Mikrobiologi Pengolahan

Ir. Irma Laxiana,M.P.

OUTLINE1. Pengertian mikrobiologi di bidang pengolahan pangan

2. Faktor Pertumbuhan Mikroba

3. Kerusakan pangan akibat mikroba

4. Mikroba penyebab penyakit melalui pangan

5. Ketahanan mikroba terhadap suhu tinggi

6. Pengendalian Mikroba dengan suhu rendah

7. Pengendalian mikroba dengan pH

8. Pengendalian mikroba dengan Aw

9. Pengendalian mkroba dengan bahan pengawet

10. Aplikasi iradiasi dalam Teknik pengawetan pangan

11. Pengendalian mikroba dengan Modifikasi Atmosfer

12. Pengendalian mikroba dengan curing dan hurdle

concept

KONTRAK PEMBELAJARAN

• MATA KULIAH : MIKROBIOLOGI PENGOLAHAN• KODE MK : TP 305• SKS : 2• Perkuliahan : 50 menit/SKSKOMPONEN PENILAIAN1. Kehadiran : 10 %2. Tugas : 30 %3. UTS : 30 %4. UAS : 30 %

I. Dasar Mikrobiologi

• Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyaiukuran sangat kecil.

• Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuanuntuk melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain:dapat mengalami pertumbuhan, menghasilkan energidan bereproduksi dengan sendirinya.

• Mikroorganisme mudah ditumbuhkan dalam mediabuatan, dan tingkat pembiakannya relatif cepat. Olehkarena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganismememiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikanmaupun yangmenguntungkan.

Dasar Mikrobiologi

• Mikroorganisme tersebut adalah bakteri, jamur, dan virus.Secara umum, bakteri, jamur, dan virus mempunyaimorfologi dan struktur anatomi yang berbeda.

• Di dalam kehidupannya beberapa mikroorganisme sepertibakteri, jamur, dan virus selalu dipengaruhi olehlingkungannya dan untuk mempertahankan hidupnyamikroorganisme melakukan adaptasi denganlingkungannya. Adaptasi ini dapat terjadi secara cepat sertabersifat sementara waktu dan dapat pula perubahan itubersifat permanen sehingga mempengaruhi bentukmorfologi serta struktur anatomi

• Untuk mengidentifikasikan suatu mikroorganime dapatdilakukan dengan mengetahui morfologi dan strukturanatominya.

BAKTERI

Morfologi bakteri

Bakteri memiliki bentuk bermacam-macam yaitu, bulat, batang dan spiral.

a. Bakteri bentuk batang

• Bakteri berbentuk batang dikenalsebagai basil. Kata basil berasal daribacillus yang berarti batang.

• Basil tunggal yaitu bakteri yang hanyaberbentuk satu batang tunggal,misalnya Salmonella typhi, penyebabpenyakit tipus.

• Diplobasil yaitu bakteri berbentukbatang yang bergandengan dua-dua.

• Streptobasil yaitu bakteri berbentukbatang yang bergandenganmemanjang membentuk rantaimisalnya Bacillus anthracis penyebabpenyakit antraks.

BAKTERI

b. Bakteri bentuk bola (coccus)

• Monokokus, yaitu bakteri berbentuk bolatunggal, misalnya Neisseria gonorrhoeae,penyebab penyakit kencing nanah.

• Diplokokus, yaitu bakteri berbentuk bolayang bergandengan dua-dua, misalnyaDiplococcus pneumonia penyebab penyakitpneumonia atau radang paru-paru.

• Sarkina, yaitu bakteri berbentuk bola yangberkelompok empat-empat sehinggabentuknya mirip kubus.

• Streptokokus, yaitu bakteri bentuk bola yangmemanjang membentuk rantai.

• Stafilokokus, yaitu bakteri berbentuk bolayang berkoloni membentuk sekelompok seltidak teratur sehingga bentuknya miripdompolan buah anggur.

BAKTERI

c. Bakteri bentuk spiral:

• Spiral: golongan bakteri yangbentuknya seperti spiral misalnyaSpirillum.

• Vibrio: dianggap sebagai bentuk spiraltak sempurna, misalnya Vibrio cholerapenyebab penyakit kolera.

• Spiroseta yaitu golongan bakteriberbentuk spiral yang besifat lentur.

Anatomi bakteriBakteri tersusun atas dinding sel dan isi sel.

