Pembentukan histamin selama autolisis Aktivitas bakteri

perombakan histidin menjadi histamin adalah faktor waktu, temperatur, jenis dan banyaknya mikroflora bakteri yang terdapat dalam tubuh ikan Sims et al. 1992. Satuan kadar histamin dalam daging ikan dapat dinyatakan dalam mg100 g; mg atau ppm mg1000 g. Kandungan histidin bebas pada jaringan ikan tuna lebih tinggi dibandingkan dengan spesies ikan lainnya sehingga meningkatkan potensi peningkatan kadar histamin, khususnya untuk penyimpanan dan penanganan yang salah Ababouch et al. 1985 dalam Keer et al. 2002. Reaksi perubahan histidin menjadi histamin dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5. Reaksi perubahan histidin menjadi histamin McLauchlin et al. 2005 Proses dekarboksilasi histidin menjadi histamin dapat terjadi melalui dua cara yaitu autolisis dan aktivitas bakteri.

2.6.1.1 Pembentukan histamin selama autolisis

Pembentukan histamin dalam tubuh ikan dapat terjadi akibat adanya enzim yang terdapat secara alami dalam jaringan ikan, pembentukan berlangsung selama proses autolisis. Jumlah histamin yang dihasilkan melalui aktivitas enzim selama proses autolisis sangat rendah bila dibandingkan dengan histamin yang dihasilkan oleh aktivitas bakteri selama proses pembusukan berlangsung. Pada kondisi optimum jumlah maksimum histamin yang dapat diproduksi melalui proses autolisis tidak dapat melebihi 10-15 mg100 gram daging ikan. Pembentukan histamin berbeda untuk setiap spesies ikan, hal ini tergantung pada kandungan histidin, tipe, dan banyaknya bakteri yang menunjang pertumbuhan dan reaksi mikroba serta dipengaruhi oleh temperatur dan pH lingkungan Kimata 1961.

