Asam Sebagai Zat Antimikrobia

7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia

1/7

1. Mekanisme antimikrobia pada pH rendah dan asam lemah organik

Kerja antimikrobia berasal dari asam lemah organik yang dihasilkan dari kombinasi

reaksi molekul tidak terdisosiasi dan ion terdisosiasi. Mikroorganisme penting pada makanan

zxcenderung mempertahankan pH dalam sitoplasma sekitar 6,0 sampai ,0 pada asido!il

dan ," sampai #,0 pada neutro!il. pH internal diatur dengan erat dan turun sekitar 0,1 unit

untuk setiap 1,0 unit perubahan pH lingkungan. $ada transport nutrien dan sintetis energi,

mikroorganisme juga menjaga gradien pH transmembran %sekitar 0," sampai dengan 1,0

satuan dengan pH alkali & dan gradien proton %sekitar '00 m(& bersama)sama membentuk

gaya proton moti! %$M*&.

Ketika asam lemah organik ditambahkan ke lingkungan %di dalam makanan& tergantung

pada pH makanan, pK asam dan suhu, beberapa molekul terdisosiasi sementara molekul lain

tidak terdisosiasi, sebagai hasil konsentrasi H+dalam meningkatkan pH lingkungan dengan

mengganggu gradien proton transmembran dari sel mikrobia. ntuk mengatasi hal ini, sel)sel

mengangkut proton melalui pompa proton yang menyebabkan kehilangan energi dan

penurunan pHi. -truktur pada permukaan sel, membran luar atau dinding sel, membran dalam

atau membran sitoplasma, dan ruang periplasmic juga terpapar konsentrasi H+.Hal ini dapat

mempengaruhi ikatan ion dari makromolekul dan dengan demikian dapat mengganggu

struktur tiga dimensi mereka dan beberapa !ungsi.

$ada pH ",0 molekul terdisosiasi cukup tinggi. /sam lipo!ilik %kecuali sitrat&, masuk

secara bebas melalui membran sebagai !ungsi dari gradien konsentrasi. pHi yang jauh lebih

tinggi daripada pK hasil asam dalam pemisahan molekul dan pelepasan proton dan anion.

eberapa anion %misalnya, asetat dan laktat& digunakan oleh beberapa mikroorganisme

sebagai sumber . 2ika mereka tidak dimetabolisme, anion dikeluarkan dari bagian sel.

3amun, konsentrasi H+ akan mengurangi pH internal dan berpengaruh negati! terhadap

energi proton. 4i $ho rendah %pH 5," atau di baah&, ini meakili sejumlah besar energi

yang sel tidak dapat menghasilkan. /kibatnya pH internal yang akan turun dapat c

mempengaruhi gradien pH. $H rendah juga dapat bertindak pada komponen seluler dan

mempengaruhi integritas struktural dan !ungsi sel dengan mengganggu ikatan ion. $erubahan

ini dapat mengganggu transportasi nutrisi dan pembangkit energi, dan pada gilirannya

mengganggu pertumbuhan mikroba. -elain itu, pH rendah re7ersibel dan ire7ersibel dapat

merusak makromolekul seluler yang kemudian dapat menimbulkan kerusakan subletal serta

kerusakan mematikan sel)sel pH yang rendah dapat mengubah lingkungan ionik dari kulit


2/7

spora dengan mengganti ion dengan H + dan membuat spora stabil terhadap tekanan

lingkungan lainnya, seperti panas dan arendah.s

entuk tidak terdisosiasi ini merupakan bentuk yang paling e!ekti! menghambat mikroba,

hal dikarenakan si!atnya yang mudah masuk ke dalam sel mikroba dan menurunkan pH

internal dari sitoplasma mikroba. entuk tidak terdisosiasi asam lemah memiliki si!at yang

lebih lipo!ilik yang menjadikannya lebih bebas masuk melalui membran %lipid bilayer&

sebagai !ungsi adanya gradien konsentrasi. -etelah asam lemah tidak terdisosiasi berada

dalam sitoplasma yang memiliki pH diatas pKa asam lemah, maka asam lemah akan segera

terdisosiasi, melepaskan proton %H+&, dan akan segera meningkatkan pH internal dari

sitoplasma. $enghambatan mikroba oleh asam lemah ini disebabkan kerusakan membran,

penghambatan reaksi metabolisme yang esensial, stress dari homeostatis pH internal sel,

akumulasi anion sisa asam pada sitoplasma yang bersi!at toksik, menggangu sistem sintesis

protein atau genetik %sintesis 43/893/&, dan kematian mikroba karena kehabisan /:$

disebabkan penggunaan /:$ untuk menjalankan pompa proton dengan tujuan mengeluarkan

H+ dari dalam sel demi menjaga kesetimbangan homeostatis pH didalam sel.

$ada umumnya, bakteri ;ram negati! lebih sensiti! pada pH rendah daripada bakteri

;ram positi!. 9agi dan jamur paling sensiti! terhadap pH rendah. -pora bakteri pada pH

rendah rentan terhadap perlakuan panas, dan tidak berkecambah atau tumbuh pada a

minimal pertumbuhan. $ada e!ek penghambatan 3?,>= dan pada pH

6 terdisosiasi >>,?= sehingga pada kondisi yang sama e!ekti!itas antimikrobia asam asetat

lebih besar daripada asam lakat.


