KULTUR MIKROORGANISME DALAM PENGOLAHAN PANGAN

1. KULTUR MIKROORGANISME DALAM PENGOLAHAN PANGAN Oleh : FajriyatiMas’ud

2. Pendahuluan • Kulturmikroorganismepentinguntukmempelajarisifat-sifatmasing-masingmikrobatermasuksifatpertumbuhan, morfologidansifatfisiologinya • Ataumenggunakansuatuspesiestertentudalampengolahanpanganyaitudalamprosesfermentasi, masing-masingmikrobaharusdipisahkansatudengan yang lainnyasehinggaterbentukkulturmurni.

3. Kulturmurniyaitusuatubiakanmikroba yang terdiridarisel-seldarisatuspesiesataugalurmikroba. • Penggunaankulturmikroorganismedalampembuatanmakanansepertipadaprodukmakananfermentasi, terutamaditujukanuntukmengubahbahanpanganasalnyamenjadiprodukbaru yang mempunyaikarateristikberbedadaribahanasalnya.

4. Penggunaankulturmikroorganismedapatmengawetkandanmeningkatkankeamananmakanankarenabeberapadiantaranyadapatmemecahkansubstratmenjadiasamdanmenurunkan pH makanansehinggamikroorganismepembusukdan pathogen tidakdapattumbuh. • Selainitubeberapamikroorganisme yang digunakansebagaikulturdalampengolahanmakanandapatmembentuksenyawa-senyawaantimikrobalainya. Selaintujuanutamatersebut, penggunaankulturmikroorganismeternyatamempunyaibeberapakeuntunganlainya, diantaranyaadalah :

5. Pengunaankulturmikroorganismedapatmeningkatkannilaigizimakanankarenamikroorganismedapatmemecahkomponenmakananmenjadisenyawa-senyawa lain yang lebihsederhanasehinggalebihmudahdicernaataudiabsorbsiolehtubuh.

6. Kulturmikroorganisme yang digunakandalampengolahanpangandapatmemecahsubstratmenjadisenyawa-senyawa yang berpengaruhterhadapcita rasa produk.

7. A. ProdukSusu Kulturmikroorganisme yang digunakandalampengolahanproduk-produksusuterutamaterdiridaribakteriasamlaktat yang dapatmemproduksiasamlaktatbagianutamadariprodukakhir. Selainitubateriasamlaktatjugamemproduksiasamasetatdalamjumlahkecil. Tetapimeskipunjumlahnyakecilasamasetatbersifattoksikterhadapmikroorganisme.

8. Penurunan pH karenapembentukanasamtersebutmenyebabkanterhambatnyapertumbuhanmikroorganisme yang tidakdiinginkan, terutamatipeputrefaktif (Pseudomonas) dan Pathogen (Salmonellae danStapilokoki). Keberhasilankulturbakteriasamlaktatdalampengolahanpangandipengaruhiolehkecepatanpembentukanasamuntukmenjaminbahwamikroorganisme yang tidakdiinginkantidaksempattumbuh.

9. Selainpemecahankarbohidrat, perubahan lain yang terjadisebagaiakibatbakteriasamlaktatadalahperubahandalam protein. • Kulturbakterilaktatakanmenghidrolisa protein untukmemperoleh nitrogen yang dibutuhkanuntukpertumbuhandidalamsusu.

10. Pemecahan protein, terutamakasein, menyebabkanpembentukankurd yang diinginkandanmengakibatkan protein menjadilebihmudahdicerna. • Hasilpemecahan protein bersama-samadenganhasilpemecahanlaktosadan lipid menyebabkanpembetukancita rasa spesifikpadaproduk.

11. 1. SenyawaAntimikrobapadaKulturLaktat • Berbagaikulturbakteridapatmemproduksi hydrogen perokside (H2O2) sebagaisalahsatumetabolit. • WalaupunH2O2terdapatdalamkonsentrasirendah, tetapikeberadaannyadidalamsusudapatmembantumenghambatpertumbuhanbakteri yang tidakdiinginkan.

