Top Banner

of 26

Diktat Bab 1 Mikrobiologi Pangan - Prinsip Mikrobiologi Pa…

Jul 16, 2015

Download

Documents

Heddar Hussain
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 1 dari 26

A. SEJARAH MIKROBIOLOGI PANGAN

Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, yaitu mikros = sangat kecil, bios = makhluk hidup, dan logos = ilmu. Mikrobiologi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari makhluk hidup yang sangat kecil dengan diameter kurang dari 1 mm yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop. Makhluk hidup yang sangat kecil tersebut disebut dengan mikrobia, mikroba, mikroorganisme, protista atau jasad renik, yang meliputi protozoa, algae, fungi, bakteri dan virus. Mikrobiologi pangan (food microbiology) adalah salah satu cabang dari mikrobiologi yang mempelajari peranan mikrobia, baik yang menguntungkan maupun yang merugikan, pada rantai produksi makanan sejak dari pemanenan/penangkapan/pemotongan,

penanganan, penyimpanan, pengolahan, distribusi, pemasaran, penghidangan sampai siap dikonsumsi. Sejarah mikrobiologi pangan sebenarnya bersamaan dengan kehadiran manusia di muka bumi namun sangat sulit ditentukan titik mulanya secara pasti. Sejak manusia dapat memproduksi makanan sebenarnya juga mulai dipelajari kerusakan makanan dan timbulnya keracunan makanan. Berikut ini merupakan sejarah mulai dipelajarinya peranan mikrobia pada bahan pangan yang terlibat pada kerusakan dan keracunan makanan. Tabel 1. Sejarah peranan mikrobia pada bahan pangan A. Kerusakan makanan 1659 Kircher menemukan keberadaan bakteri pada susu. 1780 Scheele mengidentifikasi asam laktat sebagai senyawa asam utama pada susu asam. 1836 Latour menemukan yeast. 1839 Kircher menemukan mikrobia penghasil lendir pada sari buah beet. 1857 Pasteur menemukan mikrobia penyebab keasaman pada susu. 1867 Martin menemukan bahwa pemeraman keju merupakan fermentasi alkohol, asam laktat, dan butirat. 1873 Gayon melaporkan kerusakan telur karena mikrobia. 1873 Lister pertama kali mengisolasi Streptococcus lactis pada kultur murni. 1876 Tyndall menunjukkan bahwa bakteri perusak selalu dapat lolos dari udara. 1878 Cienkowski mengisolasi Leuconostoc mesenteroides penyebab lendir pada larutan gula. 1887 Forster menunjukkan kemampuan bakteri tumbuh pada suhu 0C. 1888 Miquel mempelajari bakteri termofilik pertama kali. 1895 Von Geuns melaporkan cara penentuan jumlah bakteri pada susu. 1895 S.C. Prescott dan W. Underwood menemukan kerusakan jagung kaleng danDibuat oleh : Nani R., M.P. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 2 dari 26

memperbaiki kerusakan tersebut dengan pemanasan. Istilah psikrofilik digunakan oleh Schmidt-Nielsen untuk mikrobia yang mampu tumbuh pada suhu 0 C. 1912 Istilah osmofilik digunakan oleh Richter untuk yeast yang mampu tumbuh pada lingkungan dengan tekanan osmotik tinggi. 1915 Bacillus coagulans pertama kali diisolasi dari susu terkoagulasi oleh B.W. Hammer. 1917 Bacillus stearothermophillus pertama kali diisolasi dari krim jagung oleh P.J.Donk. B. Keracunan makanan 1820 Justinus Kerner melaporkan keracunan sosis di Jerman (kemungkinan karena botulism). 1857 Susu merupakan sumber demam typus ditunjukkan oleh W.Taylor. 1870 Francesco Selmi mengemukakan teori keracunan ptomaine untuk menjelaskan penyakit yang disebabkan karena mengkonsumsi makanan tertentu. 1888 Gaertner pertama kali mengisolasi Salmonella enteriditis dari daging yang menyebabkan 57 kasus keracunan makanan. 1894 T.Denys mengisolasi staphylococci penyebab keracunan makanan. 1896 Van Emerngen menemukan Clostridium botulinum pertama kali. 1926 Linden, Turner dan Thom melaporkan streptococci penyebab keracunan makanan. 1945 McClung menemukan Clostridium perfringens (welchii) penyebab keracunan makanan. 1951 Vibrio parahaemolyticus ditemukan oleh T.Fujino sebagai penyebab keracunan makanan. 1960 Produksi aflatoksin dari Aspergillus flavus dilaporkan pertama kali. 1902 Di bawah ini diuraikan sejarah dan perkembangan mikrobiologi pangan baik pada fermentasi, kerusakan, penyakit karena mikroba yang berasal dari makanan, dan pengujian mikroba.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 3 dari 26

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 4 dari 26

B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN MIKROBA PADA BAHAN PANGAN Sumber bahan pangan berasal dari tanaman dan hewan yang masing-masing mempunyai karakteristik yang berbeda dalam menentukan keberadaan dan pertumbuhan mikrobia. Bahan pangan merupakan tempat tumbuhnya mikrobia namun tidak semua mikrobia mampu tumbuh pada semua bahan pangan. Setiap jenis dan spesies mikrobia membutuhkan kondisi tertentu agar dapat tumbuh dengan optimal. Pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor yang dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu faktor intrinsik dan faktor ekstrinsik. Faktor intrinsik adalah faktor-faktor yang terdapat pada bahan pangan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikrobia, baik memacu maupun menghambat pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan tersebut. Contoh faktor intrinsik adalah pH, aktivitas air (aw), potensial oksidasi-reduksi (Eh), kandungan nutrisi, senyawa antimikrobia, dan struktur biologis. Sedangkan faktor ekstrinsik adalah faktor-faktor yang berasal dari luar bahan pangan, baik dari lingkungan penyimpanan, yang dapat mempengaruhi bahan pangan dan pertumbuhan mikrobia. Contoh faktor ekstrinsik adalah suhu penyimpanan, kelembaban relatif (RH = relative humidity) lingkungan, dan komposisi gas. Secara ilustrasi faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan dapat dilihat pada Gambar 1 berikut ini. Mikrobia

Faktor ekstrinsik Bahan pangan Faktor intrinsik : pH, aw, Eh, nutrisi, senyawa anti mikrobia, struktur biologis

