74

BAB VI. MIKROBIOLOGI PADA PROSES TERMAL PENGOLAHAN PANGAN

A. Penerapan Proses Termal pada Pengolahan Pangan

1. Blanching

Blanching dapat dilakukan dengan cara steaming (pengukusan) atau boiling

(perebusan) bahan pangan yang diolah. Proses ini bukan merupakan tahapan akhir

dari suatu proses pengolahan pangan. Tujuan blanching diantaranya:

• Menginaktivasi mikrobia yang ada di dalam bahan pangan

• Menginaktivasikan enzim yang ada pada bahan pangan yang olah

• Memperbaiki tekstur sehingga memudahkan memasukan bahan yang diolah

ke dalam wadah

Penerapan blanching sering dilakukan pada pengolahan sayur-sayuran dan buah-

buahan sebelum dikalengkan.

2. Pasteurisasi: suhu < 1000C → 70 – 800C

Pasteurisasi diterapkan untuk membunuh semua mikrobia yang ada dalam suatu

bahan (misalnya pasteurisasi susu) atau pengurangan sejumlah populasi mikrobia

perusak pada bahan pangan tertentu (misalnya pasteurisasi vinegar). Pasteurisasi

susu dilakukan dengan pemanasan pada suhu 145oF selama 35 menit atau pada

161oF selama 15 detik (High Temperature Short Time, metode HTST). Pada

umumnya tujuan pasteurisasi ialah untuk membunuh semua mikrobia pathogen.

Namun perlu diingat, karena suhu kurang dari 1000C, maka dimungkinkan

mikrobia dalam bentuk spora dari jamur atau bakteri tidak mengalami

kerusakan/destruksi. Pasteurisasi dapat merupakan proses final (susu

pasteurisasi) atau bukan final (misalnya pasteurisasi susu pada pembuatan susu

bubuk atau yoghurt) dari pengolahan pangan. Oleh karena itu, agar susu

pasteurisasi tidak mudah terkontaminasi atau mengalami kerusakan, perlu

dilakukan penyimpanan pada suhu dingin.

75

3. Sterilisasi : Suhu di atas 100oC (biasanya 115o – 1300C selama 15 menit)

Sterilisasi dimaksudkan untuk membunuh semua mikrobia baik yang

pathogen/merusak yang bentuk spora sel vegetatif. Tahapan ini merupakan tahap

akhir dari suatu pengolahan bahan pangan. Proses ini sering disebut sebagai

proses sterilisasi komersial dan banyak diterapkan pada pengalengan bahan

makanan, misalnya pengalengan ikan, jamur, dsb.

Mikrobia jika berada pada lingkungan yang berbeda maka ada 3 kemungkinan

yang dialami oleh mikrobia tersebut.

1. Terjadi peningkatan aktivitas dari mikrobia tersebut

2. Terjadi penurunan aktivitas mikrobia/percepatan pertumbuhan

3. Terjadi pemusnahan/penghancuran aktivitas mikrobia

Jika jumlah spora/bakteri dinyatakan dalam Log ∑ sel atau ∑ spora dan t = waktu

pemanasan dan diperlakukan pada suhu tinggi, maka akan terjadi penurunan

populasi sel/spora, sebagaimana ditunjukkan dalam gambar berikut,

B. Proses Kematian Bakteri oleh Panas

Panas yang tinggi menyebabkan perubahan fungsi senyawa-senyawa

seluler yang pada akhirnya akan mengarah pada perubahan struktur protein

yaitu denaturasi. Pendapat lain mengatakan bahwa pemanasan dapat

Log Σ sel

0 t waktu pemanasan

T suhu pemanasan = suhu di atas suhu pertumbuhan

76

menyebabkan kerusakan pada membran sel. Kerusakan DNA

C. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ketahanan Mikrobia oleh Panas

juga

merupakan salah satu penyebab kematian sel karena pemanasan. Kerusakan

DNA ini dapat dikarenakan pengaruh langsung, yaitu putusnya ikatan

hydrogen intramolekuler DNA yang cukup menyebabkan kerusakan yang

bersifat irreversible.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi resistensi mikrobia terhadapa

panas ada 3 tipe : Pertama, resistensi inherent, yaitu dipengaruhi oleh jenis

spesies atau strain mikrobia, spora atau sel vegetatif. Kedua, Kondisi lingkungan

yang mempengaruhi selama pertumbuhan dan pembentukan sel atau spora (umur

sel, suhu pertumbuhan, dan media pertumbuhan). Ketiga, Kondisi lingkungan

yang mempengaruhi selama proses pemanasan

1. Tipe Mikrobia

sel atau spora, yaitu pH, aw,

menstrum suspensi (jenis bahan pangan), garam, senyawa organik dan

anorganik). Dari beberapa informasi, faktor-faktor tersebut dapat dijelaskan

sebagai berikut.

