4
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. ASAM ORGANIK
Asam organik adalah asam yang secara alami dihasilkan oleh tumbuh- tumbuhan dan makhluk hidup. Sifat antimikroba asam organik disebabkan
kemampuan asam-asam yang tidak terdisosiasi meracuni mikroba dan pengaruhnya terhadap pH. Beberapa asam organik yang sering digunakan
untuk makanan yaitu asam sitrat, asam laktat, asam askorbat, asam propionat, asam fumarat, asam tartarat, dan asam asetat. Kisaran pH
menentukan jenis mikroorganisme yang tumbuh pada suatu lingkungan, sehingga pengaturan pH akan mempengaruhi pertumbuhan dari
mikroorganisme. Nilai pH menyeleksi mikroorganisme yang tumbuh dominan pada suatu produk pangan, karena setiap mikroorganisme memiliki
toleransi yang berbeda-beda terhadap nilai pH, misalnya kapang yang masih dapat tumbuh pada pH 4.0 Doores, 1993, sedangkan bakteri tumbuh pada
pH mendekati netral yaitu pH 6.5-7.5 Davidson et al., 2005. Penurunan pH dilakukan dengan penambahan asidulan atau dengan
fermentasi alami. Pengasaman atau penambahan asidulan cenderung bersifat mikrostatik atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme daripada bersifat
mikrosidal atau membunuh mikroorganisme. Pemberian asam organik diharapkan dapat memperpanjang umur simpan dan mencegah kerusakan
bahan pangan tersebut Ray dan Sandine, 1992. Pemilihan dan penggunaan asam organik perlu mempertimbangkan
banyak faktor. Beberapa faktor pertimbangan dalam pemilihan asam organik yang tepat adalah sifat kimiawi dan antimikroba senyawa; sifat dan komposisi
produk; sistem pengawetan lain yang digunakan selain asam organik; tipe, karakteristik dan jumlah mikroba di dalam produk; aspek legalitas dan
keamanan antimikroba; aspek ekonomi penggunaannya dan jaminan bahwa antimikroba tersebut tidak merusak kualitas produk.
Efektivitas penggunaan suatu senyawa antimikroba di dalam bahan pangan juga tergantung pada kondisi produk pangan seperti pH keasaman,
polaritas, komposisi nutrisi di dalam bahan pangan, juga tergantung pada
5 faktor lainnya seperti suhu, metode pengawetan, proses pengolahan,
pengemasan, dan penanganan pasca pengolahan. Pemilihan jenis asam organik yang digunakan sebagai pengawet bahan
makanan didasarkan atas kelarutannya, rasa asam yang ditimbulkan pada bahan pangan dan toksisitasnya yang rendah. Asam organik kebanyakan
mudah larut dalam air, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1. Menurut FAOWHO ICMSF, 1980, sampai saat ini asam organik merupakan bahan
pengawet makanan yang dianggap aman.
Tabel 1
. Solubilitas asam organik sebagai bahan pengawet makanan ICMSF, 1980
Asam organik
pKa Solubilitas
a
g100g AD
b
mgkg berat badan
Konsentrasi maksimum yang
digunakan mgkg
Asam asetat 4.75
Mudah larut Tidak terbatas
Tidak terbatas Asam sitrat
3.1 Mudah larut
Tidak terbatas Tidak terbatas
Asam laktat 3.1
Mudah larut Tidak Terbatas
Tidak Terbatas Asam sorbat
4.8 0.16 20
o
C 25 1-2000
Keterangan :
a
Solubilitas dalam air
b
Jumlah yang dapat dimakan per hari FAOWHO, 1979 Asam organik telah sering digunakan sebagai pengawet untuk makanan,
karena selain memiliki aktivitas antimikroba, asam organik tersebut aman untuk dikonsumsi karena bersifat food grade. Penggunaan beberapa jenis
asam organik pada makanan sebagai bahan pengawet memiliki batas maksimal penggunaan. Batas maksimal penggunaan beberapa asam organik
dapat dilihat pada Tabel 2.
6
Tabel 2 . Jumlah batasan maksimal asam organik yang dapat dikonsumsi per
hari oleh manusia
No Asam Organik
Batasan mgkg berat badan
1 Asam asetat
Tidak terbatas
2 Sodium diasetat
0-15 3 Asam
fumarat 0-6
4 Asam laktat
Tidak terbatas
5 Asam propionat
Tidak terbatas
6 Asam tartarat
0-30 Sumber : Doores 1993
Keberhasilan penghambatan pertumbuhan mikroorganisme sangat dipengaruhi oleh jenis mikroorganisme, jenis dan konsentrasi asidulan, waktu
kontak, kapasitas buffer pada makanan, dan kondisi lain pada makanan yang mampu meningkatkan penghambatan pertumbuhan mikroorganisme tersebut
Doores, 1993. Konsentrasi hambatan asam organik terhadap pertumbuhan mikroorganisme dapat dilihat pada Tabel 3.
