PENGAWET Adelya Desi Kurniawati, STP., MP., M.Sc Kimia Pangan II (2014)

Kerusakan Makanan Bahan pangan tidak dapat bertahan dalam kondisi baik untuk waktu yang lama. Penyebab kerusakan makanan : Pertumbuhan mikroba Proses kimiawi (aktivitas enzim) Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Pembusukan Makanan Mikrobia (bakteri, kapang, khamir) menggunakan nutrisi dari makanan untuk proses metabolismenya Proses metabolisme mikrobia menghasilkan metabolit yang kemudian menyebabkan kebusukan pada makanan Metabolit ada yang bersifat toksik yang dapat mengancam kesehatan (foodborn illness and food spoilage) Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Pengawetan Makanan Segala proses mematikan, mengurangi, menghambat, dan/ atau mencegah mikrobia untuk berkembang biak dengan tujuan untuk memperpanjang umur simpan produk pangan Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Pengawetan Makanan Metode fisik --> mengubah lingkungan tumbuh mikrobia, sehingga mikrobia sulit bertahan keberadaan oksigen Ketersediaan air, Suhu pH Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Pengawetan Makanan Metode kimiawi --> mengubah struktur biokimia sel mikroba atau mengubah reaksi metabolisme Penambahan bahan pengawet Mengubah permeabilitas membran sel Merusak aktivitas enzim spesifik Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Tujuan Pengawetan Namun, pengawet tidak ditujukan untuk.... Menghambat pertumbuhan mikroba pembusuk dan patogen. Memperpanjang umur simpan Namun, pengawet tidak ditujukan untuk.... Menyembunyikan keadaan pangan yang berkualitas rendah. Menyembunyikan penggunaan bahan yang salah atau yang tidak memenuhi persyaratan. Menyembunyikan kerusakan bahan pangan. Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Syarat Penggunaan Pengawet Dibutuhkan Pengawet bersifat efektif Non toksik Tidak mengubah kualitas dan ciri produk pangan Aman dan tidak karsinogenik Konsumsi tidak melebihi batas yang diijinkan Praktis dan kompatibel dengan proses pengolahan pangan Tersedia dan ekonomis Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Prinsip Pemilihan Pengawet Kadar air kebutuhan akan Aw dari yang tertinggi bakteri > khamir > kapang Komposisi nutrisi bakteri  Aw tinggi dan nutrisi lengkap ex. susu khamir  Aw sedang dan kadar gula tinggi ex. sirup kapang  Aw rendah dan karbohidrat tinggi. Ex. Dodol, jenang, wingko Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Prinsip Pemilihan Pengawet 3. Nilai pH sebagian besar pengawet merupakan asam lemah yang bekerja efektif pada kondisi tidak terdisosiasi  dapat berpenetrasi dengan lebih baik ke dalam sel mikroba dan menurunkan pH internal sitoplasma mikroba 4. Jenis mikroba dominan ex. Pada roti (produk Aw rendah dan karbohidrat tinggi)  kapang (Aspergillus dan Penicillium) Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Prinsip Pemilihan Pengawet 5. Suhu penyimpanan Contoh : Sari buah pasteurisasi biasanya disimpan pada suhu dingin, sehingga jenis pengawet yang digunakan harus efektif terhadap bakteri psikrofilik Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Prinsip Pemilihan Pengawet 6. Dosis Efektif Ada batas maksimum penggunaan pengawet yang harus diperhatikan 7. Toksisitas berhubungan dengan FDA, LD50, ADI, dll, dimana semakin kecil ADI, maka toksisitasnya semakin tinggi. 8. Prose Pengolahan 9. Perubahan karakteristik produk 10. Kelarutan Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

1. Asam Benzoat (C6H5COOH) sumber : berbagai berries, kayu manis, prune/ plum Efektif : khamir dan kapang tetapi kurang efektif terhadap bakteri Kelarutan garamnya lebih baik daripada bentuk asamnya  natrium benzoat Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