Berdasarkan pada kisaran suhu pertumbuhannya mikrobia dapat

dikelompokkan menjadi 4 group yaitu Thermofil, Mesofil, Psikhofil dan

Psikotrof (Tabel ).

Tabel 6.1. Suhu pertumbuhan untuk mikrobia prokariotik

Group Suhu (0C)

Minimal Optimal Maksimal

Thermofil 40-45 55-75 60-90

Mesofil 5-15 30-45 33-47

Psikhrofil (-5) – (+5) 12-15 15-20

Psikhrotrof (-5) – (+5) 25-30 30-35

77

Dikutip dari : International Commission on Microbiological Specification for Foods, 1980

Kelompok termofil lebih tahan disbanding mesofil, mesofil lebih tahan

terhadap psikotrof, bakteri pembentuk spora dapat tahan pada suhu yang tinggi

dan diketahui ada yang survive/tahan hidup beberapa menit pada suhu 120oC

atau beberapa jam pada suhu 100oC. Sel vegetatif dari bakteri pembentuk spora,

sebagaimana bakteri yang tidak membentuk spora, yeast dan kapang diketahui

tidak lebih resisten daripada bakteri vegetatif. Kelompok yeast dan jamur

kebanyakan dapat dimatikan/dibunuh setelah beberapa menit pada suhu 70-800C

dan di dalam bahan pangan yang basah (moist) pemanasan pada suhu 1000C

mematikan semua mikrobia tersebut.

2. Jumlah Sel

Populasi bakteri awal yang lebih banyak membutuhkan waktu yang lebih lama

untuk menurunkan populasinya dibandingkan dengan populasi yang sedikit.

3. Umur Sel

Spora yang lebih muda lebih tahan dibanding yang tua, namun ada penelitian

lain yang mengungkapkan sebaliknya. Pada E.coli, sel yang muda diketahui

lebih peka/sensitif terhadap panas dibanding yang tua.

4. Tahapan Pertumbuhan

Pada umumnya mikrobia yang berada pada fase pertumbuhan logaritmik lebih

peka dibanding fase pertumbuhan lain.

5. Suhu

Sel bakteri yang tidak membentuk spora jika ditumbuhkan pada suhu yang

relatif lebih tinggi akan memiliki daya tahan yang lebih tinggi daripada

mikrobia tersebut ditumbuhkan pada suhu yang lebih rendah.

6. Medium pertumbuhan

Dari hasil penelitian dapat diketahui komposisi media pertumbuhan dapat

menaikkan ataupun menurunkan ketahanan mikrobia terhadap panas.

78

7. Menstruum

Medium yang dipergunakan untuk pemanasan ini dipengaruhi oleh aw

(aktivitas air), pH, KH, protein dan lemak. Pada pH yang relatif

rendah/bersifat asam akan meningkatkan kepekaan mikrobia terhadap panas

dan mudah mengalami kematian. Sedangkan adanya protein dan lemak dapat

bersifat protektif terhadap mikrobia.

Menurut Hansen dan Riemanm (dalam Jay, 1986), faktor-faktor yang

mempengaruhi ketahanan mikrobia terhadap panas ialah:

1. Kadar Air

Ketahanan mikrobia terhadap panas akan meningkat jika kadar air

biomassa/sel tersebut rendah/menurun. Hal ini dapat disebabkan denaturasi

protein terjadi lebih cepat

2. Lemak

ketika panaskan di dalam air daripada di udara.

Adanya lemak mengakibatkan ketahanan mikrobia terhapan panas

semakin meningkat. Semakin tinggi kadar lemak dalam suatu media pemanasan,

ternyata diperlukan Thermal Death Point (TDP) yang semakin tinggi pula. TDP

didefinisikan suhu

Tabel 6. 2. Efek medium terhadap Thermal Death Point (TDP) pada E. coli

yang diperlukan untuk membunuh sejumlah spora atau sel

mikrobia dalam selang waktu tertentu. Krim yang paling banyak mengandung

lemak memerlukan suhu TDP setinggi 730C untuk membunuh sejumlah sel E.

coli selama 10 menit pemanasannya (Tabel 6.2 ), sedangkan jika digunakan whey

dibutuhkan suhu 630C.

