Mikrobiologi Susu IPTEK Pengolahan Susu.

Presentasi berjudul: "Mikrobiologi Susu IPTEK Pengolahan Susu."— Transcript presentasi:

1 Mikrobiologi Susu IPTEK Pengolahan Susu

2 Mikroorganisme Mikroorganisme Bakteri Gram negatif Gram positif Jamur Yeast Molds Berukuran kecil, tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi dapat dilihat dengan mikroskop organisme bersel tunggal

3 Mikroorganisme pada Susu
Menguntungkan fermentasi probiotik Merugikan spoilage patogen

4 Komposisi Kimia Sel Mikroorganisme
96% berat kering sel mengandung C, O, N, H, P, S Memerlukan unsur mikro seperti K, Ca, Mg, Cl, Fe, Mn, Co, Cu, dan Mo

5 Mikroorganisme Memerlukan nutrisi untuk, pertumbuhan
sintesis komponen sel & energi Sumber energi untuk Mikroorganisme utama : karbohidrat & protein → atp bbrp faktor pertumbuhan

6 Diinginkan vs Tidak diinginkan
Mikroorganisme Mempunyai berbagai enzim Senyawa lebih sederhana Perubahan sifat makanan warna rasa bau tekstur Diinginkan vs Tidak diinginkan

7 Karbohidrat Bervariasi, monosakarida sederhana hingga polisakarida kompleks Tidak semua mikroorganisme dapat memecah berbagai karbohidrat Pati susah dipecah oleh kebanyakan mikroorganisme kecuali beberapa yang bersifat amilolitik Monosakarida dan disakarida mudah dipecah susu (laktosa) → mudah terjadi fermentasi asam laktat Makanan kaya karbohidrat → produksi asam oleh mikroba pembentuk asam, tapi umumnya kapang dan khamir tidak aktif

8 Protein Lebih kompleks dibanding karbohidrat
Bakteri dan kapang tertentu dapat memecah protein Mikroorgansime proteolitik Punya sistem enzim kompleks Hasil pemecahan protein → asam amino (dipakai sumber energi oleh sel Terbentuk asam, gas, produk lain → tidak diinginkan : bau busuk → diinginkan : pematangan keju

9 Lemak Komposisi bervariasi tergantung jenis makanan
Mengandung asam lemak dan gliserol AL rantai panjang lebih sukar dipecah drpd AL rantai pendek Tidak mudah dipecah dibanding KH & Protein Pemecahan lemak tidak diinginkan : tengik mentega → tengik → asam butirat diinginkan : keju

10 Pengaruh mikroorganisme
Souring Perubahan laktosa menjadi asam laktat hasil aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme, terutama bakteri asam laktat Souring dan Gassines Terbentuknya gas, asam laktat dan asam- asam lain yang menggumpalkan susu serta senyawa-senyawa lain yang menimbulkan bau yang tidak didinginkan.

11 Pengaruh mikroorganisme
Proteolisis Pemecahan kasein oleh mikroorganisme yang mengakibatkan bau yang tidak diinginkan Ropynes Pelekatan zat seperti gum, bentuk menyerupai benang panjang. Penyebab : bakteri Alcaligenes vicosus Pigmentasi Terbentuknya warna seperti biru, merah, kuning dan hijau

12 Mikroorganisme pada Bahan Pangan

13 Faktor Intrinsik Komposisi nutrisi pH Ketersediaan air (air bebas/aw)
Potensi reduksi-oksidasi Perubahan karena pemasakan Struktur fisik bahan pangan Ketersediaan senyawa antimikroba/ pengawet

14 Komposisi dan pH pembusukan proteolisis dan pemecahan protein secara anaerob, menghasilkan bau busuk yang disebabkan karena senyawa amina pH dalam bahan pangan mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme

15 Aktivitas Air secara umum, aw (kadar air bebas) rendah dapat menghambat pertumbuhan mikroba aktivitas air dapat diturunkan dengan: Pengeringan penambahan garam atau gula Osmophilic mikroorganisme lebih memilih tekanan osmotik yang tinggi Xerophilic mikroorganisme lebih suka aktivitas air rendah

16 Struktur Fisik Bahan Pangan
penggilingan dan pencampuran dapat meningkatkan luas permukaan dan mendistribusikan mikroba mendorong pertumbuhan mikroba kulit luar dari sayuran dan buah- buahan dapat memperlambat pertumbuhan mikroba

17 Senyawa Antimikroba kumarin - buah-buahan dan sayuran
lisozim - susu sapi dan telur aldehydic dan senyawa fenolik - bumbu dan rempah-rempah allicin - bawang putih polifenol - teh hitam dan hijau