2.6.1.2 Aktivitas bakteri

Setelah ikan mati, sistem pertahanan tubuhnya tidak bisa lagi melindungi dari serangan bakteri, dan bakteri pembentuk histamin mulai tumbuh dan memproduksi enzim dekarboksilase yang akan menyerang histidin dan asam amino bebas lainnya pada daging ikan. Enzim ini mengubah histidin dan asam amino bebas lainnya menjadi histamin yang mempunyai karakter lebih bersifat alkali. Histamin umumya dibentuk pada temperatur tinggi 20 o C. Pendinginan dan pembekuan yang cepat, segera setelah ikan mati merupakan tindakan yang sangat penting dalam strategi mencegah pembentukan scombrotoxin histamin. Histamin tidak akan terbentuk bila ikan selalu disimpan dibawah suhu 5 o C. Pembekuan yang terlalu lama 24 minggu diduga akan menginaktifkan bakteri pembentuk enzim dekarboksilase dan diduga pula dapat mengurangi pembentukan histamin. Penelitian lebih lanjut menyebutkan bahwa kenaikan pembentukan histamin dapat terus berjalan walaupun dalam keadaan penyimpanan beku Taylor dan Alasalvar 2002. Selama proses kemunduran mutu, bakteri memproduksi enzim dekarboksilase yang akan mengubah histidin bebas dan asam amino lain pada daging ikan menjadi histamin dan amin biogenik lain seperti putresin dari ornitin, kadaverin dari lisin, dan spermidin dan spermin dari arginin Eitenmiller dan De Souza 1984 dalam Lehane dan Olley 2000. Bakteri pembentuk histamin secara alami terdapat pada otot, insang, dan isi perut ikan. Kemungkinan besar insang dan isi perut merupakan sumber bakteri ini karena jaringan otot ikan segar biasanya bebas dari mikroorganisme Omura et al. 1978. Bakteri ini akan menyebar ke seluruh bagian tubuh selama proses penanganan. Penyebaran bakteri biasanya terjadi pada saat proses pembuangan insang gilling dan penyiangan gutting Sumner et al. 2004. Banyak penelitian menyebutkan bahwa bakteri pembentuk histamin adalah bakteri mesofilik, tetapi bakteri pembentuk histamin dapat tumbuh pada daging ikan sardine pada temperatur 5 o C Ababouch et al. 1991 dalam Shahidi dan Botta 1994. Berbagai jenis bakteri yang mampu menghasilkan enzim histidin dekarboksilase HDC termasuk famili Enterobacteriaceae dan Bacillaceae Staruszkiewicz 2002 dalam Allen 2004. Umumnya spesies Bacillus, Citrobacter, Clostridium, Escherichia, Klebsiella, Lactobacillus, Pediococcus, Photobacterium, Proteus, Pseudomonas, Salmonella, Shigella, dan Streptococcus menunjukkan aktivitas dekarbokasilase asam amino Kanki et al. 2002 dalam Allen 2004. Hasil penelitian Behling dan Taylor 1982 menunjukkan Proteus morganii, Klebsiella pneumoniae dan Enterobacter aerogenes merupakan bakteri yang mampu menghasilkan histamin dalam jumlah besar yaitu 100 mg100 ml setelah diinkubasi menggunakan TFIB Tuna Fish Infusion Broth pada suhu 15 o C selama 24 jam, sedangkan Hafnia alvei, Escherichia coli dan Citrobacter freundii menghasilkan histamin dalam jumlah kecil yaitu 25 mg100 ml setelah diinkubasi menggunakan TFIB pada suhu ≥ 30 o C selama ≥ 48 jam. Bakteri pembentuk histamin dapat tumbuh pada kisaran suhu yang luas. Pertumbuhan bakteri pembentuk histamin berlangsung lebih cepat pada temperatur yang tinggi 21,1 o C daripada temperatur rendah 7,2 o C FDA 2001. Laporan-laporan mengenai suhu optimum dan batas suhu terendah untuk pembentukan histamin sangat bervariasi. Menurut Kim et al. 1999 dalam Keer et al. 2002, suhu optimum pembentukan histamin adalah pada suhu 25 o C. Menurut Yoguchi et al. 1990 dalam Dwiyitno et al. 2004, penyimpanan pada suhu 25 o C selama 24 jam dapat meningkatkan kandungan histamin hingga 120 mg100 g. Sedangkan menurut Fletcher et al. 1996, pembentukan histamin pada suhu 0-5 o C sangat kecil bahkan dapat diabaikan. Hasil penelitian Price et al. 1991 juga menunjukkan bahwa pembentukan histamin akan terhambat pada suhu 0 o C atau lebih rendah. Oleh karena itu, Food and Drug Administration FDA menetapkan batas kritis suhu untuk pertumbuhan histamin pada tubuh ikan yaitu 4,4 o C FDA 2001. Lopez-Sabater et al. 1996 melaporkan bahwa bakteri pembentuk histamin seperti Proteus morganii tumbuh baik pada pH netral, tetapi juga dapat tumbuh pada pH antara 4,7-8,1. Organisme ini tidak tahan terhadap NaCl, tetapi pada kondisi optimum dapat tumbuh dengan penambahan NaCl lebih dari 5. Perbedaan dari jenis bakteri pembentuk histamin pada ikan golongan scombroid diakibatkan perbedaan spesies ikan, prosedur penanganan, delay, dan temperatur. Karakteristik mikroflora yang ada dapat dipengaruhi oleh kebiasaan makan, lokasi geografis, musim, temperatur air, dan lain-lain. Bakteri pembentuk histamin sulit dideteksi secara langsung, karena jumlahnya sedikit dibandingkan bakteri lain pada ikan segar yang ditangkap. Oleh karena itu, untuk mendeteksi bakteri-bakteri tersebut digunakan media khusus, yang disebut agar diferensial Niven. Bakteri pembentuk histamin akan membentuk koloni berwarna ungu dengan latar belakang medium berwarna kuning. Histamin yang terbentuk akan meningkatkan pH medium, sehingga terjadi perubahan warna kuning menjadi ungu Niven et al. 1981. Jenis-jenis bakteri pembentuk histamin yang terdapat pada ikan laut dan spesifikasinya dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Jenis-jenis dan spesifikasi bakteri pembentuk histamin yang terdapat pada ikan laut Bakteri Spesifikasi Hafnia sp. Gram-negatif, fakultatif anaerobik Hafnia alvei Klebsiella sp. Gram-negatif, fakultatif anaerobik Klebsiella pneumoniae Escherichia coli Gram-negatif, fakultatif anaerobik Clostridium sp. Gram-positif, anaerobik Clostridium perfringens Lactobacillus sp. Gram-positif, fakultatif anaerobik Lactobacillus 30a Enterobacter spp. Gram-negatif, fakultatif anaerobik Enterobacter aerogenes Proteus sp. Gram-negatif, fakultatif anaerobik Proteus morganii Sumber: Eitenmiller et al. 1982

2.6.2 Reaksi fisiologis histamin