Medium TDP0C

Cream 73

79

Whole milk Skim milk Whey Berillon (broth)

69 65 63 61

Waktu pemanasan = 10 menit, 2. Garam

Efek dari garam terhadap ketahanan mikrobia terhadap panas sangat

bervariasi tergantung jenis garam dan konsentrasi garam yang dipergunakan.

Suplementasi pada media pertumbuhan Bacillus meganterium dengan CaCl2

menghasilkan spora yang lebih tahan terhadap panas dibandingkan jika medium

tersebut ditambah dengan L-glutamat, L-prolin, fosfat

3. Karbohidrat

.

Adanya gula (sukrosa, glukosa, fruktosa) di dalam menstruum dapat

meningkatkan resistensi terhadap panas. Hasil dari penelitian menunjukkan

adanya sukrosa ternyata meningkatkan resistensi dari Salmonella senftenberg ,

dengan urutan dari yang paling tahan ialah sukrosa > glukosa > sorbitol >

fruktosa > gliserol.

4. pH

Pada umumnya mikrobia tumbuh baik pada pH 7, oleh karena bila derajat

keasaman tersebut diturunkan/ditingkatkan akan menurunkan/ meningkatkan

resistensi mikrobia terhadap panas.

5. Protein

Protein diketahui bersifat protektif terhadap mikrobia sehingga adanya

protein mampu meningkatkan ketahanan/resistensinya terhadap panas semakin

meningkat.

6. Jumlah Mikrobia

80

Semakin besar populasi mikrobia, semakin tinggi pula ketahanannya terhadap

panas. Proteksi panas dari populasi mikrobia tersebut diperkirakan adanya

produksi material yang diekskresikan oleh sel-sel yang bersangkutan. Pengaruh

jumlah spora awal dari C.botullinum terhadap Thermal Death Time (TDT) pada

1000C disajikan pada Tabel. TDT didefinisikan waktu yang diperlukan untuk

membunuh sejumlah spora atau sel mikrobia pada suhu tertentu. Pada jumlah

spora 32 juta diperlukan TDT 110 menit, tetapi pada jumlah spora 92 milyar

diperlukan TDT 240 menit.

Tabel 6. 3. Pengaruh jumlah spora awal dari C.botallinum terhadap Thermal Death Time (TDT) pada 1000C

Jumlah spora TDT (menit)

92.000.000.000

1.640.000.000

32.000.000

650.000

16.400

128

240

125

110

85

50

40

6. Umur Mikrobia

Pada umumnya sel bakteri cenderung resisten terhadap panas ketika

berada pada fase pertumbuhan stasioner ( sel tua) dan sangat peka ketika berada

pada fase pertumbuhan logaritmik.

7. Suhu Pertumbuhan

Ketahanan mikrobia terhadap panas cenderung meningkatkan jika

suhu inkubasinya ditingkatkan.

81

8. Senyawa Inhibitor

Penurunan ketahanan panas kebanyakan mikrobia terjadi jika

pemanasan tersebut dilakukan bersamaan dengan adanya senyawa antibiotik,

SO2, atau senyawa penghambat lainnya.

8. Time & Temperatur

Kombinasi antara waktu dan suhu sangat menentukan ketahanan

mikrobia terhadap panas. Semakin tinggi suhu dan semakin lama waktu

pemanasan akan efektif menurunkan populasi mikrobia atau spora. Semakin

tinggi suhu, semakin besar efek letalnya. Efek suhu pemanasan terhadap TDT

spora C. botulinum disajikan pada Tabel VI. 4.

Tabel VI. 4. Efek suhu pemanasan terhadap TDT spora C. botulinum

Suhu 0C Clostridium botulinum (60.109 spore/ml

pada buffer pH 7)

Thermofil (150.000 spora/ml

pada jus jagung pH 6,1)

Menit 100 260 1140 105 120 110 36 180 115 12 60 120 5 17

D. Destruksi Mikrobia dan Parameter yang Digunakan untuk Mengevaluasi Ketahanan Mikrobia / Spora terhadap Pemanasan

Agar dapat memahami destruksi termal pada mikrobia akibat pemanasan (pengawetan pangan dan pengalengan) perlu disampaikan konsep dasar dalam proses termal.

