Thermal inactivation kinetics of Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii) in infant formula and buffer system with Various aw and pH.

KINETIKA INAKTIVASI Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii)
DALAM SUSU FORMULA DAN SISTEM BUFER DENGAN
BERBAGAI aw DAN pH PADA PROSES PEMANASAN

HERMAWAN SEFTIONO

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASINYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kinetika Inaktivasi Cronobacter spp.
(Enterobacter sakazakii) dalam Susu Formula dan Sistem Bufer dengan Berbagai aw
dan pH pada Proses Pemanasan adalah karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Februari 2012

Hermawan Seftiono
NIM F251090201

ABSTRACT
HERMAWAN SEFTIONO. Thermal Inactivation Kinetics of Cronobacter spp.
(Enterobacter sakazakii) in Infant Formula and Buffer System with Various aw and
pH. Under direction of PURWIYATNO HARIYADI and RATIH DEWANTIHARIYADI

Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii) is an emerging opportunistic
pathogen thas has been reported to cause meningitis, septicemia, dan necrotizing
enterocolitis (NEC) outbreaks linked to Powdered Infant Formula (PIF)
consumption. Most of the outbreaks occurred in the hospital involving infants
younger than 28 days old, premature infants, or infants with low birth weight (<
2500 g) possibly due to their undeveloped immune system. Cronobacter spp. may
contaminate PIF during processing and or during its preparation prior to
consumption. Several Cronobacter spp. isolates have been reported to have a higher
heat resistance than other Enterobacter. Isolation of Cronobacter spp. from PIF,
weaning foods, and other dry food has been reported in Indonesia. However,

assessment on the heat resistance of the isolates is still limited. This research aimed
to obtain the inactivation kinetics parameters (D, Z values) of local isolates of
Cronobacter spp. in PIF and menstruum modified to achieve various aw and pH. The
study was conducted by inoculating late log phase culture of Cronobacter spp. into
thermal death time (TDT) tubes containing PIF or PIF with various aw (modified
with sucrosa or NaCl) or adjusted with buffer Mcllvaine to achieve several pHs.
TDT tubes were heated at constant temperatures of 50, 52, 54, 56, or 58 oC for 0-182
minutes. The number of Cronobacter spp. surviving the heating proces was
enumerated on TSAYE. The correlation between heating time at different
temperatures with the number of surviving Cronobacter spp. were plotted into TDT
curves and the D and Z values were calculated. D-values of isolates of Cronobacter
spp. obtained in this study were in the range of 3.61-11.36 minutes at 56 oC and
68.97-256.41 minutes at 50 oC. These values were similar with the values reported
by other researcher. Z-values calculated for isolates of Cronobacter spp. studied
were 3.54-5.69 oC. The Z-values obtained were also within the range of those
reported in the literatures. This study showed no significant effect of water activity
(aw) and pH on inactivation kinetics of YR t2a isolate.

Keywords : Cronobacter spp., D value, Z value, aw, pH

RINGKASAN
HERMAWAN SEFTIONO. Kinetika Inaktivasi Cronobacter spp. (Enterobacter
sakazakii) dalam Susu Formula dan Sistem Bufer dengan Berbagai aw dan pH pada
Proses Pemanasan. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI dan RATIH
DEWANTI-HARIYADI
Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii) merupakan bakteri Gram negatif,
berbentuk batang, peritrichous, bersifat motil, dan termasuk ke dalam keluarga
Enterobacteriaceae. Bakteri ini merupakan patogen baru yang terlibat dalam
beberapa kasus seperti meningitis, septicemia, dan necrotizing enterocolitis (NEC).
Sebagian besar kasus terjadi pada bayi prematur dengan usia kurang dari 28 hari atau
bayi lahir dengan bobot badan rendah (< 2500 g) yang diduga memiliki respon imun
yang rendah. Cronobacter spp. dapat mencemari susu formula selama proses
pengolahan maupun penanganan sehingga inaktivasi bakteri patogen ini sangat
penting untuk keamanan suatu produk. Beberapa isolat Cronobacter spp. dilaporkan
memiliki ketahanan yang relatif lebih tinggi daripada Enterobacter lainnya.
Isolasi Cronobacter spp. dari susu formula dan produk pangan lainnya telah
dilaporkan di Indonesia. Sampai saat ini kajian ketahanan panas isolat lokal
Cronobacter spp. masih sangat terbatas. Penelitian ini bertujuan mempelajari
kinetika inaktivasi Cronobacter spp. lokal yang dinyatakan sebagai nilai D dan Z
pada susu formula serta menentukan pengaruh aktivitas air (aw) dan pH terhadap laju

inaktivasinya.
Penelitian ini dilakukan dengan menginokulasikan kultur Cronobacter spp.
fase log akhir ke dalam tabung Thermal Death Time (TDT) berisi susu formula atau
menstruum yang dikondisikan dengan sukrosa atau NaCl untuk mencapai aw tertentu
atau dengan bufer Mcllvaine untuk mencapai pH tertentu. Tabung kemudian
dipanaskan pada suhu 50, 52, 54, 56, atau 58 oC selama 0-182 menit. Jumlah
Cronobacter spp. yang bertahan dihitung pada media TSAYE. Hubungan antara
waktu pemanasan dan jumlah Cronobacter spp. yang bertahan diplotkan dalam suatu
kurva TDT untuk menentukan nilai D dan Z.
Inaktivasi Cronobacter spp. dapat dijelaskan dengan kinetika reaksi orde satu
sehingga dimana besarnya nilai D bervariasi untuk setiap isolat pada berbagai suhu.
Penelitian ini menunjukkan bahwa nilai D untuk 8 isolat Cronobacter spp. yang
dipelajari mempunyai kisaran antara 3.61-11.36 menit pada suhu 56 oC sampai
68.97-256.41 menit pada suhu 50 oC. Secara umum nilai D yang diperoleh tidak
menunjukkan perbedaan yang signifikan dengan nilai D untuk bakteri sejenis yang
dipelajari oleh peneliti lain. Sedangkan nilai Z untuk isolat Cronobacter spp. pada
penelitian ini diperoleh dengan kisaran 3.54-5.69 oC. Nilai-nilai Z yang diperoleh
pada penelitian ini juga mirip dengan nilai-nilai Z bakteri vegetatif dan khususnya
Cronobacter spp. yang dilaporkan oleh peneliti lain. Nilai D isolat 6a paling besar
daripada nilai D untuk isolat yang lain pada suhu 50, 52, dan 58 C. Isolat YR t2a

memiliki nilai D paling besar pada suhu 54 C sedangkan isolat DES c13 memiliki
nilai D paling besar pada suhu 56 C. Cronobacter spp. isolat lokal yang diisolasi
dari susu formula (6a, YR t2a, dan YR c3a) memiliki ketahanan panas yang lebih
tinggi bila dibandingkan dengan Cronobacter spp. isolat lokal yang diisolasi dari
sumber yang lain. Pengaruh aw tehadap kinetika inaktivasi isolat YR t2a pada larutan

sukrosa dan NaCl tidak signifikan. Pengaruh pH menstruum terhadap kinetika
inaktivasi isolat YR t2a juga tidak menunjukkan efek signifikan.

