Home » Kesmavet » Faktor Intrinsik yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme pada Pangan

Faktor Intrinsik yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme pada Pangan

mikroorganisme pd pangan2
Pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan pangan dapat dibagi menjadi beberapa faktor diantaranya : faktor intrinsik, faktor ektrinsik, faktor implisit dan faktor pengolahan. Pada artikel berikut ini, akan dibahas mengenai faktor intrinsik yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme pada bahan makanan sedangkan faktor-faktor lainnya akan dibahas pada tulisan berikutnya.

Faktor intrinsik merupakan sifat-sifat yang terdapat pada pangan itu sendiri. Faktor intrinsik yang dapat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme dalam pangan diantaranya : nutrisi, pH, potensial redoks, aktivitas air (aw), zat antimikrobial dan struktur biologi. Penjelasan masing-masing faktor tersebut sebagai berikut :

a. Nutrisi

Seperti halnya makhluk hidup lain, mikroorganisme juga membutuhkan suplai makanan yang akan menjadi sumber energi dan menyediakan unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan sel. Unsur dasar tersebut adalah karbon, nitrogen, hidrogen, oksigen, sulfur, fosfor, magnesium, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya. Karbon dan sumber energi untuk hampir semua mikroorganisme yang berhubungan dengan bahan pangan dapat diperoleh dari jenis gula karbohidrat sederhana seperti glukosa. Tergantung dari spesiesnya, kebutuhan nitrogen dapat diperoleh dari sumber-sumber anorganik seperti (NH4)2SO4 atau NaNO3 atau sumber-sumber organik seperti asam amino dan protein. Beberapa mikroorganisme seperti spesies Lactobacillus sangat membutuhkan zat-zat gizi dan perlu ditambahkan beberapa vitamin pada media pertumbuhannya. Molekul kompleks dari zat-zat organik seperti polisakarida, lemak dan protein harus dipecah terlebih dahulu menjadi unit yang lebih sederhana sebelum zat tersebut dapat masuk ke dalam sel dan dipergunakan. Pemecahan awal ini dapat terjadi akibat ekskresi enzim ekstraseluler yang merupakan suatu sifat yang sangat erat hubungannya dengan pembusukan bahan pangan.

b. pH

Pada ummnya nilai pH bahan pangan berkisar antara 3.0 – 8.0. Kebanyakan mikroorganisme tumbuh pada pH sekitar 5.0 – 8.0, maka hanya jenis-jenis tertentu saja yang ditemukan pada bahan pangan yang mempunyai nilai pH rendah. Bakteri yang tidak tahan asam seperti kebanyakan proteolitik, gram negatif berbentuk batang tidak dapat tumbuh pada bahan pangan yang bersifat asam seperti buah-buahan, asinan atau minuman berkarbon atau produk-produk fermentasi yang asam seperti yoghurt dan keju. Bakteri-bakteri yang tahan asam dari golongan Lactobacillus dan Streptococcus sangat penting perannya dalam fermentasi produk-produk tersebut di atas. Kamir lebih tahan terhadap asam daripada bakteri dan sangat erat hubungannya dengan kerusakan buah-buahan dan minuman ringan (carbonated beverages). Beberapa mikroorganisme dalam bahan pangan tertentu seperti khamir dan bakteri asam laktat tumbuh dengan baik pada kisaran pH 3.0 – 6.0 dan disebut dengan asidofil.

c. Aktivitas air (aw)

Semua mikroorganisme membutuhkan air untuk pertumbuhannya. Air berperan dalam reaksi metabolisme dalam sel dan merupakan alat pengangkut zat-zat gizi atau limbah ke dalam dan keluar sel. Semua kegiatan ini membutuhkan air dalam bentuk cair dan apabila air tersebut mengalami kristalisasi dan membentuk es atau terikat secara kimiawi dalam larutan gula atau garam, maka air tersebut tidak dapat digunakan oleh mikroorganisme. Jumlah air yang terdapat dalam bahan pangan atau larutan dikenal sebagai aktivitas air. Air murni mempunyai nilai aw 1.0. jenis mikroorganisme yang berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda pula untuk pertumbuhannya. Bakteri umumnya tumbuh dan berkembang baik hanya dalam media dengan nilai aw tinggi dari 0.91, khamir membutuhkan nilai aw lebih rendah 0.87 – 0.91 dan kapang lebih rendah lagi yaitu 0.80 – 0.87. Minimum aktivitas air dari beberapa kelompok mikroorganisme dapat dilihat pada Tabel 1.

Larutan garam dan gula yang pekat dapat mengakibatkan tekanan osmotik pada sel mikroorganisme dengan menyerap keluar air dari dalam sel dan menyebabkan sel kekurangan air dan mati. Beberapa jenis mikroorganisme dapat menyesuaikan diri dengan keadaan tersebut yaitu dengan adanya tekanan osmotik eksternal yang tinggi dan dalam beberapa hal tertentu keadaan semacam itu yang diinginkan. Beberapa jenis bakteri, khamir dan kapang dapat tahan serta tumbuh pada larutan gula yang sangat pekat dan umumnya dikenal sebagai organisme osmofilik. Keadaan yang sama pada beberapa jenis mikroorganisme yang tahan dalam lingkungan berkadar garam cukup tinggi yang disebut dengan organisme halofilik. Jenis-jenis yang tahan tekanan osmotik ini dapat berperan secara nyata dalam pembusukan bahan pangan.