1. Thermal Death Time (TDT)

82

TDT ialah waktu

yang diperlukan untuk

membunuh sejumlah mikrobia

pada suhu tertentu. Suhu

dipertahankan konstan dan

waktu dapat ditentukan. TDP

= Thermal Death Point ialah

temperatur yang diperlukan

untuk membunuh sejumlah

mikrobia pada waktu tertentu.

Misal : 10 menit pada (Tabel pangaruh lemak terhadap TDP). TDT dapat dihitung

dengan mengukur ketahanan hidup mikrobia.

F

Waktu Pemanasan

2. D. Value → Desimal Reduction Time

Ketahanan sel terhadap pemanasan dinyatakan dengan Decimal Reduction Time

atau nilai D yaitu waktu yang diperlukan untuk mengurangi populasi sebanyak

90% pada suhu tertent atau waktu yang diperlukan untuk merubah sebesar 1 log

cycle dalam kurva kecepatan destruksi mikrobia. Makin besar nilai D berarti

Waktu pemanasan

Replikasi (ulangan)

Pengenceran Rerata

Jumlah

5

10

15

20

35

20

10

25

50

100

10

1

1

1

1

24

65

19

4,5

1,3

240

1250

65

19

4,5

25 15 2400F 10 0

Surv

ival

(log

scal

e)

83

mikrobia tersebut makin besar ketahanannya terhadap panas. Jika D ditentukan

pada suhu 250 0F, maka sering dinyatakan sebagai Dr. Pengaruh pH terhadap nilai

D spora C. botulinum pada berbagai produk pangan dengan pemanasan 2400F

dapat dilihat pada Tabel 6.5.

Tabel 6. 5. Pengaruh pH terhadap nilai D spora C. botulinum pada bergai produk pangan dengan pemanasan 2400F

pH D value (mnt) C.botulinum 2400F

Spagheti, saus tomat, keju

Macaroni

Creole

Spanish

rice

4

4,6

5

7

0,128

0,223

0,260

0,515

0,127

0,232

0,306

0,568

0,117

0,210

0,266

0,550

Jika jumlah spora mula-mula 100 spora, maka penurunan sebesar 90% ialah

10090 x 100 spora = 90 spora, dengan kata lain setelah waktu pemanasan

tertentu tinggal 10 spora. Dapat pula dimisalkan perubahan dari 107 sel berkurang

menjadi 106 sel ( log 107 sel – log 106 sel = 1 log cycle), berarti waktu yang

diperlukan untuk merubah sejumlah sel 90% atau 1 log cycle tersebut sebagai

besarnya nilai D.

Waktu pemanasan

84

3. Z. Value

Nilai D suatu jenis mikrobia akan berbeda dengan suhu pemanasan yang berbeda.

Ketahanan panas pada suhu yang berbeda ini dapat digambarkan pada liku TDT

dengan nilai D sebagai sebagai ordinat dan suhu pemanasan sebagai absisnya.

Besarnya kenaikan suhu (oF) yang dibutuhkan dalam suatu liku TDT untuk melalui

harga D satu satuan log disebut dengan nilai Z. Dengan kata lain, nilai Z ialah

besarnya suhu yang diperlukan untuk merubah (bisa naik atau turun) sebesar 1 log

cycle nilai D. nilai D dan Z ini sangat penting artinya perhitungan-perhitungan proses

pemanasan. Perbandingan daya tahan terhadap panas dari beberapa jenis bakteri dan

spora bakteri yang penting dalam kerusakan makanan kaleng terlihat pada Tabel 6.6.

Suhu Pemanasan Suhu Pemanasan

1

←Z→

10

D

0,

80 95 100

Σnilai Z = 15 0C

t

6 ←D→

7 lo

g Σ

bakt

eri

5 2 4 6 8 10 12

Dt 0 C = 4 mnt

Waktu pemanasan (mnt)

D 10

100

,1

220 240 260

113

8

31

2,3

0,65

Z =17,5

85

Tabel 6. 6. Perbandingan daya tahan terhadap panas beberapa organism yang penting dalam kerusakan makanan kaleng

Kelompok mikorganisme Pekiraan kisaran daya terhadap panas

D (menit) z (kisaran 0C)

Bahan pangan berasam sedang dan rendah (pH di atas 4,5) Thermofilik ( spora ), Flat sour

