KARAKTERISTIK MIKROBIA PENYEBAB KEBUSUKAN PANGAN Tri Wardani Widowati

PENDAHULUAN Bahan pangan adalah tempat yang cocok untuk pertumbuhan mikrobia. Mikrobia dalam pangan : Menguntungkan dan Merugikan Mikroba yang merugikan, Jika kehadirannya : - merubah nilai organoleptik yg tidak dikehendaki, - menurunkan berat atau volume, - menurunkan nilai gizi, - merubah bentuk dan susunan senyawa, - menyebabkan penyakit - serta menghasilkan toksin yang membahayakan Hampir 1/3 dari makanan yg diproduksi, rusak krn mikrobia Kandungan mikrobia awal pd makanan (microbial load) menentukan kerusakan : kualitatif (mo yg mana) dan kuantitatif (brp jmlnya)

Lanjutan Bahan pangan yang dihasilkan/diproduksi dari bahan baku yang baik dan diproses dengan sanitasi yang baik mempunyai kandungan mikrobia awal yang rendah Jika kondisi pangan tidak dikendalikan akan menyebabkan perubahan terutama kaitannya dengan jumlah mikrobia Pertumbuhan mikrobia menyebabkan perubahan sifat bahan pangan Bahan pangan umumnya mengandung beberapa jenis mikrobia : Bacteri : penyebab kebusukan yang utama karena mempunyai waktu generasi yang paling pendek yeasts molds, Pada kondisi bakteri dan yeast tidak dapat berkembang, jamur menjadi penyebab utama kebusukan/kerusakan

KERUSAKAN/KEBUSUKAN MAKANAN Kondisi makanan yg RUSAK/BUSUK dan menjadi TIDAK LAYAK dan TIDAK AMAN jika dikonsumsi. Kondisi kebusukan terdeteksi jika populasi mikrobia pada level 106 – 108 cells/g, mL or square centimeter. Kerusakan/Kebusukan dpt mempengaruhi aroma, tekstur, rasa dan/atau kenampakan makanan. Kebusukan biasanya diasosiasikan dengan pembentukan senyawa H2S, Amoniak, beberapa senyawa amin dan H2O2 yang sudah dapat terdeteksi meskipun kandungan mikrobia masih dalam jumlah yang rendah Sedangkan senyawa Asam laktat dapat diasosiasikan sebagai kebusukan pada kandungan mikrobia yang tinggi .

Keberadaan M.O pembusuk dlm pangan Dipengaruhi : Jenis pangan Perbedaan faktor intrinsik pd pangan (Aw, pH, O–R potential, nutrient content, antimicrobial substances, dan protective structures) dan faktor ekstrinsik (kondisi penyimpanan) akan menyebabkan perbedaan m.o pembusuk yg tumbuh. Komponen utama dalam pangan Pertumbuhan m.o dlm pangan akan berasosiasi dng komponen yg ada pada pangan tsb. (carbohydrates, proteinaceous and nonprotein nitrogenous (NPN) compounds, dan lipids).

lanjutan nutrient yg sama dpt dimetabolisme oleh m.o. yang berbeda dan menghasilkan produk yang berlainan. Contoh : glucose dimetabolisme secara aerobik oleh Micrococcus spp. menjadi CO2 and H2O, dan oleh Lab. acidophilus sec anaerobik menjadi asam lactat Saccharomyces cerevisiae memetabolisme glucose sec aerobic menjadi CO2 dan H2O, tetapi jika sec anaerobik akan dihasilkan ethanol dan CO2.

M.O PENTING dlm KEBUSUKAN Psychrotrophic Bacteria Aerobic : Pseudomonas fluorescens, P. fragi, other Pseudomonas species, Acinobacter, Moraxella, and Flavobacterium. (some molds and yeasts) Facultative anaerobic : L. viidescens, L. sake, L. curvatus, Leuconostoc mesenteroides etc. Thermoduric psychrotrops : Facultative anaerobs : spores of Bacillus coagulans and Bacillus megaterium, some strains of L. viridescens. Anerobes : spores of Clostridium laramie, Clo. estertheticum, Clo. algidicarnis, Clo.putrefaciens, and unidentified Clostridium spp. Jika temperature meningkat diatas 50C, beberapa m.o mesophiles (growth temperature range 15 – 45 0C, opt 25 – 40 0C) dpt tumbuh. Namun, pada suhu penyimpanan 10 – 15 0C , m.o. psychrotrophs akan berkembang lebih cepat dibanding m.o mesophiles.

