Pengaruh Penyimpanan Suhu Rendah Pada Bahan Pangan Terhadap Ketahanan Mikroba


            Sebagian besar produk pertanian, khususnya buah-buahan dan sayuran lebih banyak dikonsumsi dalam bentuk segar dari pada dalam bentuk olahan. Disamping mengandung bahan-bahan seperti protein, karbohidrat dan vitamin masih cukup tinggi, juga masih mempunyai cita rasa yang segar dan menarik. Namun demikian karma sifat dari produk pertanian itu sendiri yang mudah busuk dan rusak maka alternatif untuk diolah menjadi produk paska panen merupakan hal yang bijaksana untuk di lakukan. Tingkat kerusakan produk pertanian khususnya buah dan sayuran diperkirakan sekitar 30 % sampai dengan 40 % , sedangkan 60 % dikonsumsi dalam bentuk segar dan olahan.
Pembekuan merupakan  salah satu metode pengawetan bahan pangan dengan menyimpan dan mempertahankan suhu bahan pada titik bekunya. Dengan membekunya sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es (ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambat atau dihentikan sehingga dapat mempertahankan mutu bahan pangan. Mutu hasil pembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan.
Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yang lebih baik dari pada metoda lain, karena pengawetan dengan suhu rendah (pembekuan) dapat menghambat aktivitas mikroba mencegah terjadinya reaksi reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapat merusak kandungan gizi bahan pangan. Walaupun pembekuan dapat mereduksi jumlah mikroba yang sangat nyata tetapi tidak dapat mensterilkan makanan dari mikroba.
  1. Teknik-teknik Pembekuan
Pembekuan berarti pemindahan panas dari bahan yang disertai dengan perubahan fase dari cair ke padat, dan merupakan salah satu proses pengawetan yang umum dilakukan untuk penanganan bahan pangan. Pada proses pembekuan, penurunan suhu akan menurunkan aktifitas mikroorganisma dan sistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahan pangan. Selain itu, kristalisasi air akibat pembekuan akan mengurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalam bahan pangan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitas sekunder enzim.
Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat bahan. Pada pemukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan pada bagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lambat (Brennan, 1981). Pada awal proses pembekuan, terjadi fase precooling dimana suhu bahan diturunkan dari suhu awal ke suhu titik beku. Pada tahap ini semua kandungan air bahan berada pada keadaan cair (Holdworth, 1968). Setelah tahap precooling terjadi tahap perubahan fase, pada tahap ini terjadi pembentukan kristal es (Heldman dan Singh, 1981).
Metode  pembekuan yang umum digunakan adalah :
− Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendah kontak langsung dengan makanan, misalnya dengan alat-alat pembeku tiup (blast), terowongan (tunnel), bangku fluidisasi (fluidised bed), spiral, tali (belt) dan lain-lain.
− Kontak langsung misalnya alat pembeku lempeng (plate freezer), di mana makanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam (lempengan, silindris) yang telah didinginkan dengan mensirkulasi cairan pendingin (alat pembeku berlempeng banyak).
− Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin, atau menyemprotkan cairan pendingin di atas makanannya (misalnya nitrogen cair dan freon, larutan gula atau garam).
Metode pembekuan yang dipilih untuk setiap produk tergantung pada :
    − Mutu produk dan tingkat pembekuan yang didinginkan .
    − Tipe dan bentuk produk , pengemasan , dan lain-lain.
    − Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan.
    − Biaya pembekuan untuk teknik alternatif.
            Ada beberapa faktor lain yang perlu diperhatikan dalam membuat produk beku yaitu mutu bahan awal dan kebersihan. Bahan pangan dengan mutu yang kurang baik akan mengalami penurunan mutu dibandingkan dengan bahan bermutu baik. Kebersihan juga perlu diperhatikan, karena kotoran merupakan sumber kontaminan. Kontaminan ini selama pelelehan akan mempercepat pembusukan.
Nitrogen cair (titik didih –196oC) dan bahan pendingin bersuhu rendah lainnya telah menjadi sangat penting akhir-akhir ini sehubungan dengan perannya dalam pembekuan makanan secara cepat (rapid freezing), di mana teknik pembekuan lainnya menghasilkan mutu yang rendah pada produk akhir. Perendaman langsung ke dalam cairan nitrogen telah diganti dengan system penyemprotan langsung pada makanan yang telah didinginkan terlebih dahulu oleh uap nitrogen yang bergerak berlawanan dengan aliran makanan dalam terowongan berisulator yang lurus atau berbentuk spiral.
Walaupun biaya operasi dengan menggunakan nitrogen cair ini lebih tinggi. Cara ini mengurangi oksidasi permukaan makanan yang tidak dikemas dan hilangnya air dari bahan pangan tersebut, dan keluwesan cara ini memungkinkan pembekuan untuk berbagai jenis bahan pangan.

