Pengaruh Aktifitas Air pada Pertumbuhan Mikroorganisme Metodologi Proses Pengsterilan Media dan Alat

2.4 Mikrobiologi Pangan

Dalam bidang pangan banyak bakteri yang mempunyai peranan. Baik peranan positif memberikan keuntungan atau peranan negative menimbulkan kerugian. Beberapa khamir yeast yang berguna dalam bidang pangan adalah Endimycopsis, Saccharomyces, Hansenula, dan Candida yang berperan dalam pembuatan tape dan brem serta bir. Saccharomyces sering digunakan dalam produksi alcohol, anggur, brem, gliserol, dan enzim invertase. Dalam industri alcohol dan anggur digunakan khamir yang disebut khamir permukaan top yeast yaitu khamir yang bersifat fermentative kuat dan tumbuh dengan cepat pada suhu 20 C . Khamir permukaan tumbuh secara menggerombol dan melepaskan karbon dioksida dengan cepat, mengakibatkan sel terapung pada permukaan. Sebaliknya kelompok khamir lainnya yang disebut kamir dasar bottom yeast tidak hidup bergerombol, pertumbuhannya lebih lambat, dan mempunyai suhu optimum fermentasi pada suhu yang lebih rendah yaitu 10-15 C.

2.5 Pengaruh Aktifitas Air pada Pertumbuhan Mikroorganisme

Kemampuan mikroorganisme untuk tumbuh dab tetap hidup merupakan salah satu factor yang perlu diperhatikan, agar diperoleh bahan pangan yang bergizi dan aman bagi kesehatan. Beberapa factor yang ikut berperan serta dalam pertumbuhan mikroorganisme meliputi suplai gizi, waktu, suhu, air, pH, tersedianya oksigen, dan aktifitas air. Di dalam kehidupannya semua mikroorganisme membutuhkan air. Hubungan antara air dan mikroorganisme telah dipelajari oleh beberapa pakar. Masing- Universitas Sumatera Utara masing jenis mikroorganisme membutuhkan jumlah air yang berbeda untuk pertumbuhannya. Pda nilai A w tinggi 0,91 bakteri umumnya tumbuh dan berkembang biak, khamir ragi dapat tumbuh dan berkembang biak pada nilai A w 0,80 – 0,87.

2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba dalam Bahan Pangan

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroba dalam bahan pangan dapat bersifat fisik, kimia, biologis. Faktor-faktor tersebut meliputi :

2.6.1 Faktor Intrinsik, merupakan sifat-sifat fisik, kimia, dan struktur yang

dimiliki oleh bahan pangan itu sendiri, berupa : 1. Kandungan nutrisi Fungsi utama nutrisi adalah sebagai sumber energi, bahan pembentuk sel, dan aseptor electron di dalam aksi yang menghasilkan energi. Nutrisi yang diperlukan oleh mikroba meliputi air, sumber energi, sumber karbon, sumber nitrogen, sumber aseptor electron, sumber mineral, dan factor tumbuh. 2. Nilai pH Hampir semua mikroba tumbuh pada tingkat pH yang berbeda. Sebagian besar bakteri tumbuh pada pH dibawah 5,0 dan diatas 8,0 bakteri tidak dapat tumbuh dengan baik. Sebaliknya, khamir menyukai pH 4,0-5,0 dan dapat tumbuh pada kisaran pH 2,5 - 8,5. Oleh karena itu khamir dapat tumbuh pada pH rendah dimana pertumbuhan bakteri terhambat. Untuk pertumbuhan kapang memerlukan Universitas Sumatera Utara pH optimum antara 5,0 - 7,0 tetapi seperti halnya khamir, kapang masih dapat hidup kisaran pH yang luas, yaitu antara pH 3,0 - 8,5. 3.Aktivitas Air aw Pertumbuhan dan metabolisme mikroba memerlukan air dalam bentuk yang tersedia. Air yang dimaksudkan adalah air bebas atau air yag tidak terikat dalam bentuk ikatan dengan komonen-komponen penyusun bahan pangan lain. Oleh karena itu, besarnya kadar air suatu bahan pangan bukan merupakan parameter yang tepat untuk menggambarkan aktivits mikroba pada bahan pangan. Aktiviitas kimia air atau sering diistilahkan aktivitas air water activity = aw merupakan parameter yang lebih tepat untuk mengukur aktivitas mikroba pada bahan pangan.

