Kerusakan makanan oleh mikroba (1)
KERUSAKAN MAKANAN
OLEH MIKROORGANISME
MIKROBIOLOGI MAKANAN
PROGRAM STUDI MIKROBIOLOGI
SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA
•
•
Makanan dikatagorikan rusak apabila mengalami
penurunan kualitas dari yang telah ditentukan
Faktor dalam menentukan kualitas makanan
antara lain: warna, tekstur, citarasa (bau dan
rasa), bentuk, tidak terdapat abnormalitas
KERUSAKAN MAKANAN OLEH
MIKROBA La juta …
Penurunan kualitas makanan dapat disebabkan oleh:
• Aktivitas serangga dan rodensia,
• Faktor fisika dan kimia yang tidak diinginkan dehidrasi sayuran,
oksidasi lemak, degradasi autolitik sayuran (pektinase) atau ikan
(proteinase)
• Kerusakan oleh mikroba
– Oleh pertumbuhan mikroba dalam makanan atau kerja enzim
mikroba (ekstra dan intraseluler) yang terdapat dalam makanan
– Parameter kerusakan makanan: warna, bau, tekstur,
pembentukan lendir, akumulasi gas, pelepasan cairan (eksudat)
– Kerusakan oleh pertumbuhan mikroba lebih cepat dibandingkan
kerusakan akibat enzim mikroba
KERUSAKAN MAKANAN OLEH
MIKROBA La juta …
Kerusakan makanan oleh mikroba terjadi apabila:
• Mikroba masuk ke dalam makanan
• Kondisi makanan (pH, Aw, potensi redoks, nutrisi, dll)
mendukung pertumbuhan mikroba kontaminan
• Makanan disimpan pada suhu yang memungkinkan mikroba
tumbuh
• Makanan disimpan pada kondisi yang mendukung
pertumbuhan mikroba dalam jangka waktu tertentu
jumlah tinggi
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERUSAKAN
MAKANAN OLEH MIKROBA
I. Tipe mikroba
Makanan segar maupun olahan kapang, ragi, bakteri
yang mampu bermultiplikasi dan menyebabkan kerusakan
Bakteri waktu penggandaan sel pendek cepat
menyebabkan kerusakan
Roti, keju, dry sausages, buah asam, sayuran tidak
cocok untuk bakteri dan ragi prevalensi kapang tinggi
Makanan dalam kemasan anaerob reduksi kerusakan
terutama oleh kapang, dan ragi
Insiden kerusakan makanan oleh mikroba: bakteri > ragi >
kapang
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI La juta …
II. Jumlah mikroba
Kerusakan terjadi apabila mikroba mencapai jumlah tertentu:
Kerusakan dapat terdeteksi : 106-108 sel per gram, mL,
cm2
Pembentukan H2S, amina, H2O2 < 106 sel per g, mL, cm2
Pembentukan lendir: > 108 sel per g, mL, cm2
Makanan dengan jumlah awal mikroba besar serta
penyimpanan yang memungkinkan pertumbuhan
mikroba dengan cepat lebih mudah rusak
Mengurangi kerusakan makanan: jumlah mikroba awal
rendah dan penyimpanan yang tepat
Pengaruh jumlah awal bakteri dan suhu
penyimpanan terhadap umur simpan produk
8
Cfu/mL, g, cm2
Spoilage detection load (hypothetical)
12oC
6
4
≤ 4oC
12oC
≤ 4oC
2
0
2
4
Weeks in storage
6
8
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI La juta …
III. Mikroorganisme predominan
Mikroba predominan pada makanan yang membusuk adalah yang
memiliki waktu generasi yang pendek
Profil mikroba yang tumbuh dalam makanan dan yang ditumbuhkan
dalam medium laboratorium dapat berbeda.
Waktu generasi mikroba di dalam makanan umumnya lebih lama
dibandingkan dalam kaldu nutrisi
Pada kondisi penyimpanan yang sama, pertumbuhan populasi
campuran mikroba dalam makanan dapat berbeda dengan
pertumbuhan dalam kaldu nutrisi
Tipe mikroba yang tumbuh predominan dalam makanan dan
dalam kultur pemeliharaan pada kondisi yang sama dapat berbeda
KERUSAKAN KELOMPOK MAKANAN
SPESIFIK OLEH MIKROBA
PRODUK DAGING SEGAR
•
Flora dominan ditentukan oleh ketersediaan nutrisi, O2,
suhu dan waktu penyimpanan, pH, waktu generasi mikroba
Kerusakan daging segar
Kerusaka dagi g segar la juta …
• Daging post rigor kaya senyawa nitrogen non
protein, rendah karbohidrat, pH 5,5 dan Aw >
0,97 Pseudomonas (waktu generasi
pendek) menggunakan glukosa kemudian
aa
• Penyimpanan suhu rendah menghambat
pembusukan bakteri psikrotrofik
predominan
Kerusaka dagi g segar la juta …
• Penyimpanan pada MA dg campuran
CO2 dan O2
pertumbuhan fakultatif anaerob:
Cth: Brochothrix thermosphaeta
A = 100 % CO2 / 1 °C
B = 10 - 30 % CO2 rest N2 / 1 °C
C = Vacuum / 1 °C
D = 100 % CO2 / 4 - 6 °C
E = Vacuum / 4 - 6 °C
F = 10 - 30 % CO2 rest N2 / 4 - 6
°C
G = Air / 1 °C
H = Air / 4 - 6 °C
Kerusaka dagi g segar la juta …
• Daging dlm kantong kedap udara bakteri psikrotrofik
fakultatif anaerob / anaerob
Lab.curratus dan Lab.sake bau dan warna yang tidak diinginkan
Bau: perubahan aa. Leu dan Val as. Isovalerat dan isobutirat
Warna: perubahan aa. Cys H2S
Shewanella putrefaciens perubahan warna daging
H2S menyebabkan perubahan myoglobin metmyoglobin (hijau)
Enterobacter, Serratia, Proteus, Hafnia
As. amino amina, amonia, merkaptan pembusukan
H2S warna hijau
pH basa daging merah/pink
Clostridium psikrotrof (C. laramie) proteolisis perubahan