Faktor ekstrinsik

Mikrobia

Mikrobia

Faktor ekstrinsik Mikrobia

Faktor ekstrinsik

Gambar 1. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikrobia pada bahan panganDibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 5 dari 26

1. Faktor intrinsik a. pH Tingkat keasaman (pH) menunjukkan banyaknya ion hidrogen pada suatu bahan. Setiap bahan pangan mempunyai pH yang berbeda-beda. Buah-buahan dan sayuran mempunyai pH berkisar antara 1,0 7,5, sedangkan daging, ikan dan susu berkisar antara 4,5 7,0. Tingkat keasaman bahan pangan sangat mempengaruhi kehidupan mikrobia dalam bahan tersebut baik selama pengolahan, penyimpanan maupun distribusinya. Pertumbuhan mikrobia membutuhkan pH tertentu berkaitan dengan

permeabilitas membran sitoplasma dan metabolisme mikrobia. Setiap mikrobia mempunyai permeabilitas membran sitoplasma yang tidak sama sehingga

mempengaruhi toleransi mikrobia terhadap pH lingkungan. Ada asumsi bahwa mikrobia mampu melakukan stabilisasi pH isi selnya secara efisien, namun kenyataan membuktikan bahwa pH lingkungan berpengaruh terhadap pH sel mikrobia. Penurunan pH isi sel mikrobia lebih efektif terjadi bila lingkungan diasamkan dengan asam organik. Untuk melakukan metabolisme dengan baik, mikrobia membutuhkan pH yang sesuai untuk aktivitas enzim secara optimal. Bila pH lingkungan tidak sesuai untuk aktivitas enzim secara optimal, maka mikrobia tidak dapat melakukan metabolisme dengan baik. Akibatnya mikrobia tidak dapat tumbuh dengan optimal. Berdasarkan pH, mikrobia dikelompokkan menjadi golongan asidofil (mikrobia yang tumbuh dengan baik pada pH asam), netral (mikrobia yang tumbuh dengan baik pada pH netral) dan alkalifil (mikrobia yang tumbuh dengan baik pada pH basa). Kisaran pH untuk pertumbuhan setiap kelompok mikrobia sangat bervariasi. Beberapa mikrobia mampu tumbuh pada kisaran pH yang lebar. Pada umumnya pertumbuhan optimum mikrobia terjadi pada pH 7 dan dapat tumbuh dengan baik pada kisaran pH 5 8. Kecuali pada kelompok bakteri asam cuka yang tumbuh optimal pada pH 5,4 6,3 dan bakteri asam laktat yang tumbuh optimal pada pH 5,5 6,0. Pada umumnya jamur dan yeast mempunyai pH minimum yang lebih rendah daripada bakteri, walaupun pH

maksimumnya hampir sama. pH yang sangat asam atau sangat alkali dapat menghambat bahkan merusak pertumbuhan sel mikrobia. Tabel 2 menunjukkan bahwa pH untuk pertumbuhan setiap kelompok mikrobia bervariasi.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 6 dari 26

Tabel 2. Nilai pH untuk pertumbuhan mikrobia Mikrobia Bakteri : Escherichia coli Salmonella typhi Streptococcus lactis Lactobacillus spp. Thiobacillus thiooxidans Jamur Yeast Acontium velatum (fungi) pH minimum 4,4 4,5 4,3 4,8 30 < 1,0 1,5 2,0 1,5 0,2 0,7 pH maksimum 9,0 8,0 7,2 9,8 11,0 8,0 8,5 7,0

Pada Tabel 2 nampak bahwa sebagian besar mikrobia tumbuh dengan baik pada pH sekitar 7,0 (6,6 7,5), sedangkan sebagian kecil tumbuh di bawah pH 4,0. Bakteri cenderung lebih rewel daripada jamur dan yeast. Bakteri pathogen merupakan mikrobia yang paling rewel dalam hubungannya dengan pH. pH optimum untuk pertumbuhan sebagian besar bakteri terletak antara 6,5 7,5. Namun beberapa spesies bakteri dapat tumbuh dalam keadaan sangat masam atau sangat alkali. Bagi sebagian besar bakteri, nilai pH minimum dan maksimum adalah antara 4 dan 9. Tabel 3. pH pertumbuhan beberapa spesies bakteri Spesies bakteri Thiobacillus thiooxidans Acetobacter aceti Staphylococcus aureus Azotobacter spp Chlorobium limicola Thermus aquaticus Kisaran pH untuk pertumbuhan pH minimum pH optimum pH maksimum 0,5 2,0 3,5 6,0 4,0 4,5 5,4 6,3 7,0 8,0 4,2 7,0 7,5 9,3 5,5 7,0 7,5 8,5 6,0 6,8 7,0 6,0 7,5 7,8 9,5

Bila bakteri ditumbuhkan pada suatu medium yang mula-mula pH disesuaikan misalnya pH 7, maka mungkin sekali pH ini akan berubah karena adanya senyawasenyawa asam atau basa yang dihasilkan selama pertumbuhannya. Pergeseran pH ini dapat sedemikian besar, sehingga dapat menghambat pertumbuhan mikrobia.

Pergeseran pH ini dapat dicegah dengan menggunakan larutan penyangga dalam medium, misalnya kombinasi garam fosfat berupa KH2PO4 dan KHPO4, atau pepton. Larutan penyangga merupakan senyawa atau pasangan senyawa yang dapat menahan perubahan pH.Dibuat oleh : Nani R., M.P. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 7 dari 26

Secara umum, buah-buahan mengalami kerusakan karena jamur dan yeast karena kemampuan kedua mikrobia tersebut untuk tumbuh pada pH di bawah 3,5. Daging dan hasil laut yang mempunyai pH lebih dari 5,6 cenderung lebih dirusak oleh bakteri dibandingkan oleh jamur dan yeast. Sebagian besar sayuran mempunyai pH yang lebih tinggi daripada buah-buahan sehingga sayuran mudah ditumbuhi oleh bakteri daripada fungi. Pada Tabel 4 dapat dilihat pH beberapa jenis buah-buahan dan sayuran, sedangkan Tabel 5 menunjukkan pH produk susu, daging, unggas, dan ikan.

