PENGENDALIAN MIKROBA PANGAN

BAB VI

PENGENDALIAN MIKROORGANISME

            Salah satu cara untuk mencegah kerusakan pada bahan pangan adalah proses pengawetan. Proses ini meliputi pengawetan konvensional (meliputi  pengasinan, pengeringan dan pengasapan) dan pengawetan secara modern. Berikut akan dipaparkan mengenai metode-metode pengawetan pada  bahan pangan

1.      Penanganan aseptik

Tujuan penanganan aseptik terhadap mikroba pada bahan makanan adalah mengurangi terjadinya kerusakan makanan, memudahkan dalam hal pengawetan pangan dan memperkecil adanya mikroba patogen. Pada bahan terdapat barier alami terhadap mikroba pencemar yaitu kulit telur, kulit buah dan sayuran, kulit jagung, kulit dan lemak pada daging. Proses pengemasan, pengalengan makanan yang telah diolah dan pelaksanaan metode yang memenuhi syarat kebersihan dalam menangani bahan pangan merupakan contoh penanganan aseptik

2.      Penghilangan mikroorganisme

Penggunaan filter bakteriologik steril dapat digunakan untuk menjernihkan zat alir serta menghilangkan mikroba. Metode ini umumnya digunakan pada bir, makanan berlemak, sari buah anggur dan bir

3.      Penggunaan suhu tinggi

Penggunaan suhu tinggi merupakan salah satu metode pengawetan yang paling aman dan dapat diandalkan. Panas digunakan secara luas untuk menghilangkan mikroba yang terdapat dalam kaleng, botol atau wadah lain.

a.         Pengalengan

Pengalengan merupakan metode dasar sterilisasi bahan pangan. Bahan yang umum dipakai adalah timah

b.         Uap bertekanan

Penggunaan uap bertekanan misalnya pada “pressure cooker” menghasilkan suhu di atas 100⁰C. Ini merupakan metode yang paling efektif, karena dapat mematikan semua sel vegetatif dan spora. Pengawetan pangan menggunakan panas membutuhkan pengetahuan tentang banyak hal hal seperti resistensi mikroba dan spora terhadap panas. Juga perlu dipertimbangkan laju penembusan panas ke dalam bahan makanan yang mempunyai konsistensi yang berbeda beda dan ukuran wadah tempat bahan pangan itu dikemas. Mikroba patogen yang sangat berbahaya yang harus dihilangkan pada prose pengalengan adalah Clostridium botulinum

c.         Pasteurisasi

Pasteurisasi merupakan proses pemanasan partikel susu atau produk olahan susu sampai pada suhu 62,8⁰C dan dipertahankan selama kurang lebih 30 menit atau sampai pada suhu 71.7⁰C dan dipertahankan selama 15 detik. Dua metode yang sering digunakan adalah metode suhu rendah (low temperature holding) dan metode suhu tinggi waktu singkat (high temperature short time atau HTST). Metode suhu rendah merupakan pasteurisasi tong dimana susu dipanaskan sampai pada suhu 62,8⁰C dan dipertahankan selama kurang lebih 30 menit didalam peralatan yang dirancang khusus. Metode HTST menggunakan pemanasan pada suhu 71.7⁰C dan dipertahankan selama 15 detik. Produk yang telah diproses harus disimpan pada suhu rendah untuk mencegah kontaminasi mikroba. Contoh bahan pangan yang dapat dipasteurisasi adalah sari buah, cuka dan bir

d.   Sterilisasi susu

Untuk menghasilkan produk susu yang steril dan mampu bertahan lama makan susu dipanaskan pada suhu ultratinggi dalam waktu yang sangat singkat, seperti suhu 148,9⁰C selama 1-2 detik

4.      Penggunaan suhu rendah

Pada suhu 0⁰C atau lebih rendah maka pertumbuhan atau aktivitas metabolik mikroba tidak terjadi dalam jangka waktu yang lama. Adanya peralatan seperti lemari pendingin dan kamar pendingin memudahkan manusia dalam mengontrol jumlah mikroba. Sebelum dibekukan, pada umumnya hasil bumi dipanaskan terlebih dahulu menggunakan uap untuk menginaktifkan enzim yang dapat mengubah produk tersebut sekalipun pada suhu rendah. Beberapa produk yang tidak membutuhkan perlakuan demikian adalah cabai, bawang dan buah-buahan. Metode yang dianggap paling efektif adalah pembekuan dibawah 32 ⁰C karena kristal es yang terbentuk berukuran kecil dan struktur sel dalam makanan tidak rusak.