  1. Pengaruh Pembekuan
Pengaruh pembekuan dapat dibagi menjadi dua hal berdasarkan komponen yang terpengaruhi:
1. Pengaruh Pembekuan pada Jaringan 
Hampir semua bahan pangan dapat dibekukan. Hanya bahan makanan kering yang hampir tak mengandung air seperti keripik, kerupuk yang tak membeku walau disimpan pada suhu di bawah nol derajat Celsius. Bahan-bahan makanan seperti tahu, telur, wortel, kacang polong, ikan, kubis akan membeku sempurna. Tetapi tidak semua bahan tersebut akan kembali ke bentuk semula ketika dilelehkan.
 Pada waktu pelelehan kembali, sebagian air akan keluar dari sel-sel jaringan tersebut. Kondisi itu akan berakibat kurang baik terhadap bentuk, tekstur serta sifat fisiko-kimia lainnya. Akan tetapi, hal ini tidak akan terjadi pada bahan-bahan pangan yang memunyai jaringan dengan dinding sel yang kuat dan elastis. Dinding sel ini dapat menahan pemuaian, sehingga pada saat meleleh, air masih tetap pada tempatnya. Fenomena ini dapat dilihat pada bahan pangan seperti daging-dagingan dan ikan.
Pada waktu thawing terjadi kerusakan sel yang irreversible yang mengakibatkan mutu menjadi jelek setelah thawing, terjadi khususnya sebagai hasil pembentukan kristal es yang besar dan perpindahan air selama  pembekuan dari dalam sel ke bagian luar sel yang dapat mengakibatkan kerusakan sel karena pengaruh tekanan osmotis. Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidak terlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akan mempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum pada membrane sel.
2. Pengaruh Pembekuan Terhadap Mikroorganisme
            Pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan pada suhu di bawah kira-kira   12oC belum dapat diketahui dengan pasti. Jadi penyimpanan makanan beku pada suhu sekitar 18oC dan di bawahnya akan mencegah kerusakan mikrobologis, dengan persyaratan tidak terjadi perubahan suhu yang besar.
Mikroorganisme psikofilik mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhu lemari es terutama di antara 0o dan 5oC. Jadi penyimpanan yang lama pada suhu ini baik sebelum atau sesudah pembekuan dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan oleh mikroba.
Walaupun jumlah mikroba biasanya menurun selama pembekuan dan penyimpanan beku (kecuali spora), makanan beku tidak steril dan acapkali cepat membusuk seperti produk yang tidak dibekukan jika suhu cukup tinggi dan lama penyimpanan pada suhu tersebut cukup lama. Pembekuan dan penyimpanan makanan beku juga mempunyai pengaruh yan nyata pada kerusakan sel mikroba. Jika sel yang rusak atau luka tersebut mendapat kesempatan menyembuhkan dirinya, maka pertumbuhan yang cepat akan terjadi jika lingkungan sekitarnya memungkinkan.
Suhu rendah tidak membunuh mikroorganisme tetapi menghambat perkembangbiakannya. Dengan demikian pertumbuhan mikroorganisme semakin berkurang seiring dengan semakin rendahnya suhu, dan akhirnya di bawah “suhu pertumbuhan minimum” perkembangbiakannya akan berhenti.  
Tabel 1. Suhu pertumbuhan minimal beberapa mikroorganisme (Sinell, 1992)