tekstur, akumulasi cairan, bau
Kerusakan daging olahan
PRODUK DAGING OLAHAN
High heat processed (uncured dan cured meat product)
Perlakuan panas steril hanya spora termofilik
Low heat processed
Uncured: contoh roast suhu 60 – 65oC
Spora Bacillus, Clostridium dan spc termodurik (Lac.viridescens,
Enterococcus, Micrococcus) permukaan daging
Mikroba mengkontaminasi pada penanganan sebelum pengemasan
vakum (penambahan bumbu, pemotongan)
Kontaminasi pada penyimpanan dingin disebabkan oleh post heat
contaminant bakteri psiktrotrofik fakultatif aerob dan anaerob
Kerusaka dagi g olaha
Cured meat: franks, bologna, ham,
luncheon
Penambahan aditif nitrit, garam,
dekstrosa, fosfat, sorbat,
bumbu, dll meningkatkan
warna, tekstur, citarasa, daya
tahan, keamanan
Mikroba termodurik dapat
mengkontaminasi pada
penanganan sebelum
pengemasan (pemotongan)
post heat contaminant
la juta …
Kerusaka dagi g olaha
la juta …
Produk yang dikemas vakum maupun MA pada
penyimpanan dingin dapat terkontaminasi bakteri
psiktrotrofik
Lactobacillus spp (homofermentatif: L.sake, L.curvatus,
heterofermentatif: L.viridescens) dan Leuconostoc spp
(L.carnosum, L.gelidum, L.mesenteroides)
Akumulasi gas dan cairan asam
Pembentukan lendir pertumbuhan sel bakteri
Produksi dekstran oleh Leuconostoc
Serratia spp (S.liquifaciens) pemecahan aa bau
amonia
Kerusakan produk ikan
Ikan air tawar/asin kerusakan akibat autolisis oleh enzim
(proteinase), oksidasi as.lemak tak jenuh, dan pertumbuhan
mikroba
Kerusakan oleh mikroba jenis mikroba, jumlah, tipe ikan, metode
penangkapan, penanganan ikan
Bakteri pembusuk utama: gram negatif batang aerob
(Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Flavobacterium), batang
fakultatif anaerob (Shewanella, Alcaligenes, Vibrio) dan koliform
Jaringan ikan: seny. nitrogen non protein (aa, kreatinin), peptida,
protein, hampir tidak mengandung karbohidrat
Oksidasi seny.nitrogen non protein putrefaksi
Senyawa volatil: NH3, trimetilamin, histidin (racun Scombroid),
putresin, kadaverin, indol, H2S, merkaptan)
As.lemak isobutirat dan isovalerat
PRODUK IKAN, CRUSTACEAE, DAN MOLUSKA
Kerusaka produk ika
la juta …
Kerusakan akibat mikroflora predominan:
Perubahan bau karena metabolit volatil
Produksi lendir
Kehilangan tekstur (lunak)
Perubahan warna
Mikroba pada penyimpanan dingin Pseudomonas
Penyimpanan vakum bakteri as.laktat
Pengalengan bakteri termofilik pembentuk spora
Ikan asin, terutama kadar garam rendah bakteri halofilik
(Vibrio pada suhu rendah, Micrococcus pada suhu tinggi)
Kerusakan udang > kepiting dan lobster
Kerusakan susu
SUSU DAN PRODUK SUSU
Kerusakan susu metabolisme laktosa, protein, as.lemak tak
jenuh dan hidrolisis trigliserida
Susu segar dingin: bakteri gram negatif psiktrotrofik
Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, coliform
Pseudomonas (laktase -) menguraikan protein mengubah
citarasa
Coliform (laktase +) produksi as.organik, CO2 dan H2
penggumpalan, busa, pengasaman
Alcaligenes spp (A. viscolactis) lendir (polisakarida)
Susu segar tidak dingin mikroba mesofilik (Lactococcus,
Lactobacilllus, Enterococcus, Micrococcus, Bacillus, Clostridium,
coliform)
Mikroba penghidrolisis laktosa (Lactococcus) predominan
penggumpalan, pengasaman
Kerusaka susu la juta …
Susu pasteurisasi: bakteri termodurik (Micrococcus,
Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Corynebacterium,
spora Bacillus dan Clostridium)
Kontaminan post pasteurisasi: coliform, Pseudomonas,
Alcaligenes, Flavobacterium
Susu pasteurisasi dingin waktu simpan pendek kontaminan
psikrotrofik kerusakan spt susu segar
Susu UHT (150oC beberapa detik) hanya spora bakteri
termofilik tidak rusak pada penyimpanan suhu kamar,
dapat rusak pada suhu tinggi
Susu konsentrat pemanasan dan pengalengan
penyimpanan > 43oC merangsang spora termofilik
Bacillus coagulans koagulasi susu
Kerusakan sayuran dan buah-buahan
SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN
Sayuran: kaya karbohidrat, rendah protein, pH tinggi
(kecuali tomat)
Kapang dominan: Penicillium, Phytophtora, Alternaria, Botrytis,
dan Aspergillus
Bakteri dominan: Pseudomonas, Erwinia, Bacillus, dan
Clostridium
Kerusaka sayura rot perubahan warna, tekstur, bau
Contoh: black rot, gray rot, pink rot, soft rot, stem-end rot
Kerusakan buah-buahan terutama oleh kapang, ragi, dan
bakteri asidurik
Mudah e gala i rot oleh Penicillium, Aspergillus,
Alternatia, Botrytis, Rhizopus black rot, gray rot, soft rot,
brown rot, dll
Fungal spoilage
Storage rot in grapes caused by Botrytis cinerea
Storage rot in strawberry caused by Botrytis cinerea
Blue mould rot in tomato caused by Penicilliumi spp.
