mikrobiologi susu

Mikrobiologi Mikrobiologi SusuSusuIPTEK Pengolahan Susu

MikroorganismeMikroorganisme

Berukuran kecil, tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi dapat dilihat dengan mikroskop

organisme bersel tunggal

Mikroorganisme pada Mikroorganisme pada SusuSusu

Komposisi Kimia Sel Komposisi Kimia Sel MikroorganismeMikroorganisme

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


Memerlukan nutrisi untuk,pertumbuhansintesis komponen sel & energi

Sumber energi untuk Mikroorganisme

utama : karbohidrat & protein → atp

bbrp faktor pertumbuhan


Mempunyai berbagai enzim

Senyawa lebih sederhana

Perubahan sifat makananwarnarasabautekstur

Diinginkan vs Tidak diinginkan

KarbohidratKarbohidrat

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 laktatMakanan kaya karbohidrat → produksi asam

oleh mikroba pembentuk asam, tapi umumnya kapang dan khamir tidak aktif

ProteinProtein

Lebih kompleks dibanding karbohidratBakteri dan kapang tertentu dapat

memecah proteinMikroorgansime proteolitikPunya sistem enzim kompleksHasil pemecahan protein → asam

amino (dipakai sumber energi oleh selTerbentuk asam, gas, produk lain

→ tidak diinginkan : bau busuk → diinginkan : pematangan keju

LemakLemakKomposisi bervariasi tergantung jenis

makananMengandung asam lemak dan gliserolAL 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

SouringSouringPerubahan laktosa menjadi asam laktat hasil aktivitas enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme, terutama bakteri asam laktat

SouringSouring dan dan GassinesGassinesTerbentuknya gas, asam laktat dan asam-asam lain yang menggumpalkan susu serta senyawa-senyawa lain yang menimbulkan bau yang tidak didinginkan.

Pengaruh Pengaruh mikroorganismemikroorganisme

ProteolisisProteolisisPemecahan kasein oleh mikroorganisme yang mengakibatkan bau yang tidak diinginkan

RopynesRopynesPelekatan zat seperti gum, bentuk menyerupai benang panjang. Penyebab : bakteri Alcaligenes vicosus

PigmentasiPigmentasiTerbentuknya warna seperti biru, merah, kuning dan hijau

Pengaruh Pengaruh mikroorganismemikroorganisme

Mikroorganisme pada Mikroorganisme pada Bahan PanganBahan Pangan

Faktor IntrinsikFaktor Intrinsik

Komposisi nutrisipHKetersediaan air (air bebas/aw)Potensi reduksi-oksidasi

◦Perubahan karena pemasakanStruktur fisik bahan panganKetersediaan senyawa

antimikroba/ pengawet

Komposisi dan pHKomposisi dan pH

pembusukanproteolisis dan pemecahan protein secara anaerob, menghasilkan bau busuk yang disebabkan karena senyawa amina

pH dalam bahan pangan mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme

Aktivitas AirAktivitas 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

Struktur Fisik Bahan Struktur Fisik Bahan PanganPanganpenggilingan dan pencampuran

dapat meningkatkan luas permukaan dan mendistribusikan mikroba◦mendorong pertumbuhan mikroba

kulit luar dari sayuran dan buah-buahan dapat memperlambat pertumbuhan mikroba

Senyawa AntimikrobaSenyawa Antimikroba

kumarin - buah-buahan dan sayuran

lisozim - susu sapi dan teluraldehydic dan senyawa fenolik -

bumbu dan rempah-rempahallicin - bawang putihpolifenol - teh hitam dan hijau

Faktor EkstrinsikFaktor EkstrinsikSuhu

◦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

SusuSusu

Peran Peran MikroorganisMikroorganisme yang me yang Tidak Tidak Dikehendaki Dikehendaki pada Susu pada Susu

Spoilage dan Patogen

Kerusakan bahan panganKerusakan bahan pangan

Aktivitas mikroba, melalui 2 cara :1. Sel hidup

pertumbuhan dan metabolisme aktif komponen bahan pangan terkontaminasi oleh sel hidup

2. Enzimsel hidup tidak ada → sel lisis

enzim ekstraseluler dan intraseluler bereaksi dengan komponen bahan pangan

mengubah sifat fungsional bahan pangan

mengakibatkan kerusakan/kebusukan/ food spoilage

Sumber Kontaminasi pada Sumber Kontaminasi pada SusuSusuSumber 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

Tipe mikroba penyebab Tipe mikroba penyebab kerusakankerusakanBahan 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)

Deteksi Kerusakan Deteksi Kerusakan MikrobiologisMikrobiologis

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)

Deteksi Kerusakan Deteksi Kerusakan MikrobiologisMikrobiologis

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)

Tahapan terjadinya kerusakan Tahapan terjadinya kerusakan mikrobiologis pada bahan panganmikrobiologis 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