Disebelah luar dinding sel terdapat selubungatau kapsul. Struktur tubuh bakteri darilapisan luar hingga bagian dalam sel yaituflagela, dinding sel, membrane sel, mesosom,lembaran fotosintetik, sitoplasma, DNA,plasmid, ribosom, dan endospora.

a. Flagela

• Flagela terdapat salah satu ujung, padakedua ujung atau pada permukaan sel.Fungsinya untuk bergerak. Berdasar letakdan jumlahnya, tipe flagella dapat dibedakanmenjadi monotrik, amfitrik, lofotrik, danperitrik.

• Flagela terbuat dari protein yang disebutflagelin. Flagella berbetuk seperti pembukasumbat botol. Fungsinya adalah untukbergerak. Flagella berputar seperti baling-baling untuk menggerakkan bakteri. Flagelamelekat pada membrane sel.

b. Dinding sel

• Dinding sel tersusun atas peptidoglikan yakni polisakarida yang berikatandengan protein. Dengan adanya dinding sel ini, tubuh bakteri memiliki bentukyang tetap. Fungsi dinding sel adalah untuk melindungi sel.

• Berdasarkan struktur protein dan polisakarida yang terkandung di dalamdinding sel ini, bakteri dapat dibedakan menjadi bakteri Gram-positif danGram-negatif. Bakteri Gram-positif mempunyai peptidoglikan di luarmembran plasma. Pada bakteri Gram-negatif, peptidoglikan terletak di antaramembran plasma dan membran luar dan jumlahnya lebih sedikit.

• Di sebelah luar dinding sel terdapat kapsul. Tidak semua sel bakteri memilikikapsul. Hanya bakteri patogen yang berkapsul. Kapsul berfungsi untukmempertahankan diri, juga berfungsi untuk melindungi sel dari kekeringan.Kapsul bakteri tersusun atas persenyawaan antara protein dan glikogen yaituglikoprotein.

b. Dinding sel

• Bakteri Gram-positif dinding selnya terdiri atas 60-100% peptodoglikan dan semua bakteri Gram-positifmemiliki polimer lurus asam N-asetil muramat dan N-asetil glukosamin dinding sel beberapa bakteri.Apabila diberi pewarna Gram menghasilkan warnaungu.

• Bakteri Gram-negatif dinding sel Gram-negatifmengandung 10-20 % peptidoglikan, diluar lapisanpeptidoglikan ada struktur membran yang tersusundari protein fostolipida danlipopolisakarida. Apabiladiberi pewarna Gram menghasilkan warna merah.

c. Membran sel

• Membran sel tersusun atas molekul lemak dan protein, seperti halnyamembran sel organisme yang lain. Membran sel bersifatsemipermiabel dan berfungsi mengatur keluar masuknya zat keluaratau ke dalam sel.

d. Mesosom

• Pada tempat tertentu terjadi penonjolan membran sel kearah dalamatau ke sitoplasma. Tonjolan membran ini berguna untukmenyediakan energi atau pabrik energi bakteri. Organ sel (organel)ini disebut mesosom. Selain itu mesosom berfungsi juga sebagaipusat pembentukan dinding sel baru diantara kedua sel anak padaproses pembelahan.

e. Lembar fotosintetik

• Khusus pada bakteri berfotosintesis, terdapat pelipatan membran selkearah sitoplasma. Membran yang berlipat-lipat tersebut berisiklorofil,dikenal sebagai lembar fotosintetik (tilakoid). Lembarfotosintetik berfungsi untuk fotosintesis contohnya pada bakteri ungu.

f. Sitoplasma

• Sitoplasma adalah cairan yang berada didalam sel (cytos = sel, plasma= cairan).Sitoplasma tersusun atas koloid yangmengandung berbagai molekul organikseperti karbohidrat, lemak, protein, mineral,ribosom, DNA, dan enzim-enzim.

• Sitoplasma merupakan tempat

berlangsungya reaksi-reaksi metabolism.

g. DNA

Asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid, disingkat DNA) atau asam

inti, merupakan materi genetic bakteri yang terdapat di dalam sitoplasma.