Black mummy rot of grapes caused by Guignardia bidwellii
Watery soft rot in apple caused by Sclerotinia sclerotiorum
Blue mould on oranges caused by Penicillium digitatum
Bacterial Spoilage
Soft rot in tomato caused by Erwinia
carotovora
Kerusakan minuman
MINUMAN RINGAN DAN JUS BUAH
• Kandungan gula tinggi, pH rendah, Aw rendah, OR rendah
(carbonated)
• Kerusakan: kapang, ragi, bakteri asidurik
• Mi u a
ar o ated
Torulopsis, Candida, Pichia, Hansenula, Sacharomyces
produk keruh
Lactobacillus dan Leuconostoc as. organik + dekstran
• Non carbonated kondisi DO tinggi ditemukan pula
Penicillium, Aspergillus, Mucor, Fusarium, Acetobacter
Acetobacter alkohol as.asetat
• Pencegahan: pengawetan panas, dingin, beku, pengawet
kimia
KERUSAKAN MAKANAN KALENG
Makanan kalengan perlakuan panas (lama: tgt pH)
pH tinggi (> 4,6) acuan Clostridium botulinum spora
bakteri yang lebih tahan panas (termofilik)
pH rendah (< 4,6) sel vegetatif dan beberapa spora (pH
rendah menghambat C.botulinum) spora bakteri
termofilik asidurik
Canned food spoilage
ABOVE: Changes in cans as a result of microbial spoilage.
Normal can; note that the top of
the can is indented due to
negative pressure (vaccum)
inside.
Slight swell resulting from
minimal gas production. Note
that the lid is slightly raised.
Severe swell due to entensive
gas production. Note the great
deformation of the can. This can
is potentially dangerous, and
could explode if dropped or hit!
The can shown in above was
dropped and the gas pressure
resulted in a violent explosion.
Note that the lid has been torn
apart.
Kerusaka
aka a kale g la juta …
Kerusakan makanan kaleng
A. Non mikrobiologis (reaksi kimia dan enzimatis)
Produksi hidrogen (H2 swell), CO2, browning, korosi kaleng,
likuifikasi, perubahan warna karena reaksi enzimatis
B. Mikrobiologis, disebabkan:
1. Tidak cukup pendinginan setelah pemanasan atau
penyimpanan suhu tinggi germinasi dan pertumbuhan
spora termofilik 3 tipe kerusakan (terdedah > 43oC)
2. Tidak cukup pemanasan mesofilik tetap hidup dan
tumbuh (sel vegetatif dan spora)
3. Kebocoran kaleng (walaupun mikroskopis) mikroba
kontaminan, kerusakan tergantung jenis mikroba
Kerusaka
aka a kale g la juta …
Kerusakan karena mikroba termofilik pembentuk spora
Menyebabkan 3 tipe kerusakan makanan pH tinggi (mis:
jagung, kacang, polong) jika terdedah > 43oC
Pengasaman
Kaleng tidak menggelembung tapi produk menjadi asam karena
pertumbuhan B.stearothermophilus (fermentasi karbohidrat asam
tanpa gas)
Pertumbuhan Cl.thermosaccharolyticum (anaerob) kaleng gembung
(produksi H2 dan CO2)
Sulfide stinker spoilage
Disebabkan bakteri gram negatif anaerob pembentuk spora
(Desulfotomaculum nigrificans) produk berwarna tua, bau telur
busuk (H2S)
H2S dari aa yang mengandung sulfur terlarut dan bereaksi dengan besi
warna hitam besi sulfida
Kerusaka
aka a kale g la juta …
Kerusakan karena pemanasan tidak cukup
Mikroba yang tumbuh terutama Clostridium dan
Bacillus
Cl.butyricum dan Cl.pasteurianum fermentasi
karbohidrat fermentasi karbohidrat as.volatil,
gas H2 dan CO2 swelling
Cl.sporogenes, Cl.putrefaciens, Cl.botulinum
metabolisme protein H2S, merkaptan, indol,
skatol, amonia, CO2 dan H2O swelling
Spora beberapa Bacillus fakultatif anaerob: B.substilis
dan B.coagulan produksi asam dan gas (CO2)
KERUSAKAN MAKANAN DINGIN
Makanan dingin (kemasan vakum dan MA) menghambat
pertumbuhan mikroba waktu simpan lama
Mikroba dalam makanan kemasan vakum dan MA 0 – 1oC:
Patogen mesofilik: Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes
Patogen psikrofilik: Clostridium spp
Bakteri pembusuk: Leuconostoc spp, Lactobacillus spp, Serratia spp
Kerusakan makanan dingin dalam kemasan vakum:
Perubahan lingkungan makanan kondisi vakum, sistem barrier
O2, pH, penyimpanan lama pada suhu rendah pertumbuhan
bakteri alami kerusakan
Pe ggu aa super sa itasi eliminasi mikroba umum
pertumbuhan minor flora
Produksi skala besar pembersihan dan sanitasi peralatan kurang
efisien
Kerusaka
aka a di gi
la juta …
Contoh kerusakan makanan dingin dalam kemasan
vakum
Kerusakan daging segar (Clostridium laramie dan
C.estertheticum) akumulasi H2S dan cairan,
perubahan tekstur (lunak) dan warna (mjd merah
hijau)
Kerusakan roast beef (Clostridium spp) akumulasi gas
dan cairan, perubahan warna dari coklat terang pink
Kerusakan tahu (Clostridium spp) akumulasi gas dan
cairan
Kerusakan keju lunak (Leuconostoc spp) akumulasi
gas dan cairan, perubahan tekstur (lunak)
INDIKATOR KERUSAKAN MAKANAN OLEH
MIKROBA
Kerusakan makanan oleh mikroba disebabkan:
• Pertumbuhan sel mikroba pada komponen makanan
• Enzim ekstraseluler dan intraseluler yang bereaksi dengan
komponen makanan dan mengubah sifat makanan tersebut.