Hasil Akhir Metabolisme Hasil Akhir Metabolisme MikroorganismeMikroorganisme

Karbohidrat :CO2 , H2, H2O

lactate, acetate, formate, succinate, butyrate, isobutyrate, isovalerate

ethanol, propanol, butanol, isobutanol

diacetyl, acetoin, butanedioldextran, levans


Protein dan senyawa NPN :CO2 , H2, NH3 , H2S

amines, ketoacids, mercaptans,organic disulfidesputrescine, cadaverine,skatole


Lipida :Fatty acids, glycerolHydroperoxidesCarbonyl compounds (aldehydes &

ketones)Nitrogenous bases

Pertumbuhan Mikroba dan Pertumbuhan Mikroba dan Food SpoilageFood Spoilage

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

Kerusakan bahan Pangan karena Kerusakan bahan Pangan karena Food SpoilageFood SpoilageKerugian ekonomisTidak dapat dikonsumsiBbrp parameter kerusakan perubahan warna, bau, teksturpembentukan lendir akumulasi gas keluarkan cairan/berair

Foodborne Foodborne Illness/diseasesIllness/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)

Food-Borne DiseasesFood-Borne Diseases

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

Food Infection vs. Food Food Infection vs. Food IntoxicationIntoxication

Food infectionFood infectionSel 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)Food poisoning (intoxication)Disebabkan oleh toksin yang dihasilkan

oleh mikroorganisme dalam makanan terkontaminasi; mikroorganisme bisa ada ataupun tidak ada◦ Clostridium botulinum; Staphylococcus aureus

Mikroorganisme PatogenMikroorganisme Patogen

Aeromonas hydrophila

Bacillus cereusCampylobacter

jejuniClostridium

botulinumClostridium

perfringensEscherichia coli

Listeria monocytogenes

SalmonellaShigellaStaphylococcus

aureus pathogenic Vibrio

spp. Yersinia

enterocolitica

http://vm.cfsan.fda.gov/~comm/ift-over.html

Foodborne Diseases vs Foodborne Diseases vs OutbreakOutbreak

Foodborne diseasespenyakit yang dialami oleh

seseorang akibat mengkonsumsi makanan terkontaminasi patogen

OutbreakSekelompok orang (dua orang atau lebih) yang mengalami sakit yang

sama akibat mengkonsumsi makanan terkontaminasi

Efek Sosial yang disebabkan Efek Sosial yang disebabkan karena Foodborne Diseases…karena Foodborne Diseases…

Kehilangan waktu produktif◦Hari kerja/sekolah◦Efek finansial

Resiko kematianResiko penularan pada keluarga

yang lain

Mengontrol pertumbuhan Mengontrol pertumbuhan MikroorganismeMikroorganisme

Mengurangi Jumlah Mengurangi Jumlah Mikroorganisme pada Bahan Mikroorganisme pada Bahan Pangan CairPangan Cair

Menggunakan prinsip filtrasiBiasa digunakan untuk air,

susu, beer, wine, juices, soft drinks, dll

Penyimpanan suhu Penyimpanan suhu rendahrendahPenyimpanan 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

Pengolahan Suhu TinggiPengolahan Suhu Tinggipengalenganpasteurisasi

PengalenganPengalengan

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

Spoilage pada Susu dalam Spoilage pada Susu dalam KalengKaleng

Spoilage telah ada sebelum proses pengalengan

Ada selama proses pengalengan

Kebocoran kaleng sehingga mikroorganisme dari luar dapat masuk

PasteurisasiPasteurisasi

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

Peran Peran Mikroorganisme Mikroorganisme yang yang dikehendaki dikehendaki dalam Bahan dalam Bahan PanganPangan

Fermented FoodFermented Food

Peran Positif Peran Positif MikroorganismeMikroorganisme

Food BioprocessingFood Bioprocessing

Makanan fermentasi Starter kultur Novel & better strains

(genetic engineering techniques) enzim dari mikroorganisme antibiotik dari mikroorganisme,

vitamin, asam amino, dll.

Food BiopreservationsFood Biopreservations

Metabolit yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan bersifat sebagai antimikroba, seperti:organic acidsBacteriocinsNicinsPediocinsH2O2

ProbioticsProbiotics

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)

Manfaat probiotikManfaat probiotikMenurunkan jumlah patogen dan

bakteri membahayakan produksi komponen antibakteri kompetisi zat nutrisi kompetisi daerah kolonisasi

Karakteristik probiotikKarakteristik probiotik

memiliki aktivitas antimikrobaresisten terhadap seleksi sistem

saluran pencernaan (asam lambung, cairan empedu, getah pankreas)

memiliki aktivitas antikarsinogenikmampu berkoloni dalam saluran

pencernaan (bersimbiosis dengan flora usus)

mampu meningkatkan kemampuan penyerapan usus

Syarat probiotikSyarat probiotikFlora normal usus non patogenikDapat 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

Contoh Makanan Fermentasi Contoh Makanan Fermentasi Berbasis SusuBerbasis Susu

TERIMA KASIHTERIMA KASIHIPTEK Pengolahan Susu

mikrobiologi susu

Documents