Kata kunci : Cronobacter spp., nilai D, nilai Z, aw, pH

©Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi
1. Dilarang mengutip sebagian atau

seluruh

karya tulis ini

tanpa

mencantumkan atau menyebutkan sumber
a.

Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah.

b.

Pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar Institut
Pertanian Bogor.

2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis ini dalam bentuk apapun tanpa izin Institut Pertanian Bogor.

KINETIKA INAKTIVASI Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii)
DALAM SUSU FORMULA DAN SISTEM BUFER DENGAN
BERBAGAI aw DAN pH PADA PROSES PEMANASAN

HERMAWAN SEFTIONO

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Mayor Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Nugraha Edhi Suyatma, STP. DEA.

Judul Tesis

Nama
NIM

: Kinetika Inaktivasi Cronobacter spp. (Enterobacter

sakazakii) dalam Susu Formula dan Sistem Bufer dengan
Berbagai aw dan pH pada Proses Pemanasan
: Hermawan Seftiono
: F251090201

Disetujui
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc.
Ketua

Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc.
Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Ilmu Pangan

Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc.

Tanggal Ujian: 3 Februari 2012

Dekan Sekolah Pascasarjana IPB

Dr. Ir. Dahrul Syah, Msc.Agr.

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Alhamdulillah puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penulisan tesis dengan judul Kinetika Inaktivasi Cronobacter spp. (Enterobacter
sakazakii) dalam Susu Formula dan Sistem Bufer dengan Berbagai aw dan pH pada
Proses Pemanasan. Shalawat dan salam semoga selalu tercurahkan pula kepada
junjungan Nabi Besar, Muhammad SAW.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi,
M.Sc dan Ibu Dr. Ir. Ratih Dewanti-Hariyadi, M.Sc selaku komisi pembimbing yang
telah meluangkan waktu, memberikan saran, bimbingan dan arahan kepada penulis
dalam melakukan penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada
Ibu, Bapak (alm) serta seluruh keluarga atas segala doa dan kasih sayangnya. Juga

kepada teman-teman seperjuangan, Ulfa, Riyanti, Wanny, Mbak Fenny, Mbak Tina,
Mbak Ilul, Dede, Fitri, Bertha, Vanya, Eci, Rangga, Nandi, dan teman-teman IPN
2009 atas kebersamaan, dukungan serta bantuannya. Tak lupa penulis ucapkan
terima kasih kepada seluruh staf di laboratorium Mikrobiologi SEAFAST yang
senantiasa membantu selama penelitian ini berlangsung.
Tak lupa ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada
Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi atas pendanaan penelitian ini melalui skema
Hibah Pascasarjana. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu
pengetahuan.

Bogor, Februari 2012

Hermawan Seftiono

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 19 September 1986 dari Ayah Yusuf
Herman Widyalesmana (alm) dan Ibu Suwarni. Penulis merupakan anak ketiga dari
tiga bersaudara.
Tahun 2004 penulis lulus dari Sekolah Menengah Atas Negeri 6 Bogor dan

pada tahun yang sama diterima masuk di Departemen Biokimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan lulus pada bulan Desember tahun 2008.
Setelah lulus Sarjana, penulis sempat bekerja sebagai asisten di Departemen
Biokimia pada tahun 2008-2009.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjabat sebagai Ketua Forum
Mahasiswa Ilmu Pangan (Formasip) dari tahun 2009-2011. Sebagai panitia Seminar
Tahunan MAKSI ”Penguatan Potensi dan Nilai Tambah Industri Kelapa Sawit
Nasional” pada tahun 2010 dan Seminar Nasional MAKSI “Akselerasi Inovasi
Industri Kelapa Sawit untuk Meningkatkan Daya Saing Global” pada tahun 2012.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiv
PENDAHULUAN
Latar Belakang ......................................................................................
Tujuan Penelitian...................................................................................
Manfaat Penelitian ...............................................................................

1
3
3

TINJAUAN PUSTAKA
Cronobacter spp (Enterobacter sakazakii). ............................................ 5
Karakteristik Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii). ............... 5
Sumber Kontaminasi Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii) ... 7
Pengolahan dan Penyajian Susu Formula ............................................... 8
Pertumbuhan Cronobacter spp. ............................................................. 10
Kinetika Inaktivasi Mikroba dan Ketahanan panas Cronobacter spp. ..... 11
Faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Panas........................................ 16
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................
Bahan dan Alat ......................................................................................
Metodologi Penelitian ...........................................................................
Penentuan Parameter Kinetika Inaktivasi Isolat Cronobacter spp. ...
Pengaruh aw dan pH pada Ketahanan Panas Isolat Cronobacter spp.
dalam Sistem Bufer ......................................................................
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian Pendahuluan dalam Menentukan Waktu Tunda. .....................
Kinetika Inaktivasi Isolat Cronobacter spp ...........................................
Nilai Z untuk Isolat Lokal Cronobacter spp ..........................................
Perbandingan Nilai D ...........................................................................
Perbandingan Nilai Z Beberapa Galur Cronobacter spp. .......................
Pengaruh aw dan pH pada Ketahanan Panas Isolat Cronobacter spp.
dalam Sistem Bufer .............................................................................
Pengaruh aw pada Ketahanan Panas Cronobacter spp ......................
Pengaruh pH pada Ketahanan Panas Cronobacter spp .....................

19
19
20
21
23
25
26
30
32
36
39
39
41

SIMPULAN DAN SARAN ........................................................................... 43
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 45
LAMPIRAN .................................................................................................. 51

DAFTAR TABEL
Halaman
1 Penamaan kembali beberapa galur Cronobacter spp. ...................................

6

2 Nilai D dan nilai Z untuk berbagai galur Cronobacter spp. .......................... 15
3 Daftar isolat Cronobacter spp. yang digunakan. .......................................... 20
4 Nilai D untuk berbagai galur Cronobacter spp. ........................................... 28
5 Nilai Z untuk berbagai galur Cronobacter spp. ............................................ 38

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Cronobacter sakazakii (SEM x4800)........................................................