2.6.2. Faktor Ekstrinsik, factor-faktor ekstrinsik yang berpengaruh terhadap

kehidupan mikroba, antara lain suhu, kelembaban, dan susunan gas di atmosfir. 1. Suhu Suhu merupakan factor fisika yang sangat peting pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan kegiatan mikroba. Suhu dapat mempengaruhi lamanya fase lag, kecepatan pertumbuhan, konsentrasi sel, kebutuhan nutrisi, kegiatan enzimatis, dan komposisi sel. Berdasarkan kisaran pertumbuhannya, mikroba dapat dikelompokkan menjadi empat, yaitu thermofil, mesofil, psikhrofil, dan psikhotrof. Semua mikroba pathogen dan sebagian besar mikroba penyebab kerusakan pangan tergolong dalam kelompok mikroba mesofil. 2. Kelembaban Udara Relatif Kelembaban udara relative berhubungan dengan aktifitas air aw. Pangan yang mempunyai nilai aw rendah apabila ditempatkan pada lingkungan yang Universitas Sumatera Utara mempunyai kelembaban udara relative tinggi akan mudah menyerap air. Semakin banyak air yang diserap akan meningkatkan nilai aw sehingga pangan tersebut mudah dirusak oleh bakteri. 3.Susunan Gas di Atmosfir Berdasarkan kebutuhan oksigen sebagai aseptor electron, mikroba dapat dibedakan menjadi 2 golongan, yaitu mikroba aerob dan mikroba anaerob. Mikroba aerob adalah mikroba yang dapat menggunakan oksigen sebagai sumber aseptor electron terakhir dalam proses bioenerginya. Sebaliknya, mikroba anaerob adalah mikroba yang tidak dapat menggunakan oksigen sebagai sumber aseptor electron dalam proses bioenerginya.

2.6.3. Faktor Implisit, faktor-faktor implicit yang berpengaruh terhadap

pertumbuhan mikroba adalah sinergisme dan antagonisme 1. Sinergisme Sinergisme adalah kemampuan dua atau lebih organisme untuk melakukan perubahan biasanya peruubahan kimia, dimana tanpa adanya kerja sama diantaranya, masing-masing organisme itu tidak dapat melakukannya sendiri. Faktor-faktor yang berkaitan dengan sinergisme adalah nutrisi, perubahan nilai ph, perubahan potensial redoks, perubahan aktivitas air aw, penghilang zat anti mikroba, dan kerusakan struktur biologis. 2. Antagonisme Kematian atau terhambatnya pertumbuhan suatu organisme yang disebabkan oleh organisme pertama disebut antagonisme. Faktor-faktor yang mempengaruhi Universitas Sumatera Utara antagonisme antara lain, penggunaan nutrisi, perubahan nilai pH, perubahan potensial redoks, pembentukan zat – zat anti mikroba dan bakteriofag.

2.6.4. Faktor Pengolahan

Mikroba spesifik yang terdapat di dalam bahan – bahan pangan dapat dikurangi jumlahnya oleh berbagai jenis metode pengolahan atau oengawetan pangan. Jenis- jenis pengolahanpengawetan pangan yang berpengaruh terhadap kehidupan mikroba antara lain suhu tinggi, suhu rendah, penambahan bahan pengawet, dan irradiasi.Nurwantoro, 1997

2.7 Zat Kimia yang Berfungsi Sebagai Antagonis Mikroba

Zat kimia yang berfungsi sebagai antagonis mikroba, yang berguna dalam pengawetan makanan ialah yang bersifat anorganik dan sifatnya organik.