Tabel 4. pH beberapa jenis buah-buahan dan sayuran

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 8 dari 26

Tabel 5. pH pada produk susu, daging, unggas dan ikan

Beberapa bahan pangan dapat lebih baik dalam menghambat perubahan pH daripada bahan pangan yang lain. Bahan pangan yang cenderung untuk menghambat perubahan pH disebut dengan istilah penyangga (buffered). Secara umum, daging lebih buffered dibandingkan sayuran. Hal ini disebabkan oleh kapasitas menyangga (buffering capacity) daging yang berasal dari berbagai protein. Sayuran biasanya mengandung protein yang rendah sehingga buffering capacity juga rendah. Gambar 2 menunjukkan pH yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikrobia pathogen. pH mempengaruhi dua hal dalam proses respirasi sel mikrobia, yaitu memfungsikan enzim dan transport nutrient ke dalam sel. Membran sitoplasma mikrobia secara relatif bersifat impermeable terhadap ion H+ dan OH-. Konsentrasi kedua ion tersebut dalam sitoplasma kemungkinan tetap konstan meskipun terjadi perubahan pH lingkungan. Berkaitan dengan transport nutrient, sel bakteri cenderung mempunyai muatan negative sehingga senyawa yang tidak terionisasi dapat memasuki sel sedangkan senyawa yang terionisasi tidak dapat masuk ke dalam sel. Pada pH netral atau alkali, asam organik tidak dapat masuk ke dalam sel. Sementara pada pH asam, senyawa tersebut tidak terionisasi dan dapat masuk ke sel bermuatan negatif.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 9 dari 26

Peningkatan denaturasi membran dan transport enzim dipengaruhi oleh karakter rantai samping grup yang dapat diionisasi dan rantai samping lainnya yang bersifat netral.

Gambar 2. Kisaran pH pertumbuhan pada beberapa mikrobia patogen Ada interaksi antara pH dengan faktor lingkungan. Peningkatan suhu dapat menyebabkan pH substrat menjadi lebih asam. Sementara itu peningkatan konsentrasi garam dapat menyebabkan kisaran pH pertumbuhan menjadi lebih sempit. pH lingkungan yang tidak sesuai menyebabkan sel mikrobia menjadi lebih sensitive terhadap senyawa toksik, dan sel muda menjadi lebih peka terhadap perubahan pH daripada sel tua. Bila mikrobia ditumbuhkan di luar pH optimum, maka dapat meningkatkan fase lag sehingga mikrobia dapat beradaptasi dengan lingkungan.

b. Aktivitas air (aw) Aktivitas air (aw) adalah banyaknya air yang tersedia dalam bahan makanan yang menentukan proses-proses kerusakan bahan makanan seperti proses kimiawi, enzimatis, mikrobiologis atau entomologis. Dengan kata lain aw ditentukan olehDibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 10 dari 26

banyaknya air bebas dalam bahan makanan, sedangkan air dalam bentuk lainnya tidak membantu terjadinya proses kerusakan tersebut. Oleh karenanya kadar air bukan merupakan parameter absolut dalam menentukan kecepatan terjadinya kerusakan bahan makanan. Nilai aw berkisar antara 0 sampai dengan 1, pada bahan pangan aw berkisar antara 0,6 1. Apabila larutan semakin pekat, maka aw akan turun di bawah nilai maksimumnya (1). Aktivitas air mempunyai beberapa definisi, yaitu : a. Aktivitas air (aw) merupakan perbandingan antara tekanan uap air dari larutan dengan tekanan uap air murni pada suhu yang sama.

aw =di mana :

P P0

P = tekanan uap air dari larutan pada suhu T P0 = tekanan uap air murni pada suhu T

b. aw juga dapat dihitung dengan membagi kelembaban relatif setimbang (equilibrium relative humidity = ERH) dengan 100.

aw =

ERH 100

c. aw juga dapat dinyatakan sebagai jumlah molekul dalam larutan dan mengikuti hukum Raoult sebagai berikut :

aw =di mana :

Mw Mw + Ms

Mw = jumlah molekul air Ms = jumlah molekul zat yang dilarutkan

d. aw juga dapat dikaitkan dengan tekanan osmotis dengan rumus sebagai berikut :

Tekanan osmotis =di mana : R = konstanta gas T = suhu absolute V = molal volume air

RT log e a w V

Apabila diketahui kurva hubungan antara kadar air seimbang dengan kelembaban relatif, maka dapat digambarkan hubungan antara kadar air dengan aktivitas air. Kurva iniDibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 11 dari 26

disebut Isoterm Sorpsi Lembab (ISL). Setiap bahan mempunyai ISL yang berbeda dengan bahan lainnya. Pada kurva tersebut dapat diketahui bahwa kadar air yang sama belum tentu memberikan aw yang sama tergantung pada macam bahannya. Pada kadar air yang tinggi belum tentu memberikan aw yang tinggi bila bahannya berbeda. Hal ini karena bahan yang satu disusun oleh senyawa-senyawa yang mudah mengikat air sehingga air bebas relatif menjadi lebih kecil dan akibatnya bahan tersebut mempunyai aw yang rendah. Pertumbuhan dan metabolisme mikrobia sangat tergantung adanya air. Berlangsungnya metabolisme dalam sel karena adanya enzim. Enzim tersebut dapat melakukan aktivitas metabolisme karena adanya substrat. Air dibutuhkan oleh enzim dalam jumlah relatif sedikit untuk mempertahankan struktur tiga dimensi protein enzim sehingga dapat menunjukkan aktivitas katalitiknya secara penuh. Air memegang beberapa peranan dalam struktur dan fungsi enzim, yaitu 1) mempertahankan struktur protein enzim dengan kontribusi pada semua ikatan nonkovalen, 2) mengubah struktur protein enzim dengan memecah ikatan hidrogen, 3) fasilitator terjadinya difusi substrat, dan 4) berpartisipasi dalam konstanta kesetimbangan, baik air sebagai substrat ataupun produk. Air murni mempunyai aw 1,0, larutan NaCl 22% (b/v) mempunyai aw 0,86 dan larutan NaCl jenuh mempunyai aw 0,75. Sebagian besar bahan pangan segar mempunyai aw di atas 0,99. Setiap mikrobia mempunyai aw minimum, optimum dan maksimum untuk pertumbuhannya. Pada umumnya semua jenis mikrobia akan tumbuh pada bahan pangan dengan nilai aw di atas 0,90. Tabel 6 menunjukkan aw minimum yang dibutuhkan oleh mikrobia agar dapat tumbuh pada bahan pangan. Tabel 7 menunjukkan aw minimum untuk pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan. Pada Tabel 6 nampak bahwa yeast dan jamur mempunyai kisaran aw pertumbuhan yang lebih lebar daripada bakteri, seperti juga terjadi pada pH. Bakteri yang mampu tumbuh pada aw 0,75 karena kadar garam yang tinggi disebut bakteri halofilik (salt-loving). Jamur yang mampu tumbuh pada kondisi lingkungan yang kering dengan aw 0,65 disebut jamur xerofilik (dry-loving). Yeast yang mampu tumbuh pada aw 0,60 karena adanya tekanan osmotik yang tinggi yang berasal dari tingginya kadar gula disebut yeast osmofilik.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 12 dari 26