Jumlah dan tipe mikroba yang hidup atau mati yang terdapat pada makanan beku, mencerminkan tingkat pencemaran produk mentahnya, sanitasi pabrik pengolahannya serta kecepatan dan ketelitian pengolahannya. Pada umumnya jumlah mikroba makanan beku akan berkurang selama penyimpanan, tetapi banyak mikroba patogen seperti spesies Salmonella dapat bertahan hidup lama pada suhu -9⁰C sampai  -17⁰C. Beberapa jenis mikroba pangan seperti Clostridium botulinum tipe A dan B, Staphylococcus aureus dan Salmonella dapat dicegah pertumbuhannya pada suhu 5,5⁰C atau lebih rendah

5.      Dehidrasi

Dehidrasi berarti penghilangan air. Proses ini dapat dilakukan dengan cara menggunakan sinar matahari, pemanasan, penggunaan gula atau garam berkonsentrasi tinggi.

a.       Pengawetan dengan cara dehidrasi

Pengawetan dengan cara ini dapat mengawetkan bahan makanan namun tidak membunuh/menghambat pertumbuhan mikroba. Pertumbuhan mikroba dapat dicegah dengan mengurangi kelembaban lingkungannya sampai pada titik kritis. Titik kritis ditentukan oleh ciri mikroba yang bersangkutan dan kapasitas bahan pangan untuk mengikat air

b.      Pengawetan dengan cara meningkatkan tekanan osmotik

Apabila suatu sel dimasukkan  ke dalam larutan yang mengandung gula/garam berkonsentrasi tinggi maka air yang terdapat di dalam sel akan tertarik keluar. Akibatnya sel mengalami dehidrasi, metabolisme terhambat dan proses pertumbuhan mikroba terhenti. Bahan pangan yang sering menggunakan cara ini adalah jeli dan selai, dimana pangan ini diawetkan menggunakan gula sehingga tidak ditemukan adanya mikroba yang tinggi, begitu juga daging atau makanan lain yang diawetkan dalam larutan garam. Tekanan osmotik yang tinggi dapat menghambat pertumbuhan mikroba, tetapi tidak dapat diandalkan untuk mematikan mikroba.

6.      Penggunaan bahan kimia

Menurut undang-undang “United States Food Drug and Cosmetic Act” bahwa bahan makanan dianggap dipalsukan apabila ditambahkan dengan substansi yang sifatnya beracun atau merusak sehingga menyebabkan makanan tersebut berbahaya bagi kesehatan. Beberapa jenis bahan kimia yang dapat digunakan dalam pengawetan bahan pangan yaitu asam benzoat, sorbat, asetat, laktat dan propionat. Asam sorbat dan propionat digunakan untuk menghambat pertumbuhan kapang  pada roti, nitrat dan nitrit yang digunakan dalam pengawetan daging bersifat menghambat pertumbuhan beberapa bakteri anaerobik terutama Clostridium botulinum.

Bahan makanan yang difermentasi seperti asinan, acar dan slage (makanan ternak yang difermentasi) menjadi awet karena adanya asam-asam asetat, laktat dan propionat yang dihasilkan oleh mikroba selama proses fermentasi

7.      Radiasi

       Radiasi merupakan cara pengawetan yang membawa perubahan radikal pada  bahan pangan. Sinar yang sering digunakan adalah sinar UV dan sinar gamma. Sinar UV digunakan untuk menginaktifkan mikroba terutama kapang yang terdapat dalam udara ruang penyimpanan serta ruang pengemasan perusahaan roti, kue dan daging. Irradiasi pada daging yang digantung (untuk pemeraman dan supaya empuk) dapat mengurangi pertumbuhan mikroba pada permukaan daging. Selain itu irradiasi dapat mengurangi waktu pemeraman dari beberapa minggu pada suhu 2,2 – 33⁰C menjadi 2-3 hari pada suhu 18⁰C.