5

2 Logaritma jumlah mikroba terhadap waktu yang digunakan untuk
menentukan nilai D.. ................................................................................... 13
3 Penentuan nilai Z dari hubungan log D terhadap suhu ................................. 14
4 Diagram alir penelitian. ............................................................................... 21
5 Penentuan waktu tunda hingga mencapai suhu 54 C................................... 26
6 Bahu yang terbentuk pada pada ketahanan panas Cronobacter spp.
isolat DES b10 pada suhu 54 C .................................................................. 26
7 Kinetika inaktivasi isolat DES b10 pada suhu 54 C. ................................... 27
8 Hubungan log nilai D dengan suhu untuk isolat lokal dari susu formula ..... 30
9 Hubungan log nilai D dengan suhu untuk isolat lokal dari makanan bayi .... 31
10 Hubungan log nilai D dengan suhu untuk isolat lokal dari maizena dan
bubuk coklat ............................................................................................. 32
11 Nilai D52 C berbagai isolat Cronobacter spp. dalam menstruum susu
formula ..................................................................................................... 33
12 Nilai D54 C berbagai isolat Cronobacter spp. dalam menstruum susu
formula. .................................................................................................... 34
13 Nilai D56 C berbagai isolat Cronobacter spp. dalam menstruum susu
formula. .................................................................................................... 35
14 Nilai D58 C berbagai isolat Cronobacter spp. dalam menstruum susu
formula. .................................................................................................... 36
15 Hubungan log nilai D log nilai D dengan suhu untuk Cronobacter spp.
asal susu formula.. ..................................................................................... 37
16 Hubungan log nilai D dengan suhu untuk Cronobacter spp. asal klinis ...... 39
17 Hubungan antara aw dan log D56 C untuk isolat YR t2a pada larutan NaCl
dan sukrosa.. ............................................................................................. 40
18 Hubungan antara pH dan log D56 C untuk isolat YR t2a............................ 42

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Sistem bufer Mcilvaine pada berbagai aw................................................... 51

2

Sistem bufer Mcilvaine.............................................................................. 52

3

Data thermocouple .................................................................................... 53

4

Data perhitungan nilai D isolat DES c13 ................................................... 57

5

Data perhitungan nilai D isolat DES b 10 .................................................. 61

6

Data perhitungan nilai D isolat DES b7a ................................................... 65

7

Data perhitungan nilai D isolat YR c3a...................................................... 69

8

Data perhitungan nilai D isolat YR t2a ...................................................... 72

9

Data perhitungan nilai D isolat DES d3 ..................................................... 75

10 Data perhitungan nilai D isolat 6a.............................................................. 78
11 Data perhitungan nilai D isolat ATCC 51329 ............................................ 82
12 Data perhitungan Nilai Z isolat Cronobacter spp ....................................... 85
13 Nilai D isolat YR t2a pada larutan sukrosa dan NaCl ................................. 90
14 Nilai D Isolat YR t2a pada berbagai pH .................................................... 91

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii) merupakan bakteri Gram negatif,
berbentuk batang, peritrichous, bersifat motil, termasuk ke dalam keluarga
Enterobacteriaceae, dan dilaporkan menjadi penyebab beberapa kasus infeksi
meningitis, septicemia, dan necrotizing enterocolitis (NEC). Sebagian besar kasus
terjadi pada bayi prematur dengan usia kurang dari 28 hari atau bayi lahir dengan
bobot badan rendah (< 2500 g) yang diduga memiliki respon imun yang rendah
dibandingkan bayi normal atau orang dewasa (Dancer & Kang 2009).
Saat ini dilakukan penamaan kembali Enterobacter sakazakii menjadi
Cronobacter spp. dalam upaya klasifikasi ulang taksonomi E. sakazakii menjadi
satu genus baru yaitu Cronobacter spp. dikarenakan keragaman antara isolatisolat yang telah diperoleh peneliti-peneliti di beberapa negara (Iversen et al.
2007a; 2007b; 2008). Klasifikasi ulang taksonomi E. sakazakii berdasarkan
karakterisasi molekuler terhadap gen 16S rRNA, gen dna G, dan glu A. Selain itu
pengujian biokimia (API20E, ID32E) termasuk uji

-glukosidase, pembentukan

pigmen kuning, dan pertumbuhan pada media kromogenik.
Genus Cronobacter spp. yang diusulkan terdiri atas 5 spesies yaitu C.
sakazakii, C. malonaticus, C. turicensis, C. muytjensii, dan C. dublinensis
sedangkan 2 galur Cronobacter tampaknya menjadi genomospecies terpisah dan
dimasukkan sebagai Cronobacter genomospecies I. Genomospecies ini belum
terkait dengan biogroup spesifik. Sejumlah subspesies Cronobacter dublinensis
diantaranya Cronobacter dublinensis subsp. dublinensis subsp. nov., Cronobacter
dublinensis subsp. lausannensis subsp.nov., dan Cronobacter dublinensis subsp.
lactaridi subsp. nov. (Iversen et al. 2008).
Cronobacter spp. memiliki kemampuan untuk beradaptasi dalam produk
bubuk kering untuk jangka waktu yang lama (~2 tahun). Sifat ini memberikan
suatu keunggulan kompetitif untuk bertahan dalam produk kering seperti susu
formula bubuk dan makanan bayi. Selain itu Cronobacter spp. dapat tumbuh
pada suhu 8-47 C, dengan suhu optimum yaitu 37-43 C tergantung medium
yang digunakan (Kandhai et al. 2006; Iversen et al. 2004)

2

Kontaminasi Cronobacter spp. pada susu formula bayi terjadi pada tahap
produksi dan penyajian. Tahap produksi disebabkan penambahan ingridien pada
saat pencampuran kering, pengeringan, atau pengemasan susu. Tahap penyajian
dikarenakan kontaminasi Cronobacter spp. dalam persiapan peralatan pembuatan
susu seperti botol, sikat, dan sendok. Kontaminasi selama rekonstitusi susu
formula bayi diduga menjadi modus terjadinya kasus infeksi Cronobacter spp
(Al-Holy et al. 2008).
Informasi mengenai parameter kinetika inaktivasi mikroba berupa nilai D
dan Z berguna untuk merancang proses pasteurisasi sehingga berperan dalam
mengontrol proses pengukuran. Nilai D merupakan waktu yang diperlukan untuk
menurunkan mikroba tertentu sebesar 90% atau 1 siklus log pada suhu tertentu
dan Z adalah perubahan suhu yang diperlukan untuk mengubah nilai D sebesar
90% atau 1 siklus log. Inaktivasi panas biasanya dirancang untuk meningkatkan
umur simpan suatu produk tetapi inaktivasi terhadap bakteri patogen sangat
penting terhadap keamanan suatu produk.
Beberapa peneliti telah melaporkan nilai D dan Z Cronobacter spp.
diantaranya oleh Nazarowec-White dan Farber (1997) terhadap 5 isolat klinis,
5 isolat pangan, dan 10 isolat gabungan pada menstruum susu formula. Lima
isolat klinis dengan nilai D54
D58

C

5.45±0.46 menit, dan D60

nilai D54
D60

C

C

C

18.57±1.14 menit, D56

36.72±6.07 menit, D56
C
C

C

310.91±01.52 menit,

3.06±0.12 menit. Lima isolat pangan dengan
9.75±0.47 menit, D58

C

3.44±0.35 menit, dan

2.15±0.07 menit. Sepuluh isolat gabungan dengan nilai D54

menit, D56

C

10.30±0.72 menit, D58

C

4.20±0.57 menit, dan D60

C

23.70±2.25

C

2.50±0.21

menit. Nilai Z untuk 5 isolat klinis, 5 isolat pangan, dan 10 isolat gabungan
adalah 6.02 C, 5.60 C, dan 5.82 C.
Nilai D dan Z isolat lokal Cronobacter spp. telah dilaporkan oleh Ardelino
(2011) yaitu YR t2a, YR c3a, dan E9 dengan menstruum susu formula. Isolat YR
t2a mempunyai nilai D54