Tabel 6. Aktivitas air (aw) minimum untuk pertumbuhan mikrobia Mikrobia Kelompok mikrobia : Bakteri perusak Yeast perusak Jamur perusak Bakteri halofilik Jamur xerofilik Yeast osmofilik Mikrobia spesifik : Acinetobacter Enterobacter aerogenes Bacillus subtilis Clostridium botulinum Escherichia coli Pseudomonas Staphylococcus aureus Saccharomyces rouxii aw minimum 0,91 0,88 0,80 0,75 0,65 0,60

0,96 0,95 0,95 0,95 0,96 0,97 0,86 0,62

Tabel 7. aw minimum untuk pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 13 dari 26

Secara umum pertumbuhan bakteri membutuhkan aw yang lebih tinggi daripada fungi. Bakteri Gram negatif membutuhkan aw yang lebih tinggi daripada bakteri Gram positif. Sebagian besar bakteri perusak tidak dapat tumbuh pada aw di bawah 0,91, sedangkan jamur perusak dapat tumbuh pada aw minimal 0,80. Ada hubungan antara aw, suhu dan kandungan nutrisi, yaitu 1) pada berbagai suhu, kemampuan tumbuh mikrobia akan menurun bila ada penurunan aw, 2) kisaran aw yang lebih lebar untuk pertumbuhan terjadi pada suhu optimum pertumbuhan mikrobia, dan 3) kandungan nutrisi yang lebih baik meningkatkan kisaran aw untuk pertumbuhan mikrobia. Perubahan suhu atau kandungan nutrisi menyebabkan mikrobia mampu tumbuh pada aw yang lebih rendah. Penurunan aw di bawah optimum dapat memperpanjang fase lag pertumbuhan dan menurunkan kecepatan pertumbuhan dan jumlah populasi akhir. Ini terjadi karena semua aktivitas metabolik termasuk reaksi kimia pada sel membutuhkan air. aw juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan yang lain seperti pH, suhu pertumbuhan, nutrisi dan Eh. Penurunan aw pada pertumbuhan Enterobacter aerogenes menunjukkan terjadinya perpanjangan fase lag dan waktu generasi sampai tidak terjadi pertumbuhan sama sekali. Kenaikan aw minimum untuk pertumbuhan terjadi bila suhu inkubasi diturunkan.

Gambar 3. Kisaran nilai aw pada beberapa bahan panganDibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 14 dari 26

c.

Potensial oksidasi-reduksi (Eh) Mikrobia mempunyai sensitivitas terhadap potensial oksidasi-reduksi dari medium

pertumbuhannya. Proses oksidasi reduksi berdasar pada perpindahan elektron di antara senyawa kimia. Potensial oksidasi-reduksi (Eh) dari suatu substrat menunjukkan kemudahan substrat tersebut untuk melepaskan atau menangkap elektron. Bila unsur atau senyawa melepaskan elektron, diistilahkan dengan teroksidasi, sedangkan substrat yang menangkap elektron menjadi tereduksi. oksidasi Cu reduksi Oksidasi juga dapat terjadi bila ada penambahan oksigen. 2 Cu + O2 2 CuO Cu+ + e

Senyawa yang mudah memberikan elektronnya merupakan senyawa pereduksi yang baik, sedangkan senyawa yang mudah menerima elektron merupakan senyawa pengoksidasi yang baik. Bila elektron ditransfer dari suatu senyawa ke senyawa yang lain, maka akan terjadi perbedaan potensial antara dua senyawa tersebut. Perbedaan ini diukur dengan alat yang sesuai dan dinyatakan sebagai milivolt (mV). Senyawa yang semakin mudah teroksidasi mempunyai potensial listrik yang semakin positif, sedangkan senyawa yang semakin mudah tereduksi memberikan potensial listrik yang semakin negatif. Bila konsentrasi oksidan dan reduktan sama, maka akan memberikan potensial listrik nol. Potensial oksidasi-reduksi dinyatakan dengan simbol Eh. Nilai Eh berkisar dari negatif sampai positif. Potensial oksidasi-reduksi sangat penting untuk aktivitas mikrobia. Mikrobia aerob membutuhkan nilai Eh positif (teroksidasi) agar dapat tumbuh, sedangkan mikrobia anaerob membutuhkan nilai Eh negatif (tereduksi). Senyawa yang dapat

mempertahankan kondisi mereduksi adalah gugus SH pada daging, asam askorbat dan gula reduksi pada buah-buahan dan sayuran. Penurunan nilai Eh dalam bahan pangan selama penyimpanan terjadi akibat pembebasan H2 atau metabolit pereduksi oleh enzim yang dihasilkan bahan pangan maupun aktivitas mikrobia. Potensial oksidasi-reduksi pada bahan pangan dapat ditentukan dengan beberapa cara, yaitu 1) karakteristik potensial oksidasi-reduksi pada bahan pangan asli,Dibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 15 dari 26

2) poising capacity, yaitu hambatan untuk mengubah potensial oksidasi-reduksi dari bahan pangan, 3) tekanan oksigen dari udara di sekeliling bahan pangan, dan 4) jalan masuk udara ke dalam bahan pangan.