18 Faktor Ekstrinsik Suhu kelembaban relatif (Rh) Atmosfer
suhu rendah mampu menghambat pertumbuhan mikroba kelembaban relatif (Rh) Rh tinggi mendorong pertumbuhan mikroba Atmosfer oksigen mendorong pertumbuhan bakteri aerob modified atmosphere packaging (MAP) penggunaan shrink wrap dan teknologi vakum untuk makanan dalam kemasan atmosfer terkontrol

19 Susu Sumber makanan yang sehat bagi manusia
Memiliki nutrisi yang lengkap dan kompleks Media pertumbuhan yang baik untuk bakteri, yeast, dan molds

20 Peran Mikroorganisme yang Tidak Dikehendaki pada Susu
Spoilage dan Patogen

21 Kerusakan bahan pangan
Aktivitas mikroba, melalui 2 cara : Sel hidup pertumbuhan dan metabolisme aktif komponen bahan pangan terkontaminasi oleh sel hidup 2. Enzim sel hidup tidak ada → sel lisis enzim ekstraseluler dan intraseluler bereaksi dengan komponen bahan pangan mengubah sifat fungsional bahan pangan mengakibatkan kerusakan/kebusukan/ food spoilage

22 Sumber Kontaminasi pada Susu
Sumber kontaminasi lingkungan, antara lain dari Kanal Selokan Kulit ambing Debu Kotoran Kandang Pakan Air Sistem memerah susu Tangki pendingin Mikroorganisme patogen sebagian bersumber dari sapi yang sakit

23 Tipe mikroba penyebab kerusakan
Bahan pangan mentah dan olahan secara normal mengandung bbrp tipe Kapang dapat bekembang/tumbuh Khamir dapat menyebabkan Bakteri kerusakan Bakteri (waktu generasi lebih singkat) diikuti khamir atau kapang (tergantung kondisi)

24 Deteksi Kerusakan Mikrobiologis
Kerusakan mikrobiologis bahan pangan dapat dideteksi (diamati secara langsung) apabila mikroba mencapai jumlah yang tinggi Bakteri dan khamir 107 sel per gram (per ml atau per cm2) Kisaran 106 – 107 (tergantung tipe mikroba dan kondisi/jenis kerusakan)

25 Deteksi Kerusakan Mikrobiologis
Kerusakan yang berhubungan dengan H2S, bbrp amina dan pembentukan H2O2 terjadi pada jumlah mikroba yang lebih rendah (< 107) Pembentukan asam laktat terjadi pada jumlah mikroba yang lebih tinggi Slime formation : akumulasi sel mikroba (≥ 108sel/g atau per ml atau per cm2 bahan makanan)

26 Tahapan terjadinya kerusakan mikrobiologis pada bahan pangan
Mikroorganisme masuk/ada pada bahan pangan dari 1 atau lebih sumber m.o. Lingkungan/kondisi bahan pangan (pH, Aw, O-R potential, nutrien, agen inhibitor) COCOK untuk pertumbuhan 1 atau lebih tipe m.o. Bahan pangan disimpan pada suhu yang sesuai untuk pertumbuhan m.o (1 atau lebih) Kondisi tsb berlangsung dlm waktu yang cukup panjang → m.o. mencapai jumlah yg tinggi → sampai perubahan terdeteksi

27 Hasil Akhir Metabolisme Mikroorganisme
Karbohidrat : CO2 , H2, H2O lactate, acetate, formate, succinate, butyrate, isobutyrate, isovalerate ethanol, propanol, butanol, isobutanol diacetyl, acetoin, butanediol dextran, levans

28 Hasil Akhir Metabolisme Mikroorganisme
Protein dan senyawa NPN : CO2 , H2, NH3 , H2S amines, ketoacids, mercaptans, organic disulfides putrescine, cadaverine,skatole

29 Hasil Akhir Metabolisme Mikroorganisme
Lipida : Fatty acids, glycerol Hydroperoxides Carbonyl compounds (aldehydes & ketones) Nitrogenous bases

30 Pertumbuhan Mikroba dan Food Spoilage
hasil dari pertumbuhan mikroba dalam makanan mengubah karakteristik visual dari bahan pangan sehingga tampak tidak baik untuk dikonsumsi makanan yang berbeda menjalani berbagai jenis proses pembusukan racun kadang-kadang dihasilkan racun alga dapat mencemari kerang dan finfish

31 Kerusakan bahan Pangan karena Food Spoilage
Kerugian ekonomis Tidak dapat dikonsumsi Bbrp parameter kerusakan perubahan warna, bau, tekstur pembentukan lendir akumulasi gas keluarkan cairan/berair

32 Food Spoilage

33 Foodborne Illness/diseases
“... Ketika seseorang menjadi sakit setelah mengkonsumsi makanan yang terkontaminasi...” Foodborne illness dapat disebabkan karena: Biological hazards (bacteria, viruses, fungi) Chemical hazards (cleaning agents, toxins) Physical hazards (bone, glass, metal)