12. Diantarabakteriasamlaktat, Laktobasilimemproduksi H2O2lebihbanyakdibandingkandenganPediococcuscerevisiae. • H2O2 yang diproduksidapatmenghambatpertumbuhanbeberapabakteri

13. Berbagaikomponen yang diproduksiolehbakteriasamlaktattetapibelumdidefinisikansecarakimiamempunyaisifatantimikroba. • Streptokokilaktattertentumemproduksinisindandiplokokin. • Produksinisinolehbeberapakulturlaktattertentutelahdigunakanuntukmengawetkankeju Swiss terhadapkebusukanolehClostridia.

14. Lactobacillus plantarummemproduksilaktolin, sedangkanLactobasilinternyatakemudiandiidentifikasisebagai H2O2. • L. brevismemproduksilaktobrevin. L .bulgaricusmembentuksenyawapenghambat yang disebutbulgarikan, sedangkanL. acidophilusmembentukbeberapasenyawapenghambatyaituasidofilin, laktosidin, asidolin, sertalaktolin. • Berbagaisenyawaantimikroba yang diproduksiolehbakteriasamlaktattersebutdapatmeningkatkankeamanandanmengawetkanproduksusu.

15. 2. KetidakmampuanMencernaLaktosa (Lactose Intolerance) • Penderitalactose intoleranceadalahorang yang tidakdapatmengkonsumsisusukarenatidakmempunyaienzimpemecahlaktosadidalamsistempencernaannya. • Akantetapipengamatanmenunjukkanbahwapenderitalaktosa intolerancedapatmengkonsumsisusu yang difermentasitanpamengalamisakit. Hal inidisebabkankulturlaktat yang digunakandalamfermentasisusu yang mempunyaisistemenzimpemecahlaktosa, menjadigulasederhanayaituglukosadangalaktosa. Kulturtersebutmempunyaienzimpemecahlaktosayaitu beta-galaktosidaseuntukmemperolehenergiuntukpertumbuhandidalamsusu.

16. Tikus yang diberimakan yogurt yang mengandungkulturhidupdapatmencernalaktosalebihefisiendibandingkandengantikus yang diberimakanmakananlainnya, termasuk yogurt yang telahdipasteurisasi. Lisisdariselkultur yogurt yang terjadididalamsaluranusus, membebaskan beta-galaktosidase (ataulaktase) dariseldanlaktasetersebutdapatmencernalaktosa yang terdapatdidalamproduksusu. Olehkarenaituaktivitaslaktaseperludipertahankandidalamkulturlaktat.

17. Adanyaenzimlaktasedidalamkulturlaktat yang digunakanuntukfermentasisusumenyebabkanpenderitalactose intolerancedapatmengkonsumsiproduk-produktersebuttanpamengalamigangguansakit. • DidugaLaktobasili yang tertinggaldidalamsaluranusus (misalnyaL. acidophilus) meningkatkankemampuansaluranususuntukmencernalaktosa.

18. 3.PencegahanPembentukanNitrosamin • Beberapatahun yang laluramaidibicarakanmengenaiadanyanitratdannitritdidalammakanan, danpembentukannitrosaminpadaberbagaibahanpangandanpembentukannitrosaminolehmikroorganismeusus. Akantetapinitrat yang ditambahkankedalamsusuuntukdiolahmenjadiproduk yang disebutkeju Gouda dan Edam tidakmenghasilkannitrosaminpadaprodukakhir.

19. Penelitiantelahdilakukanterhadappenambahannitratolehkejususuuntukmencegahkerusakanolehbakterikoliform. Laporanmenunjukkanbahwakeju yang dibuatdarisusu yang mengandung 0.02% KNO3menunjukkanpenurunanjumlahnitratsecaranyatasetelahpemeraman 8 minggu. TernyatakulturL.caseisecaraefektifmengakibatkanpenurunantersebut.

20. BeberapamikroorganismesaluranususmisalnyaLaktobasilidapatmelakukandegradasinitrosamin. • Produksidanekskresiaminlebihrendahterjadipadahewan yang diberimakan diet susutanpabakteritersebutmelakukanekskresiamindalamjumlahlebihtinggidanhewantersebutmengalamidiareterusmenerus.