Bentuk DNA bakteri seperti kalung yang tidak berujung pangkal. Bentuk

demikian dikenal sebagai DNA sirkuler. DNA tersusun atas dua utas

polinukleotida berpilin. DNA merupakan zat pengontrol sintesis protein

bakteri, dan merupakan zat pembawa sifat atau gen. DNA ini dikenal pula

sebagai kromosom bakteri. DNA bakteri tidak tersebar di dalam sitoplasma,

melainkan terdapat pada daerah tertentu yang disebut daerah inti. Materi

genetik inilah yang dikenal sebagai inti.

h. Plasmid

• Selain memiliki DNA kromosom, bakteri jugamemiliki DNA nonkromosom. DNA nokromosombentuknya juga sirkuler dan terletak di luar DNAkromosom. DNA nonkromosom sirkuler ini dikenalsebagai plasmid. Ukuran plasmid sekitar 1/1000kali DNA kromosom. Plasmid mengandung gen-gen tertentu misalnya gen kebal antibiotik, genpatogen. Seperti halnya DNA yang lain, plasmidmampu melakukan replikasi dan membentuk kopidirinya dalam jumlah banyak. Dalam sel bakteridapat terbentuk 10-20 plasmid.

i. Ribosom

• Ribosom merupakan organel yang berfungsidalam sintesis protein atau sebagai pabrik protein.Bentuknya berupa butir-butir kecil dan tidakdiselubungi membran. Ribosom tersusun atasprotein dan RNA. Di dalam sel bakteri Escherichiacoli terkandung 15.000 ribosom, atau kira-kira ¼masa sel bakteri tersebut. Ini menunjukkan bahwaribosom memiliki fungsi yang penting bagi bakteri.

spores

j. Endospora

Bakteri ada yang dapat membentuk endospora, pembentukan

endospora merupakan cara bakteri mengatasi kondisi

lingkungan yang tidak menguntungkan. Endospora tahan

terhadap panas sehingga tidak mati oleh proses memasak

biasa. Spora mati di atas suhu 120° C. jika kondisi telah

membaik, endospora dapat tumbuh menjadi bakteri seperti

sedia kala.

REPRODUKSI BAKTERIANATOMI & MORFOLOGI

BAKTERI

KHAMIR

Pada umumnya jamur dibagi menjadi 2 yaitu:khamir (Yeast) dan kapang (Mold).

a.Khamir.

• Khamir adalah bentuk sel tunggal denganpembelahan secara pertunasan. Khamirmempunyai sel yang lebih besar daripadakebanyakan bakteri, tetapi khamir yang palingkecil tidak sebesar bakteri yang terbesar.khamirsangat beragam ukurannya,berkisar antara 1-5μm lebarnya dan panjangnya dari 5-30 μm ataulebih. Biasanya berbentuk telur, tetapi beberapaada yang memanjang atau berbentuk bola. Setiapspesies mempunyai bentuk yang khas, namunsekalipun dalam biakan murni terdapat variasiyang luas dalam hal ukuran dan bentuk

b. Kapang.

• Tubuh atau talus suatu kapangpada dasarnya terdiri dari 2bagian miselium dan spora (selresisten, istirahat atau dorman).Miselium merupakan kumpulanbeberapa filamen yangdinamakan hifa. Setiap hifalebarnya 5-10 μm, dibandingkandengan sel bakteri yangbiasanya berdiameter 1 μm.Disepanjang setiap hifa terdapatsitoplasma bersama.

REPRODUKSI KAPANG

Bentuk Koloni

BERDASAR KEBUTUHAN OKSIGEN (O2)

Obligate

aerobes

Faultativ

e

anaerob

es

Obligate

anaerobes

Aerotoleran

t anaerobes

Microaerophil

es

Pembelahan Sel Bakteri

Pengukuran Pertumbuhan Sel

• Metode Langsung– dihitung sel individual (Haemocytometer)

• Metode Tidak Langsung– mengukur efek dari pertumbuhanInokulasi-Pengenceran

Kekeruhan

Aktivitas Metabolisme

Fig. i7.6

Perhitungan secara langsung denganmikroskop

• Menggunakan haemacytometer atau Petroff Houser Counter.

Misal

Diketahui Luas Kotak pada haemacytometer = 4 X 10-2 mm2

Tinggi = 2 X 10-2 mm

Maka volume daerah kotak = 8 X 10-4 mm3 = 8 X 10-7 ml

Jumlah sel dihitung 14 maka jumlah mikrobia

Turbidity (Kekeruhan)

Metabolic Activity

Jika 100 sel ditumbuhkan selama 5 jam menghasilkan 1.720.320 sel maka:

• Kurva Jumlah sel mikrobia