Gambar 4. Skema nilai potensial oksidasi-reduksi untuk pertumbuhan beberapa mikrobia

Beberapa bakteri membutuhkan kondisi tereduksi untuk inisiasi pertumbuhan dengan Eh sekitar 200 mV misalnya bakteri anaerob seperti genus Clostridium, sedangkan bakteri yang lain membutuhkan Eh positif untuk pertumbuhannya misalnya bakteri aerob seperti genus Bacillus. Beberapa bakteri aerob mampu tumbuh lebih baik pada kondisi sedikit tereduksi yang disebut dengan mikroaerofil, misalnya lactobacilli dan streptococci. Bakteri yang lain mampu tumbuh pada kondisi aerob atau anaerob yang disebut dengan fakultatif anaerob. Sebagian besar jamur dan yeast termasuk golongan aerob, meskipun terdapat beberapa yang termasuk golongan fakultatif anaerob. Bahan pangan nabati seperti sari buah mempunyai Eh berkisar dari +300 mV sampai dengan +400 mV sehingga bakteri aerob dan jamur merupakan penyebab utamaDibuat oleh : Nani R., M.P. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 16 dari 26

kerusakan bahan pangan tersebut. Daging utuh mempunyai Eh sekitar -200 mV sedangkan daging cincang mempunyai Eh sekitar +200 mV. Keju mempunyai Eh berkisar -20 sampai dengan -200 mV. Tabel 8. Kisaran Eh untuk pertumbuhan beberapa bakteri Bakteri Bacillus subtilis Pseudomonas fluorescens Staphylococcus aureus Clostridium paraputrificum Clostridium perfringens Nilai Eh (mV) +135 sampai dengan -100 +500 sampai dengan -300 +180 sampai dengan -230 +150 sampai dengan -600 +216 sampai dengan -230

Nilai Eh sangat tergantung pada pH substrat dan nilai rH seperti rumus di bawah ini.

Eh = 2,303

RT (rH 2 pH ) F

Di mana R = 8,315 joule, F = 96.500 coulomb, dan T = suhu absolute. Oleh karena itu pH substrat harus ditentukan lebih dahulu pada Eh yang diberikan. Secara normal Eh ditentukan pada pH 7,0. Di alam, Eh cenderung lebih negatif pada kondisi alkali yang sangat ekstrim. Tabel 9. Nilai Eh dan pH beberapa bahan pangan

d. Kandungan nutrisi Untuk pertumbuhan dan metabolisme, mikrobia membutuhkan air, sumber energi, sumber nitrogen, vitamin dan faktor pertumbuhan lain, serta mineral, yang semuanya diperoleh dari bahan pangan di mana mikrobia tersebut tumbuh.Dibuat oleh : Nani R., M.P. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 17 dari 26

Air dibutuhkan oleh mikrobia dalam jumlah yang cukup bagi terjadinya reaksi biokimia dan enzimatis pada proses metabolismenya. Jamur merupakan mikrobia yang paling sedikit membutuhkan air untuk pertumbuhannya, diikuti dengan yeast, bakteri Gram negatif, dan bakteri Gram positif. Mikrobia menggunakan senyawa gula, alkohol dan asam amino sebagai sumber energi. Beberapa mikrobia mampu menggunakan karbohidrat kompleks seperti pati dan selulosa sebagai sumber energi dengan terlebih dahulu mendegradasi senyawa kompleks tersebut menjadi senyawa yang lebih sederhana. Lemak juga digunakan oleh sebagian kecil mikrobia sebagai sumber energi. Sumber nitrogen utama bagi mikrobia heterotropik adalah asam amino. Beberapa mikrobia mampu menggunakan nukleotida dan asam amino bebas, sedangkan mikrobia yang lain mampu menggunakan peptida dan protein sebagai sumber nitrogen. Secara umum, senyawa sederhana seperti asam amino digunakan oleh sebagian besar mikrobia sebagai sumber nitrogen. Mikrobia juga membutuhkan vitamin B dalam jumlah kecil yang diperoleh dari bahan pangan tempat tumbuhnya. Secara umum, bakteri Gram positif membutuhkan vitamin B lebih banyak, yang berasal dari bahan pangan supaya dapat tumbuh dengan baik karena mikrobia tersebut tidak mampu mensintesis vitamin B dalam jumlah yang cukup. Bakteri Gram negatif dan jamur mampu mensintesis vitamin B dalam jumlah yang cukup sehingga kedua mikrobia tersebut mampu tumbuh pada bahan pangan dengan kandungan vitamin B sedikit seperti buah-buahan. Buah-buahan mempunyai kandungan vitamin B yang rendah, pH rendah, dan Eh positif sehingga lebih mudah ditumbuhi oleh jamur daripada bakteri.

e. Senyawa antimikrobia Stabilitas beberapa bahan pangan terhadap serangan mikrobia disebabkan oleh adanya senyawa tertentu yang mempunyai aktivitas antimikrobia dan secara alami terdapat pada bahan pangan tersebut. Beberapa tanaman menghasilkan minyak esensial yang bersifat antimikrobia. Contoh senyawa antimikrobia adalah lactenin dan anticoliform pada susu segar, lactoperoksidase pada susu mentah yang efektif terhadap streptococci, lysozyme pada putih telur, asam benzoat pada cranberries, eugenol pada cengkeh, allicin pada bawang putih, allil isothiocyanat pada mustard, eugenol dan thymol padaDibuat oleh : Nani R., M.P. Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 18 dari 26

sage, carvacrol (isothymol) dan thymol pada oregano, dan cinnimic aldehid dan eugenol pada cinnamon. Susu sapi segar mengandung beberapa senyawa antimikrobia meliputi laktoferin, conglutinin, dan laktoperoksidase, serta rotavirus inhibitor. Namun senyawa antimikrobia tersebut rusak karena pasteurisasi. Telur mengandung lysozyme yang bersama-sama dengan conalbumin

bertanggung jawab menjaga kesegaran telur. Laktoferin merupakan glikoprotein yang dapat mengikat zat besi juga bersifat inhibitor sejumlah bakteri penyebab penyakit dan sudah digunakan sebagai microbial blocking agent pada daging sapi. Ovotransferrin pada telur segar juga bersifat inhibitor pada Salmonella enteritidis. Vakuola sel pada tanaman cruciferous seperti kubis, kol, brokoli, mengandung glukosinolat yang dapat menghasilkan isothiocyanat yang bersifat antimikrobia. Tabel 10. Senyawa antimikrobia pada albumin telur dan susu

f.