LANJUTAN Thermophilic Bacteria The bacteria in this group grow between 40 – 90 0C, with optimum growth at 55 – 65 0C. Spores of some thermophilic Bacillus and Clostridium spp. can be present in these heat treated foods, which at warm temperatures germinate and multiply to cause spoilage. Some thermoduric vegetative bacteria surviving low heat processing (such as pasteurization) or thermophiles getting in food as post-heat contamination can also multiply in this warm foods, especially if the temperature is close to 50 0C.

Lanjutan Aciduric Bacteria Bacteria capable of growing relatively rapidly in food at pH 4.6 or below are generally regarded as aciduric (or acidophilic). Spoilage of acidic food products : Fruit juices, pickles, salsa, salad dressings, mayonnaise, and fermented sausages. Heterofermentative LAB and homofermentative LAB have been associated with such spoilage. Yeast and molds are aciduric and thus are associated with spoilage of such foods.

Pertumbuhan Mikrobia & Kerusakan Makanan Merupakan hasil dari pertumbuhan mikrobia dalam makanan Melibatkan proses suksesi mikrobia Bahan Makanan yg berbeda akan mengalami proses kerusakan yg berbeda Racun dpt diproduksi olah mikrobia tertentu selama proses kerusakan berlangsung Mikroorganisme sebagai indikator mutu, mencerminkan : mutu pangan dari jumlah mikrobianya Keadaan sanitasi selama pengolahan Kualitas pengawetannya

Pangan berdasar kemudahan mengalami kebusukan Highly perishable food : Sangat mudah mengalami kebusukan, contoh : meat fruit milk vegetables Semi perishable food potatoes nuts Stable food (non-perishable food) rice flour dry beans

Jenis Kerusakan karena Mikrobia Busuk Lunak Bakteri (Bacterial Soft Rot) Ciri Kerusakan : bahan jadi lunak, lembek, bau masam Komoditi yg diserang : bwg. merah/putih, wortel Jenis : Erwinia carotovora, Pseudomonas marginalis, Clostridium, Bacillus spp. Busuk Kapang Abu-Abu (Gray Mold Rot) Ciri Kerusakan : Miselium kapang abu-abu, kerusakan akibat kelembaban tinggi dan suhu hangat Komoditi yg diserang : anggur, kacang2an, bayam Jenis : Botrytis cinerea, Botrytis spp. Busuk Lunak Rhizopus (Rhizopus Soft Rot) Ciri Kerusakan : lunak, lembek, kapang berbentuk kapas-kecil berbintik hitam, sporangia menutupi permukaan air Komoditi yang diserang : anggur, strawberi, alpukat Jenis : Rhizopus sp., Rhizopus stolonifer Anthracnose Ciri Kerusakan : spot/bintik hitam Komoditi yang diserang : aprikot, alpukat, pisang Jenis : Colletotrichum lindemuthianium (kapang)

lanjutan 5. Busuk Alternaria (alternaria rot) Ciri Kerusakan : bintik coklat kehijauan coklat hitam Komoditi yang diserang : lemon, peach, tomat Jenis : Alternaria tenuis 6. Busuk Kapang Biru (blue mold rot) Ciri Kerusakan : spora kapang hiau kebiruan Komoditi yang diserang : anggur, bit, aprikot Jenis : Penicillium digitarium 7. Downey Mildew Ciri Kerusakan : kapang berwarna putih seperti wol Komoditi yang diserang : sawi/lobak Jenis : Phytophthora, Bremia, dll

lanjutan 8. Busuk Lunak Berair (Watery Soft Rot) Komoditi yang diserang : seledri, kembang kol Jenis : Sclerotinia sclerotiorum umum pada sayuran 9. Busuk Batang Komoditi yang diserang : lemon Jenis : Diplodia, Alternaria, Phomopsis, Fusarium 10. Busuk Kapang Hitam Ciri Kerusakan : Masa spora hitam pekat Komoditi yang diserang : bwg. merah/putih, pir, peach Jenis : Aspergillus niger 11. Busuk Hitam (Black Rot) Komoditi yang diserang : wortel, bit, pir, kembang kol Jenis : Alternaria, Ceratostomella, Physalospora