2.7.1. Agensia Anorganik

a. Belerang dioksida Belerang dioksida telah digunakan dalam pengawetan pangan selama berabad- abad dan sekarang masih dipergunakan secara luas di seluruh dunia, terutama dalam perlakuan bahan pangan yang berasal dari tanaman. Oleh karena lebih efektif terhadap jamur daripada khamir, maka belerang dioksida banyak digunakan dalam industri fermentasi seperti halnya dalam pembuatan anggur. Belerang dioksida lebih toksik terhadap jamur dan bakteri daripada terhadap khamir. Universitas Sumatera Utara b. Hidrogen Peroksida Bakteri pembusuk spora anaerob dapat dimatikan hydrogen peroksida. Sterilisasi permukaan berbagai komoditi dapat dilaksanakan dengan senyawa ini. Disamping itu hydrogen peroksida mempunyai kegunaan yang lebih luas dalam mengendalikan infeksi permukaan kulit pada manusia. c. Klor Klor adalah desinfektan kimia yang digunakan secara luas, terutama digunakan dalam klorinasi air untuk minum dan tujuan pengolahan. Paling efektif bekerja pada pH yang rendah. d. Karbondioksida Karbondioksida diketahui memiliki si fat-sifat mengawetkan pada tekanan tinggi daripada yang dijumpai dalam udara atmosfer. Selain digunakan dalam minuman yang berkarbondioksida, juga digunakan pada bahan pangan olahan sebagian, seperti misalnya pada biscuit yang tidak dipanggang. Sebagai zat pengawet utama adalah kenaikan gas karbondioksida yang berkembang dalam kemasan selama penyimpanan. Karbondioksida sekarang digunakan dalam pengendalian pemasakan dan kualitas penyimpanan buah-buahan segar.

2.7.2. Agensia Organik

a. Asam Benzoat Asam benzoate dan derivat –derivatnya adalah suatu kelompok zat pengawet kimia yang sudah digunakan secara luas. Walaupun garam natrium dan ammonium benzoate bisa digunakan, akan tetapi molekul – molekul asam Universitas Sumatera Utara benzoat itu sendiri yang mempunyai sifat yang mematikan. Molekul-molekul yang tidak mengalami disosiasi diduga merupakan komponen yang aktif. b. Asam – asam Lemak Asam lemak yang mengandung 1 sampai 14 atom karbon adalah penghambat jamur yang efektif. Dengan adanya ikatan rangkap meningkatkan pengaruh mengawetkannya, dengan adanya rantai cabang menurunkan pengaruh mengawetkannya. c. Asam Sorbat Gooding telah menemukan bahwa golongan umum dari asam lemak rantai panjang yang tidak jenuh efektif sebagai agensia fingistatis menghambat pertumbuhan jamur, terutama asam sorbet yang sangat bermanfaat dalam pengendalian pertumbuhan jamur. d. Asam Dehidroasetat Agensia mikroba yang telah memberi banyak harapan adalah asam dehidroasetat. Daya pengawetannya tidak banyak dipengaruhi oleh pH. Pengawet ini telah digunakan pada banyak bahan pangan yang mudah rusak, pada kadar yang rendah tidak menimbulkan cita rasa yang tidak dikehendaki dan juga efektif. Desrosier, 2001