34 Food-Borne Diseases Food borne diseases yang disebabkan karena mikroorganisme, memiliki 2 tipe utama yaitu: food-borne infections food intoxications

35 Food Infection vs. Food Intoxication
Sel hidup dalam jumlah tertentu ditransfer ke dalam tubuh oleh makanan yang terkontaminasi; mikroorganisme berkembang biak dalam makanan yang tertelan Salmonella; E. coli Food poisoning (intoxication) Disebabkan oleh toksin yang dihasilkan oleh mikroorganisme dalam makanan terkontaminasi; mikroorganisme bisa ada ataupun tidak ada Clostridium botulinum; Staphylococcus aureus

36 Mikroorganisme Patogen
Aeromonas hydrophila Bacillus cereus Campylobacter jejuni Clostridium botulinum Clostridium perfringens Escherichia coli Listeria monocytogenes Salmonella Shigella Staphylococcus aureus pathogenic Vibrio spp. Yersinia enterocolitica

37 Foodborne Diseases vs Outbreak
penyakit yang dialami oleh seseorang akibat mengkonsumsi makanan terkontaminasi patogen Outbreak Sekelompok orang (dua orang atau lebih) yang mengalami sakit yang sama akibat mengkonsumsi makanan terkontaminasi

38 Efek Sosial yang disebabkan karena Foodborne Diseases…
Kehilangan waktu produktif Hari kerja/sekolah Efek finansial Resiko kematian Resiko penularan pada keluarga yang lain

39

40 Mengontrol pertumbuhan Mikroorganisme

41 Mengurangi Jumlah Mikroorganisme pada Bahan Pangan Cair
Menggunakan prinsip filtrasi Biasa digunakan untuk air, susu, beer, wine, juices, soft drinks, dll

42 Penyimpanan suhu rendah
Penyimpanan pada suhu 5°C dapat menghambat tetapi tidak menghentikan pertumbuhan mikroba psychrophiles dan psychrotrophs masih dapat menyebabkan pembusukan pertumbuhan pada suhu di bawah -10 ° C telah diamati dapat menghambat kerusakan bahan pangan

43 Pengolahan Suhu Tinggi
pengalengan pasteurisasi

44 Pengalengan makanan dipanaskan dalam wadah khusus (retort) pada suhu 115°C selama 25 sampai 100 menit Dapat membunuh mikroba pembusuk, tetapi belum tentu semua mikroba dalam makanan mati

45 Spoilage pada Susu dalam Kaleng
Spoilage telah ada sebelum proses pengalengan Ada selama proses pengalengan Kebocoran kaleng sehingga mikroorganisme dari luar dapat masuk

46 Pasteurisasi Membunuh patogen, namun mikroorganisme spoilage masih ada dalam jumlah kecil Prosedur pasteurisasi yang berbeda akan membutuhkan waktu yang berbeda pula Waktu pemanasan yang lebih singkat akan menghasilkan kualitas rasa susu yang lebih baik

47 Peran Mikroorganisme yang dikehendaki dalam Bahan Pangan
Fermented Food

48 Peran Positif Mikroorganisme
Food Bioprocessing Food Biopreservation Probiotics

49 Food Bioprocessing Makanan fermentasi Starter kultur
Novel & better strains (genetic engineering techniques) enzim dari mikroorganisme antibiotik dari mikroorganisme, vitamin, asam amino, dll.

50 Food Biopreservations
Metabolit yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan bersifat sebagai antimikroba, seperti: organic acids Bacteriocins Nicins Pediocins H2O2

51 Probiotics Konsumsi makanan yang mengandung sel hidup
menjaga keseimbangan mikroflora alami usus (saluran pencernaan) Bakteri gram +, gram -, khamir, fungi Umumnya Bakteri Asam Laktat (produk makanan dan minuman)

52 Manfaat probiotik Menurunkan jumlah patogen dan bakteri membahayakan
produksi komponen antibakteri kompetisi zat nutrisi kompetisi daerah kolonisasi

53 Karakteristik probiotik
memiliki aktivitas antimikroba resisten terhadap seleksi sistem saluran pencernaan (asam lambung, cairan empedu, getah pankreas) memiliki aktivitas antikarsinogenik mampu berkoloni dalam saluran pencernaan (bersimbiosis dengan flora usus) mampu meningkatkan kemampuan penyerapan usus

54 Syarat probiotik Flora normal usus non patogenik
Dapat tumbuh dan melakukan metabolisme dengan sangat cepat dan terdapat dalam jumlah yang tinggi Membentuk koloni pada bagian tertentu dari salura pencernaan (permukaan epitelium) Dapat memproduksi secara efisien asam-asam organik, & kemungkinan sifat antimikroba spesifik pada bakteri yang membahayakan Mudah diproduksi, viabillitas tinggi selama penyimpanan

55 Contoh Makanan Fermentasi Berbasis Susu

56 Terima kasih IPTEK Pengolahan Susu