Lanjutan 12. Busuk Kapang Merah Muda (Pink Mold Rot) Ciri Kerusakan : Spora Pink Jenis : Trichothecum roseum 13. Busuk Fusarium Komoditi yang diserang : wortel, bit, pisang Jenis : Fusarium sp. 14. Busuk Kapang Hijau (Green Mold Rot) Komoditi yang diserang : tomat Jenis : Cladosporium, Thichoderma 15. Busuk Coklat (Brown Rot) Komoditi yang diserang : aprikot Jenis : Sclerotinia (Monilia fructicola

TIPE KERUSAKAN BAHAN PANGAN Berjamur Disebabkan kapang Bahan pangan menjadi lekat/berbulu/kapas karena adanya miselium kapang Berwarna karena spora Pembusukan (rots) Biasa terjadi pada buah dan sayur dengan kandungan air tinggi Busuk  tekstur lunak dan berair Berlendir oleh bakteri yg tumbuh pd permukaan yg basah spt sayur, daging, ikan Menyebabkan flavor dan bau menyimpang Perubahan Warna Menghasilkan koloni yang berwarna/berpigmen dan memberi warna pada bahan pangan yang tercemar Misal warna hijau karena Pseudomonas fluorescens, hitam karena Aspergillus niger.

TIPE KERUSAKAN PANGAN (lanjutan) Berlendir Kental seperti Tali (Ropiness) Lendir kental seperti tali disebabkan oleh Leuconostoc, Bacillus subtilis Lendir dikaitkan dng terbentuknya kapsul pd bakteri atau hidrolisa pati & protein Biasa terjadi pada minuman ringan, anggur, cuka, susu dan roti Kerusakan Fermentasi Spesies khamir dan bakteri laktat dapat menyebabkan fermentasi karbohidrat Bahan pangan yang tercemar akan berubah flavor dan terbentuk gas Pembusukan Bahan-Bahan Berprotein (Putrefaction) Dekomposisi anaerop pada protein menjadi peptida dan asam amino menghasilkan bau busuk pada pangan Bau busuk disebabkan oleh : gas H2S, NH3, amin, dan senyawa bau lainnya Bahan pangan yang tercemar disebabkan karena diolah kurang sempurna dan dikemas dengan tidak tepat seperti pada pengalengan ikan, daging, sayur.

KEBUSUKAN pd DAGING Brown or grey discoloration - Protein denaturation caused by heat, salts, ultraviolet light, low pH, and surface dehydration The pigment myoglobin which determines the color of fresh meat undergoes various chemical reactions to form other pigments. These reactions are triggered by light, heat, and oxygen availability.   The microbes change the physiological environment by changing the pH and by producing amino acids and amines. They may also produce compounds which may react with the heme pigments to produce other colors. Catalase negative bacteria produce hydrogen peroxide that results in a green color. Microorganisms change the color also by producing pigments themselves. Salt works as a prooxidant for heme pigment oxidation and thereby also influences the color. Light can cause the dissociation of oxygen from the heme which may result in the fading of fresh meat color. Cooking causes protein denaturation and the browning reactions. During cooking the heme pigment protein denatures and the iron undergoes oxidation to the ferric state and ability of the pigment to complex oxygen is lost. 10/22/2009

Daging Segar - Hewan dan unggas mengandung mikrobia dalam jumlah yg cukup banyak - Mikrobia yang dominan penyebab kebusukan tergantung : the nutrient and oxygen availability, storage temperature, pH, the storage time of the product (Delay between storage and distribution) generation time of the spoilage microorganisms under a given environment. Cutting board contamination Conveyor belts Fecal contamination from intestines

Penyebab Kerusakan : Enzimatis, Oksidasi Kimiawi, Aktivitas Mikrobial (penyembelihan, pemotongan)    Mikroorganisme masuk ke dalam jar. tubuh hewan dipengaruhi oleh faktor : - Isi/muatan usus hewan - Kondisi fisiologis hewan sebelum disembelih - Metode penyembelihan dan penuntasan darah - Kecepatan pendinginan KERUSAKAN DAGING - Kerusakan pada Kondisi Aerob - Kerusakan pada Kondisi Anaerob

