Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme Marlia Singgih Wibowo
Faktor yang mempengaruhi Pertumbuhan Mikroorganisme Faktor Intrinsik : ph, moisture content, Potensial oksidasi-reduksi, kandungan nutrisi, kandungan antimikroba, struktur biologi, dll. Faktor Ekstrinsik : temperatur, kelembaban relatif lingkungan, konsentrasi gas di lingkungan, dll.
ph Mikroba biasanya tumbuh baik pada rentang ph tertentu. Bakteri tumbuh baik pada rentang ph 4-8, Ragi pada rentang ph 3-6 Fungi dan eukariot lain pada 6,5-7,5, Rentang ph intrasel biasanya lebih sempit. Contoh : E.coli tumbuh pada ph 6,5-8, tetapi ph intraselnya adalah 7,8. Thiobacillus ferrooxidans tumbuh baik pada ph 2 tetapi ph intraselnya adalah 6,5. ph yang berbeda ini dapat disebabkan oleh karena proses metabolisme yang terjadi di dalam sel, misalnya akumulasi produk metabolisme yang asam atau basa, sesuai kebutuhan pertumbuhannya.
Cara penyesuaian ph Penambahan larutan asam/basa (HCl atau NaOH) Penambahan larutan asam lemah/basa lemah, mis.nh4oh sekaligus sebagai sumber N. Sumber N organik seperti Urea juga dapat digunakan Anion hasil fermentasi (mis.amonium asetat) Larutan buffer (fosfat) dapat pula digunakan namun terlalu mahal bila digunakan dalam skala industri.
Kelembaban (Moisture content ) dan Aktivitas air (Water activity) Water content /moisture content : kandungan air di dalam suatu bahan (%W) Water activity (aw = p/po), dimana p= tekanan uap larutan, po=tekanan uap air murni aw diukur pada temperatur yang sama (satuan 0 1,0) RH (Relatif Humidity) = 100 x aw
Potensial oksidasi-reduksi (O/R, Eh) Mikroba mempunyai derajat sensitifitas tertentu terhadap potensial oksidasireduksi dari medium pertumbuhannya. Potensial O/R dari suatu substrat adalah nilai kemudahan substrat tersebut dalam mengeluarkan atau memperoleh elektron.
Jika suatu senyawa kehilangan elektron dikatakan senyawa tersebut teroksidasi : oksidasi Cu Cu + e- reduksi atau dapat pula dinyatakan dengan penambahan oksigen : 2 Cu + O2 2 CuO
uatu senyawa yang mudah melepas elektron dalah senyawa pereduksi yang baik, edangkan yang mudah menangkap elektron dalah senyawa pengoksidasi yang baik. etika elektron dipindahkan dari suatu senyawa e senyawa yang lain, perbedaan potensial erjadi diantara kedua senyawa tersebut. erbedaan ini dapat diukur dengan suatu alat an diekspresikan sebagai satuan mv (milivolt). enyawa yang dapat dioksidasi dengan mudah, aka potensial elektriknya makin positif, emikian sebaliknya.
otensial O/R suatu sistem disimbolkan Eh. ikroba aerob memerlukan Eh positif (oksidasi) ntuk pertumbuhan sedangkan mikroba anaerob emerlukan Eh negatif. eberapa bakteri biasanya memerlukan kondisi eduksi untuk permulaan tumbuh (Eh sekitar - 00 mv) misalnya Clostridium, sedangkan yang ain ada yang perlu positif Eh, misalnya Bacillus. ikroba yang tumbuh di bawah kondisi reduksi isebut mikroaerofil (Lactobacilli, Streptococci).
Kandungan nutrisi air sumber energi (karbon) sumber nitrogen mineral vitamin dan faktor pertumbuhan lain
Kandungan antimikroba bat dan bahan obat : zat aktif atau pengawet akanan : Stabilitas makanan yang tahan erhadap pertumbuhan mikroba salah satunya dalah apabila di dalam makanan tersebut engandung senyawa-senyawa yang bersifat ntimikroba. Misalnya kandungan asam benzoat alam buah cranberries, atau eogenol dalam engkeh, lactenin dalam susu segar, dll.
Struktur biologi ada beberapa bahan alam, misalnya bijiijian atau tanaman, Strukturnya dapat encegah masuknya mikroba ke dalam akanan, misalnya, kulit buah, kulit biji, ulit telur dll.
