Sifat Mikroorganisme terhadap

Proses Pengolahan

Oleh : Rusyana, Mas’ud Iskandar, Ii Solihah,

Kustanti

Pengaruh Pembekuan terhadap Mikrobia

Many mikrobia tidak dapat tumbuh pada suhu < 32oF. Bentuk mikrobia yang peka terhadap pendinginan adalah sel-el

vegetatif, spora biasanya tidak rusak karena pembekuan. Pendinginan lambat dapat merusak populasi mikrobia. Contoh: Mikroflora pada kapri. Kapri mengandung jumlah

organisme yang cukup banyak. Kapri yang diproses dan dikemas dapat mengandung kurang dari setengah jumlah bakteri yang ada di dalam kemasan sebelum dilakukan.

Bakteri patogenik yang masih hidup dan berada dalam bahan pangan beku selama periode enam bulan pada suhu 0oF akan mengalami penurunan populasi menjadi 10% dari kandungan awalnya (Raj dan Liston, 1961).

Pembekuan dan pencairan yang berulang-ulang dari suatu kultur bakteri di dalam pertumbuhan vegetatif mempunyai pengaruh mematikan yang drastis.

Pengaruh Pengeringan pada Pengolahan terhadap Mikroorganisme

Golongan cendawan dapat tumbuh pada substrat bahan pangan berkadar air serendah-rendahnya 12%, namun ada beberapa yang dapat tumbuh pada substrat bahan pangan berkadar < 5%. Bakteri dan khamir memerlukan kadar air yang lebih tinggi, biasanya >30%.

Berdasarkan ketahanannya terhadap kenaikan suhu, mikrobia dikelompokan menjadi tiga golongan:

1) Peka terhadap panas: hampir semua sel rusak apabila dipanaskan 60oC selama 10-20 menit.

2) Tahan terhadap panas: untuk membunuh sel bakteri dibutuhkan suhu 100oC selama 10 menit. Contoh: Bakteri pembentuk spora jenis Clostridium dan Bacillus

3) Thermofilik: dibutuhkan suhu lebih dari 60oC selama 10-20 menit, tetapi kurang dari 100oC selama 10 menit.

Pengaruh Pengeringan pada Pengolahan terhadap Mikroorganisme

Kebanyakan mikrobia tahan terhadap suhu rendah sampai suhu pembekuan. Pada suhu pembekuan kerusakan sel terjadi, tetapi tidak secepat seperti pada suhu tinggi

Ada beberapa golongan mikrobia yang memiliki suhu tertentu untuk aktivitas hidupnya:

1) Psikofilik : memiliki aktivitas pada kisaran suhu 35-50oF. 2) Mesofilik : memiliki aktivitas pada kisaran suhu 70-100oF. 3) Thermofilik : memiliki aktivitas pada kisaran suhu 120-170oF. 4) Thermodurik : memiliki aktivitas pada kisaran > 170oF.

Pengaruh Pengolahan dengan Garam dan Asam terhadap Mikrobia

Mikroorganisme pembusuk atau mikroorganisme proteolitik dan juga pembentuk spora adalah yang paling mudah terpengaruh oleh garam walaupun dengan kadar garam yang rendah sekalipun (sampai 6%). Mikroba patogen kecuali S. aureus dapat dihambat oleh kadar garam hingga 10-12%.

Pada konsentrasi NaCl sebesar 2-5% yang dikombinasikan pada suhu rendah, cukup untuk mencegah pertumbuhan mikroba psikofilik.

Mekanisme pengawetan NaCl adalah dengan memecahkan (plasmolisis) membran sel mikroba, karena NaCl mempunyai tekanan osmotik yang tinggi.

Penggunaan asam dalam pengolahan bahan makanan mempunyai peranan penting yang bersifat antibiotik. Sifat tersebut karena penambahan asam akan mempengaruhi pH disamping juga adanya sifat keracunan mikroba yang khas dari hasul urainya.

