Pengawetan Makanan dan Minuman

Mikro-organisme memiliki banyak fungsi bermanfaat dalam industri makanan. Beberapa contoh adalah fermentasi yoghurt oleh kultur lactobacillus, khamir ragi dalam pembuatan roti dan produksi alkohol oleh ragi bir dan anggur. Tetapi mikroorganisme juga bertanggung jawab untuk pembusukan makanan dan beberapa mikro-organisme bersifat patogen.

Pada kenyataannya pembusukan makanan disebabkan oleh enzim yang dihasilkan dari mikro-organisme, dan menghilangkan dari enzim paling mudah dicapai dengan menghilangkan mikro-organisme itu sendiri. Untuk pertumbuhan dan perbanyakan, mikro-organisme membutuhkan makanan organik (protein, karbohidrat, lemak), suhu yang sesuai, beberapa kelembaban, dalam banyak kasus udara segar dan pH yang sesuai. Pengetahuan tentang kondisi yang diperlukan untuk pertumbuhan, juga akan memberikan wawasan tentang bagaimana mencegah mikro-organisme tumbuh dan karena itu mencegah pembusukan makanan.

Namun, apapun langkah-langkah lain yang diambil mengenai pengawetan, itu jelas penting bahwa makanan diproses di bawah kondisi higienis tertinggi dalam rangka untuk meminimalkan beban mikroba dan meminimalkan kemungkinan kontaminasi.

Hambatan dalam proses produksi (suhu)

Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan aktivitas mikro-organisme dan enzim. Sebagai aturan praktis, untuk setiap kenaikan suhu 10°C, aktivitas meningkat dua kali. Aturan ini benar dalam kisaran suhu 0 sampai 60°C. Pada suhu di atas 60°C, mikro-organisme dan enzim dirusak atau tidak aktif. Tergantung pada kombinasi temperatur/waktu yang diterapkan (pasteurisasi, sterilisasi UHT, HTST), sebagian atau semua mikro-organisme rusak dan enzim tidak aktif. Namun, penting untuk dicatat bahwa spesies yang tahan panas dan spora dapat bertahan hidup dari  perlakuan panas.

Penurunan suhu juga mengurangi aktivitas mikro-organisme dan enzim. Dalam kulkas (4 sampai 6°C) dan di dalam freezer (-15 sampai – 20°C), mikro-organisme kurang aktif atau tidak aktif sama sekali, tetapi mereka tidak hancur.

Hambatan dalam kemasan (udara/oksigen)

Dengan hati-hati memilih bahan kemasan dan proses pengemasan (kemasan atau kemasan vakum atmosfer termodifikasi), oksigen sebagai faktor pertumbuhan bisa dihilangkan. Perlu dicatat bahwa ada mikro-organisme anaerob yang hidup tanpa oksigen dan di antara ini adalah beberapa patogen makanan.

Hambatan dalam komposisi makanan (pH, Aw, acidulants dan pengawet)

Sebagaimana dinyatakan di atas, bahan-bahan berkualitas tertinggi, dengan serendah mungkin jumlah mikroba, harus digunakan. Selanjutnya komposisi makanan itu sendiri menciptakan lingkungan yang lebih atau kurang menarik untuk mikro-organisme dan membuat makanan lebih atau kurang rentan untuk pembusukan makanan.

Dua faktor yang sangat penting adalah keberadaan air dan tingkat keasaman makanan.

Air sangat penting untuk mikro-organisme dan karena itu pengeringan merupakan metode yang efektif untuk pengawetan Metode pengawetan, seperti penambahan kadar garam tinggi dan penambahan kadar gula yang tinggi, didasarkan pada pengurangan air yang tersedia untuk mikro-organisme. Ketersediaan air dapat dicirikan oleh yang disebut aktivitas air (Aw).

Pengawetan, dengan mempengaruhi tingkat keasaman (pH), dilakukan melalui penambahan asam organik, misalnya acar dalam cuka. Pengawet kimia dapat ditambahkan untuk mengurangi atau menghambat aktivitas mikro-organisme.

Pendekatan menggabungkan beberapa hambatan yaitu pengolahan makanan, pengemasan makanan dan komposisi makanan adalah yang paling efektif dan akan menghasilkan dosis yang lebih rendah dari pengawet yang diperlukan.

Keasaman (pH)

Kebanyakan mikro-organisme tumbuh terbaik sekitar pH netral (6,6-7,5), tetapi beberapa masih tumbuh di bawah pH 4. Pertumbuhan tergantung pada faktor-faktor lebih dari sekedar pH, tetapi sebagai pedoman umum, rentang berikut dapat diberikan:

Jamur dapat tumbuh antara pH 0 – 11

Khamir dapat tumbuh antara pH 2 sampai 8

Bakteri dapat tumbuh antara pH 4 dan 9

Aktivitas Air (Aw)

Definisi aktivitas air (Aw) adalah rasio dari tekanan uap air dari substrat makanan terhadap tekanan uap air murni pada temperatur yang sama. Sebagai contoh Aw air murni adalah 1,00 dan Aw larutan NaCl 22 % adalah 0,86.

 

Aw rendah berarti air kurang tersedia bagi mikroorganisme dan menghasilkan kegiatan yang lebih rendah dan pertumbuhan menurun. Pedoman umum untuk nilai Aw minimum untuk pertumbuhan adalah sebagai berikut:

Bakteri dapat tumbuh pada Aw diatas 0,90

Khamir dapat tumbuh pada Aw diatas 0,88 dan

Jamur dapat tumbuh pada Aw diatas 0,80

 

Tapi selalu ada pengecualian. Sebagai contoh, beberapa khamir xerofilik dan osmofilik dan jamur dapat tumbuh pada Aw 0,61.

Mikrobiologi Inokulum tempe

Inokulum tempe disebut juga sebagai starter tempe dan banyak pula yang menyebut dengan ragi tempe. Meskipun dalam istilah ilmiah ragi dimaksudkan sebagai inokulum untuk pembuatan tape, tetapi di kalangan masyarakat umumnya ragi diartikan sebagai agensia pengubah suatu bahan menjadi produk melalui proses fermentasi. Starter tempe adalah bahan yang mengandung biakan jamurtempe, digunakan sebagai agensia pengubah kedelai rebus menjadi tempe akibat tumbuhnya jamur tempe pada kedelai dan melakukan kegiatan fermentasi yang menyebabkan kedelai berubah sifat karakteristiknya menjaditempe.

Clamydomucor oryzae adalah jamur benang yang disebut sebagai jamur tempe. Jamur tersebut kini dikenal dengan nama Amylomyces rouxii. Namun demikian Rhizopus oryzae yang secara implisit disebut dan diisolasi dari tempe buatan Paramaribo, Suriname, Amerika Selatan-lah yang  kemudian dianggap sebagai jamur tempe di masa itu dan Rhizopus oligosporus adalah jamur benang yang  selalu terisolasi dari tempe yang dibuat di sekitar Bogor. Satu species baru dari Rhizopus berhasil diisolasi dari tempe yang dibuat di Bogor, Jawa Barat, yaitu Rhizopus azygosporus . Species ini amat mirip dengan Rhizopus oligosporus. Perbedaan utamanya adalah dalam hal kemampuannya membentuk azygospora, dan juga sporangiosporanya jauh lebih pendek.