       Penggunaan sinar gamma yang dipancarkan dari kobalt radioaktif mampu mensterilkan berbagai macam bahan termasuk makanan yang sudah dikemas. Namun dibalik kemampuannya ternyata sinar gamma dapat berpengaruh terhadap rasa, bau, aroma, warna, tekstur dan mutu gizi pangan

Mikrobiologi Praktik: MEDIA PERTUMBUHAN MIKROORGANISME (bagian 1)

Mikrobiologi Praktik: MEDIA PERTUMBUHAN MIKROORGANISME (bagian 1)

Sel Tumbuhan

MATERI II

STRUKTUR SEL DAN BAGIAN-BAGIANNYA

A.      Defenisi sel

Sel berasal dari kata cellula yang berarti ruang-ruang kecil. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Robert Hooke yang melihat adanya ruang-ruang kecil yang terdapat pada potongan gabus yang diamatinya. Sel merupakan kesatuan structural dan fungsional pada makhluk hidup. sel sebagai unit structural terkecil bermakna bahwa sel merupakan penyusun dasar tubuh makhluk hidup. Setiap sel memiliki organel/bagian-bagian seperti  membrane inti, dinding sel, sitoplasma dan nucleus. Sel merupakan kesatuan fungsional bermakna bahwa sel atau penyusun tubuh makhluk hidup melakukan suatu fungsi atau kegiatan proses hidup. Fungsi yang dilakukan sel antara lain ekskresi, respirasi, sintesis protein, transportasi dan reproduksi sel.

B.      Fungsi bagian-bagian sel

Sel memiliki bagian-bagian  guna kelangsungan hidupnya. Organel-organel sel tersebut diantaranya

Ø  Dinding sel

Sel tumbuhan (kecuali sel sperma tumbuhan dan sel endosperm) diselimuti oleh dinding sel dan ini merupakan ciri sel tumbuhan. Dinding sel tumbuhan mempunyai dinding yang kaku mengelilingi membran plasma. Strukturnya sangat kompleks, dengan berbagai fungsi dari pelindung sel hingga mengatur siklus hidup. Dinding sel bertindak dengan berbagai fungsi. Selain melindungi bagian intraseluler, pada struktur dinding yang kaku terdapat lubang untuk sirkulasi dan distribusi air, mineral, dan berbagai nutrien, serta kandungan molekul khusus untuk mengatur pertumbuhan dan melindungi tumbuhan dari penyakit.

Komponen utama dinding primer meliputi selulosa (dalam bentuk mikrofibril), yang merupakan karbohidrat kompleks yang terdiri dari beberapa ribu molekul glukosa. Dinding sel mengandung dua polisakarida bercabang yaitu pektin dan glikan. Jalinan terorganisasi antara mikrofibril selulosa dan glikan menambah daya regang selulosa, sedangkan jalinan dengan pektin memungkinkan dinding sel tahan tekanan. Dalam jalinan tersebut terdapat sejumlah kecil protein. Sebagian dari protein tersebut diperkirakan akan menambah kekuatan mekanik dan sebagian lagi terdiri dari enzim, yang dapat merubah bentuk, atau memutus jalinan dinding sel. Perubahan seperti dalam dinding sel diarahkan oleh enzim yang merupakan hal penting untuk pematangan buah dan pengguguran daun.  