21. Diduga yogurt mengandungsuatufaktor yang dapatmenghambatsintesiskholesteroldariasetat, mengakibatkankholesteremiamenurunmeskipunmengkonsumsisejumlahbesarkholesterol. • Pemberian diet formula susu yang diberisuplemenL. acidophiluskepadabayiakanlebihbanyakmenurunkankandungankholesteroldarahdibandingkandenganpemberian formula susutanpabakteritersebut.

22. 5. MengurangiRisikoKanker • PemberianL. acidophiluskepadatikussecaranyatamenurunkanaktivitasenzim-enzimbakterifekalyaitugkukuronidase, nitroreduktasedanazoreduktasejikahewantersebutdiberimakan diet daging. • Masyarakatnegara-negara Barat yang banyakmengkonsumsidagingmengandungenzim-enzimtersebutdalamjumlahtinggidibandingkandenganmasyarakatpemakansayur, danenziminididugaberperandalammengubahprokarsinogenmenjadikarsinogenproksimal.

23. PengaruhL. acidophilusterhadapenzim-enzimtersebutjugaterjadipadamanusia. • Padapercobaan lain tikus yang diberiransumdagingdiberibahan yang diketahuidapatmerangsangpembentukanselkanker, yaitu 1,2-dimetilhidrazin dihidrokhloride. Setelah 20 mingguternyatatikus yang diberiL. acidophilusmenunjukkkan 40% menderitakankerdibandingkandengan 77% padakontrol. Tetapisetelah 36 minggukeduanyamenunjukkanhasilsama.

24. B. ProdukDaging • Dagingdanproduk-produkolahandagingmerupakan medium sangatbaikuntukpertumbuhanmikroorganisme. • Pemotongandanperusakantenunan-tenunandagingakanmenghilangkanmekanismepertahanantenunanterhadapseranganmikroorganisme.

25. Penanganandanpengolahanselanjutnyajugadapatmenambahkontaminasimilroorganismepembusukdan pathogen. Olehkarenaitudayasimpanproduk-produkdagingsangatdipengaruhiolehcarapenanganandanpengawetan yang dilakukan.

26. Sejakdahuluorangsudahmelakukanpengawetandagingdengancaratradisional, yaitudenganmenambahkangaramdangulakedalamdaging, danmendiamkannyaselamabeberapawaktutertentusampaigaramdangulatersebutmeresapkedalamtenunandaging. Setelahitudagingdiolahlebihlanjutdengancaramengeringkan, mengasap, ataucarapengolahanlainnya.

27. Padasaatinitelahdikembangkanberbagaiprodukolahandaging yang masing-masingmungkinberbedadalamkonsentrasigaram, gula, bumbu-bumbu, formulasidancarapengolahannya. Akantetapistabilitasproduk-produktersebutmaupunkonsistensinyasebenarnyasangatdipengaruhiolehaktivitasbakteriasamlaktat yang mengubahgulamenjadiasamlaktat.

28. Bakteriasamlaktatmerupakanmikroflora yang normal terdapatdidalamdaging. Selainitubakteriasamlaktatmungkinjugamasukkedalamdagingselamaprosespengolahan. • Penambahangaram, gulanitrit, danasapsertapenyimpananataupemeramanprodukpadasuhurendahdenganpotensioksidasi-reduksi yang menurun (misalnyadalamwadahpembungkus), merangsangpertumbuhanbakteriinimengalahkanpertumbuhanmikroorganismelainnya yang tidakdiinginkan. • Selamapertumbuhan, bakteriasamlaktatmemecahgulaterutamamenjadiasamlaktatsehinggamenurunkan pH daging. Akibatnyabakteri pathogen danpembusukterhambatpertumbuhannya.

29. 1.Kultur Starter untukProdukDaging • Kultur starter untukproduk-produkdaging yang pertama kali diproduksisecarakomersialadalahPediococcuscerevisiae, karenabakteriinitahanterhadapprosesliofilisasi yang dilakukanuntukmengawetkankultur. PenggunaanLaktobasilisebagaikultur starter untukproduk-produkdagingpernahdicobasebelumnya, tetapimengalamikesulitandalamproduksecarakomersialkarenabakteriinitidaktahanterhadapprosesliofilisasi.