Pengaruh Pengolahan dengan Gula terhadap Mikrobia

Penggunaan gula dalam pengolahan bahan makanan dalam konsentrasi yang tinggi (paling sedikit 40% padatan terlarut), sebagian air yang ada dalam bahan menjadi tidak tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme sehingga aktivitas air (aw) dari bahan pangan menjadi rendah (menurun). Keadaan inilah yang menyebabkan mikroba tidak mampu melakukan aktivitas hidupnya.

Pengaruh Pengolahan dengan Bahan Pengawet Kimia terhadap Mikrobia

Penggunaan bahan pengawet kimia dalam bahan makanan adalah untuk menghambat atau menghentikan aktivitas mikroba baik bakteri, kapang maupun khamir.

1) Asam Benzoat : Umumnya asam benzoat dapat digunakan dalam bentuk asam atau garam, yaitu natrium benzoat atau ester dari parahidroksi benzoat (paraben). Asam benzoat banyak digunakan untuk makanan dan minuman yang mempunyai pH < 4,5. Mekanisme kerja asam benzoat menyebabkan pH sel menjadi rendah sehingga dapat merusak organ sel mikroba.

2) Asam Sorbat : Asam sorbat dan garamnya (natrium dan kalium sorbat) mempunyai mekanisme terhadap mikroba sama dengan asam benzoat. Penggunaan asam benzoat dan garam propionat dalam bahan makanan sebenarnya efektif untuk mencegah pertumbuhan kapang. Natrium dan kalium propionat digunakan pada tepung terigu dengan batas maksimum 0,32% dan 0,38% untuk semua produk yang dibuat dari gandum, sedangkan pada keju adalah 0,3%.

3) Silfur dioksida (SO2) dan garam sulfit (Na2SO3, K2SO3,

NaHSO3, Na2S2O5, dan K2S2O5) : Sering digunakan untuk

pengawetan bahan pangan terutama untuk mencegah pertumbuhan khamir dan kapang serta untuk mencegah terjadinya reaksi browning (perubahan warna menjadi coklat). Hal ini disebabkan karena pengaruh reaksi antara SO2 dengan gugus karbonil (C=O) dari karbohidrat. Ini

mengakibatkan karbohidrat tidak dapat digunakan sebagai sumber energi oleh mikroorganisme.

Pengaruh Pengolahan dengan Bahan Pengawet Kimia terhadap Mikrobia

Produk pangan

Konsentrasi maksimum yang diijinkan (mg/l)

Belerang dioksida

Asam benzoat

Asam sorbat

Minuman buah-buahan segarSari buahSari buah pekatSquash, buah-buahanCordial, sirupMinuman ber CO2Anggur kering, manisBir

Cider, peryKubis keringKentang, ercis keringAcar sayurBuah-buahan keringCita rasa buah sintetik

1152100600

230

115350

29 (bebas)79 ( total )

2001500

500714

3000230

4002100

800

400-

100

-----

800

400-

800

400200

-

-----

800

Konsentrasi maksimum bahan pengawet

Pengaruh Radiasi dalam Pengawetan Bahan terhadap Mikrobia

Radiasi dengan sinar gelombang pendek yang banyak digunakan untuk pengawetan bahan hasil pertanian adalah sinar gamma. Hal ini karena sinar gamma mempunyai daya tembus yang lebih besar bila dibandingkan dengan sinar alpha dan beta.

Daya tahan mikrobia terhadap irradiasi dapat dinyatakan dengan DM, yaitu jumlah irradiasi yang dibutuhkan untuk mengurangi 90%

dari jumlah mikrobia awal. Besaran dosis yang diperlukan untuk mematikan organisme adalah

signifikan dari segi kesehatan masyarakat, tetapi tidak dapat dianggap kesimpulan terakhir.

Irradiasi tidak praktisdilakukan terhadap telur karena putih telurnya akan rusak pada dosis 0,6 Mrad sedang dosis ini belum cukup untuk

menetralisasi bila telur itu mengandung bakteri pembentuk spora. Untuk daging segar yang telah dibekukan, dosis pasteirisasi adalah 0,1 – 1,0 Mrad terutama untuk mencegah kebusukan oleh bakteri

Pseudomonas sp.