Penting diketahui untuk menghindari kerusakan makanan:
• Prediksi waktu simpan makanan (setelah produksi) pada
kondisi penyimpanan normal untuk makanan tersebut.
• Menentukan status terkini (terkait dengan kerusakan)
aka a ya g sudah disi pa dala waktu terte tu →
estimasi tahapan kerusakan mikrobiologis
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
Kriteria atau indikator yang digunakan:
1.
2.
3.
Sensori/organoleptik
Mikrobiologi
Kimia
I. Sensori/organoleptik
Perubahan warna, bau, aroma, tekstur, penampilan umum
Memiliki kekurangan jika digunakan sebagai indikator tunggal
Perubahan aroma /tekstur terjadi pada tahap akhir
kerusakan
Bau dapat tersamarkan oleh bumbu, bau yang disebabkan
oleh senyawa volatile tidak terdeteksi jika terdedah ke
udara
Terdapat perbedaan penilaian organoleptik antar individu
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
II. Indikator Mikrobiologi dan Kimia
Kriteria mikrobiologi maupun kimia secara tunggal juga tidak efektif
dalam memprediksikan baik umur simpan maupun status kerusakan
produk.
Faktor yang menentukan kerusakan makanan secara mikrobiologis:
Tipe produk makanan
Komposisi nutrisi pada makanan
Metode yang digunakan selama pemrosesan
Kontaminasi yang terjadi selama pemrosesan
Sifat packaging yang digunakan
Suhu dan waktu penyimpanan
Kemungkinan terjadinya kesalahan pengaturan suhu penyimpanan
Indikator dipilih berdasarkan produk atau kelompok produk yang
sejenis
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
Syarat pemilihan indikator (mikrobiologi atau kimia):
Pada produk segar, indikator terdapat dalam jumlah sedikit (mikroba)
atau tidak ada (senyawa kimia)
Pada kondisi penyimpanan normal (suhu, waktu, packaging), mikroba
atau senyawa kimia indikator tersebut dapat meningkat mencapai
jumlah yang tinggi
Pada saat terjadi kerusakan pada kondis penyimpanan normal,
indikator tersebut harus merupakan agen penyebab kerusakan yang
predominan
Dapat dideteksi secara cepat
Dapat diandalkan untuk memprediksi umur simpan dan status
kerusakan
Kerusakan yang ditimbulkan harus memiliki keterkaitan dengan
kriteria sensori/organoleptik
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
II.1 Kriteria Mikrobiologi
Beberapa produk makanan dan indikator mikrobiologisnya:
1. Daging mentah yang disimpan dingin secara aerob
TPC psikrotrofik aerob, terutama Gram negatif aerob
2. Daging mentah yang disimpan dingin secara anaerob
(vacuum packaged)
TPC bakteri asam laktat psikrotrofik dan
Enterobacteriaceae, Clostridium spp (misal Clo. laramie)
psikrotrofik
3. Produk daging yang diproses pada suhu rendah, dikemas
vakum, dan disimpan pada suhu rendah
TPC bakteri asam laktat psikrotrofik dan
Enterobacteriaceae, Clostridium spp (misal Clo. laramie)
psikrotrofik psikrotrofik
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
4.
Susu segar: TPC, Gram negatif batang psikrotrofik, bakteri
termodurik
5. Susu Pasteurisasi: TPC, bakteri psiktrotrofik (gram negatif
dan positif)
6. Butter: mikroorganisme lipolitik
7. Keju ottage : psiktrotrofik, teruta a Gra
egatif
batang
8. Produk perikanan segar: Gram negatif batang psikrotrofik
9. Minuman ringan: bakteri asidurik, ragi, dan kapang
10. Salad dressing dan mayonnaise: Lactobacillus spp
(terutama Lab.fructivorans) dan ragi
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
II.2 Kriteria Kimia
• Pertumbuhan mikroba dalam makanan akan
menghasilkan beragam metabolit atau produk
samping yang berasosiasi dengan karakteristik
kerusakan.