D121

4,0 – 5,0 B.stearothermofilus 7,6 – 12,1 Pembusuk bentuk gas

3,0 – 4,0 C. Thermosaccharolyticum 8,8 – 12,1 Pembusuk pembentuk sulfite

C. nigrificans 2,0 – 3,0 8,8 – 12,1 Mesofilik ( spora) Pembusuk aneorobik C. botulinum (tipe A,B) 0,1 – 0,20 7,6 – 10,0 Sporogenus (termasuk PA 3679)

0,1 – 1,5 7,6 – 10,0

Bahan pangan asam (pH 3,7 atau 4.0 -4,5)

Thermofilik (spora)

(fakultatif mesofilik) B.Thermoacidurans

0,01 – 0,07 7,6 – 10,0

Mesofilik (spora) D100 0,10 – 0,50 B. polymixa, B. macerans

Anaerobic butirik 6,5 – 8,8

0,10 – 0,50 C. Pasteurianum 6,5 – 8,8 Bahan pangan berasam tinggi (pH dibawah 3,7 atau 4,0)

Mesofilik bakteri tidak berspora d65

Lactobacillus,Leuconostoc spp, ragi, jamur

0,5 – 1,0 4,4 – 5,5

86

4. F0 Value

F0 adalah waktu yang diperlukan untuk mematikan / membunuh sejumlah

spora/bakteri tertentu pada suhu 121,210C atau 252 0F dengan nilai Z sebesar

100C atau 18 0F. Besarnya suhu dan Z tersebut digunakan sebagai referensi.

Menurut Esty dan Meyer serta Townsend, nilai F0 untuk Clostridium botunum

adalah 2,45. Nilai ini dihitung pada larutan buffer fosfat sebagai media pemanas.

Dengan demikian nilai F0 untuk medium yang lain misalnya pada bahan pangan

dapat ditentukan dengan metoda the inoculated pack system sebagai modifikasi

metoda kaleng. Untuk mengamankan produk pangan yang dikalengkan biasa

digunakan konsep 12 D atau faktor 12 decimal value. Dengan demikian pada

konsep ini diterapkan pengurangan sampai 10-12 dari jumlah sel/spora mikrobia

mula-mula. Menurut Stumbo (1973), pada proses pengalengan makanan apabila

tiap kaleng sudah mengandung 1 spora / sel mikrobia, maka hal ini menunjukkan

sanitasi yang buruk, maka nilai Fo dapat dihitung.

Fo = Dr (log a – log b)

Fo = 0,21 (log 1 – log 10 -12)

Fo = 0,21 x 12 = 2,52 (menit)

Pemanasan selama 2,52 menit pada 2500F (Dr) dapat mengurangi spora C.

botulinum menjadi 1 spora atau 1 kaleng kemungkinan / probabilitas terjadi

(masih hidup) dari 1012 kaleng.

Dalam praktek proses termal, Fo yang diberikan sering lebih lama dari nilai

Fo teoritis. Hal ini ada kekawatiran jangan-jangan produk yang dipanaskan belum

steril.tentu saja ini akan memboroskan energi dan dapat merusak atribut mutu

bahan pangan yang dikalengkan. Bahan makanan yang bersifat asam biasanya

(yoghurt, kefir, picles) diproses dengan konsep 5–6 D.

87

Gambar 6.1 . Kurva TDT pada 2500F dengan D 1 menit

5. Thermal Death Time Kurva Sebagaimana dijelaskan terdahulu nilai D dapat diperoleh dari kurva Thermal Death Time. Ketahanan spora dari mikrobia termofil dan mesofil dapat dibandingkan dengan menggunakan nilai Dr (menit) dari mikrobia berikut. B. stearothermoplhilus 4 – 5

C. thermosccharolyticum 3 – 4 C. negrificaus 2 – 3 C. botulinum (tipe A + B) 0,1 - 0,2 C. sporagenes 0,1 - 1,5 B. coagolans 0,01- 0,07

100

10

1

0,1 220

D v

alue

of F

i

Temperature (0F)

230 240 250 260 270 280

D1

Log

D 2 –

Log

D 1 =

1.0

0

2,52 menit

88

E. Cara-Cara Pengukuran Ketahanan Terhadap Panas

Daya tahan sel atau spora mikrobia terhadap panas dapat ditentukan dengan

beberapa macam cara. Pada prinsipnya ada dua metoda dasar yaitu “successive

sampling system” dan “multiple replicate unit testing system”. Pada metoda yang

pertama dasarnya adalah memanaskan suatu inokulum dalam suatu wadah. setiap

interval waktu tertentu diambil sejumlah cuplikan kemudian ditumbuhkan dengan

metode SPC (Standart Plate Count Method). Ketahanan terhadap panas dinyatakan

dengan hubungan antara pengurangan jumlah (destruksi) dengan lama pemanasan.