Tabel 1 Minimum aktivitas air dari beberapa kelompok mikroorganisme

Kelompok mikroorganisme

aw minimum

Kebanyakan bakteri gram negatif

0.97

Kebanyakan bakteri gram positif

0.90

Kebanyakan kamir

0.88

Kebanyakan jamur berfilamen

0.80

Bakteri halofilik

0.75

Jamur Xerofilik

0.61

 

d. Potensial redoks

Potensial redoks dari suatu sistem biologis adalah suatu indeks dari tingkat oksidasinya. Potensial redoks ini berhubungan dengan : a.) Komposisi kimia dari bahan pangan (konsentrasi dari zat pereduksi seperti kelompok sulfhidril dalam protein, asam askorbat, gula pereduksi, oksidasi, tingkatan kation dan sebagainya; b.) Tekanan parsial oksigen yang terjadi selama penyimpanan.

Kapasitas baffer dari redoks juga sangat penting. Kapasitas buffer membatasi pengaruh perubahan dari tekanan parsial oksigen di luar. Bahan pangan dengan potensial redoks yang tinggi akan membantu pertumbuhan dari jenis-jenis mikroorganisme yang lebih bersifat aerobik, dengan dugaan bahwa pengaruh kecil terhadap komposisi bahan pangan, permukaan bahan pangan tersebut akan membantu pertumbuhan spesies gram negatif berbentuk batang yang bersifat aerobik seperti Pseudomonas pada permukaan ikan dan daging. Keadaan lingkungan di bagian bawah permukaan bahan pangan atau bahan-bahan pangan yang mengandung asam askorbat atau protein yang bertipe sulfihidril cukup tinggi akan membantu perkembangan mikroorganisme anaerobik atau fakultatif anaerobik seperti jenis-jenis dari Enterobacteriaceae atau Clostridium sp. Kemasan bahan pangan secara vakum juga akan membantu perkembangan mikroorganisme anaerobik dan fakultatif anaerobik, walaupun karbohidrat yang dibebaskan oleh pertumbuhan awal mikroorganisme dalam bahan pangan tersebut dapat mempunyai pengaruh tertentu pada perkembangan spesies.

e. Bahan antimikrobial

Bahan-bahan antimikrobial dapat diperoleh secara alamiah pada beberapa bahan pangan seperti minyak-minyak esensial dan tanin pada bahan pangan asal tumbuh-tumbuhan. Lisozim, avidin, ovotransferin, ovoflavoprotein, ovomucoid, ovoinhibitor merupakan za-zat antimikrobial dalam telur. Pada susu juga terdapat beberapa zat antimikrobial diantaranya laktoferin, lisozim, laktoperoksidase dan immunoglobulin.

Enzim lisozim dapat mengkatalisis ikatan hidrolisis glikosidik di peptidoglikan yang merupakan struktural polimer bertanggung jawab untuk kekuatan dan kekakuan dari dinding sel bakteri. Penghancuran atau melemahnya lapisan ini menyebabkan sel pecah (lisis) dibawah tekanan osmotik. Lisozim paling aktif terhadap bakteri gram positif, dimana peptidoglikan yang lebih mudah diakses, tetapi bisa juga membunuh bakteri gram negatif jika membran pelindung luarnya rusak dalam beberapa cara. Ovotransferin dalam putih telur dan laktoferin dalam susu adalah protein yang mengambil besi dari medium. Besi merupakan nutrisi penting untuk semua bakteri dan banyak telah berevolusi untuk mengatasi pembatasan besi dengan memproduksi sendiri besi mengikat senyawa yang dikenal sebagai siderophores. Putih telur juga mengandung avidin dan ovoflavoprotein yang mengambil biotin dan riboflavin yang nutrisi penting yang dibutuhkan untuk pertumbuhan bakteri. Selain itu, susu juga mengandung enzim laktoperoksidase yang dapat merusak membran sitoplasma bakteri gram positif maupun gram negatif sehingga mengakibatkan kematian sel bakteri.

f. Struktur biologi

Struktur biologi seperti lapisan kulit dan kulit telur, testa dari biji-bijian, lapisan kapur atau tanduk dari kerang dan keong, lapisan khitin dari udang serta kutikula dari bagian tanaman dapat mencegah masuknya mikroorganisme ke dalam bahan pangan.
Kata kunci: faktor intrinsik, nutrisi, pH, potensial redoks, aktivitas air (aw), zat antimikrobial, struktur biologi

 
Sumber :

Adams MR, Moss MO. 2008. Food Microbiology. Third Edition. Guildford : RSC Publishing.

Buckle KA, Edwards RA, Fleet GH, Wootton M. 2010. Ilmu Pangan. Purnomo H, Adiono, penerjemah; Jakarta : UI Press; Terjemahan dari : Food Science.

 

 

About Debby Fadhilah

Keahlian saya dibidang kesehatan hewan dan kesehatan masyarakat (penyakit zoonotik) serta dibidang higiene pangan dan keamanan pangan (food safety) terutama pangan asal hewan. Saya juga sebagai Tenaga Ahli untuk pangan di PT. ASRInternasional Indonesia.
x

Check Also

Apa Itu Leptospirosis dan Bahayanya Terhadap Hewan

Apa itu Leptospirosis dan agen penyebabnya? Leptospirosis adalah penyakit yang disebabkan oleh bakteri Leptospira sp. ...