora bakteri termofilik tidak rusak pada penyimpanan suhu kamar, dapat rusak pada suhu tinggi

Susu konsentrat pemanasan dan pengalengan penyimpanan > 43oC merangsang spora termofilik Bacillus coagulans koagulasi susu

Kerusakan sayuran dan buah-buahan

SAYURAN DAN BUAH-BUAHANSayuran: kaya karbohidrat, rendah protein, pH tinggi (kecuali tomat) Kapang dominan: Penicillium, Phytophtora, Alternaria, Botrytis,

dan Aspergillus

Bakteri dominan: Pseudomonas, Erwinia, Bacillus, dan Clostridium

Kerusakan sayuran “rot” perubahan warna, tekstur, bau

Contoh: black rot, gray rot, pink rot, soft rot, stem-end rot

Kerusakan buah-buahan terutama oleh kapang, ragi, dan bakteri asidurik

Mudah mengalami “rot” oleh Penicillium, Aspergillus, Alternatia, Botrytis, Rhizopus black rot, gray rot, soft rot, brown rot, dll

Fungal spoilage

Storage rot in grapes caused by Botrytis cinerea

Storage rot in strawberry caused by Botrytis cinerea

Blue mould rot in tomato caused by Penicilliumi spp.

Black mummy rot of grapes caused by Guignardia bidwellii

Watery soft rot in apple caused by Sclerotinia sclerotiorum

Blue mould on oranges caused by Penicillium digitatum

Bacterial Spoilage

Soft rot in tomato caused by Erwinia

carotovora

Kerusakan minuman

MINUMAN RINGAN DAN JUS BUAH• Kandungan gula tinggi, pH rendah, Aw rendah, OR rendah

(carbonated)

• Kerusakan: kapang, ragi, bakteri asidurik

• Minuman “carbonated”

Torulopsis, Candida, Pichia, Hansenula, Sacharomyces produk keruh

Lactobacillus dan Leuconostoc as. organik + dekstran

• Non carbonated kondisi DO tinggi ditemukan pula Penicillium, Aspergillus, Mucor, Fusarium, Acetobacter

Acetobacter alkohol as.asetat

• Pencegahan: pengawetan panas, dingin, beku, pengawet kimia

KERUSAKAN MAKANAN KALENG

Makanan kalengan perlakuan panas (lama: tgt pH)

pH tinggi (> 4,6) acuan Clostridium botulinum spora bakteri yang lebih tahan panas (termofilik)

pH rendah (< 4,6) sel vegetatif dan beberapa spora (pH rendah menghambat C.botulinum) spora bakteri termofilik asidurik

Canned food spoilage

ABOVE: Changes in cans as a result of microbial spoilage.

Normal can; note that the top of

the can is indented due to

negative pressure (vaccum)

inside.

Slight swell resulting from

minimal gas production. Note

that the lid is slightly raised.

Severe swell due to entensive

gas production. Note the great

deformation of the can. This can

is potentially dangerous, and

could explode if dropped or hit!

The can shown in above was

dropped and the gas pressure

resulted in a violent explosion.

Note that the lid has been torn

apart.

Kerusakan makanan kaleng (lanjutan…)

Kerusakan makanan kaleng

A. Non mikrobiologis (reaksi kimia dan enzimatis)

Produksi hidrogen (H2 swell), CO2, browning, korosi kaleng, likuifikasi, perubahan warna karena reaksi enzimatis

B. Mikrobiologis, disebabkan:

1. Tidak cukup pendinginan setelah pemanasan atau penyimpanan suhu tinggi germinasi dan pertumbuhan spora termofilik 3 tipe kerusakan (terdedah > 43oC)

2. Tidak cukup pemanasan mesofilik tetap hidup dan tumbuh (sel vegetatif dan spora)

3. Kebocoran kaleng (walaupun mikroskopis) mikroba kontaminan, kerusakan tergantung jenis mikroba


Kerusakan karena mikroba termofilik pembentuk spora Menyebabkan 3 tipe kerusakan makanan pH tinggi (mis:

jagung, kacang, polong) jika terdedah > 43oC Pengasaman

Kaleng tidak menggelembung tapi produk menjadi asam karena pertumbuhan B.stearothermophilus (fermentasi karbohidrat asam tanpa gas)

Pertumbuhan Cl.thermosaccharolyticum (anaerob) kaleng gembung (produksi H2 dan CO2)

Sulfide stinker spoilageDisebabkan bakteri gram negatif anaerob pembentuk spora (Desulfotomaculum nigrificans) produk berwarna tua, bau telur busuk (H2S)H2S dari aa yang mengandung sulfur terlarut dan bereaksi dengan besi warna hitam besi sulfida


Kerusakan karena pemanasan tidak cukup Mikroba yang tumbuh terutama Clostridium dan

Bacillus Cl.butyricum dan Cl.pasteurianum fermentasi

karbohidrat fermentasi karbohidrat as.volatil, gas H2 dan CO2 swelling

Cl.sporogenes, Cl.putrefaciens, Cl.botulinum metabolisme protein H2S, merkaptan, indol, skatol, amonia, CO2 dan H2O swelling

Spora beberapa Bacillus fakultatif anaerob: B.substilisdan B.coagulan produksi asam dan gas (CO2)

KERUSAKAN MAKANAN DINGIN

Makanan dingin (kemasan vakum dan MA) menghambat pertumbuhan mikroba waktu simpan lamaMikroba dalam makanan kemasan vakum dan MA 0 – 1oC: Patogen mesofilik: Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes Patogen psikrofilik: Clostridium spp Bakteri pembusuk: Leuconostoc spp, Lactobacillus spp, Serratia spp

