EKOLOGI KERUSAKAN PANGAN OLEH
MIKROORGANISME
1.1 PENDAHULUAN
Kebanyakan
bahan pangan dicemari oleh mikroorganisme terutama dari lingkungan sekitarnya
seperti air, udara, tanah, debu, kotoran ataupun bahan organik yang busuk. Hanya
sebagian dari berbagai pencemar yang berperan sebagai pencemar awal. Populasi
mikroorganisme yang berada pada suatu bahan pangan, umumnya bersifat sangat
spesifik dan tergantung pada jenis bahan pangan dan kondisi tertentu dari
penyimpanannya. Contohnya air susu segar dirusak oleh bakteri asam laktat,
produk biji-bijian dirusak oleh kapang, saribuah dirusak oleh khamir, dan lain
sebagainya.
Faktor
yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan pangan dapat bersifat
fisik,kimia,biologis. Menurut Mossel faktor tersebut :
1. Instrinsik
(sifat dari bahan pangan itu sendiri), Pengolahan (perubahan mikroflora awal akibat dari cara pengolahan bahan pangan),
2. Ekstrinsik
(kondisi lingkungan penanganan dan penyimpanan bahan pangan),
3. Implisit
(sifat dari organisme itu sendiri).
1.1.1
Faktor-faktor
Intrinsik pada Kerusakan Bahan Pangan
Aktivitas
Air (Water Activity) Suatu Bahan Pangan : Bahan pangan dengan
kadar air yang tinggi dapat ditumbuhi oleh semua mikroorganisme, karena bakteri
tumbuh lebih cepat dari kapang dan khamir maka kerusakan akibat bakteri lebih
banyak dijumpai. Bahan pangan kering dirusak oleh kapang dan khamir. Bahan pangan
dengan kadar gula tinggi seperti madu dan selai dirusak oleh jenis khamir
seperti Saccharomyces rouxii dan Sahizosaccharomyces octosporus. Bahan pangan kadar garam
tinggi dirusak oleh jenis khamir Debaryomyces
dan bakteri tipe nalofilik.
Nilai
pH dari Bahan Pangan : Nilai pH umumnya berkisar 3,0-8,0.
Kebanyakan tumbuh pada pH 5,0-8,0 sehingga hanya mikroorganisme tertentu yang
ditemukan pada bahan pangan dengan pH rendah. Bakteri tidak tahan asam,
kebanyakan proteotelik, merupakan bakteri gram negatif dan berbentuk batang.
Bakteri yang tahan asam, golongan Lactobacillus
dan Streptococcus termasuk yang tahan
terhadap asam adalah khamir. Hal yang penting perannya adalah kekuatan buffer bahan
pangan. Kapasitas buffer rendah seperti pada kubis memungkinkan untuk
mengubahnya manjadi sauerkraut atau pikel dengan fermentasi.
Potensial
Redoks yang Terjadi dalam Bahan Pangan : Potensial redoks ini
berhubungan dengan Komposisi kimiawi dari bahan pangan dan Tekanan parsial
oksigen selama penyimpanan. Kapasitas buffer membatasi pengaruh perubahan tekanan
parsial oksigen diluar. Potensial redoks tinggi membantu pertumbuhan jenis mikroorganisme
yang bersifat aerobik.
Zat
Gizi dari Bahan Pangan : Komposisi kimiawi bahan pangan
menentukan banyaknya mikroorganisme yang dominan didalamnya. Hal ini berkaitan
dengan jumlah zat gizi yang penting dan tersedia untuk perkembangan mikroorganisme.
Kandungan
Karbohidrat dari Bahan Pangan : Karbohidrat tinggi hanya sedikit
mikroorganisme yang ditemukan dalam kontaminasi awal karena disamping
diperlukannya kemampuan dari mikroorganisme untuk tetap ada dengan suplai garam
dan nitrogen yang minimum, untuk perkembangannya mikroorganisme harus memiliki
kemampuan menghasilkan enzim aminofilik (memcah karbohidrat menjadi
monosakarida untuk metabolisme).
Kandungan
Lemak dari Bahan Pangan : Mikroorganisme pada bahan pangan
yang mengandung lemak adalah jenis lipolitik. Kerusakan lemak menghasilkan zat
asam lemak bebas dan keton biasanya menghasilkan bau yang tengik.
Kandungan
Protein dari Bahan Pangan : Mikroorganisme yang mampu memecah
molekul protein adalah mikroorganisme penghasil enzim proteotilik. Umumnya
proteotilik berperan pada awal kemudian dikalahkan oleh spesies yang lainnya.
Kandungan
Vitamin dari Bahan Pangan : Beberapa mikroorganisme tidak
tumbuh optimal, kecuali terdapat kandungan vitamin kelompok B kompleks.
Bahan
Antimikroba yang Terdapat Secara Alami dari Bahan Pangan
: Bahan antimikroba alami diperoleh dari minyak essensial dan tannin pada bahan
pangan tumbuhan, lisozyn dan acidin pada telur.
Struktur
Biologis Bahan Pangan : Berfungsi menghambat pertumbuhan
mikroorganisme seperti kerabang pada telur dan lain-lain.
1.1.2
Faktor
Pengolahan
Jika
pemanasan digunakan untuk mengolah bahan pangan, maka kemampuan tahan panas
mikroorganisme dapat digunakan untuk menentukan tipe mikroorganisme. Faktor pengolahan
lainnya selain pemanasan dapat juga dilakukan secara pengeringan dan pembekuan.