C

7.75±0.08 menit, D56

1.16±0.04 menit, dan D60

C

0.90±0.03 menit. Isolat YR c3a mempunyai nilai

C

3.83±0.33 menit, D58

D54

C

9.13±1.23 menit, D56

C

C

1.38±0.03 menit, dan D60

0.89±0.02 menit. Isolat E9 mempunyai nilai D54

C

4.24±0.05 menit, D58

C

C

1.39±0.02 menit, dan D60

3.61±0.12 menit, D58

7.50±0.28 menit, D56

C

C
C

0.71±0.05 menit. Nilai Z

3

untuk YR t2a, YR c3a, dan E9

adalah 6.08±0.08 C, 5.08±0.43 C, dan

5.54±0.02 C (Ardelino 2011).
Informasi mengenai parameter kinetika inaktivasi Cronobacter spp. masih
sangat terbatas terutama isolat lokal Cronobacter spp. yang diisolasi dari beberapa
produk susu formula dan makanan bayi lokal. Oleh karena itu pada penelitian ini
akan menentukan nilai D dan Z untuk 8 isolat yaitu isolat lokal 7 Cronobacter
spp. dan 1 Enterobacter sakazakii ATCC 51329 (Cronobacter muytjensii). Dari
8 isolat ini, sebanyak 3 isolat yaitu YR c3a, YR t2a, dan ATCC 51329 telah
ditentukan nilai D dan Z oleh Ardelino (2011) tetapi pada penelitian Ardelino
(2011) tidak mempertimbangkan adanya waktu tunda, pendinginan cepat, dan
penambahan suplemen. Selain itu metode yang digunakan oleh Ardelino (2011)
berbeda dengan yang digunakan pada penelitian ini. Penelitian ini pun akan
melihat pengaruh aw dan pH terhadap inaktivasi Cronobacter spp. selama proses
pemanasan. Informasi-Informasi ini sangat penting sehingga resiko kontaminasi
produk oleh Cronobacter spp. dapat diminimalkan.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari (1) kinetika inaktivasi
Cronobacter spp. lokal selama proses pemanasan pada susu formula dan (2)
pengaruh aktivitas air (aw) dan pH terhadap laju inaktivasi satu isolat Cronobacter
spp lokal dalam sistem bufer.

Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah diperoleh data kinetika berupa nilai D dan Z
yang dapat dijadikan acuan dalam menetapkan dan mengendalikan perlakuan
panas pada pengolahan dan penyajian susu formula. Selain itu diperoleh informasi
pengaruh aw dan pH terhadap ketahanan panas isolat Cronobacter spp..

4

5

TINJAUAN PUSTAKA
Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii)
Karakteristik Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii)
Enterobacter sakazakii adalah anggota dari famili Enterobacteriaceae, genus
Enterobacter (Nazarowec-White & Farber 1997a). Bakteri ini merupakan bakteri
Gram negatif, tidak membentuk spora, berbentuk batang, bersifat anaerob
fakultatif, sel motil dengan flagela peritrichous, serta memiliki ukuran dengan
panjang 3 µm dan lebar 1 µm (Shaker et al. 2007; Adams & Moss 2000;
Erickson & Kornacki 2009; Kandhai 2010). Enterobacter sakazakii pertama kali
dideskripsikan sebagai Enterobacter cloacae berpigmen kuning. Perbedaan antara
E. sakazakii dan E. cloacae berdasarkan perbedaan dalam reaksi biokimia,
kemampuan koloni E. sakazakii untuk memproduksi pigmen kuning, kerentanan
antibiotik, dan hibridisasi DNA-DNA (Farmer et al. 1980; Hassan et al. 2007).
Hasil pengamatan menggunakan scanning electron microscopic (SEM x4800)
terhadap C. sakazakii ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1 Cronobacter sakazakii (SEM x4800) (Kunkel 2009).
Ada
Cronobacter

usulan

penamaan

kembali

Enterobacter

sakazakii

menjadi

spp. pada tahun 2007. Genus baru Cronobacter terdiri atas

setidaknya lima genomospecies, termasuk tiga subspesies. Klasifikasi terbaru
Cronobacter gen. nov. telah diidentifikasi berdasarkan pada pendekatan
taksonomi polyphasic, menggunakan full-length sekuen gen 16S rRNA,
ribotyping, fluorescent amplified fragment length polymorphism (f-AFLP) dan
hibridisasi DNA-DNA.

6

Berdasarkan

pendekatan

dan

perbedaan

profil

fenotipik,

spesies

Cronobacter sekarang dibagi dalam 16 biogroup. Berikut pembagian 5 spesies
Cronobacter: (1) Cronobacter sakazakii gen. nov., comb. nov. (Biogroup 1-4, 7,
8, 11 dan 13), (2) Cronobacter malonaticus sp. nov. (Biogroup 5, 9, 14), (3)
Cronobacter dublinensis sp. nov. (Biogroup 6, 10, 12), (4) Cronobacter
muytjensii sp. nov. (Biogroup 15), serta (5) Cronobacter turicensis sp. nov.
(Biogroup 16). Dua galur Cronobacter tampaknya menjadi genomospecies
terpisah dan dimasukkan sebagai Cronobacter genomospecies I. Genomospecies
ini belum terkait dengan biogroup spesifik. Sejumlah subspesies Cronobacter
dublinensis diantaranya Cronobacter dublinensis subsp. dublinensis subsp. nov.
(Biogroup 12), Cronobacter dublinensis subsp. lausannensis subsp.nov.
(Biogroup 10), dan Cronobacter dublinensis subsp. lactaridi subsp. nov.
(Biogroup 6) (Iversen et al. 2008, Kandhai 2010). Tabel 1 memberikan daftar
nama baru Cronobacter spp.
Tabel 1 Penamaan kembali beberapa galur Cronobacter spp.
Taksonomi galur lama dan kode koleksi kultur

Taksonomi galur baru

Enterobacter sakazakii NCTC 8155

Cronobacter sakazakii

Enterobacter sakazakii NCTC 9238
Enterobacter sakazakii NCTC 11467 = ATCC
29544 = DSM 4485

Cronobacter sakazakii

Enterobacter sakazakii NCTC 9844

Cronobacter dublinensis

Enterobacter sakazakii NCTC 9846

Cronobacter dublinensis

Enterobacter sakazakii NCTC 9529

Cronobacter genomospecies 1

Enterobacter sakazakii DSM 18705

Cronobacter dublinensis subsp. dublinensis

Enterobacter sakazakii ATCC 51329

Cronobacter muytjensii

Enterobacter sakazakii DSM 18703

Cronobacter turicensis

Enterobacter sakazakii DSM 18702T

Cronobacter malonaticus

Enterobacter sakazakii DSM 18706T

Cronobacter dublinensis subsp. lausannensis

Enterobacter sakazakii DSM 18707T

Cronobacter dublinensis subsp. lactaridi

Enterobacter sakazakii MC10

Cronobacter spp.