30. Padasaatinitelahbanyakdigunakankultur starter untukproduk-produkdaging yang terdiridariPediococcus, Micrococcus dan Lactobacillus. PenggunaanLakobasilisebagai starter adalahdalambentukkonsentratbekuataudenganpengeringkanbekumenggunakanteknikliofiliasi modern yang tidakbanyakmerusakselLaktobasili. • Mikrokokiditambahkankedalamdagingkarenasifatnya yang dapatmereduksinitratdanmempunyaiaktivitaskatalase, tetapibeberapagalurbakteriiniternyatasekarangtelahdiidentifikasisebagaiStapilokokikoagulasenegatif.

31. Di Eropajugatelahdigunakankultur starter untukdaging yang terdiridaricampurankulturkapangdankhamiruntukmembentukcita rasa yang unikdanmemperpanjangmasasimpanproduk. Padasaatinisebagaikultur starter untukberbagaiprodukolahandagingtelahdijualdalambentukkonsentratbekuataukeringbeku. • Kulturmikroorganismeditambahkankedalamproduk-produkdagingdenganbeberapatujuan, yaitu : mendapatkanprodukdenganmutu yang baik, konsistensidanmasasimpan yang diharapkan, meningkatkankeamananproduk, danmempersingkatwaktufermentasi. • Mutukulturmikroorganisme yang digunakansangatmempengaruhimutuprodukakhir yang dihasilkan.

32. 2. AspekKeamananProduk • Banyakproduk-produkdagingfermentasi yang diperampadasuhu yang agaktinggiselamapengolahanuntukmempercepatprosesfermentasi, dimanasuhutersebutjugadapatmerangsangpertumbuhanbakteri pathogen. Selainitubanyakdiantaraproduk-produkdagingtersebut yang tidakmengalamipemasakansecarasempurnadanbiasanyadikonsumsitanpamengalamipemanasanlebihlanjut. Keadaaninimembutuhkanpenangananterhadapproduksecarahati-hati.

33. Walaupunmetodesanitasidan hygiene yang baik yang telahditerapkandandikontroldenganmutubahanmentahdapatmenurunkanjumlahkontaminasi. Tetapikontrolterhadapkeamananproduktetapharusdilakukandalamformulasidanproses. • Penggunaankulturmikroorganismesebagai starter dalampembuatanprodukdagingfermentasimenjaminjumlahmikroorganisme yang cukupuntukmengalahkanmikrofloraalamipadadaging, termasukdiantaranyabakteri pathogen, danjikadikombinasidengankontrolpengolahan yang baikakanmenjaminkeamanandanmutuprodukakhir.

34. a. Staphylococcus aureus. KeracunanmakananolehS. aureusdapatdisebabkanolehkonsumsisosis yang difermentasikeringatauagakkering. Kecenderunganindustrimakananuntukmemproduksisosisdalamjumlah yang melebihikapasitaspabrikdanmengurangiwaktupengolahanpadasuhutinggimerupakansalahsatusebabtimbulnyakeracunanStapilokoki. Beberapabakteridansenyawa yang dapatmenyebabkansakitadalah :

35. NAS (The National Academy of Sciences) menyarankanselainpengawasanterhadapbahanmentahdansanitasiproses yang baik, jugapenambahankultur starter laktatatauasidulankimiadalanpembuatansosisuntukmencegahpertumbuhanStapilokoki. KeracunanStapilokokidisebabkanolehtertelannyaenterotoksin yang tahanpanas yang diproduksiolehgalurtertentuS. aureus. KebanyakankeracunanStapilokokidisebabkanolehenterotoksin A yang seringditemukanpadasosisfermenatsi.

36. Walaupunproduk-produkdagingdanmakananlainnyajugadapatterkontaminasiolehStapilokoki, akantetapiformulasidankondisiselamafermentasimenyebabkanS. aureusdapattumbuhdanberkompetisidenganbaikdibandingkandenganmikroorganismelainnya. • Parameter pengolahandanformulasitersebutdiantaranyapenggunaandagingbabidalamjumlahtinggi, konsentrasigaramrelatiftinggi, aktivitas air yang cukuprendah, prosespengasapan yang kurang, dansuhuinkubasi yang tinggi.