Genus atau spesies
Suhu pertumbuhan minimum (°C)
Patogen atau potensial patogen
Bacillus cereus
Staphylococcus aureus
S. aureus pembentuk enterotoxin
Vibrio parahaemolyticus
E.coli enteropatogenik
Clostridium botulinum tipe A
Pseudomonas aeruginosa
Salmonella sp
Clostridium perfringens
Clostridium botulinum tipe E dan beberapa strain tipe B dan F
Fusarium, Penicillium
10
  5 – 13
10 - 19
  5 -  8
  8 – 10
10
  9
  6
  5
  3,5 – 5 
-18
Mikroorganisme index atau indikator
E. coli
Klebsiella sp, Enterobacter sp.
Streptococcus faecalis
  8 – 10
±0
±0
Mikroorganisme penyebab busuk
Bacillus subtilis
Streptococcus faecium
Lactobacillus sp
Pseudomonas fluorescens
Ragi
12
±0 – 3
  1
-3
-12

      Suhu pertumbuhan minimum yang tertera dalam Tabel 1 hanyalah angka perkiraan dan secara eksperimental hanya berlaku untuk beberapa strain dari spesies tertentu dan tidak dapat berlaku umum. Pada penyimpanan bahan makanan dalam suhu beku, proses pembusukan oleh mikroorganisme masih dapat terjadi walau sangat diperlambat. Proses kerusakan baru dapat dihentikan pada suhu di bawah -18°C. 
      Suhu minimal hanya berlaku bila dalam keadaan lingkungan yang optimal. Adanya perubahan sedikit saja pada nilai aw atau pH telah dapat menyebabkan peningkatan suhu pertumbuhan secara drastis. Contohnya adalah Enterobacter aerogenes yang memiliki suhu pertumbuhan minimal sebesar 5 °C  apabila angka aktivitas airnya optimal yaitu di atas 0,97. Pada nilai aw sebesar 0,955 pertumbuhannya berhenti pada suhu sekitar 20 °C , dan pada aw 0,950 pertumbuhan berhenti pada suhu 30 .
Pada uji mikroorganisme yang sama, terjadi peningkatan suhu pertumbuhan minimal menjadi 15 °C ketika terjadi penurunan pH dari pH optimal 7 menjadi 3,9. Pada beberapa mikroorganisme, suhu rendah dapat pula menyebabkan aktivitas enzimatik menjadi intensif. Pseudomonas lebih banyak menghasilkan lipase dan proteinase pada suhu di bawah suhu optimum pertumbuhannya. Hal ini dapat menjelaskan hasil pengamatan yang menunjukkan bahwa perubahan akibat kerja mikroorganisme dalam bahan makanan sering terjadi walau jumlah mikroorganisme tidak melebihi jumlah yang diperbolehkan. Pada fase eksponensial, mikroorganisme sangat peka terhadap suhu rendah, khususnya Enterobacter dan Pseudomonas, sedangkan bakteri Gram positif nampaknya lebih tahan. Pembekuan sedikit banyak membuat kerusakan. mikroorganisme Kerusakan ini dapat bersifat reversibel maupun menyebabkan kematian sel bakteri. Kerusakan ini bergantung pada jenis dan kecepatan proses pembekuan. Pembekuan cepat dengan suhu sangat rendah tidak atau hanya sedikit membuat kerusakan sel bakteri, sedangkan pembekuan lambat dengan suhu pembekuan relatif tinggi (s/d –10 °C) dapat membuat kerusakan hebat pada sel bakteri.
Hal ini didukung pada kenyataan bahwa laju kematian bakteri meningkat dengan semakin meningkatnya suhu mendekati titik nol. Dalam suatu uji kultur diperoleh hasil bahwa setelah disimpan selama 220 hari dalam suhu –10 °C hanya tinggal 2,5 % sel bakteri yang masih hidup, sedangkan yang disimpan pada suhu –20 °C masih ada 50 % sel bakteri yang hidup. Pada suhu –4 s/d – 10 °C angka kematian sangat tinggi. Meskipun demikian hal ini dalam prakteknya tidak dapat digunakan untuk menghilangkan mikroorganisme pada bahan makanan yang dibekukan karena pada suhu ini mikroorganisme psikrofil tertentu masih dapat berkembangbiak dan juga perombakan kimiawi masih berjalan sehingga mempengaruhi kualitas bahan makanan.
Pengetahuan mengenai proses ini penting karena alasan berikut: mikroorganisme yang subletal rusak sulit ditemukan pada pemeriksaan kultur bakteriologik. Setelah bahan makanan beku ini dihangatkan dan pada kondisi yang menguntungkan, bakteri ini dapat kembali beraktivitas sehingga seperti halnya pada kasus Salmonella, dapat menjadi ancaman kesehatan konsumen. Oleh karena itu, pada pemeriksaan mikrobiologik bahan makanan yang dibekukan (demikian pula pada produk yang dikeringkan atau dipanaskan), hendaknya memakai metode dan media yang cocok untuk dapat menghidupkan kembali mikroorganisme yang rusak tersebut.

