PENGONTROLAN MIKROBA DALAM MAKANAN MIKROBIOLOGI MAKANAN PROGRAM STUDI MIKROBIOLOGI SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(1)

PENGONTROLAN MIKROBA

DALAM

MAKANAN

MIKROBIOLOGI MAKANAN PROGRAM STUDI MIKROBIOLOGI SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

(2)

Pengendalian pertumbuhan mikroba

• Pengendalian pertumbuhan mikroba dalam makanan

dapat dilakukan dengan

Pengendalian terhadap akses

Pengendalian dengan penghilangan secara fisik Panas

Suhu rendah Reduksi Aw

pH rendah dan asam organik Modified Atmosphere

Radiasi

(3)

KEBERSIHAN DAN SANITASI

Tujuan sanitasi:

Meminimalkan akses mikroba terhadap makanan

dari berbagai sumber pada seluruh tahapan

penanganan makanan

Mereduksi jumlah mikroba sampai jumlah yang

diperbolehkan

Sanitasi yang baik



memperpanjang waktu simpan

(4)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

keberhasilan sanitasi

1. Desain pabrik

Program sanitasi harus terintegrasi dalam desain pabrik pengolahan makanan  maksimum proteksi terhadap kontaminasi mikroba

Beberapa contoh:

cahaya cukup,

ventilasi udara baik,

pemisahan antara area penyimpanan bahan, proses dan produk jadi,

ruang yang cukup untuk bekerja dan bergerak,

sistem pembuangan limbah dan saluran air yang baik, suplai air yang memadai, dll

(5)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

keberhasilan sanitasi

2. Kualitas air, es, larutan garam dan aditif lainnya

Kualitas air tidak hanya bebas patogen (spt air minum), tapi juga harus rendah (atau bebas) bakteri pembusuk

Es pendingin makanan  tidak boleh menyebabkan kontaminasi Larutan garam dan aditif lain (produk ham, bacon, dll)  harus segar dan dibuat tiap hari  lar “curing” yang disimpan lama  reduksi nitrit  reduksi umur simpan

3. Kualitas udara

Susu bubuk  “spray drying”  udara dg kualitas baik

Instalasi masukan udara (udara kering dan minim debu) dan filtrasi udara  reduksi mikroba kontaminan

(6)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

keberhasilan sanitasi

4. Peralatan

Peralatan proses harus mudah dibersihkan dan tidak memiliki “dead spot” tempat mikroba tumbuh dan berkembang

Kebersihan alat sangat penting bagi produk yang kontak dengan alat setelah perlakuan panas dan sebelum pengepakan

5. Pembersihan fasilitas proses

Peningkatkan efisiensi pembersihan air  detergen (kimia) dan penyemprotan dan aliran turbulen air (fisika)

Detergen tidak boleh korosif, harus aman dan mudah dibilas, contoh: natrium lauril sulfat, alkil benzena sulfonat, alkil sulfonat Frekuensi pembersihan  indikator: evaluasi produk

(7)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

keberhasilan sanitasi

6. Sanitasi peralatan pemrosesan makanan

Pembersihan yang efisien tidak menghilangkan seluruh patogen  sanitasi setelah pembersihan

Sanitasi: membunuh mikroba patogen dan mereduksi jumlah mikroba total

Dilakukan dengan cara fisika (air, uap, dan udara panas, radiasi UV), atau cara kimia (lebih umum)

Syarat senyawa sanitasi kimia: efektif untuk keperluan spesifik, tidak toksik, tidak korosif, tidak berpengaruh terhadap kualitas makanan, stabil dan murah.

Faktor ~ efektifitas senyawa sanitasi kimia: waktu pendedahan, suhu, konsentrasi senyawa, pH, jumlah mikroba awal dan tipenya

(8)

Faktor-faktor yang mempengaruhi

keberhasilan sanitasi

Contoh senyawa sanitasi kimia:  Senyawa klor

• Contoh: hipoklorit, klorin dioksida, klor cair, dll

• Efektif: sel vegetatif bakteri, ragi dan kapang, spora dan virus  Iodofor

• Kombinasi iodin dengan senyawa aktif permukaan  relatif larut dalam air

• Efektif: bakteri, spora, virus, dan jamur

 QAC (Quaternary Ammonium Compounds)

• Memiliki sifat detergen sekaligus kemampuan germisidal (kons.rendah  bakterisida, kons.tinggi  bakteriostatik)

• Efektif bakteri gram positif  H₂O₂

(9)