                                  

                 Gambar. 1 : Struktur dinding sel

Dinding sekunder yang terletak sebelah dalam dinding primer, mengandung lignin. Lignin merupakan senyawa polimer dari alkohol aromatik. Lignin memberikan corak dan karakteristik kayu selain sebagai fungsi pendukung bagi kekuatan tumbuhan. Lignin juga menyulitkan perlekatan sejumlah jamur atau bakteri. Kutin dan suberin, dan bahan lilin lainnya kadang-kadang terdapat pula dalam dinding sel. Daerah khusus yang berasosiasi dengan dinding sel tumbuhan, dan adakalanya dianggap sebagai komponen tambahan, adalah lamella tengah (lihat gambar 1). Kaya dengan pektin, lamella tengah menjadi perekat bagi sel bertetangga. Dengan posisi sedemikian rupa, sel dapat berkomunikasi satu sama lain dan bertukaran bahan. Disebut dengan plasmodesmata, plasma sel dapat menjulur menembus dinding primer, dinding sekunder sehingga transportasi molekul antar sel dapat berlangsung.

Ø  Membrane plasma

Membrane sel merupakan bagian sel yang terdapat pada sebelah dalam dari dinding sel. Terdiri atas protein dan lipida. Membran sel tersusun atas 2 lapis (bilayer) lipida, yang diselingi oleh protein. Protein dapat terikat pada permukaan polar lipida, disebut protein perifer atau ekstrinsik sedangkan protein yang tertanam pada lapisan lipida, dan protein lain yang menempel pada membran luar sitoplasma, protein ini disebut protein integral atau intrinsik. Protein membran plasma berperan sangat luas, antara lain : pembawa (carrier) senyawa melewati membran plasma, menerima signal hormonal, meneruskan isyarat tersebut ke bagian sel sendiri atau ke sel lainnya

Lemak yang menyebabkan sifat selektif permeabel pada membran, terdiri dari fosfolipid, spingolipid (spingomyelin), glikolipid, dan sterol.

Karbohidrat memegang peranan penting dalam kegiatan sel yang terikat secara kovalen pada protein, antara lain : transport dan sistem kekebalan tubuh. Kemampuan sistem tersebut membedakan antara sel asli dan sel asing (bakteri), dapat dikenali glikoprotein atau glikolipida membrannya mengandung karbohidrat yang jauh berbeda dari sel tubuh. Hal tersebut memicu respon kekebalan, sebaliknya organisasi membran sel pada tubuh tidak memicu respon kekebalan. Karbohidrat memiliki daya adhesivitas pada sel tetangganya dalam suatu jaringan, berperan sebagai perekat, menjaga integritas jaringan dengan menghubungkan sel-sel yang berdekatan.

 Membran sel memiliki fungsi sebagai jalur lalu lintas zat dari dan menuju sel, sebagai reseptor molekul-molekul khusus dan reseptor terhadap perubahan lingkungan sel

Ø  Reticulum endoplasma

        Retikulum endoplasma merupakan suatu kantong atau kanal ( dibatasi oleh membran yang tersusun atas lipoprotein) terdiri dari 2 kompartemen yang berhubungan satu sama lain, namun berbeda penyusun dan fungsinya. Kedua kompartemen tersebut adalah :

1.    RE granuler

               Merupakan tempat melekatnya ribosom, sehingga secara tak langsung berperan dalam proses sintesis protein

2.    RE agranuler/ RE halus

               Merupakan sarana transport intersel dan merupakan tempat sintesis lemak

Ø  Badan golgi

Nampak berupa suatu organel yang unit elementarinya adalah cisterna(rongga/lumen/saluran) yang berjendela, bertumpuk-tumpuk, penempatan dari sirkulasi cytomembran yang memainkan peranan utama pada transfer dan pengepakan protein yang dikerjakan oleh RE, pada sintesis glikoprotein dan mukopolysakarida (pembentukan membran sel atau dinding sel pada tumbuhan).

Ø  Nucleus

Nucleus merupakan bagian sel yang paling mencolok di antara organel sel lainnya. Nucleus memiliki fungsi yaitu :

§  Mengendalikan proses berlangsungnya proses metabolism dalam sel

§  Menyimpan informasi genetic dalam bentuk DNA

§  Tempat terjadinya replikasi (perbanyakan DNA) dan transkripsi (sintesis protein)

Ø  Mitokondria

Merupakan organel yang bertanggung jawab terhadap produksi energi bagi sel (ATP) atau proses oksidasi biologi. Memiliki membran ganda yang terdiri dari membran luar dan membran dalam yang berlekuk-lekuk, yang disebut krista, serta ruang intermembran, dan cairan mitokondria (matrix).