1. Metode Successive Sampling System

Ada empat macam cara yang telah dikembangkan dari metoda “successive

sampling system”, yaitu

a. Pemanasan dalam wadah gelas (flash method),

b. Pemanasan dengn menggunakan tanki(tank method),

c. Atmospheric mixing method dan

d. Nitrogen pressure mixing method.

Pengukuran ketahanan panas dengan metoda ini dikerjakan dengan

menggunakan botol Woulff, yaitu suatu wadah gelas yang mempunyai 3 leher

menyempit, masing-masing untuk memasukkan pengaduk, thermometer dan untuk

memasukkan inokulum serta untuk mengambil cuplikan. Semua leher ditutup dengan

karet penutup atau kapas sehingga tidak terjadi kontaminasi selama percobaan. Botol

beserta isinya kemudian dipanaskan dengan pemanas yang suhunya dapat dikontrol

dengan termostat.selama pemanasan dilakukan pengadukan. Setelah suhu didalam

botol stabil inokulum dimasukkan sambil pengadukan berjalan terus. Tiap interval

Pemanasan Dengan Wadah Gelas (Flash Method)

89

waktu tertentu diambil cuplikan kemudian ditumbuhkan pada medium yang sesuai

dan dihitung jumlah spora yang masih hidup.

Pada pengukuran ketahanan panas dengan metoda ini dipergunakan tabung

khusus yang terbuat dari logam nirkarat (stainless steel), bergaris tengah 4 inci

dengan tingginya 4,5 inci. Tabung ini merupakan tabung utama yang pada bagian

luarnya setinggi 2 inci diberi tabung penutup yang berjarak 0,75 inci dari tabung

utama. Antara tabung penutup dan tabung utama terdapat rongga yang dapat diisi

dengan uap panas. Tabung utama diberi tutup yang terbuat dari karet yang

mempunyai 4 lubang, masing-masing untuk memasang thermometer, pengaduk,

pengeluaran gas dan pengambilan cuplikan. Setelah tabung diisi dengan substrat dan

inokulus, segera dipanaskan. Perlakuan pemanasan dilakukan sedemikian rupa,

supaya suhu pemanas 1100-1200C. (230-2500F) dapat dicapai dalam waktu 2,5 menit.

Pemanasan Dengan Tangki (Tank Method)

Metode ini dikembangkan khusus untuk proses pasteurisasi. Alat yang

digunakan sangat sederhana, yaitu suatu gelas piala yang berkapasitas 4 liter. Ke

dalam gelas piala ini dimasukkan pipa yang dapat dilalui oleh air pemanas. Susu atau

bahan cair lain yang akan digunakan untuk percobaan tang telah steril dimasukkan

kedalam gelas piala kemudian dipanaskan. Setiap 200 ml bahan ditambahkan 1 ml

inokulum. Pada setiap interval waktu tertentu diambil contoh untuk ditumbuhkan

pada medium yang sesuai.

Atmosferic Mixing Method

Metode ini merupakan modifikasi dari metode Atmoferic mixing method.

Pada prinsipnya gas nitrogen dengan tekanan rendah diberikan diatas permukaan

medium cair yang telah diinokulasi dengan sel atau spora bakteri, dengan maksud

untuk menjaga agar supaya suhu pemanasan tidak banyak berubah. Sebagai pemanas

digunakan uap panas yang dialirkan melalui pipa-pipa pemanas yang diletakkan

Nitrogen Pressure Mixing Method

90

dalam wadah yang dipergunakan untuk percobaan. Pengambilan contoh selama

pemanasan dilakukan seperti pada metoda-metoda yang lain.