Struktur biologis Bahan pangan mempunyai lapisan alami yang melindungi dari masuknya

mikrobia penyebab kerusakan. Semakin tebal dan kuat lapisan pelindung tersebut, maka bahan pangan semakin aman dari serangan mikrobia. Contoh lapisan pelindung pada bahan pangan adalah kulit ari biji-bijian, kulit buah-buahan, kulit kacang-kacangan, ingus binatang, kulit hewan, kulit ikan dan kulit telur. Bila lapisan pelindung tersebut rusak atauDibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 19 dari 26

retak, maka mikrobia akan dengan mudah masuk dan tumbuh pada bahan pangan tersebut. Secara bersama-sama, keenam faktor intrinsik tersebut merupakan cara pengawetan alami pada bahan pangan nabati dan hewani dari serangan mikrobia. Dengan menentukan faktor tertentu yang dominan, dapat digunakan untuk memprediksi jenis mikrobia yang akan tumbuh pada bahan pangan tersebut. 2. Faktor ekstrinsik a. Suhu penyimpanan Mikrobia mampu tumbuh pada kisaran suhu yang sangat lebar. Semua proses pertumbuhan mikrobia tergantung pada reaksi kimiawi dan reaksi enzimatis selama proses metabolisme. Kecepatan reaksi tersebut dipengaruhi oleh suhu, sehingga pola pertumbuhan mikrobia dapat dipengaruhi oleh suhu. Suhu juga mempengaruhi kecepatan pertumbuhan dan jumlah total mikrobia. Keragaman suhu juga dapat mengubah proses-proses metabolisme dan morfologi sel. Suhu inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode waktu yang singkat (12 sampai dengan 24 jam) disebut suhu pertumbuhan optimum. Suhu terendah pertumbuhan mikrobia adalah -34C dan suhu tertinggi lebih dari 90C. Tabel 11 menyajikan pengelompokan mikrobia berdasarkan suhu pertumbuhan. Tabel 11. Suhu pertumbuhan mikrobia Golongan mikrobia Psikrofil / psikrotrof Kisaran suhu pertumbuhan < 20 C Suhu optimum pertumbuhan 20 30C Contoh mikrobia Bakteri : Alcaligenes Pseudomonas Streptococcus Corynebacterium Lactobacillus Flavobacterium Micrococcus Streptomyces Jamur : Aspergillus Cladosporium Thamnidium Sebagian besar mikrobia (bakteri, jamur dan yeast) Bacillus dan ClostridiumDiperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Mesofil TermofilDibuat oleh : Nani R., M.P.

20 45C > 45C

30 40C 55 65C

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 20 dari 26

The International Commission on Microbiological Specification for Foods mengelompokkan mikrobia prokaryotik berdasarkan suhu pertumbuhan sebagai berikut : Tabel 12. Suhu pertumbuhan untuk mikrobia prokaryotik Kelompok Mikrobia Thermofil Mesofil Psikrofil Psikrotrof Minimal 40 45 5 15 (-5) (+5) (-5) (+5) Suhu pertumbuhan (C) Optimal Maksimal 55 75 60 90 30 45 35 47 12 15 15 20 25 30 30 35

Bakteri yang termasuk golongan psikrofil dapat tumbuh dengan baik pada suhu refrigerator dan menyebabkan kerusakan pada daging, ikan, unggas, telur dan bahan pangan lain yang disimpan pada suhu dingin. Bakteri termofil merupakan bakteri yang menjadi perhatian pada proses pengalengan karena dapat menyebabkan kerusakan pada makanan kalengan.

Gambar 5. Pengaruh suhu terhadap kecepatan pertumbuhan mikrobia Jamur merupakan mikrobia yang dapat tumbuh pada kisaran suhu yang lebih lebar daripada bakteri dan yeast. Selain itu jamur juga dapat tumbuh dengan baik pada kisaran pH, tekanan osmotik, dan kandungan nutrisi yang lebih lebar daripada mikrobia lain. Beberapa jamur dapat tumbuh pada suhu refrigerator seperti Aspergillus, Cladosporium dan Thamnidium yang menyebabkan kerusakan pada telur, bagian luar

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 21 dari 26

daging dan buah-buahan. Yeast dapat tumbuh dengan baik pada kisaran suhu psikrofil dan mesofil, sedangkan pada suhu tinggi yeast tidak dapat tumbuh. Suhu penyimpanan bahan pangan dapat mempengaruhi mutu bahan pangan tersebut. Suhu penyimpanan yang tepat dapat menghambat kerusakan bahan pangan secara mikrobiologis dan enzimatis. Penyimpanan bahan pangan pada suhu refrigerator atau di bawahnya tidak selalu merupakan cara terbaik untuk menghindari proses kerusakan bahan pangan. Sebagai contoh, buah pisang lebih baik disimpan pada suhu 13 17C daripada suhu 5 7C. Sebagian besar sayuran sebaiknya disimpan pada suhu sekitar 10C seperti kentang, seledri, kubis, dan lain-lain. Keberhasilan suhu penyimpanan bahan pangan sangat dipengaruhi oleh kelembaban relatif (RH) lingkungan dan komposisi gas seperti CO2 dan O2. b. Kelembaban relatif (RH = Relative Humidity) lingkungan Kelembaban relatif lingkungan penyimpanan bahan pangan merupakan hal yang sangat penting dari segi aw bahan pangan dan pertumbuhan mikrobia pada permukaan bahan pangan. Bila bahan pangan dengan aw rendah disimpan pada lingkungan dengan RH tinggi, maka bahan pangan tersebut akan menyerap uap air yang terdapat pada lingkungan sehingga tercapai kesetimbangan. Demikian juga bila bahan pangan dengan aw tinggi disimpan pada lingkungan dengan RH rendah. Ada hubungan antara RH dan suhu, yaitu semakin tinggi suhu, maka RH semakin rendah, dan sebaliknya, semakin rendah suhu, RH semakin tinggi. Bahan pangan yang disimpan pada RH rendah dapat mengalami kerusakan pada permukaannya karena jamur, yeast dan bakteri tertentu. Misalnya daging utuh yang tidak dikemas dengan rapat dan disimpan di refrigerator dapat mengalami kerusakan pada permukaan karena RH refrigerator yang tinggi dan mikrobia aerob. Hal ini dapat dicegah dengan cara pengemasan yang tepat dan mengatur komposisi gas tanpa harus menurunkan RH lingkungan. c. Komposisi gas Udara mengandung beberapa jenis gas seperti O2, CO2, N2, H2, O3 dan lain-lain. Keberadaan dan konsentrasi gas di udara dapat mempengaruhi pertumbuhan mikrobia. Mikrobia yang membutuhkan O2 untuk pertumbuhannya disebut aerob, sedangkanDibuat oleh : Nani R., M.P. Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 22 dari 26