Ø  Vakuola

Vakuola adalah kantung bermembran dalam sitoplasma sel dengan berbagai fungsi. Pada sel dewasa tumbuhan, vakuola cenderung lebih besar, dengan fungsi penyimpanan, buangan metabolisme, perlindungan, dan pertumbuhan. Banyak sel sel tumbuhan mempunyai vakuola besar, tunggal disebut vakuola sentral yang menempati ruang sel sekitar 80% atau lebih. Vakuola dalam sel hewan, cenderung lebih kecil dan lebih digunakan secara temporer digunakan untuk menyimpan bahan-bahan atau untuk mengangkut bahan

                                             

                                    

                                                Gambar 2 : Letak vakuola dalam sel

Vakuola sentral dalam sel tumbuhan  dilingkupi oleh membran, disebut tonoplas, bagian yang sangat penting dan terintegrasi dengan jaringan sistem membran (endomembran).

Ø  Plastida

Organel ini hanya terdapat pada sel tumbuhan. Plastid berperan pada saat fotosintesis yaitu proses pembentukan karbohidrat. Plastid berfungsi menangkap energy cahaya untuk menghasilkan gula. Adanya plastid dalam sel membuat tumbuhan dapat menghasilkn molekul makanannya sendiri. Terdapat 2 tipe plastid yaitu leukoplas dan kromoplas. Leukoplas merupakan plastid yang tidak mempunyai pigmen. Leukoplas berperan untuk menyimpan  cadangan berupa karbohidrat, lemak dan  protein. Adapun kromoplas merupakan plastid yang memiliki pigmen. Pigmen ini akan memberikan warna bagi buah, daun dan  bunga.

Ø  Kloroplas

Satu karakteristik utama tumbuhan adalah kemampuannya melakukan fotosintesis. Proses ini berlangsung di dalam kloroplas. Semua bagian hijau tumbuhan, termasuk batang dan buah belum matang, mengandung kloroplas, tapi umumnya fotosintesis berlangsung pada daun.

                       

                                Gambar 3 :       Struktur Kloroplas

Kloroplas merupakan organel double membran dan di antara kedua membran terdapat ruang antar membran. Membran luar lebih permeabel dibandingkan membran dalam, dimana sejumlah protein transport membran tertanam. Stroma merupakan ruang dalam kloroplas yang bersifat semi-cair mengandung bahan enzim terlarut, DNA kloroplas, demikian pula RNA dan ribosom. Di dalam kloroplas terdapat  sistem membran yang lain, yang di susun menjadi kantung-kantung pipih yang disebut tilakoid. Di beberapa tempat, tilakoid ditumpuk seperti tumpukan kartu poket, yang membentuk struktur yang disebut grana (tunggal, granum). Cairan di luar tilakoid disebut stroma. Dengan demikian membran tilakoid ini membagi bagian dalam kloroplas menjadi dua ruangan: ruang tilakoid dan stroma

Ø  Lapisan kutikula

Lapisan kutikula disebut juga lapisan lilin yaitu lapisan pada permukaan daun bagian atas. Lapisan kutikula berperan mengurangi penguapan. Lapisan lilin tersebut sukar diresapi air bila hujan turun.

Ø  Plasmodesmata

Plasmodesmata (tunggal, plasmodesma) adalah saluran kecil yang secara langsung menghubungkan sitoplasma pada dua sel tumbuhan yang bertetangga. Seperti halnya gap junction pada sel hewan, plasmodesmata, menembus dinding primer dan dinding sekunder sel, memungkinkan molekul tertentu untuk melintas secara langsung dari satu sel ke sel lainnya dan dengan demikian penting dalam komunikasi seluler.

                                 

Gambar 4 : Struktur Plasmodesmata

Kebanyakan plasmodesmata juga memiliki struktur lorong seperti-tabung yang disebut desmotubul. Desmotubul tidak sepenuhnya mengisi plasmodesma.