PENGENDALIAN SECARA FISIK

1. Sentrifugasi

Digunakan terhadap cairan seperti susu, jus buah

dan sirup



menghilangkan partikel tersuspensi

(debu, leukosit, partikel makanan yg tidak

diinginkan)

Proses ini dapat turut menghilangkan spora,

bakteri batang berukuran besar, ragi, dan kapang

Pada putaran yang tinggi



90% populasi mikroba

hilang

Setelah sentrifugasi



mikroba termodurik (spora

bakteri) dalam makanan lebih sedikit



(10)

Pengendalian fisik (lanjutan…)

2. Filtrasi

Digunakan terhadap cairan seperti minuman ringan, jus buah, bir, wine, dan air  menghilangkan padatan dan mikroba  cairan lebih jernih

Jika pemanasan dihindari atau diberikan pada tingkat

minimum  mempertahankan citarasa alami produk dan nutrisi sensitif panas (vitamin C dalam jus)

Filtrasi utk menghilangkan komponen besar diikuti ultrafiltrasi

 ukuran pori filter 0,45 – 0,7 m  efektif menghilangkan ragi, kapang, spora dan sel bakteri

Filtrasi udara  menghilangkan debu dan mikroba dari udara yang digunakan untuk pengeringan produk makanan

(11)

Pengendalian fisik (lanjutan…)

3. Trimming/pemotongan

Metode ini tidak menghilangkan mikroba scr menyeluruh Perlakuan trimming umum dilakukan terhadap:

Buah-buahan dan sayuran yang menunjukan kerusakan dan kebusukan  trimming pada daerah yang terkontaminasi

Daun luar kubis sebelum produksi saurkraut  reduksi mikroba dari tanah

Pertumbuhan kapang pada permukaan keju keras, sosis, roti  jika kapang menghasilkan toksin, trimming tidak menghilangkan toksin dari makanan yang tersisa

Karkas  menghilangkan abses dan daerah infeksi, pertumbuhan yang tidak normal

(12)

Pengendalian fisik (lanjutan…)

4. Pencucian makanan

Tujuan pencucian buah-buahan, sayuran dan makanan:

Mereduksi suhu  reduksi laju metabolisme dan pertumbuhan mikroba

Menghilangkan mikroba yang terdapat dalam tanah Menghilangkan materi fekal dan kotoran pada telur

• Pencucian karkas dapat meningkatkan mikroba kontaminan

 cara mengatasi:

• Pencucian secara otomatis menggunakan tekanan tinggi • Menggunakan air panas dan uap panas

• Menggunakan air yang mengandung klorin, asam asetat, propionat dan laktat, atau bakteriosin (nisin dan pediosin)

(13)

PENGENDALIAN DENGAN PANAS

Tujuan pemanasan makanan:

Membunuh sel vegetatif dan spora mikroba (ragi,

kapang, bakteri, virus, termasuk bakteriofaga)



utama: mikroba patogen dan pembusuk

Merusak enzim yang tidak diinginkan (mikroba,

makanan)



kualitas makanan



meningkatkan

waktu simpan

Merusak toksin (mikroba, makanan) yang sensitif

panas

(14)

Mekanisme kerja antimikroba panas

Tergantung suhu dan waktu pemanasan  sel mikroba dan spora: “sublethal injured” atau mati

Panas  sel bakteri kehilangan permeabilitas dan meningkatkan sensitifitas sel thd beberapa senyawa

Kerusakan sublethal kerusakan membran sel, dinding sel, DNA (pemisahan rantai), RNA ribosom (degradasi), enzim (denaturasi) Kerusakan fungsi vital dan komponen struktur  mati

Spora bakteri yang dipanaskan  kerusakan komponen struktural pelindung spora, kerusakan struktur yang akan menjadi membran dan dinding, ketidakmampuan menggunakan air untuk hidrasi selama germinasi  mati

(15)

Faktor yang harus diperhatikan dalam

pengendalian panas

1. Sifat alami makanan

Komposisi (jumlah karbohidrat, protein, lipid), Aw, pH, kandungan antimikroba (alami atau ditambahkan)  kematian mikroba oleh panas

Karbohidrat, protein, lipid  proteksi mikroba thd panas

Mikroba dalam makanan cair atau makanan yang mengandung partikel kecil tersuspensi  lebih mudah rusak karena panas dibandingkan makanan padat

Aw tinggi dan pH mendekati netral  kematian mikroba karena panas lebih besar

Kematian lebih besar pada makanan pH rendah yang mengandung asam asetat, propionat, laktat dibandingkan asam fosfat atau sitrat Kehadiran antimikroba yang termostabil  kematian mikroba