1. Asam Benzoat (C6H5COOH) GRAS, dengan LD50 pada tikus oral = 1,7 – 3,7 g/kg bb pKa of 4.2  Optimum pH antara 2,5 – 4,0 serta sangat tergantung pH bahan pangan Penggunaan : minuman karbonasi, acar, salad buah, selai, dll. Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

2. Parabens Ester alkil dari asam p-hidroksibenzoat Gugus alkilnya dapat berupa metil, etil, propil, butil, dan heptil. Tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa (kecuali metil parabens) Non volatil dan non hygroskopis Efektif : khamir dan kapang tetapi kurang efektif terhadap bakteri, terutama gram negatif Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

2. Parabens Tidak bergantung pada pH, efektif hingga pH bahan 8,5 LD50 tikus oral >8 g/kg bb Penggunaan : bakery, jus buah, manisan Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Mana yang lebih banyak digunakan ? Kenapa ? 2. Parabens Kelarutan dalam air tergantung panjang rantai alkil  menurun seiring meningkatnya rantai alkil Namun.... Aktivitas parabens meningkat seiring dengan bertambahnya rantai alkil Mana yang lebih banyak digunakan ? Kenapa ? Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

3. Asam Sorbat Tersusun atas lemak tak jenuh trans dengan gugus karboksilat yang reaktif Tidak berasa dan tidak berbau, namun pada penggunaan yang berlebihan dapat menyebabkan after taste yang tidak diinginkan Bentuk garamnya dapat bereaksi dengan komponen membran sel sehingga menurunkan transpor membran  kalsium atau kalium pKa 4,8  bergantung pada pH, efektif hingga pH bahan 6,5 Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

3. Asam Sorbat Kelarutan dalam air meningkat seiring meningkatnya suhu Efektif : khamir dan kapang, efektif terhadap bakteri gram positif dan negatif, serta katalase positif dan negatif, mikroba mesofilik dan psikrofilik  namun beberapa BAL dan kapang (Penicillium, Aspergillus) tidak dapat dihambat ADI 25 mg/kg bb/ hari Penggunaan : wine, jus buah, manisan, keju cottage, daging, dll. Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

4. Asam Propionat Terdapat secara alami pada buah-buahan tertentu  apel, strawberri, dan teh Dan pada produk fermentasi propionat seperti keju Cairan berminyak, berbau dan tidak larut air. Dalam bentuk garam berbentuk tepung dan berbau keju. Tidak toksik pKa 4,9  bergantung pada pH, efektif hingga pH bahan 5 - 6 Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

4. Asam Propionat Efektif : kapang, kurang efektif terhadap bakteri dan tidak efektif sama sekali terhadap khamir Penggunaan: Pada bakery  mencegah kapang dan pembentukan lendir oleh Bacillus mesentericus Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

4. Asam Asetat 2 peran penting  sebagai pemberi cita rasa (cuka), dan sebagai pengawet Efektif : khamir dan bakteri, tetapi kurang efektif terhadap kapang Penggunaan: kecap, mayonaise, acar, dll. Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

4. SO2 dan Sulfit 2 peran penting  sebagai anti mikrobia dan anti oksidant Efektif : kapang, khamir dan bakteri  aktivitasnya meningkat dengan menurunnya pH, karena asam bersulfur tidak berdisosiasi Penggunaan: wine dan vinegar Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

4. SO2 dan Sulfit Mekanisme:  sulfit menghambat enzim yang mengkatalisis ATP, dengan merusak ikatan disulfida yang menjaga struktur tiga dimensi enzim sehingga sel tidak memiliki sumber energi  menghambat perubahan warna dengan bereaksi dengan gugus karbonil  Maillard (pencoklatan non enzimatis) dicegah  menghambat oksidasi fenol oleh enzim fenol oksidase pencoklatan enzimatis dicegah Kadar yang digunakan < 200 ppm Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