  1. Upaya Mempertahankan Mutu Makanan beku
Faktor-faktor dasar yang mempengaruhi mutu akhir dari makanan beku adalah:
1). Mutu bahan baku yang digunakan termasuk varietas, kemasakan, kecocokan untuk dibekukan dan disimpan dalam kondisi beku.
2). Perlakuan sebelum pembekuan seperti blansir, penggunaan SO2 atau asam askorbat.
Blanching, yaitu pemanasan singkat dengan uap panas atau perebusan terhadap bahan pangan yang dibekukan. Perlakuan ini dapat menyebabkan dinding sel jaringan menjadi sedikit lunak sehingga tidak mudah rusak.
3).  Metoda dan kecepatan pembekuan yang dipakai
Kecepatan pembekuan juga berpengaruh terhadap mutu produk beku yang dihasilkan. Semakin rendah suhu pada produk maka mutu produk yang dihasilkan semakin baik, karena kemungkinan kerusakan jaringan dapat diperkecil. Walaupun demikian suhu pembekuan optimal untuk setiap jenis bahan baku berbeda. Selain itu, suhu penyimpanan produk beku juga akan berpengaruh pada mutu produk.
Sifat produk yang diakibatkan oleh pembekuan yang sangat cepat sangat berbeda dari produk yang dihasilkan dari pembekuan lambat. Pembekuan yang sangat cepat akan menghasilkan kristal es yang kecil tersusun secara merata pada jaringan. Sedangkan pembekuan lambat akan menyebabkan terbentuknya kristal es yang besar yang tersusun pada ruang antar sel dengan ukuran pori yang besar. Dari segi kecepatan berproduksi, pembekuan secara sangat cepat dianggap menguntungkan, selama mutu produk yang dihasilkan tidak dikorbankan.
4). Suhu Penyimpanan dan Fluktuasi Suhu
Kehilangan mutu sebagai hasil fluktuasi suhu penyimpanan adalah kumulatif selama masa simpan dari produk.
5). Waktu Penyimpanan
6). Kelembaban lingkungan tempat penyimpanan, terutama jika makanan tidak dikemas.
7). Sifat-sifat dari setiap bahan pengemas

  1. Penyimpanan dan Distribusi makanan Beku
Makanan dapat dibekukan sebelum atau sesudah dikemas. Buah-buahan dan sayuran yang akan dijual eceran biasanya dibekukan dulu sebelum dikemas dan disimpan dalam peti gesar atau silo. Penyimpanan dalam jumlah banyak memungkinkan pengemasan selama setahun dan menghindarkan kebutuhan untuk menduga keperluan ukuran kemasan yang berbeda-beda selama setahun penuh.
Seperti system lainnya, pengolah harus yakin bahwa suhu produk telah diturunkan dalam alat pembeku sampai mencapai suhu ruang penyimpanan dingin sebelum dipindahkan ke dalam ruang penyimpan tersebut. Kegagalan melakuakn hal ini akan mengakibatkan kenaikan suhu ruang penyimpan dingin dan mempercepat kerusakan makanan yang sudah ada di dalamnya. Selang waktu yang cukup lama dibutuhkan oleh system pendingin untuk dapat mengembaliakn suhu yang diinginkan.
Cara penanganan produk selama perjalanan yaitu suhu produk diusahakan tetap terjaga. Jadi jika Anda berbelanja ke toko swalayan (supermarket) dengan kendaraan pribadi, sebaiknya membawa ice box agar produk beku yang dibeli langsung dimasukkan untuk memperkecil terjadinya kontaminasi mikroba. Penyimpanan produk beku siap santap dalam freezer sebaiknya dipisahkan dari bahan mentah agar tidak terkontaminasi mikroba.



Tugas Mikpang
Miuw_inK

Read Users' Comments (0)

0 Response to "Pengaruh Penyimpanan Suhu Rendah Pada Bahan Pangan Terhadap Ketahanan Mikroba"

Poskan Komentar