2. Metode Multiple Replicate Unit Testing System

Untuk metoda yang kedua yaitu multiple replicate unit testing system

dikembangkan menjadi beberapa cara, diantaranya:

1. Metode tabung gelas,

2. Metoda tabung kapiler,

3. Metoda kaleng dan

4. Metoda Thermoresistometer.

Alat yang digunakan adalah tabung reaksi kecil, dengan garis tengah kurang

7-10 mm. kedalam tabung dimasukkan spora-spora bakteri yang telah disuspensikan

kedalam buffer fosfat netral sebanyak 2 ml. buffer fosfat dapat diganti dengan air,

kultur media ataupun bahan acir lain yang dikehendaki. Tabung kemudian ditutup

rapat kemudian dipanaskan dengan penangas minyak yang suhunya dikontrol dengan

thermostat. Suhu pemanasan antara 100-121,10C. Setelah pemanasan selesai segera

dilakukan pendinginan pada suhu 21,10C. Tutup tabung dibuka, isinya dipindahkan

secara apsetik kedalam medium untuk melihat pertumbuhannya. Biasanya digunakan

satu seri tabung yang terdiri atas 10 tabung untuk tiap pemanasan. Evaluasi dilakukan

dengan melihat sampai seberapa jauh pemanasan dapat menghasilkan hanya satu

tabung saja yang tumbuh. Metoda ini sering disebut metoda tumbuh atau tidak

tumbuh (growth or no grwth method).

Metoda Tabung Gelas

Stumbo memuat hubungan antara waktu pemanasan, nilai D dan jumlah

mikrobia awal dan jumlah mikrobia setelah pemanasan:

U = F = D ( log a + P)

D = nilai D (Decimal Reduction Time)

a = jumlah awal mikrobia

91

P =log 1/b, dimana b adalah mikroorganime yang masih hidup setelah

pemanasan selama U menit.

Metoda tabung kapiler merupakan modifikasi metoda tabung gelas untuk

mengurangi kelemahan-kelemahan yang terdapat pada metoda tersebut. Metoda ini

mempergunakan tabung kecil. Sehingga panas yang diberikan dapat merata ke

seluruh bagian medium. Tabung kapiler ini berukuran panjang 3 inci diameter dalam

0,8 mm dan diameter luarnya 1,5 mm.setelah diisi inokulum sebanyak 0,01 ml

dengan mempergunakan syringe, tabung ditutup rapat dengan memanaskan ujungnya.

Kemudian dipanaskan dalam waktu tertentu, kemudian tabun kapiler dipecah diatas

medium perkecambahan, kemudian diinkubasi dan diamati.

Metoda Tabung Kapiler

Kaleng dari logam special yang mempunyai garis tengah 2,5 inci dan tinggi 0,

375 inci, merupakan alat utama untuk penentuan ketahanan panas dengan metoda

kaleng. Metoda ini dikembangkan oleh American Can Company pda tahun 1938.

Karena wadah yang dipergunakan adalah kaleng, memberikan kemungkinan untuk

mengadakan penelitian ketahanan panas bacteria dalam bahan makanan padat

maupun cairan kental yang tidak mungkin dimasukkan ke dalam tabung gelas

maupun tabung kapiler. Sebelum digunakan kaleng harus dibersihkan dan disterilkan.

Seri-seri kaleng kemudian dipanaskan sesuai dengan suhu yang dikehendaki. Setiap

interval waktu tertentu satu seri kaleng diangkat dan di inkubasi pada suhu yang

sesuai. Evaluasi didasarkan pada terdapat tidaknya kaleng yang menggelembung. Jika

ada kaleng yan menggelembung berarti sel atau spora masih dapat tumbuh.

Metoda Kaleng

Thermoresistometer merupakan alat yang agak kompleks terdiri atas tiga buah

tangki yang dihubungkan dengan pipa-pipa sehingga dapat disterilkan bersama-sama

dengan uap panas bertekanan. Kaleng-kaleng yang dipergunakan untuk pengujian

dapat keluar masuk secara otomatis. Suhu pemanasan harus dicapai pada waktu yang

Metoda Thermoresistometer

92

sangat singkat untuk memperpendek waktu adaptasinya. Umumnya diperlukan suhu

1500 + 0,170C dan harus dicapai dalam waktu 0,02 menit. Pengambilan contoh harus

dilakukan dengan cepat untuk mengurangi pengaruh perubahan suhu yang disebabkan

terlalu lamanya alat dibuka. Keuntungan metoda ini adalah waktu lag yang sangat

pendek sehingga kesalahan yang disebabkan oleh panjangnya waktu lag dapat

diperbaiki.

