Mikrobiologi Pangan
Kandungan mikroba di bahan pangan dapat memberikan
keterangan yang mencerminkan mutu bahan mentahnya, keadaan sanitasi pada
pengolahan pangan tersebut serta keefektifan metode pengawetannya, Keuntungan Mikroorganisme
dalam Makanan
1. Berperan di Dalam Proses Pembuatan
Pangan Khusus
Berbagai
jenis makanan dan minuman hasil fermentasi seperti tempe, kecap, tauco, sosis,
keju, bier, anggur dan sebagainya telah sejak lama dikenal melengkapi menu
makanan atau minuman sehari-hari. Makanan dan minuman tersebut diolah secara
fermentasi dengan menggunakan kemampuan mikroba.
Proses
fermentasi melibatkan kemampuan mikroba sesuai dengan kondisi proses dan
hasilnya, terbagi kedalam 2 bentuk:
1. Proses fermentasi secara alkoholis, kalau hasilnya didapatkan alkohol,
seperti misalnya dalam pembuatan beberapa jenis minuman : bir, anggur, tuak,
brem, dan sebagainya.
2. Proses fermentasi secara non alkoholis, kalau hasilnya tidak didapatkan senyawa
alkohol, tetapi berbentuk asam organik, vitamin, asam amino dan sebagainya.
Seperti misalnya di dalam pembuatan tempe, kecap, oncom, sosis, yoghurt dan
sebagainya.
Proses fermentasi, baik secara alkoholik
maupun non-alkoholik, merupakan proses yang unik dilakukan oleh mikroba; cepat,
murah, aman, hemat energi dan nilai organoleptiknya (nilai yang dirasakan oleh
lidah) rata- rata sesuai dengan selera.
Di dalam proses pembuatan tempe misalnya,
tercatat dua jenis mikroba yang berperan, yaitu Rhizopus oligosporus dan Rhizopus
stoloniferus. Kedua jamur ini mempunyai kemampuan untuk mengubah kedelai
menjadi asam amino dan protein lain yang cepat larut kalau memasuki perut
pemakannya. Sehingga secara ilmiah sudah dibuktikan bahwa kandungan protein
yang dapat diserap oleh pemakan, jumlahnya akan lebih tinggi apabila kedelai
tersebut sudah berubah jadi tempe kalau dibandingkan hanya kedelai tersebut
direbus atau dimasak biasa saja.
Ini terjadi seperti di dalam pembuatan
tempe dari kedele, atau pembuatan bahan makanan lain seperti oncom, tuco,
terasi dan sebagainya, yang disamping akan menghasilkan nilai gizi/ nutrisi
yang jauh lebih baik dan lengkap, juga nilai organoleptik makanan hasilnya akan
lebih baik dan meningkat.
3. Berperan di Dalam Pengadaan Bau dan
Rasa
Bau dan rasa kacang kedele yang langsung
direbus, rata-rata kurang menarik kalau dibandingkan dengan kacang kedele yang
telah diproses melalui proses fermentasi misalnya. Juga bau dan rasa susu segar
misalnya, banyak yang tidak menyukai kalau dibandingkan bila susu tersebut
telah difermentasi menjadi makanan lain, antara lain yoghurt.
4. Berperan di Dalam Perubahan Warna
Warna, seperti juga bau dan rasa,
mempunyai arti yang sangat penting untuk bahan makanan. Warna makanan yang
menarik akan lebih banyak mendatangkan peminat kalau dibandingkan makanan
tersebut tidak mempunyai warna tertentu. Warna hasil proses mikroba disamping
sesui untuk tubuh, stabil, juga aman (tidak ada kecenderungan bersifat
karsinogenik).
Kerugian Mikroorganisme dalam Makanan
Maksudnya yaitu bila kehadiran mikroba
tersebut di dalam bahan makanan justru akan:
a. Mengubah bau, rasa dan warna yang tidak
dikehendaki
b. Menurunkan berat atau volume.
c. Menurunkan nilai gizi/nutrisi.
d. Mengubah bentuk dan susunan senyawa.
e. Menghasilkan toksin (senyawa racun) yang
membahayakan
Kelompok
mikroba seperti bakteri, jamur dan ragi merupakan penyebab terjadinya kerugian
pada bahan makanan seperti diatas. Karenanya terhadap bahan makanan, sejak
bahan baku, selama proses, selama pengolahan dan penyimpanan, selalu diusahakan
untuk tidak dikenai dan ditumbuhi mikroba tersebut.
Kerusakan paling umum terjadi pada bahan
makanan adalah pembusukan, dan ini dapat disebabkan bakteri maupun jamur.
Dipihak lain sering makanan yang mengandung enterotoksin dalam jumlah cukup
banyak untuk menimbulkan penyakit biasanya mempunyai penampilan, bau dan rasa
yang normal, sehingga masih dikonsumsi sehingga menimbulkan keracunan.
Faktor Penyebab Pertumbuhan
Mikroba Dalam Bahan Pangan
1. Faktor Intrinsik (Sifat Bahan Pangan)
Faktor–faktor intrinsik atau faktor dalam yang dapat mempengaruhi populasi
mikroorgannisme didalam makanan meliputi sifat-sifat kimia atau komposisi,
sifat fisik dan struktur makanan. Faktor ini meliputi nilai aktivitas aira(Aw), komposisi nutrien, pH,
potensial redoks, adanya bahan pengawet alamiah atau tambahan dan sebagainya.
Ø Aktivitas Air (aw= water activity)
Nilai aktivitas air untuk beberapa
bahan makanan dan jenis mikrooganisme
khusus yang terdapat didalamnya kan berbeda untuk setiap jenis bahan makanan.
Bahan makanan dengan kadar air tinggi ( nilai aw: 0,95 – 0,99) umumnya dapat
ditumbuhi oleh semua jenis mikroorganisme dan biasanya kerusakan akan lebih
banyak karena bakteri dapat tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan kapang dan
khamir.
Ø Nilai pH
Umumnya
nilai pH bahan makanan berkisar antara 3,0 sampai 8,0. Kebanyakan mikroorganisme tumbuh pada pH sekitar 5,0
sampai 8,0 dan hanya jenis-jenis tertentu saja mikroorganisme yang ditemukan
pada bahan makanan dengan pH yang lebih rendah.
Ø Potensial Redoks
Potensial
redoks dari suatu sistem biologis adalah suatu sistem indeks dari tingkat
oksidasinya. Bahan makanan dengan potensial redoks yang tinggi akan membantu
pertumbuhan dari jenis-jenis mikroorganisme yang bersifat aerobik seperti Pseudomonas.
Ø Zat-zat Gizi
Komposisi bahan
makanan dapat menentukan jenis mikroorganisme yang dominan didalamnya, karena
hal ini akan menentukan jenis zat gizi yang penting tersedia untuk perkembangan
mikroorganisme. Bahan makanan dengan gizi yang cukup akan membantu pertumbuhan
mikrooragnisme seperti, Lactobacillus yang membutuhkan banyak zat gizi.
Ø Bahan Anti Mikrobial Alamiah
Bahan anti
mikroba dapat diperoleh secara alamiah pada bahan-bahan makanan seperti minyak
essensial dan tanin pada bahan makanan asal tumbuh-tumbuhan dan lizozyme serta
avidin pada bahan makanan dari hewani seperti telur.
Ø Struktur Biologis
Strukutr biologis
seperti lapisan kulit telur, kutikula dari bagian tanaman berguna untuk
mencegah masuknya mikroorganisme kedalam bahan makanan.
2. Faktor Pengolahan
Faktor pengolahan ini
akan mempengaruhi jumlah mikroorganisme yang dominan dalam bahan makanan yang
telah diolah atau diawetkan. Proses pengolahan seperti pemanasan atau irradiasi
dapat membunuh sebagian atau seluruh mikroorganisme, terutama mikroorganisme yang tidak tahan terhadap
panas dan irradiasi.
Pengeringan
dan pembekuan bahan makanan dapat mengakibatkan kerusakan pada mikroorganisme
yang terdapat didalamnya. Tetapi beberapa jenis mikroorganisme yang tahan
terhadap perlakuan tersebut akan tetap dapat hidup dan dapat menyebabkan
kerusakan bila bahan makanan tersebut dicairkan.
3. Faktor Ekstrinsik (Lingkungan)
Bahan pangan segar atau
makanan olahan yang tidak langsung dikonsumsi memerlukan tahap penyimpanan atau
transpor/distribusi. Faktor-faktor yang mempengaruhui penyimpanan dan transpor
seperti suhu, kelembaban dan susunan gas, merupakan faktor lingkungan
(ekstrinsik) yang mempengaruhi populasi jasad renik yang terdapat pada makanan.
4. Faktor Implisit
Berbagai mikroba yang
terdapat pada bahan makanan kadang-kadang mengakibatkan dua atau lebih jenis
mikro organisme hidup bersama saling menguntungkan (sinergisme) atau sebaliknya
yang satu merugikan pertumbuhan jenis
mikrorganisme yang lain (antagonisme).
5. Faktor Makanan
1. Makanan yang mudah rusak, yaitu yang
mempunyai aktivitas air (aw),
dan pH yang relatif
tinggi (pH>5,3), misalnya :
daging , daging ayam, ikan ,susu dan sebagainya.
2. Makanan yang
agak awet, yaitu
makanan yang mempunyai
pH pertengahan (antara 4,5 sampai 6,3 ) atau
telah mengalami proses
pengawetan sehingga kadar airnya
menjadi agak rendah, misalnya: jam, jeli, susu kental manis, acar, sosis
terfermentasi dan sebagainya.
3. Bahan
makanan yang awet
(tahan lama disimpan) yaitu
makanan yang telah
diawetkan dengan pengeringan sehingga kadar airnya (aw) rendah,
misalnya dendeng, abon,
ikan asin dan sebagainya.
Pengaruh Proses Pengolahan terhadap Mikroorganisme
1. Pengaruh Pemanasan Terhadap Mikroorganisme
Untuk mengendalikan pertumbuhan dan
kegiatan mikroba dapat dilakukan dengan menggunakan perlakuan suhu tinggi. Pada
perlakuan suhu diatas suhu maksimum pertumbuhan mikroba akan bersifat mematikan
dan semakin tinggi suhunya akan semakin tinggi laju kematiannya.
2. Pengaruh Pembekuan Terhadap Mikroorganisme
Mikroorganisme
dapat diklasifikasikan atas dasar suhu optimum yang berguna untuk
pertumbuhannya. Umumnya mikroorganisme tidak dapat tumbuh pada suhu dibawah 320F,
tetapi ada beberapa jenis khamir yang
masih bisa tumbuh dalam substrat tidak beku pada suhu dibawah 150F.
Pendinginan yang lambat dapat merusak populasi mikroba dan bentuk mikrobia yang
sangat peka adalah sel-sel vegetatif, sedangkan spora biasanya tidak rusak oleh
pembekuan.
3. Pengaruh Pengeringan Terhadap Mikroorganisme
Proses pengeringan
dalam pengolahan bahan makanan merupakan proses pembatasan air yang digunakan
untuk pertumbuhan oleh mikroorganisme.
Hal ini akan menentukan jumlah dan jenis dari mikroorganisme untuk tumbuh dalam
bahan makanan tersebut.
4. Pengaruh Pengolahan dengan
Garam, Asam, dan Bahan Kimia Pengawet terhadap Mikroorganisme
1. Pengolahan dengan Garam
dan Asam
Garam akan sangat
berpengaruh bila dimasukan kedalam bahan makanan karena garam akan dapat
merobah rasa dari makanan dan juga dapat
menghambat pertumbuhan mikroorganisme pencemar pada bahan makanann
terutama mikroorganisme proteolitik dan pembentuk spora walaupu dengan kadar
yang sangat rendah (sampai 6%).
Pengolahan
bahan makanan dengan pemberian garam/ NaCl konsentrasi tinggi dapat mencegah
kerusakan dari bahan tersebut. Mikroorganisme psikrofilik dapat dicegah
pertumbuhannya dengan pemberian NaCl pada konsetrasi 2-5 % dan dikombinasikan
dengan suhu rendah.
2. Pengolahan dengan Gula
Penggunaan gula
dalam pengolahan bahan makanan akan mempengaruhi mikroorganisme yang terdapat
dalam bahan makanan tersebut, terutama bila dalam konsentrasi yang
tinggi(minimal 40% padatan terlarut).Hal ini akan mengakibatkan air yang ada
dalam bahan makanan tidak tersedia untuk pertumbuhan mikroorganisme sehingga
kadar airnya menjadi rendah dan keadaan inilah yang menyebabkan mikroorganisme
tidak mampu untuk melakukan aktifitas hidupnya.
3. Pengolahan dengan Bahan
Pengawet Kimia
Penggunaan
bahan kimia pengawet dalam bahan makanan dapat menghambat atau menghentikan
aktivitas mikroorganisme baik bakteri, kapang dan khamir. Biasanya bahan kimia
pengawet yang digunakan bersifat bakteriostatik karena hanya dipakai dalam
jumlah kesil sehingga tidak membahayakan bagi konsumennya.
4. Pengaruh Radiasi dalam
Pengawetan Terhadap Mikroorganisme
Penggunaan radiasi dalam pengolahan bahan makanan
bisa mempengaruhi ketahahan dari mikroorganisme. Radiasi yang digunakan ada dua
macam yaitu: radiasi panas yang merupakan radiasi yang menggunakan sinar dengan
gelombang yang panjang dan radiasi
ionisasi yang merupakan radiasi yang menggunakan sinar gelombang yang pendek.
Mikrobiologi Industri
Mirobiologi industri adalah kegiatan
industri yang melibatkan mikroba sebagai jasad pemroses dalam keadaan
terkendali bertujuan untuk menghasilkan produk yang bernilai ekonomis dan
bermanfaat.
Prasyarat Proses
Mikrobiologi Industri
Dilihat
dari sudut perindustrian mikroorganisme merupakan “pabrik zat kimia” yang mampu
melakukan perubahan yang dikehendaki. Mikroorganisme merombak bahan mentah, dan
mengubahnya menjadi suatu poroduk baru, dapat digambarkan sebagai berikut:
Subtrat (bahan mentah) +
mikroorganisme
produk baru
Tetapi hal tersebut
memerlukan persyaratan agar mudah dilakukan dan ekonomis, prasyarat tersebut
adalah (Pelczar, 1988):
1.
Organisme
Organisme
yang dipakai harus dapat menghasilkan produk yang dikehendaki dalam jumlah yang
cukup banyak; harus memiliki sifat yang stabil dan mampu tumbuh pesat dan
hebat, serta tidak patogenik. Organisme semacam itu kini bahkan dapat
diciptakan secara genetis untuk memenuhi tujuan-tujuan tertentu dengan
menggunakan teknologi mutahir.
2.
Medium
Medium
termasuk substrat yang digunakan oleh organisme itu untuk membuat produk baru,
harus murah (relatif terhadap produk
yang dihasilkan) dan tersedia dalam jumlah banyak. Misalnya limbah yang mengandung
nutrien dari industri persusuan (air dadih) dan industri kertas (cairan limbah
dari pemasakan kayu) digunakan utuk menghasilkan bahn-bahan yang bernilai.
3.
Hasil
Produksi
yang dibentuk melalui metabolisme mikroorganisme biasanya merupakan campuran heterogen
yang meliputi sel mikrobe dalam jumlah yang luar biasa banyaknya dan
komponen-komponen medium yang terpakai, disamping juga produk-produk metabolisme lain selain yang tak dikehendaki.
Karena itu perlu dikembangkan metode-metode yang mudah dilaksanakan dalam slaka
besar untuk memisahkan dan memurnikan produk akhir yang diinginkan sehingga
mendapatkan hasil yang maksimal.
Sektor Mikrobiologi Industri
Industri
mikrobiologi digolongkan ke dalam bebetapa kategori, yang paling penting
diantaranya adalah:
1.
Minuman
beralkohol
2.
Makanan
tambahan
3.
Bahan
kimia farmasi
4.
Bahan
hayati (vaksin dan antiserum)
5.
Bahan
kimia industri
Latihan
Untuk memperdalam materi di atas,
kerjakanlah soal-soal berikut:
1. Jelaskan secara
singkat mikrobiologi kesehatan
2. Apa yang anda ketahui tentang
mikrobilogi lingkungan
3. Jelaskan keuntungan dan kerugian
mikroba dalam bahan pangan
4.
Sebutkan
produk-produk mikrobiologi industri
Rangkuman
1. Mikrobiologi Kesehatan
Mikrobiologi kedokteran merupakan salah
satu bidang mikrobiologi terapan yang mempelajari bentuk, sifat dan peranan
nikroorganisme dibidang kesehatan, yang meliputi antara lain penyakit,
imunisasi dan lain sebagainya.
Penyakit
menular pada umumnya disebabkan oleh mikrobe, baik bakteri, virus, jamur atau
protozoa. Cara pemindah sebaran penyakit dapat melalui udara, makanan, air,
infeksi nosokomial atau inkeksi asal artropoda.
Pemindahansebaran
mikroba melalui udara sering dinamakan infeksi asal udara dan infeksinya
ditularkan melalui udara. Wahana pemindahsebaran ini adalah tetesan air liur,
sekresi pernapasan lain, debu tercemar dam fomit (benda mati yang tercemar oleh
patogen dan membantu penyebarannya).
Pemindahansebaran
melalui makanan terjadi dengan dua mekanisme yaitu: mikroba yang terdapat dalam makanan menginfeksi
hospes dan mikroba mengeluarkan eksotoksin dalam makanan kemudian menyebabkan
penyakit keracunan makanan (mabuk makanan).
Selain
manusia, serangga dapat merupakan sumber
pemindahsebaran mikroba pada manusia. Biasanya berfungsi sebagai inang intermediat
bagi parasit atau sebagai vektor mikroba patogenik. Vektor biologis
adalah vektor tempat patogen melewatkan masa inkubasi atau perkembangbiakannya.
Infeksi nosokomial diartikan infeksi
yang diperoleh selama dalam perawatan di rumah sakit.Sumber infeksi nonokomial
pada hakekatnya sama dengan yang dimasyarakat, yakni benda, orang, aliran udara
hewan terutama serangga.
Sumber
utama mikroba patogen bagi manusia adalah manusia yang lain. Salah satu ancaman
adalah dari mikrobiota normal kita sendiri. Misalnya infeksi yang gawat
yang banyak terjadi dirumahsakit disebabkan oleh E. coli, Klebsiella
pneumoniae, Candida albicans, Stapylococcus aereus, Proteus mirabilis.
2. Mikrobiologi Lingkungan
Mikroba ada dimana-mana disekitar
kita di air, udara dan tanah, ada mikroba yang merugikan dan juga
menguntungkan. Studi tentang mikroba yang ada di lingkungan alamiahnya disebut
dengan ekologi mikroba.
3. Mikrobiologi Pangan
a. Keuntungan
Mikroorganisme dalam Makanan
-
Berperan di Dalam Proses Pembuatan Pangan Khusus
Berbagai
jenis makanan dan minuman hasil fermentasi seperti tempe, kecap, tauco, sosis,
keju, bier, anggur dan sebagainya telah sejak lama dikenal melengkapi menu
makanan atau minuman sehari-hari. Makanan dan minuman tersebut diolah secara
fermentasi dengan menggunakan kemampuan mikroba.
Proses fermentasi, baik secara alkoholik
maupun non-alkoholik, merupakan proses yang unik dilakukan oleh mikroba; cepat,
murah, aman, hemat energi dan nilai organoleptiknya (nilai yang dirasakan oleh
lidah) rata- rata sesuai dengan selera.
-
Berperan di Dalam Peningkatan Nilai Gizi/Nutrisi Makanan
Ini terjadi seperti di dalam pembuatan
tempe dari kedele, atau pembuatan bahan makanan lain seperti oncom, tuco,
terasi dan sebagainya, yang disamping akan menghasilkan nilai gizi/ nutrisi
yang jauh lebih baik dan lengkap, juga nilai organoleptik makanan hasilnya akan
lebih baik dan meningkat.
-
Berperan di Dalam Pengadaan Bau dan Rasa
Bau dan rasa kacang kedele yang langsung
direbus, rata-rata kurang menarik kalau dibandingkan dengan kacang kedele yang
telah diproses melalui proses fermentasi misalnya. Juga bau dan rasa susu segar
misalnya, banyak yang tidak menyukai kalau dibandingkan bila susu tersebut
telah difermentasi menjadi makanan lain, antara lain yoghurt.
- Berperan di Dalam Perubahan Warna
Warna, seperti juga bau dan rasa,
mempunyai arti yang sangat penting untuk bahan makanan. Warna makanan yang
menarik akan lebih banyak mendatangkan peminat kalau dibandingkan makanan
tersebut tidak mempunyai warna tertentu. Warna hasil proses mikroba disamping
sesui untuk tubuh, stabil, juga aman (tidak ada kecenderungan bersifat
karsinogenik).
b. Kerugian
Mikroorganisme dalam Makanan
Maksudnya yaitu bila kehadiran mikroba
tersebut di dalam bahan makanan justru akan:
a. Mengubah bau, rasa dan warna yang tidak
dikehendaki
b. Menurunkan berat atau volume.
c. Menurunkan nilai gizi/nutrisi.
d. Mengubah bentuk dan susunan senyawa.
e. Menghasilkan toksin (senyawa racun) yang
membahayakan
Kelompok
mikroba seperti bakteri, jamur dan ragi merupakan penyebab terjadinya kerugian
pada bahan makanan seperti diatas. Karenanya terhadap bahan makanan, sejak
bahan baku, selama proses, selama pengolahan dan penyimpanan, selalu diusahakan
untuk tidak dikenai dan ditumbuhi mikroba tersebut.
4. Mikrobiologi Industri
Mirobiologi industri adalah kegiatan
industri yang melibatkan mikroba sebagai jasad pemroses dalam keadaan
terkendali bertujuan untuk menghasilkan produk yang bernilai ekonomis dan
bermanfaat.
- Sektor Mikrobiologi Industri
Industri
mikrobiologi digolongkan ke dalam bebetapa kategori, yang paling penting
diantaranya adalah:
-
Minuman
beralkohol
-
Makanan
tambahan
-
Bahan
kimia farmasi
-
Bahan
hayati (vaksin dan antiserum)
-
Bahan
kimia industri
No comments