2.8 Analisa Mikrobiologi

Koliform merupakan suatu grup bakteri yang digunakan sebagai indicator adanya folusi kotoran dan kondisi sanitasi tidak baik terhadap air. Adanya bakteri koliform di dalam makanan atau minuman menunjukkan kemungkinan adanya Universitas Sumatera Utara mikroorganisme yang bersifat enterofatogenik dan toksigenik yang berbahaya bagi kesehatan. Bakteri koliform dapat dibedakan atas dua grup yaitu 1 koliform fekal, misalnya eschercia coli e.coli dan 2 koliform nonfekal misalnya enterobakteraerogenes. E.coli merupakan bakteri yang berasal dari kotoran hewan maupun manusia, sedangkan enterobactera erogenes biasanya ditemukan pada kotoran hewan maupun tanam – tanaman yang telah mati. Untuk mengetahui jumlah koliform di dalam contoh biasanya digunakan metode MPN Most Probeble Number dengan cara fermentasi tabung ganda. Metode ini lebih baik bila dibandingkan dengan hitungan cawan karena lebih sensitive dan dapat mendeteksi koliform dan jumlah yang sangat rendah di dalam contoh. Metode lain yang dapat digunakan adalah metode Milipore Membran Filter, filter yang dapat mendeteksi dan menghitung koliform dalam jumlah kecil di dalam contoh.

2.8.1 Mikroba Metode Membran Filter

Sebanyak 25 – 100 ml contoh disaringmelalui membran filter steril dengan pori- pori 0,22-0,45 mikron dan diameter sekitar 5 cm. Kemudian membrane filter tersebut diletakkan di atas agar cawan, dan inkubasi pada suhu 35 C atau 37 C selama 18-24 jam. Jumlah koliform tifikal baik fekal maupun non fekal dihitung dan dinyatakan dalam jumlah kuliform per 100 ml contoh. Endo agar dapat digunakan untuk Universitas Sumatera Utara membedakan koloni bakteri yang memfermentasi laktosa dengan yang tidak mempermentasi laktosa karena medium ini mengandung 1 laktosa sebagai satu- satunya sumber karbohidrat. Koloni yang mempermentasi laktosa, termasuk kiloform, membentuk bagian merah pada bagian atas koloni dan sekelilingnya. Bakteri yang tidak mempermentasi laktosa, misalnya salmonella dan shigella, akan membentuk koloni yang tidak berwarna baik pada agar. Metode membran filter ini mempunyai kebaikan, antara lain : 1. Dapat digunakan untuk mengetahui jumlah mikroorganisme di dalam sample yang sedikit 2. Penyebaran bakteri dibatasi sesempit mngkin dan pada suatu waktu dapat digunakan untuk campuran bakteri sampai 500 jenis. 3. Setiap waktu dapat dilakukan pemisahan organisme dari bahan media 4. Memberikan perhitungan yang langsung dari penentuan jumlah 5. lebih cepat dan baik di dalam membrdakan jenis-jenis bakteri 6. Memberikan catatan hasil yang permanent di dalam cawan petri yang diawetkan. Kelemahan system ini antara lain ialah membran yang sudah dipakai tidak dapat digunakan untuk menyaring air yang mengandung lumpur atau sediment karena dapat menyumbat penyaring.

2.8.2. Metode Hitung Cawan

Yang dimasksud dengan Total Count adalah perhitungan jumlah tidak berdasarkan jenis, tetapi secara kasar terhadap golongan atau kelompok besar Universitas Sumatera Utara mikroorganisme umum seperti bakteri, fungi, mikro algae ataupun terhadap kelompok bakteri tertentu. Jumlah koliform di dalam contoh dapat dihitung dengan metode hitungan cawan menggunakan agar VRB Violet Red Bile atau agar DL Dexoycholate Lactose. Inkubasi cawan yang mengandung agar VBR atau agar DL harus dilakukan pada suhu 35 C atau 37 C selama 24 jam. Farsianz, 1993 Universitas Sumatera Utara BAB 3 METODOLOGI