Enterobacter sakazakii MM9

Cronobacter spp.

Cronobacter sakazakii

Iversen et al. 2008; Kandhai 2010
Seperti halnya Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens tipe A dan
B, serta Cryptosporidium parvum, Cronobacter spp dikategorikan sebagai bahaya
parah bagi populasi terbatas oleh International Commission for Microbiological
Specification for Foods (ICMSF 2002). Bakteri ini termasuk kedalam patogen

7

oportunistik yang menyebabkan penyakit parah pada bayi seperti necrotizing
enterocolitis (peradangan saluran cerna), septicemia (infeksi berat), dan neonatal
meningitis (menginfeksi selaput otak bayi) (Pyo Kim et al. 2007; Al-Holy

2008).
Sumber Kontaminasi Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii)
Cronobacter spp. dilaporkan telah diisolasi dari lingkungan yang berbeda
seperti tanah, pabrik susu bubuk, pabrik coklat, rumah tangga, serta dapat
diperoleh dari hewan seperti tikus dan serangga (Shaker et al. 2007). Cronobacter
spp. juga telah diisolasi dari berbagai pangan termasuk susu, keju, daging,
sayuran, biji sorgum, padi, rempah-rempah, roti fermentasi, minuman fermentasi,
tahu, dan teh asam (Shaker et al. 2007; Freidemann 2007).
Beberapa peneliti telah berhasil mengisolasi Cronobacter spp. yang berasal
dari makanan lokal diantaranya susu formula, makanan bayi, tepung jagung,
bubuk coklat, tepung maizena, dan tepung hunkwee (Dewanti-Hariyadi 2011;
Gitapratiwi 2011; Estuningsih 2006; Meutia 2008). Cronobacter spp isolat lokal
tersebut telah terdata dibasis data Gen Bank diantaranya 6a (AY624069), 10a
(AY 624071), 39a (AY624070), 39d (AY624073), DES c13 (JF800181), DES
b10 (JF800179), YR c3a (JF800182), YR t2a (JF800182) (Dewanti-Hariyadi 2011;
Gitapratiwi 2011; Estuningsih 2006).
Skladal et al. (1993) menyatakan bahwa Cronobacter spp. merupakan salah
satu bakteri kontaminan pada karton susu ultra high temperature (UHT), secara
tak langsung bahwa mikroorganisme ini dapat bertahan pada suhu UHT atau
kontaminasi setelah proses. Nazarowec-White dan Farber (1997a) melaporkan
bahwa 0-12% sampel susu formula bubuk yang ditemukan pada toko pengecer
di Kanada (5 perusahan berbeda) telah terkontaminasi Cronobacter spp..
Nazarowec-White dan Farber (1997b) telah mengevaluasi nilai D dari
Cronobacter spp. menggunakan metode batch, proses termal tidak berlangsung
pada suhu konstan tetapi terjadi perubahan suhu selama proses pemanasan
sehingga menyimpulkan bahwa Cronobacter spp. merupakan salah satu dari
anggota Enterobacteriacea bersifat termotoleran yang ditemukan pada produk
susu. Oleh karena itu susu formula bayi telah terlibat sebagai jalur transmisi

8

penyebab wabah dan kasus sporadis dari infeksi Cronobacter spp. (NazarowecWhite & Farber 1997a).
Jika praktek higienis yang rendah digunakan dalam pembuatan dan
penanganan susu formula bayi maka jumlah sel bakteri dapat meningkat dengan
cepat, hal ini dikarenakan mikroorganisme ini memiliki waktu penggandaan
relatif singkat ( 40 menit) pada suhu ruang (Richards et al. 2005). NazarowecWhite dan Farber (1997b) melaporkan waktu generasi rata-rata 40 menit pada
23 °C dan 5 jam pada 10 °C sedangkan menurut Iversen et al.(2004) Cronobacter
spp. memiliki waktu generasi selama 21 menit pada 37 °C dan 100 menit pada
21 °C. Hal ini menjadi sangat kritis karena Cronobacter spp. memiliki dosis
infeksi relatif rendah 1000 CFU/mL pada susu formula bayi yang di rekonstitusi
(Iversen & Forsythe 2003).

Pengolahan dan Penyajian Susu Formula
Susu formula bayi digunakan ketika ibu tidak dapat menyusui atau memilih
untuk tidak menyusui bayi mereka. Susu pada manusia dan sapi relatif berbeda
dari kandungan dan komposisi kimia makronutrien. Oleh karena itu, susu sapi
harus dimodifikasi pada tahap produksi agar menyerupai air susu ibu dengan cara
(1) mereduksi kadar protein dan mineral (2) meningkatkan jumlah whey protein
(3) meningkatkan kadar karbohidrat, dan (4) meningkatkan rasio kalsium/kalium
(Ca/P). Selain itu ditambahkan vitamin dan memodifikasi lemak (Nazarowecwhite & Farber 1997b).
Produksi susu formula bubuk menggunakan proses yang berbeda antara lain
prosedur kering, prosedur basah, atau kombinasi keduanya. Pada prosedur kering,
susu skim dipasteurisasi lalu dievaporasi. Semua bahan ingridien yaitu lemak,
whey, vitamin, emulsifier dan stabilisator lalu ditambahkan dan dicampur.
Campuran kemudian dipasteurisasi pada 110 C selama 60 detik setelah itu
dilakukan spray dryer (pengeringan semprot) (Nazarowec-white & Farber 1997b).
Prosedur basah berupa pencampuran dilakukan dalam keadaan basah
sebelum pengeringan sehingga susu skim cair, susu skim sebelum pencampuran,
serta komponen lemak diperlakukan pada 80-82 C selama 20 detik kemudian
campuran dipanaskan pada 107-110 C selama 60 detik dan campuran cair

9

dipekatkan dengan falling film evaporator. Konsentrat diperlakuan dengan panas
kembali pada suhu 80
(Nazarowec-white

&

C dan terakhir dilakukan pengeringan semprot

Farber

1997b).