mikrobia yang tidak membutuhkan O2 untuk pertumbuhannya dan dapat menggunakan CO2 disebut obligat anaerob. Ada juga mikrobia yang hanya sedikit membutuhkan O2 untuk pertumbuhannya, yang disebut fakultatif anaerob. Prinsip ini mendasari pada pengemasan bahan pangan dengan cara atmosfer terkendali (controlled atmosphere) dan modifikasi atmosfer (modified atmosphere). Gas-gas utama yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri adalah oksigen dan karbondioksida. Bakteri memperlihatkan keragaman yang luas dalam hal respons terhadap oksigen bebas, sehingga dapat dikelompokkan menjadi aerob (tumbuh bila ada oksigen bebas), fakultatif anaerob (tumbuh pada keadaan aerob dan anaerob), anaerob (tumbuh tanpa oksigen molekuler) dan mikroaerofil (tumbuh terbaik bila ada sedikit oksigen bebas). Penyimpanan bahan pangan pada udara yang mengandung CO2 sampai sekitar 10 % disebut atmosfer terkendali (controlled atmosphere = CA storage). Cara ini dapat menghambat pertumbuhan fungi. Mekanisme pengawetan dengan atmosfer terkendali belum diketahui dengan pasti, kemungkinan CO2 berperan sebagai competitive inhibitor etilen. Etilen merupakan faktor senescence pada buah-buahan dan penghambatan etilen dapat mempertahankan buah-buahan pada kondisi yang lebih baik dan tidak mudah diserang fungi. Ozon (O3) merupakan gas yang bersifat antimikrobia dan sangat efektif terhadap berbagai mikrobia karena bersifat oxidizing agent yang kuat. Namun sebaiknya ozon tidak digunakan pada bahan pangan dengan kandungan lipid tinggi karena dapat meningkatkan reaksi ketengikan. Secara umum penggunaan ozon pada konsentrasi 0,15 sampai dengan 5,00 ppm dapat menghambat pertumbuhan beberapa bakteri dan yeast perusak. Penggunaan ozon pada bahan pangan sudah diizinkan di Australia, Prancis, Jepang, dan USA, dan termasuk GRAS (Generally Recorded As Safe). Selain sebagai pengawet, ozon juga digunakan sebagai bahan sanitizer.

d. Keberadaan mikrobia lain Beberapa mikrobia penyebab penyakit menghasilkan senyawa yang bersifat menghambat bahkan mematikan bagi mikrobia lain seperti antibiotic, bakteriocin, hidrogen peroksida, dan asam organik.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 23 dari 26

Di samping faktor intrinsik dan ekstrinsik, pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan juga dipengaruhi oleh faktor implisit dan pengolahan. Faktor implisit merupakan karakteristik dan interaksi mikrobia yang ada pada bahan pangan, misalnya kecepatan pertumbuhan dan simbiosis antar mikrobia baik mutualisme, antagonisme maupun komensalisme. Faktor pengolahan bahan pangan seperti pengirisan, pencucian, pengemasan, iradiasi dan perlakuan suhu tinggi seperti pasteurisasi, sterilisasi, maupun suhu rendah seperti pendinginan dan pembekuan, dapat mempengaruhi pertumbuhan mikrobia pada pangan. Pengirisan bahan pangan dapat merusak struktur biologis yang bersifat antimikrobia dan meningkatkan ketersediaan nutrient dan potensial redoks, sedangkan pencucian, perlakuan suhu tinggi dan radiasi dapat menghilangkan sebagian besar mikrobia.

C. SUMBER-SUMBER MIKROBIA YANG MENGKONTAMINASI BAHAN PANGAN Sumber bahan pangan bagi manusia berasal dari tanaman dan hewan. Mikrobia dapat tumbuh pada bahan pangan baik disengaja maupun tidak disengaja. Pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan dapat bersifat menguntungkan maupun merugikan. Pertumbuhan mikrobia pada bahan pangan bersifat menguntungkan bila mikrobia tersebut memang dikehendaki tumbuh seperti pada fermentasi, misalnya fermentasi singkong menjadi tape singkong karena adanya yeast/ragi tape, pembuatan tempe, kecap, tauco, dan lain-lain. Bila mikrobia yang tumbuh pada bahan pangan dapat menyebabkan kerusakan bahan pangan, menyebabkan penyakit atau dapat menghasilkan toksin yang berbahaya bagi manusia, maka pertumbuhan mikrobia tersebut tidak dikehendaki. Sebagai contoh adalah pertumbuhan jamur pada roti dan kacang-kacangan selama penyimpanan, busuknya buahbuahan dan sayur-sayuran, penyakit tipus, diare, toksin tempe bongkrek, botulinin, aflatoksin, dan lain-lain. Mikrobia yang tumbuh pada bahan pangan dapat merupakan flora normal dan flora tidak normal. Dikatakan flora normal bila mikrobia tersebut berada pada bahan pangan secara alami, sedangkan flora tidak normal bila keberadaan mikrobia tersebut tidak secara alami atau dengan kata lain mikrobia berasal dari lingkungan dan mengkontaminasi bahan pangan. Tabel 13 menunjukkan mikrobia penting yang berasosiasi dengan bahan pangan, baik yang menguntungkan maupun merugikan.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 24 dari 26

Tabel 13. Mikrobia yang berasosiasi dengan bahan pangan Kelompok mikrobia Bakteri Acetobacter Acinetobacter Alcaligenes Bacillus Bacteroides Citrobacter Clostridium Corynebacterium Enterobacter Alternaria Aspergillus Botrytis Byssochlamys Cephalosporium Cladosporium Brettanomyces Candida Debaromyces Endomycopsis Genera Erwinia Escherichia Flavobacterium Kurthia Lactobacillus Leuconostoc Micrococcus Pediococcus Colletotrichum Fusarium Geotrichum Gleosporium Helminthosporium Monilia (Neurospora) Hansenulla Kloeckera Mycoderma Rhodotorula Proteus Pseudomonas Salmonella Serratia Shigella Staphylococcus Streptococcus Streptomyces Mucor Penicillium Rhizopus Sporotrichum Thamnidium Trichothecium Saccharomyces Schizosaccharomyces Torulopsis (Torula) Trichosporon