Kerusakan makanan dingin dalam kemasan vakum: Perubahan lingkungan makanan kondisi vakum, sistem barrier

O2, pH, penyimpanan lama pada suhu rendah pertumbuhan bakteri alami kerusakan

Penggunaan “super sanitasi” eliminasi mikroba umum pertumbuhan minor flora

Produksi skala besar pembersihan dan sanitasi peralatan kurang efisien

Kerusakan makanan dingin (lanjutan…)

Contoh kerusakan makanan dingin dalam kemasan vakum Kerusakan daging segar (Clostridium laramie dan

C.estertheticum) akumulasi H2S dan cairan, perubahan tekstur (lunak) dan warna (mjd merah hijau)

Kerusakan roast beef (Clostridium spp) akumulasi gas dan cairan, perubahan warna dari coklat terang pink

Kerusakan tahu (Clostridium spp) akumulasi gas dan cairan

Kerusakan keju lunak (Leuconostoc spp) akumulasi gas dan cairan, perubahan tekstur (lunak)

INDIKATOR KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA

Kerusakan makanan oleh mikroba disebabkan:

• Pertumbuhan sel mikroba pada komponen makanan

• Enzim ekstraseluler dan intraseluler yang bereaksi dengan komponen makanan dan mengubah sifat makanan tersebut.

Penting diketahui untuk menghindari kerusakan makanan:

• Prediksi waktu simpan makanan (setelah produksi) pada kondisi penyimpanan normal untuk makanan tersebut.

• Menentukan status terkini (terkait dengan kerusakan) makanan yang sudah disimpan dalam waktu tertentu → estimasi tahapan kerusakan mikrobiologis

INDIKATOR KERUSAKAN (lanjutan…)

Kriteria atau indikator yang digunakan:1. Sensori/organoleptik

2. Mikrobiologi

3. Kimia

I. Sensori/organoleptik

Perubahan warna, bau, aroma, tekstur, penampilan umum

Memiliki kekurangan jika digunakan sebagai indikator tunggal

Perubahan aroma /tekstur terjadi pada tahap akhir kerusakan

Bau dapat tersamarkan oleh bumbu, bau yang disebabkan oleh senyawa volatile tidak terdeteksi jika terdedah ke udara

Terdapat perbedaan penilaian organoleptik antar individu


II. Indikator Mikrobiologi dan KimiaKriteria mikrobiologi maupun kimia secara tunggal juga tidak efektif dalam memprediksikan baik umur simpan maupun status kerusakan produk.

Faktor yang menentukan kerusakan makanan secara mikrobiologis:Tipe produk makanan

Komposisi nutrisi pada makanan

Metode yang digunakan selama pemrosesan

Kontaminasi yang terjadi selama pemrosesan

Sifat packaging yang digunakan

Suhu dan waktu penyimpanan

Kemungkinan terjadinya kesalahan pengaturan suhu penyimpanan

Indikator dipilih berdasarkan produk atau kelompok produk yang sejenis


Syarat pemilihan indikator (mikrobiologi atau kimia):Pada produk segar, indikator terdapat dalam jumlah sedikit (mikroba) atau tidak ada (senyawa kimia)Pada kondisi penyimpanan normal (suhu, waktu, packaging), mikroba atau senyawa kimia indikator tersebut dapat meningkat mencapai jumlah yang tinggiPada saat terjadi kerusakan pada kondis penyimpanan normal, indikator tersebut harus merupakan agen penyebab kerusakan yang predominanDapat dideteksi secara cepatDapat diandalkan untuk memprediksi umur simpan dan status kerusakanKerusakan yang ditimbulkan harus memiliki keterkaitan dengan kriteria sensori/organoleptik


II.1 Kriteria MikrobiologiBeberapa produk makanan dan indikator mikrobiologisnya:1. Daging mentah yang disimpan dingin secara aerob

TPC psikrotrofik aerob, terutama Gram negatif aerob2. Daging mentah yang disimpan dingin secara anaerob

(vacuum packaged)TPC bakteri asam laktat psikrotrofik dan Enterobacteriaceae, Clostridium spp (misal Clo. laramie) psikrotrofik

3. Produk daging yang diproses pada suhu rendah, dikemas vakum, dan disimpan pada suhu rendahTPC bakteri asam laktat psikrotrofik dan Enterobacteriaceae, Clostridium spp (misal Clo. laramie) psikrotrofik psikrotrofik


4. Susu segar: TPC, Gram negatif batang psikrotrofik, bakteri termodurik

5. Susu Pasteurisasi: TPC, bakteri psiktrotrofik (gram negatif dan positif)

6. Butter: mikroorganisme lipolitik

7. Keju “cottage”: psiktrotrofik, terutama Gram negatif batang

8. Produk perikanan segar: Gram negatif batang psikrotrofik

9. Minuman ringan: bakteri asidurik, ragi, dan kapang

10. Salad dressing dan mayonnaise: Lactobacillus spp (terutama Lab.fructivorans) dan ragi


II.2 Kriteria Kimia

• Pertumbuhan mikroba dalam makanan akan menghasilkan beragam metabolit atau produk samping yang berasosiasi dengan karakteristik kerusakan.

• Dikembangkan metode yang sensitif untuk mengukur metabolit spesifik dalam konsentrasi sangat rendah dan sebelum kerusakan tampak dengan jelas

• Hasil pengukuran digunakan untuk menentukan status kerusakan makanan

• Contoh: produksi H2S, NH3, diasetil, asetoin, dll

kerusakan makanan oleh mikroba.pdf

Documents