5. Dietil Perikarbonat (DEPC) Cairan tidak berwarna dengan bau seperti buah atau ester Efektif :  khamir (10 – 100 ppm)  bakteri (Lactobacilli : 100 – 170 ppm)  kapang (300 – 800 ppm) Mudah terhidrolisis menghasilkan CO2 dan ethanol Penggunaan:  dalam pasteurisasi dingin, jus buah, wine, dan bir (120 – 300 ppm) Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

5. Dietil Perikarbonat (DEPC) Pada kondisi terdapat garam ammonium,  DEPC dapat membentuk etil uretan  karsinogenik DEPC dapat digantikan oleh dimetil perikarbonat  penguraiannya menghasilkan metil uretan yang tidak karsinogenik Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

6. Etilen Oksida & Propilen Oksida Keduanya sangat toksik sehingga residunya harus dihilangkan sempurna Efektif :  terhadap sel vegetatif, spora, virus Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

6. Etilen Oksida & Propilen Oksida Biasanya dimanfaatkan sebagai gas sterilisasi produk kering yang tidak memungkinkan sterilisasi panas (titik didih etilen 10,7 oC dan propilen 35 oC) Penggunaan:  disinfeksi kacang-kacangan, tepung- tepungan dan rempah-rempah LD50 tikus 8,3 g/kg bb Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

7. Nitrit dan Nitrat Penggunaan utama untuk kyuring daging  mempertahankan warna merah daging menunjukkan daging segar dan sehat Menghambat pertumbuhan dan germinasi spora Clostridium botulinum Efektif: 5-20 mg/ kg daging cukup menghasilkan warna merah  50 mg/kg menghasilkan rasa khas  100 mg/kg untuk aktivitas anti mikroba Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

7. Nitrit dan Nitrat Efektif: 5-20 mg/ kg daging cukup menghasilkan warna merah  50 mg/kg menghasilkan rasa khas  100 mg/kg untuk aktivitas anti mikroba Permasalahan :  adanya kemungkinan pembentukan nitrosamin (senyawa yg sangat karsinogenik)  sayang belum ada pengganti nitrit atau nitrat dalam pengolahan daging Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

8. Antibiotik Nisin  polipeptida yang dihasilkan dari Lactococcus lactis, yang bersifat tahan panas  efektif terhadap bakteri gram positif, semua spora Penggunaan strerilisasi produk susu, seperti keju, susu kental manis dan susu evaporasi Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

8. Antibiotik Natamisin  dihasilkan dari Streptomyces natalensis  efektif terhadap khamir dan kapang (5 – 100 ppm)  digunakan pada permukaan keju dan pematangan sosis Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

8. Antibiotik Permasalahan :  kemungkinan menyebabkan mikroba menjadi resisten, sehingga mempersulit pengobatan medis Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Pengawet lain.... Difenil  biasa digunakan sebagai anti kapang pada kulit buah jeruk, apel, anggur  Penggunaannya dengan dicampur pada kertas pembungkus 1- 5 g/ m2 O- Fenilfenol  digunakan dalam pengawetan jeruk dengan cara mencelupkan jeruk pada larutan 0,5 – 2 % pada pH 11,7 Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Mekanisme asam sebagai bahan pengawet Asam lemah tidak terdisosiasi merupakan bentuk yang paling efektif dalam menghambat mikroba  memiliki sifat yang lebih lipofilik, yang menjadikannya lebih bebas masuk melalui membran (lipid bilayer) Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Mekanisme asam sebagai bahan pengawet Efektivitas dari asam lemah menghambat mikroba sangat tergantung dari nilai pKa asam lemah dan pH makanan. pH makanan > pKa, asam lemah terdisosiasi  tidak efektif sebagai pengawet pH makanan < pKa, asam lemah tidak terdisosiasi  efektif sebagai pengawet Sehingga semakin tinggi pKa asam lemah serta semakin rendah pH makanan, maka efek pengawetan asam lemah semakin baik Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Efek pH terhadap Disosiasi Asam Lemah Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.

Terima Kasih.... Kimia Pangan II (2014) – Adelya Desi, STP. MP. M.Sc.