Jamur

Yeast

Keberadaan mikrobia tersebut pada bahan pangan dapat berasal dari berbagai sumber. Sumber-sumber mikrobia yang dapat mengkontaminasi bahan pangan adalah : 1. Tanah dan air Tanah dan air merupakan salah satu sumber mikrobia. Secara umum mikrobia yang terdapat pada tanah dan air biasanya sama. Genera bakteri yang berasal dari tanah dan air misalnya Alcaligenes, Bacillus, Citrobacter, Clostridium, Corynebacterium, Enterobacter, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Serratia, Streptomyces, dan lainlain. Genera jamur yang berasal dari tanah adalah Aspergillus, Rhizopus, Penicillium, Trichothecium, Botrytis, Fusarium, dan lain-lain. Sebagian besar genera yeast berasosiasi dengan tanah dan tanaman. Keberadaan yeast di air biasanya jarang. 2. Tanaman Sebagian besar mikrobia yang berasosiasi dengan tanah dan air, biasanya juga terdapat pada tanaman. Genera bakteri yang berasosiasi dengan tanaman misalnya Acetobacter, Erwinia, Flavobacterium, Kurthia, Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, dan Streptococcus. Jamur merupakan penyebab kerusakan buah-buahan dan sayuran.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 25 dari 26

Genera yeast yang ditemukan pada tanaman khususnya buah-buahan adalah Saccharomyces, Rhodotorula dan Torula. 3. Peralatan pengolahan makanan Genera mikrobia yang terdapat pada peralatan pengolahan makanan dipengaruhi oleh tipe makanan, perawatan, penyimpanan dan faktor lain. Peralatan yang disimpan pada tempat yang terbuka dapat terkena debu sehingga akan terkontaminasi mikrobia yang berasal dari udara. 4. Saluran intestinal manusia dan hewan Genera bakteri yang sering ditemukan di saluran intestinal hewan dan manusia adalah Bacteroides, Escherichia, Lactobacillus, Proteus, Salmonella, Shigella,

Staphylococcus, dan Streptococcus. Genera Escherichia merupakan bakteri yang mempunyai habitat alami di saluran intestinal manusia dan mamalia lainnya. Genera bakteri lain yang ditemukan di saluran intestinal adalah Clostridium, Citrobacter, Enterobacter, dan Pseudomonas. Dari saluran intestinal hewan, mikrobia tersebut secara langsung ditemukan di tanah dan air, selanjutnya dari tanah, mikrobia disebarkan ke tanaman, debu dan peralatan. Jamur merupakan mikrobia yang tidak ditemukan di saluran intestinal. Genera yeast yang sering ditemukan di saluran intestinal adalah Candida. 5. Penjamah makanan Mikroflora pada tangan dan pakaian penjamah makanan mencerminkan kebiasaan seseorang. Mikroflora tersebut terdiri dari mikrobia yang secara normal ditemukan di berbagai benda yang dijamah dan berasal dari debu, air, tanah, dan lainlain. Beberapa genera bakteri beraosiasi secara spesifik dengan tangan, hidung dan mulut, misalnya Micrococcus dan Staphylococcus. Staphylococci merupakan bakteri yang ditemukan di tangan, hidung, mulut dan bagian tubuh yang lain. Genera Salmonella dan Shigella merupakan bakteri yang biasanya terdapat di saluran intestinal. Keberadaan kedua bakteri tersebut pada makanan dan peralatan disebabkan oleh penjamah makanan yang tidak memperhatikan sanitasi dan hygiene. Sebagian kecil jamur dan yeast yang ditemukan di tangan dan pakaian penjamah makanan dipengaruhi oleh sejarah individu. 6. Pakan hewan

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA BAHAN AJAR MIKROBIOLOGI PANGANSemester 2 No. BAK/TBB/BOG202 BAB I. PRINSIP MIKROBIOLOGI PANGAN Revisi : 00 Tgl. 01 Februari 2010 Prodi PT Boga Hal 26 dari 26

Hampir semua genera bakteri, yeast dan jamur yang dijelaskan di atas dapat ditemukan di pakan hewan. Tipe mikrobia yang ditemukan di pakan hewan dipengaruhi oleh sumber pakan, perlakuan yang diberikan pada proses pembuatan pakan, wadah pakan, dan lain-lain. Pakan hewan merupakan sumber bakteri penyebab keracunan seperti Salmonella. 7. Ingus hewan Hampir semua mikrobia yang berasosiasi dengan tanah, air, pakan, debu dan kotoran juga ditemukan di ingus hewan. Dari ingus hewan, mikrobia ini disebarkan ke udara, tangan dan makanan. Beberapa mikrobia dari ingus hewan disebarkan melalui sistem limfatik pada hewan yang disembelih. 8. Udara dan debu Udara dan debu merupakan sumber utama beberapa mikrobia. Genera bakteri yang sering ditemukan di udara dan debu adalah Bacillus dan Micrococcus spp., sedangkan bakteri yang jarang ditemukan di udara adalah Staphylococcus dan Salmonella. Beberapa jamur juga ditemukan di udara dan debu. Genera yeast yang ditemukan di udara dan debu adalah Torulopsis. Bakteri yang dapat menyebabkan keracunan makanan misalnya genera

Staphylococcus, Salmonella, Streptococcus dan Clostridium, serta Bacillus cereus dan Vibrio parahaemolyticus. Staphylococci berasosiasi dengan saluran pernapasan seperti hidung manusia dan hewan. Salmonellae secara indigenous terdapat di saluran intestinal hewan dan manusia, dan keberadaannya pada bahan pangan kemungkinan berasal dari kotoran. Clostridia biasanya ditemukan di tanah. Secara umum, jumlah dan tipe mikrobia yang terdapat pada produk pangan dipengaruhi oleh 1) faktor intrinsik dan ekstrinsik, 2) lingkungan sekitar bahan pangan, 3) kualitas mikrobiologi bahan pangan dalam keadaan mentah atau belum diproses, 4) kondisi sanitasi selama penanganan dan pengolahan, 5) kondisi pengemasan dan penyimpanan produk.

Dibuat oleh : Nani R., M.P.

Dilarang memperbanyak sebagian atau seluruh isi dokumen tanpa ijin tertulis dari Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta

Diperiksa oleh : Sutriyati P, M.Si.