• Dikembangkan metode yang sensitif untuk mengukur
metabolit spesifik dalam konsentrasi sangat rendah
dan sebelum kerusakan tampak dengan jelas
• Hasil pengukuran digunakan untuk menentukan
status kerusakan makanan
• Contoh: produksi H2S, NH3, diasetil, asetoin, dll
OLEH MIKROORGANISME
MIKROBIOLOGI MAKANAN
PROGRAM STUDI MIKROBIOLOGI
SEKOLAH ILMU DAN TEKNOLOGI HAYATI
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA
•
•
Makanan dikatagorikan rusak apabila mengalami
penurunan kualitas dari yang telah ditentukan
Faktor dalam menentukan kualitas makanan
antara lain: warna, tekstur, citarasa (bau dan
rasa), bentuk, tidak terdapat abnormalitas
KERUSAKAN MAKANAN OLEH
MIKROBA La juta …
Penurunan kualitas makanan dapat disebabkan oleh:
• Aktivitas serangga dan rodensia,
• Faktor fisika dan kimia yang tidak diinginkan dehidrasi sayuran,
oksidasi lemak, degradasi autolitik sayuran (pektinase) atau ikan
(proteinase)
• Kerusakan oleh mikroba
– Oleh pertumbuhan mikroba dalam makanan atau kerja enzim
mikroba (ekstra dan intraseluler) yang terdapat dalam makanan
– Parameter kerusakan makanan: warna, bau, tekstur,
pembentukan lendir, akumulasi gas, pelepasan cairan (eksudat)
– Kerusakan oleh pertumbuhan mikroba lebih cepat dibandingkan
kerusakan akibat enzim mikroba
KERUSAKAN MAKANAN OLEH
MIKROBA La juta …
Kerusakan makanan oleh mikroba terjadi apabila:
• Mikroba masuk ke dalam makanan
• Kondisi makanan (pH, Aw, potensi redoks, nutrisi, dll)
mendukung pertumbuhan mikroba kontaminan
• Makanan disimpan pada suhu yang memungkinkan mikroba
tumbuh
• Makanan disimpan pada kondisi yang mendukung
pertumbuhan mikroba dalam jangka waktu tertentu
jumlah tinggi
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERUSAKAN
MAKANAN OLEH MIKROBA
I. Tipe mikroba
Makanan segar maupun olahan kapang, ragi, bakteri
yang mampu bermultiplikasi dan menyebabkan kerusakan
Bakteri waktu penggandaan sel pendek cepat
menyebabkan kerusakan
Roti, keju, dry sausages, buah asam, sayuran tidak
cocok untuk bakteri dan ragi prevalensi kapang tinggi
Makanan dalam kemasan anaerob reduksi kerusakan
terutama oleh kapang, dan ragi
Insiden kerusakan makanan oleh mikroba: bakteri > ragi >
kapang
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI La juta …
II. Jumlah mikroba
Kerusakan terjadi apabila mikroba mencapai jumlah tertentu:
Kerusakan dapat terdeteksi : 106-108 sel per gram, mL,
cm2
Pembentukan H2S, amina, H2O2 < 106 sel per g, mL, cm2
Pembentukan lendir: > 108 sel per g, mL, cm2
Makanan dengan jumlah awal mikroba besar serta
penyimpanan yang memungkinkan pertumbuhan
mikroba dengan cepat lebih mudah rusak
Mengurangi kerusakan makanan: jumlah mikroba awal
rendah dan penyimpanan yang tepat
Pengaruh jumlah awal bakteri dan suhu
penyimpanan terhadap umur simpan produk
8
Cfu/mL, g, cm2
Spoilage detection load (hypothetical)
12oC
6
4
≤ 4oC
12oC
≤ 4oC
2
0
2
4
Weeks in storage
6
8
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI La juta …
III. Mikroorganisme predominan
Mikroba predominan pada makanan yang membusuk adalah yang
memiliki waktu generasi yang pendek
Profil mikroba yang tumbuh dalam makanan dan yang ditumbuhkan
dalam medium laboratorium dapat berbeda.
Waktu generasi mikroba di dalam makanan umumnya lebih lama
dibandingkan dalam kaldu nutrisi
Pada kondisi penyimpanan yang sama, pertumbuhan populasi
campuran mikroba dalam makanan dapat berbeda dengan
pertumbuhan dalam kaldu nutrisi
Tipe mikroba yang tumbuh predominan dalam makanan dan
dalam kultur pemeliharaan pada kondisi yang sama dapat berbeda
KERUSAKAN KELOMPOK MAKANAN
SPESIFIK OLEH MIKROBA
PRODUK DAGING SEGAR
•
Flora dominan ditentukan oleh ketersediaan nutrisi, O2,
suhu dan waktu penyimpanan, pH, waktu generasi mikroba
Kerusakan daging segar
Kerusaka dagi g segar la juta …
• Daging post rigor kaya senyawa nitrogen non
protein, rendah karbohidrat, pH 5,5 dan Aw >
0,97 Pseudomonas (waktu generasi
pendek) menggunakan glukosa kemudian
aa
• Penyimpanan suhu rendah menghambat
pembusukan bakteri psikrotrofik
predominan
Kerusaka dagi g segar la juta …
• Penyimpanan pada MA dg campuran
CO2 dan O2
pertumbuhan fakultatif anaerob:
Cth: Brochothrix thermosphaeta
A = 100 % CO2 / 1 °C
B = 10 - 30 % CO2 rest N2 / 1 °C
C = Vacuum / 1 °C
D = 100 % CO2 / 4 - 6 °C
E = Vacuum / 4 - 6 °C
F = 10 - 30 % CO2 rest N2 / 4 - 6
°C
G = Air / 1 °C
H = Air / 4 - 6 °C
Kerusaka dagi g segar la juta …
• Daging dlm kantong kedap udara bakteri psikrotrofik
fakultatif anaerob / anaerob
Lab.curratus dan Lab.sake bau dan warna yang tidak diinginkan
Bau: perubahan aa. Leu dan Val as. Isovalerat dan isobutirat
Warna: perubahan aa. Cys H2S
Shewanella putrefaciens perubahan warna daging
H2S menyebabkan perubahan myoglobin metmyoglobin (hijau)