Aktivitas antimikroba asam organik ditentukan oleh besarnya persentase molekul asam yang tidak terurai undissociated, yang ditetapkan
dengan nilai pKa. Nilai pKa adalah nilai pH saat 50 total asam merupakan bentuk yang tidak terurai. Masing-masing jenis asam organik memiliki nilai
pKa yang berbeda-beda yang dapat dilihat pada Tabel 1 ICMSF, 1980. Nilai
pKa akan menentukan kisaran pH efektif dari asam organik untuk dapat bersifat mikrostatis.
Bahan makanan yang memiliki pH rendah, maka banyaknya persentase molekul asam organik yang tidak terurai meningkat, sehingga kemampuan
sebagai antimikroba juga akan meningkat. Kemampuan asam sebagai anti mikroorganisme didasarkan atas dua hal yaitu pengaruhnya terhadap pH
lingkungan dan kemampuan asam-asam yang tidak terdisosiasi untuk meracuni mikroba Buckle et al., 1987.
Proses penghambatan dari asam tidak terdisosiasi yang merupakan asam organik adalah dengan berpenetrasi ke dalam membran sel dengan
7 mudah karena sifat lipofilik dari rantai karbon pada asam organik. Di dalam
sel, asam organik akan terdisosiasi karena pH di sitoplasma yang netral, disosiasi asam organik menurunkan pH di sitoplasma. Sel harus
mempertahankan netralitas pH di dalam sitoplasma agar tidak terjadi perubahan bentuk dari protein, enzim, asam nukleat dan fosfolipid. Proton
yang dihasilkan dari disosiasi asam organik harus dikeluarkan dari dalam sel, proses pengeluaran proton dari sitoplasma sel menggunakan ATP sebagai
sumber energi karena melawan gradien konsentrasi, sehingga pada akhirnya sel akan kehabisan energi ATP dan tidak dapat tumbuh Davidson et al.,
2005. S. aureus
adalah bakteri yang paling sensitif terhadap asam asetat, diikuti oleh asam sitrat, asam laktat, asam malat, asam tartarat, dan asam
hidroklorat Nunheimer dan Fabian 1940 di dalam Davidson et al., 2005. Anderson dan Marshall 1989 di dalam Davidson et al., 2005 menunjukkan
penggunaan asam asetat konsentrasi 3 dapat mengurangi jumlah bakteri pada daging sebesar 99.6.
Tabel 3 . Konsentrasi asam organik untuk menghambat mikroorganisme
Asam organik
Asam tidak terdisosiasi yang diperlukan untuk menghambat
Bakteri Gram positif
Bakteri Gram negatif
Ragi Kapang Asam asetat
0.1 0.05
0.5 0.1
Asam propionat
0.1 0.05 0.2 0.05 Asam laktat
0.03 0.01
0.01 0.01
Sumber : Ray dan Sandine 1992 Asam asetat merupakan cairan yang jernih, tidak berwarna, dan
memiliki bau asam yang menusuk. Asam asetat dapat larut dalam air, alkohol, lemak, dan gliserol. Selain itu asam jenis ini juga dikenal sebagai pelarut
yang baik untuk bahan organik Marshall et al., 2000. Asam asetat selain digunakan sebagai sanitaiser, juga dapat digunakan pada makanan sebagai
penegas rasa, penegas warna, bahan pengawet, penyelubung after taste yang tidak disukai, dan sebagai bahan pengembang Winarno, 1997. Sifat dari
asam asetat dapat dilihat pada Tabel 4.
8
Tabel 4. Sifat fisik Asam Asetat
No Sifat Fisik
Karakteristik 1
Rumus Kimia CH
3
COOH 2
Berat Molekul 60.03
3 Aspek Fisik
Cairan tidak berwarna 4
Titik Didih 119
o
C 5
Titik Beku 16.6
o
C 6
Konstanta Ionisasi 1.75 x 10
-5
7 Bau
Menyengat 8
Rasa Asam
9 Kelarutan
Larut dalam air, alkohol, gliserin 10 Commercial grades
Larutan aqueous 99.5 dan 36 11 Densitas larutan 99.5 1045 gl
12 Densitas larutan 36 376 gl
13 pH larutan 1 2.78
Sumber : Furia 1972 Asam asetat termasuk ke dalam gugus asam karboksilat. Asam
karboksilat berwujud cairan tidak berwarna dengan bau tajam atau tidak enak Hart, 2003. Asam karboksilat tergolong polar dan larut air disebabkan
gugus hidrogen pada molekul asam yang berbobot molekul rendah seperti asam asetat. Asam asetat yang memiliki pH rendah dapat menghambat
pertumbuhan mikroba yang sebagian besar tidak tahan terhadap pH rendah. Asam asetat memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihan
asam asetat sebagai sanitaiser antara lain : 1 termasuk kelompok GRAS Generally Recognize As Safe sehingga aman digunakan pada makanan; 2
harganya relatif murah; 3 memiliki toksisitas yang rendah Marshall et al., 2000. Kekurangan asam asetat adalah bau dan rasanya yang asam, sehingga
sebelum digunakan asam asetat ini biasanya diencerkan terlebih dahulu. Sifat hidrofilik yang dimiliki asam asetat juga mendukung proses pengawetan,
karena fase air merupakan tempat mikroorganisme tumbuh.
B. REMPAH