Proses

kombinasi

dengan

cara

menghomogenisasi bahan baku lalu dipasteurisasi dan dikeringkan. Setelah itu
mencampurkannya dengan ingridien lain berbentuk bubuk kemudian dikemas.
Metode pencampuran kering menimbulkan masalah dari segi kualitas
karena komponen kering akan menghasilkan perbedaan ukuran partikel dan
densitas sedangkan dilihat dari sudut keamanan, pencampuran ingridien kering
dari berbagai sumber menghasilkan banyak kemungkinan kontaminasi, termasuk
kontaminasi oleh Cronobacter spp. Bakteri ini terbukti memiliki kemampuan luar
biasa untuk bertahan hidup dalam lingkungan yang kering untuk jangka waktu
yang lama (~2 tahun) (Richards 2005). Sifat ini memberikan suatu keunggulan
kompetitif bagi Cronobacter spp. untuk bertahan dalam lingkungan kering seperti
susu formula bubuk karena kemampuan untuk mengakumulasi zat terlarut
kompatibel seperti trehalosa, yang berperan dalam melindungi Cronobacter spp.
terhadap cekaman osmotik dengan menstabilkan membran fosfolipid dan protein
(Breeuwer et al. 2003).
Rekonstitusi susu formula sangat diperlukan karena susu formula
merupakan produk non-steril yang harus disiapkan, ditangani, dan disimpan
dengan benar. Rekonstitusi dengan air panas berperan untuk menginaktivasi
bakteri, termasuk Cronobacter spp.. Biasanya, jumlah Cronobacter spp. yang
terdeteksi sangat rendah dalam susu formula bayi bubuk tetapi Cronobacter spp.
memiliki kemampuan untuk berkembang biak yang cepat setelah rekonstitusi jika
disimpan dalam jangka waktu yang lama pada suhu kamar (Nazarowec-White &
Farber 1997b).
Penelitian yang dilakukan oleh Nazarowec-White dan Farber (1997a)
menunjukkan bahwa suhu pemanasan 60 C dapat mereduksi jumlah Cronobacter
spp. sebanyak 1.3 log CFU/mL dan pada suhu yang lebih tinggi (80-100 C) dapat
mereduksi sebesar 4 log CFU/mL. Sementara itu penelitian Meutia et al. (2009)
terhadap ketahanan Cronobacter spp. dalam susu formula yang direkontitusi
dengan air bersuhu 4 C dan 40 C tidak banyak mengurangi jumlah Cronobacter
spp.. Rekontitusi pada suhu 70 C untuk berbagai galur isolat dapat mengurangi

10

2.74-6.27 log CFU/mL. Akan tetapi rekonstitusi dengan air bersuhu 100 C
menginaktivasi Cronobacter spp. hingga jumlah yang tidak terdeteksi. Air pada
suhu tinggi dapat menyebabkan beberapa kerugian yang berhubungan dengan
kandungan gizi pada susu formula untuk bayi, terutama hilangnya vitamin C
(FAO/WHO 2004). WHO/FAO (2007) merekomendasikan penggunaan air pada
70 C untuk merekonstitusi susu formula bayi untuk menginaktivasi kemungkinan
kontaminasi Cronobacter spp. dalam susu formula dengan masih memperhatikan
nilai gizi.

Pertumbuhan Cronobacter spp.
Cronobacter spp. dapat tumbuh pada media agar selektif untuk organisme
enterik seperti MacConkey, Eosin Methylene Blue, Deoxycholate Agar, serta pada
media chromogenic selektif yaitu agar Druggan-Forsythe-Iversen (DFI). Selain
itu Cronobacter spp. dapat tumbuh pada media nonselektif seperti Tryptic Soy
Agar (TSA). Beberapa kaldu selektif dilaporkan menghambat pertumbuhan bagi
beberapa galur Cronobacter spp., sebanyak 3 dari 70 galur yang diperoleh dari
berbagai sumber tidak dapat tumbuh dalam kaldu lauril sulfat atau kaldu brilliant
green bile

yang diinkubasi pada suhu antara 7 dan 57 C selama 48 jam,

meskipun viabilitasnya telah dikonfirmasi dalam Tryptic Soy Agar (Iversen et al.
2004). Penelitian lain menujukkan bahwa dari 99 galur Cronobacter spp. yang
diinkubasi selama 48 jam pada suhu 30 dan 45 C kemudian diamati pada panjang
gelombang 620 nm menunjukkan optical density (OD) lebih besar dari 0.1 yang
dikarakterisasi sebagai pertumbuhan maksimum.
Medium

kaldu

selektif

akan

berpengaruh

terhadap

pertumbuhan

Cronobacter spp. dengan cara mengganggu proses metabolisme karbohidrat,
terutama bila diinkubasi pada suhu tinggi. Cronobacter spp. yang diinokulasikan
pada kaldu lauryl sulfate tryptose dan kaldu brilliant green bile setelah diinkubasi
pada suhu 37 C menunjukkan fermentasi laktosa masing-masing sebesar 80 %
dan 70%. Bila suhu inkubasi dinaikkan menjadi 44 C, Cronobacter spp. akan
memfermentasikan laktosa pada kaldu lauryl sulfate tryptose dan kaldu brilliant
green bile masing-masing sebesar 23 % dan 11% (Iversen et al. 2004).
Guillaume-Gentil et al. (2005) melaporkan bahwa 15 galur menunjukkan

11

pertumbuhan dalam kaldu lauryl sulfate tryptose (LST) pada suhu 47 C selama
24 jam.
Pertumbuhan optimum dari Cronobacter spp. dipengaruhi oleh suhu.
Cronobacter spp. mampu tumbuh pada rentang suhu antara 8 hingga 47 C
(Kandhai et al. 2006). Suhu pertumbuhan optimum antara 37 sampai 43 C
bergantung pada media pertumbuhan (Iversen et al. 2004). Selain media
pertumbuhan, galur berpengaruh terhadap pertumbuhan Cronobacter spp.. Hal ini
dikarenakan dari 70 galur yang diinokulasikan dalam media TSB selama 24 jam
pada suhu 47 C tidak satu pun menunjukkan pertumbuhan tetapi setelah waktu
inkubasi diperpanjang selama 48 jam menunjukkan pertumbuhan sebesar 37%.
Penelitian terbaru melaporkan kemampuan Cronobacter spp. dapat bertahan
hidup pada lingkungan dengan aktivitas air (aw) sangat rendah, tetapi aktivitas air
minimum untuk pertumbuhan Cronobacter spp. belum diketahui. Breeuwer et al.
(2003) melaporkan bahwa empat galur Cronobacter spp. dapat tumbuh pada
kaldu Brain Heart Infusion (BHI) dengan aw 0.96, pengaturan aw tersebut
dilakukan dengan penambahan natrium klorida (NaCl) 1.2 M. Guillaume-Gentil
et al. (2005) melaporkan bahwa 99 galur yang diuji mampu tumbuh dalam kaldu
lauryl sulfate tryptose yang mengandung NaCl 0.5 M. Informasi mengenai
pertumbuhan pada aw rendah sangat penting bagi keberlangsungan hidup
Cronobacter spp..
Pertumbuhan dalam lingkungan pH rendah memungkinkan Cronobacter
spp. untuk bertahan pada produk asam atau bertahan hidup dengan kondisi asam
lambung. Empat galur dilaporkan dapat tumbuh antara pH 4.5 dan 10.0 pada
kaldu BHI (Breeuwer et al. 2003). Dancer et al. (2009) melaporkan bahwa pH
minimum untuk pertumbuhan pada 37 C selama 24 jam adalah 3.9 atau 4.1 untuk
banyak galur yang telah diuji.