37. PadaumumnyaStapilokokimemproduksienterotoksinpadapermukaansosisselamaawalprosesfermentasi. Nilai pH produkakhir, perlakuanpanas, aktivitas air dan/ataupendinginanprodukselamapenyimpanantidakdapatmencegahterjadinyakeracunanStapilokokijikaenterotoksinsudahterlanjurterbentukpadaawalprosesfermentasi.

38. PertumbuhanStapilokokipadasosisdapatdihambatjikaperbandinganbakterilainnyadalamdagingdenganpilokokimeningkat, dansuhupenyimpanancukuprendah. PenghambatanpertumbuhanStapilokokijugamenghambatpertumbuhanStapilokokidanpembentukanenterotoksin.

39. PenggunaankulturmikroorganismetelahdibuktikandapatmenghambatpertumbuhanStapilokokidanpembentukanenterotoksin. Penambahanbakteriasamlaktatdalamjumlahtinggidapatmengontrolprosesfermentasisecarakonsistendanmempercepatpembentukanasam, sehinggamenghambatpertumbuhanStapilokoki. SelainitukulturmikroorganismetertentujugamempunyaipengaruhantagonistikterhadappertumbuhanStapilokokidan/ataupembentukanenterotoksin, misalnyamelaluipembentukansenyawa-senyawaantimikrobaseperti hydrogen peroksidadanantibiotik, dan/ataumelaluikompetisiterhadap nutrient yang dibutuhkanuntukpertumbuhanmikroorganisme.

40. b. Salmonella • Dagingdanproduk-produkunggasmerupakanmakanan yang seringterkontaminasiolehSalmonellae.BeberapakasuskeracunanSalmonellae disebabkanolehkonsumsidaginggiling (hamburger) mentah, sedangkandaging yang mengalamifermentasijarangdicemariolehSalmonellae,walaupunbakteritersebutmungkindapattahanterhadapbeberapaprosespengolahan. • BakteriasamlaktatdapatmenghambatpertumbuhanSalmonellaedimanapengaruhnyarelatiftergantungdarispesies, galur, perbandinganantarajumlahdenganSalmonellae, suhuinkubasi, dankecepatanproduksiasam.

41. Padasosisagakkering yang difermentasipadasuhu 35ºC, kecepatanfermentasiberlangsungrelatiflambatsehinggapertumbuhanSalmonellaekurangterhambat. • ProseskomersialdalamfermentasidagingdenganmenggunakankulturbakteriasamlaktatternyatadapatmengurangiwaktufermentasisehinggamenghambatpertumbuhanSalmonellae. • Selaindisebabkanolehpembentukanasamsecaracepatdanpenurunan pH, penghambatanpertumbuhanSalmonellaeolehbakteriasamlaktatjugadisebabkanolehpembentukankomponen-komponenpenghambatlainnya.

42. c. Clostridium botulinum • Pembentukantoksinbotulinumpadaproduk-produkdagingdipengaruhiolehbeberapafaktordiantaranyapotensioksidasi-reduksi,pH, aktivitas air, garam, nitrit, kadar air dansuhu. • PenggunaannitritdalamdagingkeringdidasarkanpadapengaruhnyaterhadappertumbuhandanpembentukantoksinC. botulinum. PengaruhbakteriasamlaktatdalammenghambatpertumbuhanC. botulinumpadadagingtelahdibuktikanmelaluibeberapapenelitian. Ternyatakultur starter bakterilaktatjikadikombinasidenganpenambahansukrosaataudektrosaakanmenghambatpertumbuhantoksinmeskipuntanpapenambahannitrit, karenaterjadipembentukanasamsecaratepatdidalamdaging.