Enterobacter, Serratia, Proteus, Hafnia
As. amino amina, amonia, merkaptan pembusukan
H2S warna hijau
pH basa daging merah/pink
Clostridium psikrotrof (C. laramie) proteolisis perubahan
tekstur, akumulasi cairan, bau
Kerusakan daging olahan
PRODUK DAGING OLAHAN
High heat processed (uncured dan cured meat product)
Perlakuan panas steril hanya spora termofilik
Low heat processed
Uncured: contoh roast suhu 60 – 65oC
Spora Bacillus, Clostridium dan spc termodurik (Lac.viridescens,
Enterococcus, Micrococcus) permukaan daging
Mikroba mengkontaminasi pada penanganan sebelum pengemasan
vakum (penambahan bumbu, pemotongan)
Kontaminasi pada penyimpanan dingin disebabkan oleh post heat
contaminant bakteri psiktrotrofik fakultatif aerob dan anaerob
Kerusaka dagi g olaha
Cured meat: franks, bologna, ham,
luncheon
Penambahan aditif nitrit, garam,
dekstrosa, fosfat, sorbat,
bumbu, dll meningkatkan
warna, tekstur, citarasa, daya
tahan, keamanan
Mikroba termodurik dapat
mengkontaminasi pada
penanganan sebelum
pengemasan (pemotongan)
post heat contaminant
la juta …
Kerusaka dagi g olaha
la juta …
Produk yang dikemas vakum maupun MA pada
penyimpanan dingin dapat terkontaminasi bakteri
psiktrotrofik
Lactobacillus spp (homofermentatif: L.sake, L.curvatus,
heterofermentatif: L.viridescens) dan Leuconostoc spp
(L.carnosum, L.gelidum, L.mesenteroides)
Akumulasi gas dan cairan asam
Pembentukan lendir pertumbuhan sel bakteri
Produksi dekstran oleh Leuconostoc
Serratia spp (S.liquifaciens) pemecahan aa bau
amonia
Kerusakan produk ikan
Ikan air tawar/asin kerusakan akibat autolisis oleh enzim
(proteinase), oksidasi as.lemak tak jenuh, dan pertumbuhan
mikroba
Kerusakan oleh mikroba jenis mikroba, jumlah, tipe ikan, metode
penangkapan, penanganan ikan
Bakteri pembusuk utama: gram negatif batang aerob
(Pseudomonas, Acinetobacter, Moraxella, Flavobacterium), batang
fakultatif anaerob (Shewanella, Alcaligenes, Vibrio) dan koliform
Jaringan ikan: seny. nitrogen non protein (aa, kreatinin), peptida,
protein, hampir tidak mengandung karbohidrat
Oksidasi seny.nitrogen non protein putrefaksi
Senyawa volatil: NH3, trimetilamin, histidin (racun Scombroid),
putresin, kadaverin, indol, H2S, merkaptan)
As.lemak isobutirat dan isovalerat
PRODUK IKAN, CRUSTACEAE, DAN MOLUSKA
Kerusaka produk ika
la juta …
Kerusakan akibat mikroflora predominan:
Perubahan bau karena metabolit volatil
Produksi lendir
Kehilangan tekstur (lunak)
Perubahan warna
Mikroba pada penyimpanan dingin Pseudomonas
Penyimpanan vakum bakteri as.laktat
Pengalengan bakteri termofilik pembentuk spora
Ikan asin, terutama kadar garam rendah bakteri halofilik
(Vibrio pada suhu rendah, Micrococcus pada suhu tinggi)
Kerusakan udang > kepiting dan lobster
Kerusakan susu
SUSU DAN PRODUK SUSU
Kerusakan susu metabolisme laktosa, protein, as.lemak tak
jenuh dan hidrolisis trigliserida
Susu segar dingin: bakteri gram negatif psiktrotrofik
Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, coliform
Pseudomonas (laktase -) menguraikan protein mengubah
citarasa
Coliform (laktase +) produksi as.organik, CO2 dan H2
penggumpalan, busa, pengasaman
Alcaligenes spp (A. viscolactis) lendir (polisakarida)
Susu segar tidak dingin mikroba mesofilik (Lactococcus,
Lactobacilllus, Enterococcus, Micrococcus, Bacillus, Clostridium,
coliform)
Mikroba penghidrolisis laktosa (Lactococcus) predominan
penggumpalan, pengasaman
Kerusaka susu la juta …
Susu pasteurisasi: bakteri termodurik (Micrococcus,
Enterococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Corynebacterium,
spora Bacillus dan Clostridium)
Kontaminan post pasteurisasi: coliform, Pseudomonas,
Alcaligenes, Flavobacterium
Susu pasteurisasi dingin waktu simpan pendek kontaminan
psikrotrofik kerusakan spt susu segar
Susu UHT (150oC beberapa detik) hanya spora bakteri
termofilik tidak rusak pada penyimpanan suhu kamar,
dapat rusak pada suhu tinggi
Susu konsentrat pemanasan dan pengalengan
penyimpanan > 43oC merangsang spora termofilik
Bacillus coagulans koagulasi susu
Kerusakan sayuran dan buah-buahan
SAYURAN DAN BUAH-BUAHAN
Sayuran: kaya karbohidrat, rendah protein, pH tinggi
(kecuali tomat)
Kapang dominan: Penicillium, Phytophtora, Alternaria, Botrytis,
dan Aspergillus
Bakteri dominan: Pseudomonas, Erwinia, Bacillus, dan
Clostridium
Kerusaka sayura rot perubahan warna, tekstur, bau
Contoh: black rot, gray rot, pink rot, soft rot, stem-end rot
Kerusakan buah-buahan terutama oleh kapang, ragi, dan
bakteri asidurik
Mudah e gala i rot oleh Penicillium, Aspergillus,
Alternatia, Botrytis, Rhizopus black rot, gray rot, soft rot,
brown rot, dll
Fungal spoilage
Storage rot in grapes caused by Botrytis cinerea
Storage rot in strawberry caused by Botrytis cinerea
Blue mould rot in tomato caused by Penicilliumi spp.