Mikrobia/toksin MediaFaktor inaktivasi

Dosis (Mrad)

C. hotulinum jenis AC. hotulinum jenis E

(toksis)C. hotulinum (nontoksis)C. hotulinum jenis A

(toksis)C. hotulinum jenis A dan

B (toksis)Staphylococus Toksin emetik StephSalmonella pullorum,

anamtum, barelly, thypimurium, thomson

AerobacterE. coliM. tubercolosis Streftococus faecalisVirus : Herpes

Influenza A dan B Polio jenis 2 Influenza A

Daging kalengKaldu, daging cacahKaldu, daging cacahKalduKaldu

Kaldu, daging cacahKaldu, daging sapiKaldu

KalduKaldu, daging cacahKalduKalduEkstrak jaringanMedia kultur jaringanLarutan garamGaram+Troptopan 1%

1012

106

106

103

103

106

7

106

106

106

106

106

1092

1092

Penurunan 5%

0

4,57,51,8

> 7,0> 3,0

0,35< 1,0 < 2,00,32 – 0,35

0,160,180,140,381,02,01,01,0

Dosis Minimal Irradiasi Gamma

Sifat Endospora Bakteri dan Ketahanannya terhadap Proses Pengolahan

Berdasarkan sifat ketahanan bentuk-bentuk mikroorganisme terhadap pengaruh pemanasan, dapat dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu: (1) Sel-sel vegetatif dan spora dari ragi dan jamur, yang biasanya mudah dihancurkan oleh pengaruh pemanasan pada suhu 80oC, dan (2) Spora bakteri yang sebagian besar di antaranya tahan terhadap pemanasan pada kondisi suhu air mendidih dalam jangka waktu yang relatif lama.

Ketahanan panas mikroorganisme dipengaruhi oleh sejumlah faktor, termasuk di antaranya yaitu :

1) Umur dan keadaan organisme sebelum dipanaskan. 2) Komposisi medium bagi suatu organisme atau spora itu tumbuh

terutama adanya garam, gula, zat pengawet, lemak dan minyak, dan bahan penghambat lainnya serta adanya spora yang masih terdapat setelah pemanasan.

3) pH dan aw medium waktu pemanasan. 4) Suhu pemanasan.

Sifat Endospora Bakteri dan Ketahanannya terhadap Proses Pengolahan

Berdasarkan nilai pH nya bahan makanan biasanya dikelompokkan menjadi :

1) Bahan pangan tidak asam : di atas 5,0 (5,3). 2) Berasam sedang : pH di antara 4,5 – 5,3. 3) Asam : di antara 3,7 – 4,5. 4) Berasam tinggi : pH < 3,7 atau 4,0.

Di atas pH 4,5 – 4,6 bakteri pembusuk anaerobikdan pembentukan spora yang patogen. C. butolinum dapat tumbuh, dan semua makanan kaleng yang berada pada atau di atas batasan pH ini, harus harus dipanaskan secukupnya untuk menghancurkan semua spora dari organisme ini. Beberapa spora bakteri dapat tumbuh sampai pH kira-kira 3,7 seperti B. thermoacidurans atau B. coagulans.

Kelompok spora mikroorganisme

Perkiraan kisaran daya tahan terhadap panas

D (menit) Z (kisaran OC)

Bahan makanan berasam sedang dan rendah (pH di atas 4,5) Themofilik (spora)Asam tawar (flat sour)B. stearothermophilusPembusuk pembentuk gas (gaseous-spoiler) C. thermosacharoliticumPembusuk pembentuk sulfit (sulfit stinker) C. nigrificansMesofilik (spora) Pembusuk anaerobik C. botulinum (tipe A, B) C. sporogenesBahan makanan asam (pH 3,7 atau 4,5)Thermofilik (spora) B. thermociduransMesofilik spora B. polimoxa, B. macaransAnaerobik butirik C. pasteuriamunBahan pangan asam tinggi pH 3,7 – 4,0Mesofilik ragi dan jamur