Kinetika Inaktivasi Mikroba dan Ketahanan panas Cronobacter spp.
Pemanasan pada sistem pengolahan makanan berperan untuk mereduksi
jumlah bakteri dalam suatu produk. Proses ini bertujuan untuk meningkatkan
keamanan pangan dan meningkatkan umur simpan dari produk. Agar tujuan ini
tercapai diperlukan kombinasi waktu dan suhu, biasanya berdasarkan pada uji

12

coba, peraturan, atau pengalaman. Penilaian kecukupan panas dapat diperkirakan
berdasarkan reduksi log bakteri melalui konsep nilai D dan Z. Akan tetapi
ketahanan panas dari setiap galur Cronobacter spp. berbeda-beda (EdelsonMammel & Buchanan 2004).
Waktu reduksi desimal menunjukkan waktu yang diperlukan untuk
membunuh sejumlah mikroba pada suhu spesifik dalam jangka waktu tertentu.
Prosedur untuk menentukan waktu reduksi desimal adalah menempatkan sejumlah
sel atau spora yang diketahui jumlahnya pada tabung kapiler yang disegel.
Selanjutnya dipanaskan hingga waktu yang telah ditentukan (misalnya, setiap
1 menit) kemudian tabung diangkat, didinginkan, dan kemudian dilakukan
penentuan jumlah sel yang hidup. Setelah perlakuan akan didapatkan jumlah sel
hidup pada setiap waktu pemanasan dengan demikian pada kurva dapat diplot
jumlah sel yang hidup terhadap waktu. Hasil plot ini akan diperoleh waktu reduksi
desimal.
Waktu reduksi desimal (nilai D) untuk organisme target, dihitung dengan
menggunakan kinetika inaktivasi orde satu untuk model kurva ketahanan sel
vegetatif atau spora (Tucker et al. 2001). Nilai D merupakan waktu pemanasan
(menit) untuk mereduksi mikroorganisme berupa sel vegetatif atau spora
sebanyak 1 unit log (pengurangan populasi 90%) pada suhu, medium, dan galur
mikroba tertentu (Ramesh 2003; Tang et al 2000). Sebagai contoh, nilai D dari
C. botulinum pada 240 °F dengan media beras spanyol pada pH 4.6 adalah 0.21
menit. Semakin tinggi nilai D menunjukkan bahwa semakin tahan mikroba
dengan inaktivasi panas bila dibandingkan dengan mikroba lain pada kondisi
pemanasan yang sama (Fung 2009).
Laju inaktivasi mikroba selama waktu pemanasan pada suhu konstan,
dengan N0 adalah jumlah awal dari populasi mikroba dan N(t) jumlah mikroba
setelah waktu pemanasan t. Menurut model kinetika orde pertama, dalam kondisi
isotermal (T=konstan), laju inaktivasi dN (t)/dt adalah:

dengan k adalah laju eksponensial yang bergantung pada suhu. Mengintegrasikan
Persamaan 1.1 dihasilkan:

13

atau

Persamaan (1.3) menunjukkan plot kurva semilogaritma dari N terhadap t.
Persamaan tersebut dapat diubah menjadi persamaan (1.4)

atau

Nilai kemiringan 2.303/k, sering dinyatakan sebagai nilai D sehingga:

Plot logaritma dari jumlah mikroba terhadap waktu pada suhu tertentu dapat
dilihat pada Gambar 2 yang digunakan untuk menentukan nilai D. Gambar 2
merupakan bentuk kurva semilogaritma, yang memiliki kemiringan (slope) -1/D,
persamaan kurva yang diberikan

Gambar 2 Logaritma jumlah mikroba terhadap waktu, yang digunakan untuk
menentukan nilai D (Holdsworth et al. 2004).

14

Nilai Z yaitu perubahan suhu yang diperlukan untuk mengubah nilai D
sebesar 90% atau 1 siklus (Toledo 2007). Nilai Z dihitung dengan menggunakan
hubungan orde satu untuk model hubungan antara nilai D dan suhu pemanasan,
yang diperoleh dari plot log D terhadap suhu (Gambar 3). Persamaan untuk plot
D/Z diberikan dalam persamaan:

dengan DT adalah nilai D pada suhu tertentu (menit), Dref adalah nilai D pada suhu
standar (refrensi), T adalah pemanasan pada suhu tertentu ( C), dan Tref adalah
suhu standar yang digunakan untuk nilai D0. Nilai Z memberikan informasi
mengenai ketahanan relatif dari mikroorganisme pada suhu pemanasan yang
berbeda. (van Asselt & Zwietering 2005).

Gambar 3 Penentuan nilai Z dari hubungan log D terhadap suhu (Holdsworth et
al. 2004).
.

Cronobacter spp. merupakan salah satu anggota dari Enterobacteriaceae
yang paling tahan panas. Studi dalam tryptic soy broth (TSB), susu formula, dan
bufer fosfat disimpulkan bahwa tidak semua galur Cronobacter spp. memiliki
ketahanan panas yang sama (Breeuwer et al. 2003; Iversen et al. 2004). Nilai D
dan nilai Z untuk berbagai isolat Cronobacter spp. pada berbagai media telah
disajikan pada Tabel 2. Penelitian oleh Nazarowec-White dan Farber (1997b)
yang dilakukan terhadap beberapa isolat Cronobacter spp. menunjukkan bahwa

15

satu galur khusus yang tahan panas bertanggung jawab terhadap tingginya nilai D
yaitu 5 isolat klinis dengan nilai D54

C

yaitu 36.72±6.07 C (Tabel 2).

Tabel 2 Nilai D dan nilai Z untuk berbagai galur Cronobacter spp (Dancer &
Kang 2009).
nilai D (menit)
b

Menstruum

nilai z

Galur
54 C

Triptic soy
broth
Susu formula

58 C

60 C

( C)

NCTC 11467

14.9±0.65

2.7±0.08

1.3±0.28

0.9±0.17

5.6±0.13

Iversen et al. 2004

823

10.2±3.56

1.2±0.01

1.7±0.38

0.2±0.06

5.5±0.50

Iversen et al. 2004

NCTC 11467

16,4±0.67

5.1±0.27

2.6±0.48

1.1±0.11

5.8±0.40

Iversen et al. 2004

823

11.7±5.80

3.9±0.06

3.8±1.95

1.8±0.82

5.7±0.12

Iversen et al. 2004

n.t.

n.t.

0.5

n.t.

n.t.

Breeuwer et al. 2003

5 clinical isolates

36.72±6.07

10.91±1.52

5.45±0.46

3.06±0.12

6.02

Nazarowec-White &
Farber 1997

5 food isolates

18.57±1.14

9.75±0.47

3.44±0.35

2.15±0.07

5.60

Nazarowec-White &
Farber 1997

10 pooled isolates

23.70±2.52

10.30±0.72

4.20±0.57

2.50±0.21

5.82

Nazarowec-White &
Farber 1997

ATCC 51329

n.t.

n.t.

0.51±0.00

n.t.

n.t.

NQ2-Environ

n.t.

n.t.

0.53±0.03

n.t.

n.t.

NQ3-Environ

n.t.

n.t.

0.57±0.07

n.t.

n.t.

LCDC 674

n.t.

n.t.

0.62±0.08

n.t.

n.t.

CDC A3(I)

n.t.

n.t.

0.63±0.04

n.t.

n.t.

NQ1-Environ

n.t.

n.t.

0.80±0.02

n.t.

n.t.