43. Dapatdisimpulkanbahwakonsentrasinitritpadabeberapaprodukolahandapatditurunkanjikaditambahkankulturlaktatdankarbohidrat.Dapatdisimpulkanbahwakonsentrasinitritpadabeberapaprodukolahandapatditurunkanjikaditambahkankulturlaktatdankarbohidrat. • Penghambatanpembentukantoksinolehbakteriasamlaktatdenganadanyakarbohidratdannitritdapatmeningkatkankeamanansosisfermentasiterhadappencemarantoksinbotulinum.

44. Selainbersifatmenghambatbakteri pathogen danpembentukantoksin, kulturbakterijugadapatmenghambatspesiesbakterilainnyatermasukbakteriBasili,Enterokoki gram negatif, dankhamir. • PenggunaankulturbakteriasampadasosisfermentasijugadapatmenghambatEnterokokidanEnterobakteri.

45. d. Trichinae spiralis • Produk-produkolahandagingharusbebasdaripencemaranolehparasit T. spriralis. • Cara pencegahanpencemaranparasittersebuttermasukformulasi, danpengeringan. Penggunaankultur starter mikroorganismesecaratidaklangsungmembunuh trichinae.

46. e. Histamin • Histaminterbentukdidalammakananmelaluidekarbosilasihistidinolehbakteridanmerupakansenyawa normal yang terdapatdidalammakananfermentasisepertikeju, anggur, dan sauerkraut, danproduk-produkmakananlainnya yang telahdiserangmikroorganisme. • Kandunganhistamine padaproduk-produkdagingfermentasibervariasitergantungdarilamanyadagingdiproses. • Kandunganhistamin yang tinggiditemukanpadasosiskeringdimanadilakukanfermentasialamidalamwaktu lama.

47. Penambahankulturlaktatdapatmenghambatpembentukanhistamindidalamproduk. Penambahankulturbakterilaktatkedalamprodukdapatmenghambatpertumbuhanmikroflora yang mempunyaiaktivitastirosindekarbosilasedanproteolitik yang dibutuhkandalampembentukanhistaminatauaminlainnya, termasuktiramin. • Produksihistamindantiraminsangatberkurangdenganadanyapenambahankultur starter Lactobacillus danPediococcuskedalamprodukdaging.

48. f. Nitrosamin • Nitritbiasanyaditambahkankedalamproduk-produkolahandaginguntukmembentukwarnadancita rasa sertamembantudalampengawetan. • Residunitritdapatbereaksidenganaminsekunderdidalamdagingmembentuknitrosamin yang bersifatkarsinogenik. • Penurunankandungannitritdidalamproduk-produkolahandagingdapatmengurangikemungkinanpembentukannitrosamin, tetapijugameningkatkanrisikopembentukantoksinbotulinum. Penelitiantelahbanyakdilakukanuntukmengurangijumlahnitritdalamprodukolahandagingtanpamengurangitingkatkeamanannya.

49. Bakteriasamlaktatjikadikombinasidengankarbohidrat yang dapatdifermentasikanmerupakanantibotulinum yang efektifdidalamdagingfermentasi. • Penurunan pH olehbakteriasamlaktatjugamenghilangkanresidunitrit, dankeduafaktortersebutmengurangirisikopembentukannitrosaminselamapemasakan. • Karenabeberapaprodukdagingmisalnya bacon, tidakpernahdimasakpadasuhulebihtinggidari 55ºC, bakteriasamlaktatmasihdapathidupdanaktifselamapenyimpanan, sehinggaprodukakantetapaman.

50. 3. MemperpanjangMasaSimpanProdukDaging • Produk-produkolahandaging yang mengalamifermentasimempunyaimasasimpan yang relatifpanjangkarenamempunyaikandungan air dan pH relative rendah. • Sosisyang mempunyaiperbandingankandungan air/protein 3:1 ataukurangdanmempunyai pH 5.0 ataukurangtudakmemerlukanpenyimpananpadasuhurendah. Selainituproduk-produkolahandagingdinyatakanrelatifawetjikamempunyai pH 5.2 ataukurangdanaktivitas air 0.95 ataukurangataumempunyai pH dibawah 5.0, atauaktivitas air dibawah 0.91. • Masasimpanproduk-produktersebutbiasanyaterbataskarenaterjadinyakerusakankimiaataufisikdanbukankarenakerusakanmikrobiologi.