(16)

Faktor yang harus diperhatikan dalam

pengendalian panas (lanjutan…)

2. Sifat alami mikroba

Sensitivitas mikroba thd panas dipengaruhi oleh resistensi, fase pertumbuhan, pendedahan thd panas sebelumnya, jumlah awal mikroba

Sel vegetatif kapang, ragi, dan bakteri lebih sensitif panas dibandingkan spora  mati dalam 10 menit 65o_{C (kecuali sel}

vegetatif termodurik dan termofilik)

Umumnya sel bakteri termodurik dan termofilik  mati 5 – 10 menit 75 – 80o_C

Spora ragi dan kapang  65 –70o_{C beberapa menit, spora beberapa}

kapang  90o_{C 4 – 5 jam}

Spora bakteri umumnya 100o_{C 30 menit, beberapa tidak mati pada}

100o_{C 24 jam, hampir semua mati 121}o_{C 15 menit}

Sel pada fase eksponensial lebih rentan thd panas dibandingkan sel pada fase stasioner

(17)

Faktor yang harus diperhatikan dalam

pengendalian panas (lanjutan…)

3. Karakteristik proses

Semakin tinggi suhu



semakin singkat waktu

destruksi

Pemanasan secara konduksi dan konveksi



makanan cair lebih cepat panas dibandingkan

makanan padat, terutama dalam kemasan metal

(konduksi tinggi)

Makanan dalam kemasan kecil lebih cepat panas

dibandingkan kemasan besar

(18)

Metode Pemanasan

1. Proses panas-rendah (pasteurisasi)

Suhu rendah untuk meminimalkan kerusakan termal makanan 

membunuh sel vegetatif

Tergantung suhu yang digunakan sel bakteri termodurik dan spora parogen dan bakteri pembusuk tetap hidup  perlu metode tambahan (pendinginan, pengemasan MA, reduksi Aw)

Pasteurisasi susu  145o_{F (62,8}o_{C) 30}

(19)

Metode Pemanasan (lanjutan…)

2. Proses panas-tinggi

Pemanasan makanan di atas 100

o

_C



_{suhu dan}

waktu pemanasan tergantung karakteristik

produk dan mikroba yang ingin dimusnahkan

Susu UHT



150

o

C selama 2-3 detik



susu

dipanaskan dengan menginjeksi steam tekanan

tinggi dan suhu tinggi

(20)

Metode Pemanasan (lanjutan…)

3. Pemanasan dengan microwave

Microwave  gelombang berubah polaritasnya dalam waktu singkat  muatan molekul air menyesuaikan

gelombang  pergerakan molekul air  gesekan panas sehingga suhu makanan meningkat dengan cepat.

Tergantung waktu pendedahan dan intensitas gelombang

 suhu sangat tinggi  lethal terhadap mikroba

Bukan metode yang aman terhadap patogen  microwave tidak memanaskan secara seragam

(21)

PENGENDALIAN DENGAN SUHU

RENDAH

Tujuan pengendalian dengan suhu rendah

Mengawetkan makanan



mencegah dan mereduksi

pertumbuhan mikroba

Suhu rendah: mereduksi atau mencegah aktivitas

katalitik enzim mikroba, terutama proteinase dan

lipase tahan panas

Mereduksi germinasi spora

Penyimpanan suhu rendah (terutama pembekuan

dan pelelehan)



letal thd sel mikroba



laju

kematian mikroba pada suhu rendah tidak dapat

diprediksi

(22)

Mekanisme pengendalian mikroba

Penurunan suhu  fase lag dan eksponensial serta waktu germinasi mikroba psikrotrof (tipe mesofilik) memanjang  aktivitas mikroba menurun  Q₁₀

Suhu 0o_C _{sel mesofilik (nonpsikrotrof) dan termofilik mati,}

terutama jika disimpan lama, memiliki Aw rendah, pH rendah atau mengandung zat pengawet

Suhu –2o_{C air bebas dalam makanan mulai membeku dan}

membentuk kristal es  reduksi Aw

Suhu –2o_{C air dalam sel mikroba membeku (pendinginan cepat)}

atau bermigrasi keluar  dehidrasi (laju pendinginan lambat)  reduksi Aw  denaturasi dan destabilisasi makromolekul struktural dan fungsional

Kerusakan karena pendinginan: kerusakan dinding sel, membran sel, DNA, RNA ribosom, enzim  subletal: reversibel