EWFAKRCHNNV 1493

n.t.

n.t.

5.13±0.11

n.t.

n.t.

ATCC 29544

n.t.

n.t.

6.12±0.39

n.t.

n.t.

SK 90

n.t.

n.t.

7.76±0.26

n.t.

n.t.

LCDC 648

n.t.

n.t.

9.02±0.35

n.t.

n.t.

401C

n.t.

n.t.

9.53±0.39

n.t.

n.t.

607

n.t.

21.05±2.65

9.87±0.83

4.41±0.38

5.6

1387-2

7.10

2.40

0.48

n.t.

3.1

16

6.40

1,1

0.40

n.t.

2.6

1360

n.t.

n.t.

0.34

n.t.

Breeuwer et al. 2003

145

n.t.

n.t.

0.27

n.t.

Breeuwer et al. 2003

1387-2

Bufer fosfat

56 C

Pustaka

Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Edelson-Mammel &
Buchanan 2004
Breeuwer et al. 2003

n.t.=tidak diuji

Penelitian Ardelino (2011) terhadap isolat lokal Cronobacter spp. asal susu
formula dan makanan bayi di Indonesia menunjukkan nilai D untuk isolat-isolat

16

YR t2a, YR c3a, dan E9 pada suhu 54 C, berturut-turut adalah 7.75±0.08,
9.13±1.23, dan 7.50±0,28 menit. Isolat YR t2a dan YR c3a asal formula bayi
memiliki nilai D54

C

yang lebih besar dibandingkan dengan isolat E9 asal

makanan bayi (Ardelino 2011).
Nilai D pada suhu 58 C untuk isolat lokal Cronobacter spp. berkisar antara
1.34-1.39 menit. Nilai D58

C

terbesar ditemukan pada isolat asal makanan bayi E9

yaitu sebesar 1.39 menit sementara nilai D58
t2a sebesar 1.34±0.03 menit. Nilai D58
menit. Nilai D58

C

C

C

terkecil ditemukan pada isolat YR

untuk isolat YR c3a adalah 1.38±0.03

untuk isolat asal susu formula atau makanan bayi tidak jauh

berbeda (Ardelino 2011).
Nilai Z untuk isolat ATCC 51329 bernilai 5.65±0.23 C, isolat YR t2a
benilai 6.08±0.08 C, isolat YR c3a bernilai 5.80±0.43 C, dan isolat E9 bernilai
5.54±0.02 C. Isolat ATCC 51329 memiliki nilai D60

C

sebesar 0.82 menit dengan

nilai Z sebesar 5.65±0.23 C. Untuk menurunkan nilai D hingga 0.082 menit
diperlukan kenaikan suhu sebesar 5.65 C. Hal ini berarti nilai D sebesar 0.082
menit dapat tercapai pada suhu 65,65 C (Ardelino 2011).

Faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Panas
Sejumlah faktor mempengaruhi ketahanan panas dari mikroba yaitu,
aktivitas air (aw), pH, dan komposisi pangan (Holdsworth et al. 2004). Selain itu
perbedaan galur mikroba, kondisi fisiologi dari mikroba, suhu inkubasi,
menstruum

pemanas,

metode

yang

digunakan,

dan

metodologi

dalam

menyembuhkan mikroba (Kim & Park 2007).
Aktivitas air (aw) yang tinggi pada produk pangan biasanya tidak
mempengaruhi ketahanan panas mikroba akan tetapi produk bubuk kering atau
produk yang berlemak menyebabkan ketahanan panas mikroba menjadi lebih
tinggi. Hal yang sama pada pemanasan langsung dengan uap, uap panas kering
kurang efektif untuk inaktivasi mikroba (Holdsworth et al. 2004).
Inaktivasi mikroba dipengaruhi oleh pH. Secara umum untuk produk asam
(pH4,5 misalnya,
pada sayuran, ikan, dan produk daging, proses harus terrencana untuk
menonaktifkan spora Clostridium botulinum (Holdsworth 2004).
Berbagai menstruum yang digunakan dalam pengujian ketahanan panas
Cronobacter spp. diantaranya susu formula, susu skim, makanan bayi, larutan
garam, tryptic soy broth (TSB), dan bufer fosfat. Menstruum susu formula, susu
skim, atau makanan bayi memiliki efek proteksi mikroba terhadap panas karena
adanya kandungan lemak, protein, karbohidrat, konsentrasi gula, dan jumlah
padatan sehingga meningkatkan ketahanan panas.
Fase pertumbuhan mikroba berpengaruh terhadap ketahanan panas mikroba
pada

proses

pemanasan.

Fase

pertumbuhan

mikroba

diantaranya

fase

eksponensial, pada fase ini sel mikroba paling sensitif terhadap kondisi
lingkungan seperti kekeringan, panas, dingin, dan bahan kimia. Fase stasioner
menyebabkan sel lebih tahan terhadap kondisi lingkungan (Breeuwer et al. 2003).
Selain itu jumlah isolat yang diinokulasikan berpengaruh terhadap ketahanan
panas. Beberapa peneliti menggunakan jumlah inokulum Cronobacter spp. yang
berbeda. Kim dan Park (2007) menggunakan jumlah inokulum 106 CFU/mL,
Breeuwer et al. (2003) menggunakan jumlah inokulum 107 CFU/mL, Ardelino
(2011) dengan jumlah isolat 108 CFU/mL sedangkan Nazarowec-White dan
Farber (1997b) dengan jumlah isolat 109 CFU/mL.
Metode yang digunakan untuk pengujian ketahanan panas berbeda-beda
diantaranya menggunakan metode tabung kaca disegel (Tabung TDT), tabung
kapiler, kaleng TDT, dan submerged coil. Metode tabung TDT dengan cara
suspensi mikroba diinjeksikan kedalam tabung kaca Pyrex (diameter luar 7-9 mm)
kemudian dipanaskan dalam water bath, oil bath atau sistem biological indicatorevaluation resistometer (BIER) (Pflug & Gound 2000).
Metode tabung kapiler mirip dengan metode tabung kaca disegel akan tetapi
diameter tabung kapiler lebih kecil oleh sebab itu pemanasan dan pendinginan
akan berlangsung lebih cepat. Tabung kapiler memiliki diameter luar berukuran
1.7-1.9 mm dan diameter dalam berukuran 1.0-1.3 mm. Volume sampel yang
diinjeksikan sekitar 0.05 mL (Pflug & Gound 2000).

18

Metode kaleng TDT mempunyai diameter berukuran 2.5 inci (63.3 mm) dan
tinggi 0.375 inci (9.52 mm). Metode ini digunakan untuk produk padat atau
produk suspensi cairan (Pflug & Gound 2000; Kusnandar et al. 2006). Metode
submerged coil, dengan cara suspensi mikroba diinjeksikan secara cepat sebelum
pemanasan, kumparan logam dengan diameter kecil kemudian dicelupkan hingga
mencapai prakesetimbangan saat dipanaskan dalam water bath sehingga waktu
pemanasan terjadi secara cepat. Jarum suntik o