Black mummy rot of grapes caused by Guignardia bidwellii
Watery soft rot in apple caused by Sclerotinia sclerotiorum
Blue mould on oranges caused by Penicillium digitatum
Bacterial Spoilage
Soft rot in tomato caused by Erwinia
carotovora
Kerusakan minuman
MINUMAN RINGAN DAN JUS BUAH
• Kandungan gula tinggi, pH rendah, Aw rendah, OR rendah
(carbonated)
• Kerusakan: kapang, ragi, bakteri asidurik
• Mi u a
ar o ated
Torulopsis, Candida, Pichia, Hansenula, Sacharomyces
produk keruh
Lactobacillus dan Leuconostoc as. organik + dekstran
• Non carbonated kondisi DO tinggi ditemukan pula
Penicillium, Aspergillus, Mucor, Fusarium, Acetobacter
Acetobacter alkohol as.asetat
• Pencegahan: pengawetan panas, dingin, beku, pengawet
kimia
KERUSAKAN MAKANAN KALENG
Makanan kalengan perlakuan panas (lama: tgt pH)
pH tinggi (> 4,6) acuan Clostridium botulinum spora
bakteri yang lebih tahan panas (termofilik)
pH rendah (< 4,6) sel vegetatif dan beberapa spora (pH
rendah menghambat C.botulinum) spora bakteri
termofilik asidurik
Canned food spoilage
ABOVE: Changes in cans as a result of microbial spoilage.
Normal can; note that the top of
the can is indented due to
negative pressure (vaccum)
inside.
Slight swell resulting from
minimal gas production. Note
that the lid is slightly raised.
Severe swell due to entensive
gas production. Note the great
deformation of the can. This can
is potentially dangerous, and
could explode if dropped or hit!
The can shown in above was
dropped and the gas pressure
resulted in a violent explosion.
Note that the lid has been torn
apart.
Kerusaka
aka a kale g la juta …
Kerusakan makanan kaleng
A. Non mikrobiologis (reaksi kimia dan enzimatis)
Produksi hidrogen (H2 swell), CO2, browning, korosi kaleng,
likuifikasi, perubahan warna karena reaksi enzimatis
B. Mikrobiologis, disebabkan:
1. Tidak cukup pendinginan setelah pemanasan atau
penyimpanan suhu tinggi germinasi dan pertumbuhan
spora termofilik 3 tipe kerusakan (terdedah > 43oC)
2. Tidak cukup pemanasan mesofilik tetap hidup dan
tumbuh (sel vegetatif dan spora)
3. Kebocoran kaleng (walaupun mikroskopis) mikroba
kontaminan, kerusakan tergantung jenis mikroba
Kerusaka
aka a kale g la juta …
Kerusakan karena mikroba termofilik pembentuk spora
Menyebabkan 3 tipe kerusakan makanan pH tinggi (mis:
jagung, kacang, polong) jika terdedah > 43oC
Pengasaman
Kaleng tidak menggelembung tapi produk menjadi asam karena
pertumbuhan B.stearothermophilus (fermentasi karbohidrat asam
tanpa gas)
Pertumbuhan Cl.thermosaccharolyticum (anaerob) kaleng gembung
(produksi H2 dan CO2)
Sulfide stinker spoilage
Disebabkan bakteri gram negatif anaerob pembentuk spora
(Desulfotomaculum nigrificans) produk berwarna tua, bau telur
busuk (H2S)
H2S dari aa yang mengandung sulfur terlarut dan bereaksi dengan besi
warna hitam besi sulfida
Kerusaka
aka a kale g la juta …
Kerusakan karena pemanasan tidak cukup
Mikroba yang tumbuh terutama Clostridium dan
Bacillus
Cl.butyricum dan Cl.pasteurianum fermentasi
karbohidrat fermentasi karbohidrat as.volatil,
gas H2 dan CO2 swelling
Cl.sporogenes, Cl.putrefaciens, Cl.botulinum
metabolisme protein H2S, merkaptan, indol,
skatol, amonia, CO2 dan H2O swelling
Spora beberapa Bacillus fakultatif anaerob: B.substilis
dan B.coagulan produksi asam dan gas (CO2)
KERUSAKAN MAKANAN DINGIN
Makanan dingin (kemasan vakum dan MA) menghambat
pertumbuhan mikroba waktu simpan lama
Mikroba dalam makanan kemasan vakum dan MA 0 – 1oC:
Patogen mesofilik: Yersinia enterocolitica, Listeria monocytogenes
Patogen psikrofilik: Clostridium spp
Bakteri pembusuk: Leuconostoc spp, Lactobacillus spp, Serratia spp
Kerusakan makanan dingin dalam kemasan vakum:
Perubahan lingkungan makanan kondisi vakum, sistem barrier
O2, pH, penyimpanan lama pada suhu rendah pertumbuhan
bakteri alami kerusakan
Pe ggu aa super sa itasi eliminasi mikroba umum
pertumbuhan minor flora
Produksi skala besar pembersihan dan sanitasi peralatan kurang
efisien
Kerusaka
aka a di gi
la juta …
Contoh kerusakan makanan dingin dalam kemasan
vakum
Kerusakan daging segar (Clostridium laramie dan
C.estertheticum) akumulasi H2S dan cairan,
perubahan tekstur (lunak) dan warna (mjd merah
hijau)
Kerusakan roast beef (Clostridium spp) akumulasi gas
dan cairan, perubahan warna dari coklat terang pink
Kerusakan tahu (Clostridium spp) akumulasi gas dan
cairan
Kerusakan keju lunak (Leuconostoc spp) akumulasi
gas dan cairan, perubahan tekstur (lunak)
INDIKATOR KERUSAKAN MAKANAN OLEH
MIKROBA
Kerusakan makanan oleh mikroba disebabkan:
• Pertumbuhan sel mikroba pada komponen makanan
• Enzim ekstraseluler dan intraseluler yang bereaksi dengan
komponen makanan dan mengubah sifat makanan tersebut.
Penting diketahui untuk menghindari kerusakan makanan:
• Prediksi waktu simpan makanan (setelah produksi) pada
kondisi penyimpanan normal untuk makanan tersebut.
• Menentukan status terkini (terkait dengan kerusakan)
aka a ya g sudah disi pa dala waktu terte tu →
estimasi tahapan kerusakan mikrobiologis
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
Kriteria atau indikator yang digunakan:
1.
2.
3.
Sensori/organoleptik
Mikrobiologi
Kimia
I. Sensori/organoleptik
Perubahan warna, bau, aroma, tekstur, penampilan umum
Memiliki kekurangan jika digunakan sebagai indikator tunggal
Perubahan aroma /tekstur terjadi pada tahap akhir
kerusakan
Bau dapat tersamarkan oleh bumbu, bau yang disebabkan
oleh senyawa volatile tidak terdeteksi jika terdedah ke
udara
Terdapat perbedaan penilaian organoleptik antar individu
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
II. Indikator Mikrobiologi dan Kimia
Kriteria mikrobiologi maupun kimia secara tunggal juga tidak efektif
dalam memprediksikan baik umur simpan maupun status kerusakan
produk.
Faktor yang menentukan kerusakan makanan secara mikrobiologis:
Tipe produk makanan
Komposisi nutrisi pada makanan
Metode yang digunakan selama pemrosesan
Kontaminasi yang terjadi selama pemrosesan
Sifat packaging yang digunakan
Suhu dan waktu penyimpanan
Kemungkinan terjadinya kesalahan pengaturan suhu penyimpanan
Indikator dipilih berdasarkan produk atau kelompok produk yang
sejenis
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
Syarat pemilihan indikator (mikrobiologi atau kimia):
Pada produk segar, indikator terdapat dalam jumlah sedikit (mikroba)
atau tidak ada (senyawa kimia)
Pada kondisi penyimpanan normal (suhu, waktu, packaging), mikroba
atau senyawa kimia indikator tersebut dapat meningkat mencapai
jumlah yang tinggi
Pada saat terjadi kerusakan pada kondis penyimpanan normal,
indikator tersebut harus merupakan agen penyebab kerusakan yang
predominan
Dapat dideteksi secara cepat
Dapat diandalkan untuk memprediksi umur simpan dan status
kerusakan
Kerusakan yang ditimbulkan harus memiliki keterkaitan dengan
kriteria sensori/organoleptik
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
II.1 Kriteria Mikrobiologi
Beberapa produk makanan dan indikator mikrobiologisnya:
1. Daging mentah yang disimpan dingin secara aerob
TPC psikrotrofik aerob, terutama Gram negatif aerob
2. Daging mentah yang disimpan dingin secara anaerob
(vacuum packaged)
TPC bakteri asam laktat psikrotrofik dan
Enterobacteriaceae, Clostridium spp (misal Clo. laramie)
psikrotrofik
3. Produk daging yang diproses pada suhu rendah, dikemas
vakum, dan disimpan pada suhu rendah
TPC bakteri asam laktat psikrotrofik dan
Enterobacteriaceae, Clostridium spp (misal Clo. laramie)
psikrotrofik psikrotrofik
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
4.
Susu segar: TPC, Gram negatif batang psikrotrofik, bakteri
termodurik
5. Susu Pasteurisasi: TPC, bakteri psiktrotrofik (gram negatif
dan positif)
6. Butter: mikroorganisme lipolitik
7. Keju ottage : psiktrotrofik, teruta a Gra
egatif
batang
8. Produk perikanan segar: Gram negatif batang psikrotrofik
9. Minuman ringan: bakteri asidurik, ragi, dan kapang
10. Salad dressing dan mayonnaise: Lactobacillus spp
(terutama Lab.fructivorans) dan ragi
INDIKATOR KERUSAKAN la juta …
II.2 Kriteria Kimia
• Pertumbuhan mikroba dalam makanan akan
menghasilkan beragam metabolit atau produk
samping yang berasosiasi dengan karakteristik
kerusakan.
• Dikembangkan metode yang sensitif untuk mengukur
metabolit spesifik dalam konsentrasi sangat rendah
dan sebelum kerusakan tampak dengan jelas
• Hasil pengukuran digunakan untuk menentukan
status kerusakan makanan
• Contoh: produksi H2S, NH3, diasetil, asetoin, dll