Faktor ekstrinsik emperatur lingkungan elembaban relatif eberadaan gas
Kelembaban relatif (RH) da hubungan antara RH dan temperatur. ntuk menjaga agar suatu produk tidak itumbuhi mikroba, RH lingkungan harus erlawanan dengan temperatur. Jadi bila emperatur tinggi, RH harus rendah. emikian sebaliknya. i dalam lemari es, temperatur rendah, amun RH nya tinggi.
Keberadaan gas as CO2 dapat membantu mengurangi umbuhnya mikroba. Konsentrasi CO2 ebih 10% dapat digunakan untuk enghalangi kerusakan oleh mikroba. isalnya penggunaan dry ice (CO2 padat), tau Ozon (O3)
Temperatur lingkungan pk Mikroba Min. Optimum Maks. mofil 40 45 55 75 60 90 sofil 5 15 30 40 40 47 krofil -5 - +5 12 15 15 20 ligat pskr) krotrop -5 - +5 25 30 30 35 ultatif pskr)
Pengaruh temperatur terhadap mikroorganisme ntuk keperluan produksi : temperatur lingkungan erlu disesuaikan dengan kebutuhan optimum ertumbuhan mikroorganisme produksi ntuk keperluan analisis : temperatur inkubasi elama analisis harus disesuaikan dengan temperatur ptimum pertumbuhan mikroba uji ntuk keperluan sterilisasi : temperatur pemanasan ntuk membunuh mikroorganisme kontaminan dihitung erdasarkan beberapa pertimbangan (mis. Jumlah ikroba asal, lama pemanasan, ukuran produk, dll.)
Pengaruh temperatur terhadap mikroorganisme ematian mikroorganisme yang disebabkan arena temperatur mengikuti orde pertama, ahwa pada pemberian temperatur lethal, ecepatan kematian tergantung pada jumlah sel idup yang ada. ersamaan matematiknya : dn/dt = -c N kecepatan kematian/rate of death = konstanta roporsionalitas x jumlah sel hidup) atatan : Tanda minus menunjukkan penurunan jumlah
tk mendptkan informasi ttg jumlah sel yang ertahan (survived) setelah beberapa periode emanasan yg berbeda2, persamaan ini dpt iintegrasikan antara waktu 0 s/d t sehingga emberikan persamaan : ehingga : Log e (N/N0) = -c t Log 10 (N/N0) = - k t
urva lethal mikroorganisme : Log N N1 N2 Nilai D atau waktu pengurangan desimal adalah waktu pada temperatur tertentu bagi populasi yang survive berkurang sebesar 1 siklus log, yaitu 90% atau terjadi pengurangan jumlah mikroba sampai tersisa 10%. D t (waktu)
ari persamaan tsb kita dapat menurunkan suatu ukuran etahanan organisme terhadap panas, yang berguna ntuk perhitungan proses lethal karena panas. = (t2 t1) (Log N1 log N2) ila pada awal jumlah mikroba adalah 10 n dan setelah roses panas menyebabkan penurunan desimal n (nd), aka pada nd, akan ada tinggal 1 mikroba yg survive di lm produk (karena log 1 = 0). ilai D pada suatu suhu dinyatakan dalam bentuk : 65, D72, dsb.
ika kita berikan proses panas lebih lama, isalnya (n+1)d, (n+2)d atau (n+4)d, maka jumlah g dapat bertahan menjadi 10-1, 0-2 atau 10-4. al ini bukan berarti nilainya kurang dari satu, etapi yang dimaksud adalah terdapat 1 sel ikroba dalam setiap 10 produk, 1 dalam 100 tau 1 dalam 10.000.
Contoh ika D72 Salmonella senftenberg galur 775W Salmonella yang paling tahan panas) di dalam susu dalah 1,5 detik, jadi proses pasteurisasi HTST (15 etik pada 72 C) akan menghasilkan penurunan jumlah el 10D. ika diasumsikan keberadaan Salmonella di dalam susu egar adalah 1 CFU per liter, maka setelah pasteurisasi kan berkurang menjadi 10-10 CFU per lt atau 1 CFU er (10 10 lt). al ini berarti : bila susu tersebut dikemas dalam wadah liter, 1 pak dari 10 10 pak akan mengandung almonella.