1.1.3
Faktor
Ekstrinsik
Dalam
keadaan beku, pertumbuhan mikroorganisme akan berhenti dan mati. Jika pada
keadaan panas dan lama maka mikroorganisme thermofilik berkembang secara
selektif. Bahan pangan yang didinginkan dan diletakkan di udara lembab
manimbulkan kondensasi air sehingga bakteri motil dapat berkembang dan
menyebar. Pengemasan bahan pangan secara vakum memungkinkan pertumbuhan bakteri
anaerobik dan fakultatif anaerobik.
1.1.4
Pengaruh
Implisit Sehubungan dengan Kerusakan
Pertumbuhan
mikroorganisme dalam keadaan optimal adakalanya beberapa mikroorganisme dapat
tumbuh lebih cepat daripada yang lainnya. Parameter yang menandai pertumbuhan
mikroorganisme yaitu : Lama fase lag, Laju pertumbuhan eksponensial dan Produksi
masa sel total.
Simbiosis
dapat terjadi jika pertumbuhan suatu organisme menyebabkan perubahan keadaan
yang memungkinkan tumbuhnya organisme lain. Faktor yang berkaitan dengan
simbiosis adalah tersedianya zat gizi, perubahan nilai pH, potensial redoks,
penghilangan zat antimikroba dan kerusakan struktur biologis.
Antagoneisme
dapat terjadi jika pertumbuhan suatu organisme menghasilkan berbagai zat atau
mengubah keadaan sehingga menghambat dan terhenti pertumbuhannya. Faktor yang
berhubungan dengan antagonisme yaitu penggunaan zat gizi, nilai pH, pembentukan
zat antimikroba, potensial redoks dan bakteriofage.
1.2 Bentuk Kerusakan Bahan Pangan oleh
Mikroorganisme
Dalam
perubahannya, mikroorganisme dapat mengakibatkan berbagai pertumbuhan fisik dan
kimia. Beberapa bentuk kerusakan yang diakibatkan oleh mikroorganisme antara
lain: berjamur, berlendir, pembusukan, perubahan warna, kerusakan fermentatif.
1.3 Faktor yang Mempengaruhi Kehidupan
dan Pertumbuhan Mikroorganisme
Kemampuan
mikroorganisme untuk tumbuh dan tetap hidup merupakan hal yang penting dalam
ekosistem pangan. Beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme
meliputi suplai zat gizi, waktu, suhu, air, pH dan tersedianya oksigen, faktor
kimia dan radiasi.
Waktu
fase pertumbuhan dikenal dengan empat fase. Fase lambat/ fase adaptasi (lag
fase) dapat terjadi antara beberapa menit sampai beberapa jam tergantung
spesies, umus pada inokulum dan lingkungannya. Lama fase adaptasi dipengaruhi
oleh beberapa faktor : Medium dan lingkungan pertumbuhan dan Jumlah inokulum
Melambatnya
fase adaptasi karena beberapa faktor yaitu : kultur dipindahkan dari medium
yang kaya nutrien ke yang lebih rendah, mutan baru yang sedang beradaptasi
dengan lingkungannya, dan kultur dipindahkan dari fase statis ke medium. Ada
beberapa fase dalam waktu pertumbuhan mikroorganisme yang meliputi Fase
logaritmik (log phase) terjadi setelah beradaptasi terhadap kondisi yang baru .
sel tersebut akan tumbuh dan membelah diri secara eksponensial sampai jumlah
maksimum yang dibantu oleh kondisi lingkungan yang sesuai. Pada Fase tetap
(stationary phase), jumlah populasi sel tetap karena jumlah sel yang tumbuh
sama dengan jumlah sel yang mati. Pada fase menurun (decline or death phase)
sel yang berada dalam fase tetap akhirnya
akan mati bila tidak dipindahkan dalam media segar lainnya yang dapat
disebabkan karena nutrien sudah habis, energi cadangan dalam sel habis,
lingkungan dan jenis jasad renik.
Suhu
dapat mempengaruhi mikroorganisme dengan dua cara yang berlawanan, yaitu :
1. Jika
suhu naik, kecepatan kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat. Hal
ini berbanding lurus jika suhu turun.
2. Jika
suhu naik atau turun tingkat pertumbuhan mungkin terhenti komponen sel tidak
aktif dan sel dapat mati.
Pada
suhu minimum, dibawah suhu ini maka pertumbuhan tidak terjadilagi. Suhu optimum
adalah suhu dimana pertumbuhan terjadi paling cepat. Suhu maksimum, diatas suhu
ini pertumbuhan tidak mungkin terjadi. Mikroorganisme yang peka terhadap panas
hampir semua rusk jika dipanaskan 60oC/10-20mnt. Sedangkan yang
tahan terhadap panas akan membutuhkan waktu 10mnt/100oC untuk
membunuhnya. Dan thermodurik dibutuhkan suhu >60oC tetapi <100oC
selama 10mnt untuk mematikan sel.
Penggolongan
makanan berdasarkan pH nya meliputi : Makanan berasam rendah memiliki pH diatas
5,3. Makanan berasam sedang memiliki pH sampai diatas 4,3. Makanan yang asam
memiliki pH 4,5 sampai diatas 3,7 dan makanan berasam tinggi memiliki pH 3,7
atau kurang. Kebutuhan mikroorganisme terhadap oksigen dapat dibedakan menjadi
: organisme aerobik, anaerobik, anaerobik fakultatif dan mikroaerofilik.
Faktor kimia yang dapat
menghambat pertumbuhan mikroorganisme misalnya adalah antibiotik seperti
penicilin, tetracyclline yang berguna untuk membunuh bakteri. Sinar ultraviolet
seperti sinar X, dan sinar gamma mudah terserap oleh sel mikroorganisme yang
dapat mengganggu metabolisme dan lebih cepat mematikan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar