Jumat, 31 Mei 2013

Mikroba pada Makanan dan Pencegahan Mikroba Merugikan dengan Pengawet



2.1  Sejarah Mikroba
Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme yang berukuran sangat kecil sehingga untuk mengamatinya diperlukan alat bantuan. Mikroorganisme disebut juga organisme mikroskopik. Mikroorganisme seringkali bersel tunggal (uniseluler) maupun bersel banyak (multiseluler). Namun, beberapa protista bersel tunggal masih terlihat oleh mata telanjang dan ada beberapa spesies multisel tidak terlihat mata telanjang. Virus juga termasuk ke dalam mikroorganisme meskipun tidak bersifat seluler. Ilmu yang mempelajari mikroorganisme disebut mikrobiologi. Orang yang bekerja di bidang ini disebut mikrobiolog.
Mikrobiologi dimulai sejak ditemukannya mikroskop dan menjadi bidang yang sangat penting dalam biologi setelah Louis Pasteur dapat menjelaskan proses fermentasi anggur (wine) dan membuat vaksin rabies. Perkembangan biologi yang pesat pada abad ke-19 terutama dialami pada bidang ini dan memberikan landasan bagi terbukanya bidang penting lain seperti biokimia. Penerapan mikrobiologi pada masa kini masuk berbagai bidang dan tidak dapat dipisahkan dari cabang lain karena diperlukan juga dalam bidang farmasi, kedokteran, pertanian, ilmu gizi, teknik kimia, bahkan hingga astrobiologi dan arkeologi.
Orang pertama yang melihat bakteri adalah Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723), seorang pembuat mikroskop amatir berkebangsaan Belanda. Pada tahun 1684, van Leeuwenhoek menggunakan mikroskop yang sangat kecil hasil karyanya sendiri untuk mengamati berbagai mikroorganisme dalam bahan alam. Mikroskop yang digunakan Leeuwenhoek kala itu berupa kaca pembesar tunggal berbentuk bikonveks dengan spesimen yang diletakkan di antara sudut apertura kecil pada penahan logam. Alat itu dipegang dekat dengan mata dan objek yang ada di sisi lain lensa disesuaikan untuk mendapatkan fokus. Dengan alat itulah, Leewenhoek mendapatkan kontras yang sesuai antara bakteri yang mengambang dengan latar belakang sehingga dapat dilihat dan dibedakan dengan jelas. Beliau menemukan bakteri di tahun 1676 saat mempelajari infusi lada dan air (pepper-water infusion). Van Leeuwenhoek melaporkan temuannya itu lewat surat pada Royal Society of London, yang dipublikasikan dalam bahasa Inggris pada tahun 1684. Ilustrasi van Leewenhoek tentang mikroorganisme temuannya dikenal dengan nama "wee animalcules".
2.2  Peranan Mikroba Dalam Makanan
Bakteri pada umumnya adalah heterotrof. Namun, ada juga bakteri yang autotrof, seperti bakteri kemosintetik. Bakteri ini mendapat energi melalui reaksi kombinasi oksigen dengan molekul anorganik, seperti sulfur, nitrit, atau amonia. Beberapa bakteri juga memiliki kemampuan untuk memecah selulosa, komponen utama pembentuk dinding sel tumbuhan. Terdapat bakteri yang memiliki simbiosis (hubungan hidup bersama) dengan mamalia ruminansia (memamah biak, seperti sapi, kambing, domba). Bakteri ini hidup di saluran pencernaan hewan memamah biak dan membantu mencerna makanan berserat seperti rerumputan yang tidak dapat dicerna sendiri oleh hewan tersebut. Simbiosis bakteri ini juga terdapat di dalam pencernaan Anda. Bakteri ini menguraikan makanan yang tidak dapat tercerna dan mensintesis vitamin seperti vitamin K dan B12.
Pada makanan ada beberapa mikroba yang menguntungkan, diantaranya:
1. Lactobacillus
Bakteri ini dikenal juga dengan nama bakteri laktat terdiri dari delapan jenis yang mempunyai manfaat berbeda-beda. Olahan makanan dari bakteri ini diantaranya adalah sebagai berikut.
a.       Pembuatan Yoghurt
Lactobacillus bulgaricus merupakan salah satu bakteri yang berperan penting dalam pembuatan yoghurt. Yoghurt merupakan hasil olahan fermentasi dari susu. Bakteri ini hidup di dalam susu dan mengeluarkan asam laktat yang dapat mengawetkan susu dan mengurai gula susu sehingga orang yang tidak tahan dengan susu murni dapat mengonsumsi yoghurt tanpa khawatir akan menimbulkan masalah kesehatan.
b.      Terasi
Sedangkan Lactobacillus sp. biasanya digunakan untuk pembuatan terasi. Terasi biasanya terbuat dari udang kecil (rebon), ikan kecil ataupun teri. Proses pembuatan terasi dilakukan secara fermentasi. Rebon yang telah kering ditumbuk dan dicampur dengan bahan lain kemudian diperam selama 3-4 minggu. Selama fermentasi, protein diekstrak menjadi turunan-turunanya seperti pepton, peptida dan asam amino. Fermentasi juga menghasilkan amonia yang menyebabkan terasi berbau merangsang.
c.       Kefir
Ada beberapa jenis lactobacillus yang juga berperan dalam pembuatan kefir. Bakteri yang berperan antara lain: Lactocococcus lactis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus kefir, Lactobacillus kefirgranum, Lactobacillus parakefir. Semua bakteri tadi merupakan bibit kefir dan berfungsi sebagai penghasil asam laktat dari laktosa. Sedangkan Lactobacillus kefiranofaciens berperan sebagai pembentuk lendir (matriks butiran kefir).
2. Streptococcus
Jenis bakteri streptococcus yang biasanya digunakan dalam makanan adalah Streptococcus lactis. Bakteri ini berperan dalam pembuatan mentega, keju dan yoghurt. Pada pembuatan yoghurt, bakteri streptococcus bekerjasama dengan bakteri lactobacillus. Bakteri lactobacillus berperan dalam pembentukan aroma yoghurt, sedangkan bakteri Streptococcus lactis berperan dalam pembentukan rasa yoghurt.
Pada pembuatan mentega dan keju, bakteri Streptococcus lactis diperlukan untuk menghasilkan asam laktat. Pada pembuatan keju, asam laktat dapat menghasilkan gumpalan susu berbentuk seperti tahu. Gumpalan ini kemudian dipadatkan dan diberi garam. Garam berfungsi untuk mempercepat proses pengeringan, penambah rasa dan pengawet. keju diperam untuk dimatangkan selama sekitar 4 minggu. Selama proses pemeraman inilah, citarasa dan tekstur dari keju terbentuk.
3. Pediococcus cerevisiae
Bakteri Pediococcus sp. digunakan dalam pembuatan sosis. Tidak semua sosis dibuat melalui proses fermentasi. Sosis fermentasi dikenal dengan istilah dry sausage atau semi dry sausage. Contoh sosis jenis ini antara lain adalah Salami Sausage, Papperson Sausage, Genoa Sausage, Thurringer Sausage, Cervelat SausageChauzer Sausage.
1.    Acetobacter
Jenis acetobacter yang terkenal perannya dalam pengolahan makanan adalah Acetobacter xylinum yang berperan dalam pembuatan nata de coco. Bakteri ini disebut juga dengan bibit nata. Bakteri akan membentuk serat nata jika ditumbuhkan dalam air kelapa yang sudah asam. Dalam kondisi tersebut, bakteri akan menghasilkan enzim yang dapat membentuk zat gula menjadi serat atau selulosa. Dari jutaan bakteri yang tumbuh pada air kelapa tersebut akan dihasilkan jutaan benang-benang selulosa yang akan memadat dan menjadi lembaran-lembaran putih yang disebut nata.
2.    Jamur Rhyzopus oryzae
Jamur ini sangat berperan dalam pembuatan tempe. Tempe sendiri dapat dibuat dari kacang kedelai maupun bahan nabati lain yang berprotein. Pada tempe berbahan kedelai, jamur selain berfungsi untuk mengikat atau menyatukan biji kedelai juga menghasilkan berbagai enzim yang dapat meningkatkan nilai cerna saat dikonsumsi.
3.    Neurospora sitophila
Jamur ini berperan dalam pembuatan oncom. Oncom dapat dibuat dari kacang tanah yang ditambahkan dengan bahan makanan lain seperti bungkil tahu. Bahan-bahan tersebut dapat menjadi oncom dengan bantuan jamur oncom. Proses yang terjadi dalam pembuatan oncom hampir sama dengan pembuatan tempe.
4.    Aspergillus wentii dan Aspergillus oryzae
Jamur-jamur ini berperan dalam pembuatan kecap dan tauco. Kecap atau tauco dibuat dari kacang kedelai. Proses pembuatannya mengalami dua tahap fermentasi. Proses fermentasi pertama, yaitu adanya peran jamur Aspergillus wentii dan Aspergillus oryzae. Protein akan diubah menjadi bentuk protein terlarut, peptida, pepton dan asam-asam amino, sedangkan karbohidrat diubah oleh aktivitas enzim amilolitik menjadi gula reduksi. Proses fermentasi kedua menghasilkan kecap atau tauco yang merupakan aktivitas bateri Lactobacillus sp. Gula yang dihasilkan pada Kecap proses fermentasi diubah menjadi komponen asam amino yang menghasilkan rasa dan aroma khas kecap.
5.    Saccharomyces cerevisiae
Jamur ini dimanfaatkan untuk pembuatan tape, roti dan minuman beralkohol dengan cara fermentasi. Tape dibuat dari singkong atau beras ketan. Dalam pembuatan tape, mikroba berperan untuk mengubah pati menjadi gula sehingga pada awal fermentasi tape berasa manis. Selain Saccharomyces cerivisiae, dalam proses pembuatan tape ini terlibat pula mikrorganisme lainnya, yaitu Mucor chlamidosporus dan Endomycopsis fibuligera. Kedua mikroorganisme ini turut membantu dalam mengubah pati menjadi Tape gula sederhana (glukosa). Adanya gula menyebabkan mikroba yang menggunakan sumber karbon gula mampu tumbuh dan menghasilkan alkohol. Keberadaan alkohol juga memacu tumbuhnya bakteri pengoksidasi alkohol yaitu Acetobacter aceti yang mengubah alkohol menjadi asam asetat dan menyebabkan rasa masam pada tape yang dihasilkan.
Pada pembuatan roti, fermentasi berfungsi menambah cita rasa, mengembangkan adonan roti dan membuat roti berpori. Hal ini disebabkan oleh gas CO2 yang merupakan hasil fermentasi. Roti yang dibuat menggunakan ragi memerlukan waktu fermentasi sebelum dilakukan pemanggangan. Pembuat roti harus menyimpan adonan di tempat yang hangat dan agak lembab. Keadaan lingkungan tersebut dapat memungkinkan ragi untuk berkembang biak, memproduksi karbon dioksida secara terus menerus selama proses fermentasi.
Selain itu juga ada beberapa mikroba yang dapat merugikan, yaitu:
1.      Clostridium botulinium, menghasilkan toksin dan membusukkan makanan
2.      Leuconostoc mesenteroides, penyebab pelendiran makanan, penurunan pH, dan pembentukkan gas.
3.      Burkholderia gladioli (sin. Pseudomonas cocovenenans), menghasilkan asam bongkrek, terdapat pada tempe bongkrek
2.3  Pengawetan Makanan
Pengawetan makanan dilakukan adalah untuk menanggulangi akibat negatif yang ditimbulkan oleh mikroba dalam makanan. Fungsi utama dari pengawet makanan adalah
a.       Memperpanjang umur atau masa simpan makanan
b.      Mencegah terjadinya kerusakan makanan dalam rentan waktu yang singkat, yang seringnya disebabkan oleh aktivitas mikroba dalam bahan makanan.
c.       Penggunaan pengawet makanan dalam bahan makanan akan mencegah dan mematikan pertumbuhan mikroba penyebab rusaknya bahan makanan.
Cara pengawetan bahan makanan dapat disesuaikan dengan keadaan bahan makanan, komposisi bahan makanan, dan tujuan dari pengawetan. Secara garis besar ada tiga cara dalam mengawetkan makanan, yaitu fisik, biologi dan kimia.
1.         Fisik
Pengawetan makanan secara fisik merupakan yang paling bervariasi jenisnya, contohnya adalah:
a)  Pemanasan; Teknik ini dilakukan untuk bahan padat, namun tidak efektif untuk bahan yang mengandung gugus fungsional, seperti vitamin dan protein.
b)  Pendinginan; Dilakukan dengan memasukkan ke lemari pendingin, dapat diterapkan untuk daging dan susu.
c)   Pengasapan; Perpaduan teknik pengasinan dan pengeringan, untuk pengawetan jangka panjang, biasa diterapkan pada daging.
d)  Pengalengan; Perpaduan kimia (penambahan bahan pengawet) dan fisika (ruang hampa dalam kaleng).
e)   Pembuatan acar; Sering dilakukan pada sayur ataupun buah.
f)   Pengentalan dapat dilakukan untuk mengawetkan bahan cair
g)   Pengeringan; mencegah pembusukan makanan akibat mikroorganisme, biasanya dilakukan untuk bahan padat yang mengandung protein dan karbohidrat
h)  Pembuatan tepung; Teknik ini sangat banyak diterapkan pada bahan karbohidrat
i)    Irradiasi, untuk menghancurkan mikroorganisme dan menghambat perubahan biokimia.
2.      Biologi
Pengawetan secara biologis, misalnya peragian (fermentasi), adalah pengawetan dengan menggunakan jasa enzim. Enzim adalah suatu katalisator biologis yang dihasilkan oleh sel-sel hidup dan dapat membantu mempercepat bermacam-macam reaksi biokimia. Enzim yang terdapat dalam makanan dapat berasal dari bahan mentahnya atau mikroorganisme yang terdapat pada makanan tersebut.
Bahan makanan seperti daging, ikan, susu, buah-buahan dan biji-bijian mengandung enzim tertentu secara normal ikut aktif bekerja di dalam bahan tersebut. Enzim dapat menyebabkan perubahan dalam bahan pangan. Perubahan itu bisa menguntungkan dan merugikan. Yang menguntungkan bisa dikembangkan semaksimal mungkin, yang merugikan harus dicegah. Perubahan yang terjadi dapat berupa rasa, warna, bentuk, kalori, dan sifat-sifat lainnya.
Enzim penting dalam pengolahan daging antara lain bromelin dari nenas, dan papain dari getah buah atau daun pepaya. Enzim bromelin didapat dari buah nenas, digunakan untuk mengempukkan daging. Aktifitasnya dipengaruhi oleh kematangan buah, konsentrasi pemakaian dan waktu penggunaan. Untuk memperoleh hasil maksimum sebaiknya digunakan buah yang muda. Semakin banyak nenas yang digunakan, semakin cepat proses bekerjanya.
Enzim papain, berupa getah pepaya, disadap dari buahnya yang berumur 2,5 – 3 bulan. Dapat digunakan untuk mengempukkan daging, bahan penjernih pada industri minuman bir, industri tekstil, industri penyamakan kulit, industri pharmasi dan alat-alat kecantikan (kosmetik) dan lain-lain. Enzim papain biasa diperdagangkan dalam bentuk serbuk putih kekuningan, halus, dan kadar airnya 8%. Enzim ini harus disimpan dibawah suhu 60 derajat C. Pada 1 (satu) buah pepaya dapat dilakukan 5 kali sadapan. Tiap sadapan menghasilkan lebih kurang 20 gram getah. Getah dapat diambil setiap 4 hari dengan jalan menggores buah dengan pisau.
3.      Kimiawi
Selain secara alami dan biologis, pengawetan juga bisa menggunakan bahan-bahan kimia seperti gula pasir, garam dapur, nitrat, nitrit, natrium benzoat, asam propionat, asam sitrat, garam sulfat dan lain-lain.
Proses pengasapan juga termasuk cara kimia sebab bahan-bahan kimia dalam asap dimasukkan ke dalam makanan yang diawetkan. Apabila jumlah pemakaiannya tepat, pengawetan dengan bahan-bahan kimia dalam makanan sangat praktis karena dapat menghambat berkembangbiaknya mikroorganisme seperti jamur atau kapang, bakteri dan ragi.

Prinsip dari pengawetan ini adalah sebagai berikut.
1.       Mencegah atau memperlambat laju proses dekomposisi (autolisis) bahan pangan
  1. Mencegah kerusakan yang disebabkan oleh faktor lingkungan termasuk serangan hama
  2. Mencegah atau memperlambat kerusakan mikrobial. Bahan kimia yang digunakan sebagai pengawet juga diharapkan dapat mengganggu kondisi optimal pertumbuhan mikroba. Ditinjau secara kimiawi, pertumbuhan mikroba yang paling rawan adalah keseimbangan elektrolit pada sistem metabolismenya. Karena itu bahan kimia yang digunakan untuk antimikroba yang efektif biasanya digunakan asam-asam organik. Cara yang dapat ditempuh untuk mencegah atau memperlambat kerusakan mikrobial adalah:
a.       mencegah masuknya mikroorganisme (bekerja dengan aseptis)
b.      mengeluarkan mikroorganisme, misalnya dengan proses filtrasi
c.       menghambat pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme, misalnya dengan penggunaan suhu rendah, pengeringan, penggunaan kondisi anaerobik atau penggunaan pengawet kimia
d.      membunuh mikroorganisme, misalnya dengan sterilisasi atau radiasi.

Menurut Badan Pengawasan Pangan Obat dan Makanan (BPPOM) ada beberapa jenis bahan pengawet yang boleh digunakan dalam produksi makanan, contohnya adalah sebagai berikut:

a)       Natrium Benzoate (sodium benzoate),  Digunakan untuk acar dalam botol, keju, margarin, apricot kering, selai, jely, sirup, saus, kecap, anggur buah dan minuman berakohol, serta makanan lainnya kecuali daging, ikan dan unggas. Batas maksimum penggunaan 200mg-1gr / kg.
b)       Natrium Bisulfit (sodium Hydrogen Sulphite),  Digunakan pada potongan kentangan goreng beku, udang beku, dan selai dengan batas maksimum penggunaan 50-500 mg/kg.
c)       Natrium Metabilsufit (Sodium Methabisulphite), Digunakan pada potongan kentangan goreng beku, udang beku, dengan batas maksimum penggunaan 50-100 mg/kg.
d)       Natrium Nitrat (Sodium Nitrat), Digunakan untuk daging olahan dan awetan, keju dengan dosis 50-500 mg/kg.
e)       Natrium Nitrit (Sodium Nitrite), Digunakan untuk daging olahan, daging awetan, corned kalengan dengan 50 mg – 125 mg/kg.
f)        Natrium Propionat (Sodium Propionat), Digunakan untuk olahan keju dan roti, batas penggunaan 2-3 gr/kg.
g)       Natrium Sulfit (Sodium Sulphite), Digunakan untuk potongan kentang goreng beku, udang beku dan selai dengan batas maksimum penggunaan 50-500 mg/kg.
h)       Nisin (Nisin), Digunakan untuk keju olahan dengan dosis 12,5 mg/kg.
i)         Asam Benzoat (Benzoic Acid), Bahan ini banyak digunakan pada kecap, minuman ringan, acar, margarin, selai, saos, dll. Batas maksimum penggunaan 600 mg – 1 gr/kg.
j)        Asam Propionat (Propionic Acid), Banyak digunakan untuk olahan keju dan roti. Batas maksimum penggunaan 2-3 gr/kg
k)       Asam Sorbat (Sorbic Acid), Digunakan untuk keju olahan. Dosis penggunaan 3gr/kg.
l)         Belerang Dioksida (Sulfur Dioxide), Banyak digunakan untuk acar, jelly, selai, saus, gula bubuk, gula pasir, cuka, sirup, bir/minuman ringan, anggur, sosis, ekstrak kopi kering, gelatin dll. Batas maksimum penggunaan 20-500 mg/kg.
m)     Metil p-Hidroxybenzoate (Methyl p-Hidroxybenzoate), Digunakan untuk selai, jelly, acar dalam botol, kecap, ekstrak kopi cair, pasta tomat, sari buah dan makanan lainnya kecuali daging, ikan dan unggas. Batas maksimum penggunaan 200 mg – 1gr/kg
n)       Etil p-Hidroxybenzoate (Ethyl p-Hidroxybenzoate), Digunakan untuk selaidan jeli dengan dosis1 gr/kg
o)       Propil p-Hidroxybenzoate (Prophyl p-Hidroxybenzoate), Digunakan untuk selai, jeli, acar dalam botol, kecap, ekstrak kopi cair, pasta tomat, sari buah dan makanan lainnya, kecuali daging, ikan unggas. Dosis penggunaan 250 mg – 1 gr/kg
p)       Kalium Benzoat (Potassium Benzoate), Digunakan untuk acar dalam botol, keju, margarin, apricot kering, selai, jelly, sirup, saus, anggur buah dan minuman berakohol, serta makanan lainnya kecuali daging, ikan, unggas. Batas maksimum penggunaan 200 mg – 1 gr/kg.
q)       Kalium Bisulfit (Potassium Bysulphite), Digunakan untuk potongan kentang goreng beku, udang beku, dan selai. Batas maksimum penggunaan 50-500 mg/kg
r)        Kalium Metabisulfit (Potassium Metabilsuphite), Digunakan untuk potongan kentang goreng beku, udang beku, dan selai. Batas maksimum penggunaan 50-100 mg/kg
s)        Kalium Nitrat (Potassium Nitrat), Digunakan untuk daging olahan, daging awetan, dan keju dengan dosis penggunaan 50-500 mg/kg
t)        Kalium Nitrit (Potassium Nitrit), Digunakan untuk daging olahan, daging awetan, dan keju dengan dosis penggunaan 50-125 mg/kg
u)       Kalium Propionat (Potassium Propionate), Digunakan untuk keju olahan dengan dosis 3gr/kg
v)       Kalium Sorbat (Potassium Sorbat), Digunakan untuk keju olahan, keju, maragrin, apricot kering, acar dalam botol, jeli, selai. Batas maksimum penggunaan 500mg-1gr/kg
w)      Kalium Sulfit (Potassium Sulphite), Digunakan untuk potongan kentang goreng beku, udang beku dan selai dengan dosis 50-500mg/kg.
x)       Kalsium Benzoat (Calcium Benzoate), Digunakan untuk selai, saus tomat, sirup dan anggur/minuman berakohol dengan dosis 200mg-1gr/kg
y)       Kalsium Propionat (Calsium Propionate), Digunakan untuk olahan keju dan roti, batas penggunaan 2-3 gr/kg
Kalsium Sorbat (Calsium Sorbate), Digunakan untuk margarin dan selai dengan dosis 1 gr/kg.




Daftar Pustaka


Anonim. 2011.Mikroba Untuk Makanan dan Minuman. http://belajar.kemdiknas.go.id/ diakses pada tanggal 26 Mei 2013
Diah, A. 2004. Biologi SMA untuk kelas XII. Esis, Jakarta
Hanifah, D.S., 2012. Peranan Bakteri bagi Kehidupan Manusia. http://geschool.net/ diakses pada tanggal 26 Mei 2013
Inggrid, L. 2013. Keuntungan dan Kerugian Bakteri. http://liaingrid23.blogspot.com/ diakses pada tanggal 26 Mei 2013
Pradnyamita.2008.Jenis Bahan Pengawet pada Makanan. http://bayivegetarian.com/ diakses pada tanggal 26 Mei 2013
Redaksi Indobeta.2012. Fungsi dan Sumber Bahan Pengawet Makanan. http://indobeta.com/ diakses pada tanggal 26 Mei 2013
Tanty.2008.Pengawetan Makanan. http://forumhalal.wordpress.com/  diakses pada tanggal 26 Mei 2013