3.1. Metodologi

Metodologi yang digunakan untuk mendapatkan data adalah dengan cara: 1. Pengambilan data di lapangan Pembacaan data yang telah tersedia pada date code botol minuman sprite, dan pemeriksaan kelarutan gas CO 2 yang terlarut dalam minuman sprite oleh alat injector pressure gauge. 2. Pengambilan data di laboratorium Pemeriksaan jumlah mikroorganisme dengan analisa mikrobiologi. 3. Mempelajari teori ilmiah yang berkaitan dengan proses karbonasi dan mikrobiologi. 3.2. Alat dan Bahan 3.2.1. Alat ־ Injektor pressure gauge ־ Termometer ־ Pertisidish diameter 50 mm ־ Pinset ־ Laminator air flow ־ Alat penyaring sample ־ Sendok sample 10 ml Universitas Sumatera Utara ־ Pompa vacuum ־ Inkubator ־ Autoclav ־ Lampu UV

3.2.2. Bahan

־ Sprite 295 ml ־ Media Yeast Mold ־ Spons Media diameter 50 mm ־ Kertas filter ־ Alkohol 70 ־ Larutan blanko air steril

3.3. Prosedur Kerja

Untuk mendapatkan data yang tepat dan akurat, penulis melakukan pengambilan sample pada saat start-up produksi, atau permukaan dari produk yang akan baru saja diproduksi pada saat kondisi operasi dalam keadaan kontinyu artinya tidak ada lagi gangguan operasi yang dapat menghentikan proses yang sedang berjalan. Tahapan kerjanya adalah : 3.3.1 Penentuan Gas volume pada minuman sprite 1 Botol sample produk diambil dari lapangan 6 botol. 2 Kemudian botol sample didiamkan selama ± 24 jam, agar didapat kondisi temperatur kamar. Universitas Sumatera Utara 3 Setelah didiamkan selama ± 24 jam lalu ambil 1 botol sample produk, kemudian tempelkan permukaan botol tepat ke alat injector pressure gauge lalu dikunci dengan menekan handle pada alat injector pressure gauge. 4 Tekan tombol On pada alat injektor pressure gauge untuk menghidupkan alat tersebut, secara otomatis selama 1 menit maka alat tersebut akan berhenti dengan sendirinya. 5 Baca jarum penunjuk pada alat injektor pressure gauge dan catat sebagai tekanan hasil karbonasi di dalam botol yang ditunjukkan oleh jarum tersebut. 6 Buang gas CO 2 yang terperangkap di dalam alat injektor pressure gauge dengan cara membuka katup snip untuk mengeluarkan gas CO 2 yang terperangkap, lalu ditutup kembali. 7 Setelah pengeluaran gas CO 2 selesai, buka tutup botol dan dengan segera masukkan thermometer ke dalam botol tersebut dan catat sebagai temperature minuman di dalam botol. 8 Untuk mengetahui besarnya kelarutan gas karbondioksida yang terlarut didalam minuman sprite, digunakan table kelarutan gas karbondioksida yang bersumber dari PT.CCBI. 9 Dengan cara membaca tekanan karbonasi di dalam botol versus temperature minuman pada table lampiran A, di dalam botol maka dapat diketahui besarnya kelarutan gas karbondioksida yang terlarut di dalam minuman sprite. Universitas Sumatera Utara

3.3.2 Pengambilan data pada pemeriksaan jumlah mikroorganisme dengan metode mikrobiologi

a. Proses Pengsterilan Media dan Alat

1 Siapkan semua media dan alat yang akan disterilisasikan dalam autoklav, misalnya : • Media • Botol Sampel • Peprisish,dll. 2 Isi autoklav dengan air hingga garis tanda pada seeglass. 3 Masukkan semua media dan alat yang akan di sterilisasi. 4 Tutup cover autoklav hingga benar – benar rapat. 5 Buka valve no 1 di bawah dan valve no 2 di atas . 6 Pastikan setting temperature pada 121 C dan ON-kan posisi Aus. 7 Biarkan hingga temperature 90 C, lalu tutup valve no 2. 8 Biarkan hingga tekanan mencapai 1,2 bar lalu off-kan posisi Eis. 9 Biarkan hingga tekanan kembali Nol dan tutup valve no 1.

b. Cara Pembuatan Larutan Media