Meat Spoilage Continued Food Types of Spoilage Spoilage Microorganisms MEAT Fresh Putrefaction Clostridium, Pseudomonas, Proteus, Alcaligenes, Chromobacterium Souring Chromobacterium, Lactobacillus, Pseudomonas Cured Mouldy Penicillium, Aspergillus, Rhizopus Pseudomonas, Micrococcus, Bacillus Greening Lactobacillus spp., Streptococcus, Pediococcus Slimy Leuconostoc Vacuum Packed Lactobacillus, Carnobacterium, Leuconostoc Poultry Odor, Slime Pseudomonas, Alcaligenes, Xanthomonas Enterobact. Produce hydrogen sulfide and other sulfur containing compounds Lactics – increase acetic acid Flavor changes cab be detected in vacuum packed normal pH beef after 10-12 week storage at 0. This is 4-6 weeks after the bacterial population has reached its maximum. Bitter and liver-like flavors develop after 14-16 weeks in the absence of contaminating flora. Psychrophilic Clostridia – prodn of hydrogen and carbon dioxide Shewanella putr. - It is also one of the organisms associated with the odour of rotting fish, as it is a marine organism which produces trimethylamines (hence the species name putrefaciens, from putrid). 10/22/2009

Meat Spoilage Spoilage microflora is dominated by: Pseudomonas spp. P. fragi, P. lundensis and P. fluorescens Acinetobacter Psychrobacter immobilis When surface is left to dry: Micrococci Yeasts Molds 10/22/2009

Meat Spoilage Vacuum – packed: Lactic acid bacteria Enterobacteriaceae Brochothrix thermosphacta (occasionally) Clostridia 10/22/2009

Kerusakan pada Kondisi Aerob  Lendir di permukaan Kerusakan pada Kondisi Aerob  Lendir di permukaan Penyebab : Pseudomonas, Acinetobacter, Alcaligenes, Moraxella, Streptococcus, Leuconostoc, Bacillus, Micrococcus.  Perubahan warna/pigmen daging ¨ Merah berubah menjadi hijau, coklat, abu-abu, akibat dari senyawa yang mengoksidasi (peroksida, hydrogen sulfida, dll). ¨ Penyebab : Lactobacillus, Leuconostoc penyebab warna hijau pada sosis.

 Perubahan pada Lemak Lemak oksidasi tengik (rancid)Bakteri Lipolitik mempercepat oksidasi tengik (aldehid-asam)    Fosforesensi Disebabkan : Photobacterium spp. Terjadi perubahan berbagai warna permukaan daging akibat bakteri berpigmen. ¨ Serratia marcescens pigmen merah ¨ Pseudomoas syncyanea warna biru ¨ Micrococcus flavobacterium kuning ¨ Chromobacterium lividum biru kehijauan dan hitam kecoklatan

 Bau dan Rasa Busuk / Menyimpang (Taint) Bau masam karena asam-asam volatile : format, asetat, butirat propionat, dll. Penyebab : Actinomycetes (kapang)   Kerusakan Akibat Khamir 1. Permukaan daging berlendir 2. Lipolisis 3. Bau busuk / masam 4. Rasa busuk / masam 5. Diskolorisasi putih, krem, pink, coklat

Kerusakan Akibat Kapang 1. Bergetah Lengket 2 Kerusakan Akibat Kapang 1.Bergetah Lengket 2. Berambut (putih, dll) Thamnidium chaetocladioides, Mucor inucedo, Rhizopus 3. Bintik hitam Cladosporium herbarum 4. Bintik putih Sporotrichum carnis, Geotrichum 5. Noda-noda hijau Penicillium expansum, P.asperulum 6. Dekomposisi lemak kapang penyebab hidrolisis dan oksidasi lemak 7. Bau dan rasa menyimpang Thamnidium

Kerusakan akibat khamir dan kapang : Kerusakan akibat khamir dan kapang : Mudah Dihilangkan Kerusakan akibat bakteri: Penetrasi ke dalam jaringan Kerusakan Pada Kondisi Anaerob 1. Bau dan Rasa Masam (Souring) 2. Kebusukan (Putrefaction) 3. Bau Menyimpang (Taint)