D121

4,0 – 5,0

3,0 – 4,0

2,0 – 3,0

0,1 – 0,20,1 – 1,5

0,01 – 0,070,10 – 0,500,10 – 0,50

0,50 – 1,00

7,6 – 12,1

8,8 – 12,1

8,8 – 12,1

7,6 – 10,07,6 – 10,0

7,6 – 10,06,5 – 8,86,5 – 8,8

4,4 – 5,5

Perbandingan daya tahan terhadap panas dari beberapa spora mikroorganisme yang penting dalam kerusakan makanan

Pengukuran Ketahanan Panas

Daya tahan sel-sel atau spora mikroba terhadap panas dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa metode. Metode yang bisa digunakan adalah menggunakan tabung TDT (thermal death time) tabung gelas tipis yang berisi 2,5 ml cairan makanan atau supensi mikroba, atau kaleng TDT yang cocok untuk makanan yang mengandung partikel kecil (sampai 15ml). Pemanasan atau pendinginan yang cepat dimungkinkan oleh penggunaan wadah ini (National Cannears Assotiation, 1968 dan Stumbo, 1973.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Panas

1. Konsentrasi spora : Makin besar jumlah spora per ml suspensi, makin tinggi resistansinya terhadap panas.

2. Faktor Lingkungan : Sebagian besar perubahan resistansi ditentukan oleh kekuatan-kekuatan fisis dan kimia yang bekerja dari luar spora sel. Proses pengeringan yang kuntinue, tampaknya menaikkan resistansi spora tetapi tidak konstan. Pembekuan cenderung memperlemah spora. Spora yang diperoleh dari ekstraksi tanah dan dicampur kembali dengan tanah yang steril kurang resisten terhadap panas daripada yang dipanaskan langsung dalam tanah.

3. Komposisi bahan pangan : Pada pH rendah spora bakteri tidak resisten terhadap panas. Untuk bahan pangan dengan pH lebih besar daro 5,0 kelihatannya ada faktor lain selain dari pH yang mampu mempengaruhi resistensi spora. Pada pH lebih rendah dari 5,0 akan terjadi pengurangan resistensi yang nyata.

Sifat Endospora terhadap Bahan Pengawet

Garam dan Asam : Penggunaan asam untuk tujuan pengawetan bahan pangan berperan sebagai penghambat selektif terhadap mikroorganisme pencemar tertentu, seperti mikroorganisme pembusuk atau proteolitik. NaCl umumnya efektif untuk menghambat pertumbuhan bakteri pembentuk spora. Pengasaman bahan makanan paling sedikit memberikan pengaruh dua sifat antimikrobia, pertama yaitu pengaruhnya terhadap pH dan kedua adalah sifat keracunan yang khas dari hasil urai asam-asam tersebut yang sangat bervariasi bagi asam yang berlainan

Pengaruh penggunaan senyawa nitrit “curing” daging dapat mencegah pertumbuhan C. Butolinum di samping dapat mempertahankan warna merah daging. Faktor-faktor yang mempengaruhi penghambatan C. Butolinum oleh nitrit adalah jumlah atau selnya, pH, garam, dan adanya komponen khelat seperti asam askorbat, isoaskorbat, EDTA, suhu penyimpanan.

Subletal Mikroorganisme selama Pengolahan

Subletal mikroorganisme merupakan suatu keadaan yang menunjukkan terjadinya sel-sel mikroorganisme yang mengalami luka sebagai akibat perlakuan fisik atau kemik.

Bahan pangan yang diolah dengan pemanasan yang kurang baik, setelah beberapa waktu dalam penyimpanan dengan kondisi yang terlindungi dari kontaminasi akan mengalami perubahan-perubahan yang tidak dikehendaki.

Bahan makanan olahan yang mengandung sel-sel mikrobia yang terluka sebagai akibat perlakuan subletal, akan menyebabkan kerugian-kerugian yang sangat besar terhadap produk olahan tersebut dalam penyimpanan yang cukup lama. Hal tersebut karena terjadi penyimpanan produk olah sebagai akibat terjadinya aktivitas hidup sel-sel yang terluka, sehingga tidak baik untuk dikonsumsi.

SEKIAN

DAN

TERIMA KASIH