Sebagai contoh perhitungan nilai D, berikut disajikan data hasil

pemanasan puree terhadap bakteri anaerob ( Tabel 6.7). Berdasarkan data tersebut

diatas, umumnya dikatakan bahwa waktu destruksi pada suhu 2500F (121,10F) adalah

6 menit, atau ada yang mengatakan waktu destruksi tersebut adalah 5,5 menit. Namun

apabila digunakan persamaan : U=D (log a + P), akan diperoleh suatu informasi yang

lebih nyata. Jika jumlah sampel yang dipanaskan untuk setiap interval waktu

pemanasan adalah 12, dan tiap sampel memuat 6.250 spora, maka untuk setiap

interval waktu pemanasan jumlah spora yang dipanaskan adalah 75.000 spora, maka

U = D ( log 75.000 + P).

Untuk pemanasan selama 5 menit, P adlah log 1/3, sehingga

5 = D ( log 75.000 + log 1/3) 5 D =

Log 75.000 + (log 1 – log 3) D = 1,137 menit

Tabel 6.7. Ketahanan panas bakteri anaerobik penyebab pembusukan pada “pureed

canned peas”, yang dipanaskan pada suhu 2500F*

Jumlah sempel yang dipanaskan untuk setiap

interval waktu pemanasan Lama waktu pemanasan (menit)

Jumlah sempel yang menunjukkan adanya pertumbuhan setelah

pemanasan

93

12 1,00 12

12 2,00 12

12 3,00 12

12 4,00 10

12 5,00 3

12 6,00 0

12 7,00 0

12 8,00 0

12 9,00 0

*Tiap sampel memiliki konsentrasi awal 6.250 spora Jika waktu pemanasan selama 6 menit disubsitusikan pada persamaan tersebut, maka

besarnya P adalah :

6 = 1,137 (log 75.000 + P)

P = 0,404

P = log 1/b, dimana b adalah spora yang masih hidup setelah pemanasan.

Jika P = log 1/b =0,404, maka 1/b=2,536 sehingga besarnya nilai b, yaitu jumlah

spora yang masih hidup adalah 1/2,536. Angka terakhir ini diartikan atau

diinterpresentasikan bahwa masih ada satu spora yang hidup untuk setiap 2,536

volume bahan makanan, dan setiap volume memuat 75.000 spora apabila bahan

tersebut dipanaskan pada suhu 2500F (121,10C) selama 6 menit.

Berdasarkan prinsip ini dikatakan bahwa jumlah sel atau spora yang hidup

tidak akan pernah mencapai 0, akan tetapi menjadi sangat kecil, misalnya 1 dalam

100 liter, 1 dalam 1000 liter, 1 dalam 100.000 liter dan seterusnya. Hal lain yang

perlu diperhatikan ialah bahwa setiap metoda pasti memuat kemungkinan kesalahan,

dan besar kecilnya kesalahan pada penentuan ketahanan panas ini tergantung pada

jumlah ulangan dan jarak atau interval waktu pemanasan.

94

Liku Ketahanan Hidup Mikrobia

Sebagaimana dijelaskan terdahulu kurva hubungan jumlah sel yang di-log

(sebagi ordinat) dengan waktu pemanasan (sebagai absis), jika dilakukan proses

termal dimana suhu yang diterapkan di atas suhu yang tidak dapat ditoleransi akan

memliki garis lurus (Gambar a). Tetapi kurva ketahanan hidup sel / spora dapat tidak

normal, karena adanya aktivasi, germinasi, dan pertumbuhan spora akibat pemanasan

dimana pada suhu tersebut menguntungan bagi pertumbuhan spora tersebut,

meskipun setelahnya akan mengalami kematian karena berbentuk sel vegetatif yang

dapat mati pada suhu paparan (Gambar B). Jika jumlah sel yang bertambah seimbang

dengan jumlah sel yang mati pada wal pemanasan, kurva akan berupa Gambar (C).

Sedangkan jika berupa mikrobia campuran (mixed), ada yang resisten dan ada yang

sensifit, maka bentuk kurva merupakan resultan dari mikrobia yang ada dan

ditunjukkan pada Gambar (D).

Tugas untuk dikumpul: Hitung nilai D

1. ∑ sel awal 109 sel/ml setelah dipanaskan pada 900C tinggal 102 sel/ml; t

pemanasan = 60 menit, berapa nilai D?

Σ Se

l hi

dup

A

Normal

Σ Se

l hi

dup

B →t 0 pemanasan

C D

95

2. Hitung nilai D1000C; jika diketahui D120

0C = 0,6 menit, Z value = 100C.

Berapa waktu yang diperlukan mengurangi populasi sel sebesar 5 log cycle

pada 1300C.

Jawab : dikumpulkan ketika tatap muka or diemailkan ke

wisnuway7@yahoo.com