3/7

'. *aktor)!aktor yang mempengaruhi kee!ekti!an antimikrobia

a. -i!at asam

/sam organik lemah yang digunakan dalam makanan ber7ariasi dalam e!ekti7itas

antimikroba karena perbedaan pKa. /sam dengan pKa tinggi memiliki lebih banyak jumlah

molekul tidak terdisosiasi pada pH makanan dan lebih e!ekti! sebagai antimikrobia. Hasil

penelitian telah mengungkapkan baha umumnya pada kondisi yang sama, urutan e!ekti7itas

antimikrobia empat asam yaitu asetat @ propionat @ laktat @ sitrat. 4emikian pula pada pH

lebih rendah dan konsentrasi yang lebih tinggi, asam lebih bersi!at antimikrobia. Kelarutan

asam dalam air ini juga penting untuk e!ek yang diinginkan. /setat, propionat, laktat, dan

sitrat sangat larut dalam air, sedangkan benzoat %"0 g =&, sorbate %0.16 g =& dan paraben

%0.0')0,16 g =& sulit larut dalam air, dengan demikian, pada konsentrasi yang sama memiliki

e!ekti7itas yang berbeda. 4alam banyak penelitian yang e!ekti7itas anitmikrobial asam

terhadap mikroorganisme dinyatakan dalam sebuah basis % gram dalam 100 ml &. 3amun,

asam organik lemah ber7ariasi dalam berat molekul sehingga pada konsentrasi yang sama

mereka memiliki jumlah molekul yang berbeda dan menghasilkan berbagai konsentrasi

molekul tidak terdisosiasi serta dipisahkan ion. ntuk perbandingan, lebih baik menggunakanasam pada sebuah molar sebagai dasar konsentrasi. /sam organik juga berbeda dalam si!at

mengatur kemudahan dalam memasuki sel %lipo!ilik&. /sam asetat dan propionat lebih

bersi!at lipo!ilik %larut air& daripada asam laktat sehingga lebih e!ekti! berperan antimikrobia

dari asam laktat. -itrat diangkut melalui membran oleh mekanisme transpor spesi!ik % citrate

permease & dan kurang e!ekti! daripada asam lipo!ilik. anyak mikroorganisme dapat

menghasilkan anion dari asam lemah, seperti asetat, laktat, sitrat. $enggunaan garam asam ini

bisa mengurangi e!ek antimikrobia pada ph yang lebih tinggi. eberapa asam menunjukkan

e!ek sinergis ketika digunakan dalam kombinasi yang sesuia % misalnya asetat dan asam

laktatA propionat dan asam sorbat & atau dengan pengaet lain % misalnya asam benzoat

dengan nisinA propionat, asetat, asam laktat dengan nisin atau pediocin achA propionate atau

benzoate dengan


4/7

lebih bersi!at inhibitor dalam makanan pada pH yang lebih rendah. :indakan bu!!ering

komponen makanan juga mengurangi kee!ekti!an pH rendah. 3utrisi juga dapat mem!asilitasi

perbaikan kerusakan sublethal mikrobia akibat perlakuan asam.

.-i!at mikroorganisme

Mikroorganisme penting dalam makanan sangat ber7ariasi dalam batas ph rendah

yang memungkinkan pertumbuhannya. -ecara umum, bakteri ;ram negati! lebih sensiti!

terhadap pH rendah daripada bakteri ;ram positi!, yeast dan mold paling sensiti! terhadap pH

rendah atau kondisi sangat asam. akteri !ermentati! lebih tahan terhadap pH lebih rendah

daripada bakteri respirati!, hal tersebut mungkin disebabkan mereka mampu menahan

perubahan pH eksternal serta menahan sedikit perubahan pH internallebih rendah.

Kemampuan yeast dan mold untuk menahan pH rendah dipengaruhi oleh beberapa !aktor.

-i!at antimikrobia asam organik ditingkatkan oleh panas, a rendah , kehadiran

beberapa bahan pengaet lain, dan penyimpanan pada suhu rendah. B!ek penghambatan

asam lemah berkurang pada jumlah mikrobia yang lebih banyak, populasi mikroba campuran,

metabolisme asam seperti laktat oleh salah satu spesies yang tahan dapat mengurangi

konsentrasi e!ekti! melaan spesies sensiti! lainnya, memungkinkan mikrobia lainnya dapat

tumbuh. eberapa mikroorganisme penting dalam makanan, seperti beberapa strain-almonella yang mirip determinan genetiknya memungkinkan mereka untuk tumbuh dengan

konsentrasi asam yang lebih tinggi atau pH rendah daripada strain lain dari spesies yang

sama. :oleransi asam berhubungan dengan kelebihan produksi kelompok protein % stress

protein & oleh strain.

/khirnya, mikroorganisme berbeda dalam sensiti7itas terhadap asam organik. 9agi

dan mold sangat sensiti! terhadap asam propionat dan sorbat, bakteri lebih sensiti! terhadap

asam asetat. -pora bakteri pada pH lebih rendah menjadi rentan terhadap perlakuan panas dan

tidak bergerminasi dan tidak tumbuh pada a minimum pertumbuhan. 2uga e!ek inhibitori

oleh 3


5/7

b. Deast

/sam benzoat

/sam sorbat %Saccharomyces spp.)

$arabens

c. Molds

/sam benzoat %Aspergillus spp.)

/sam propionat

/sam sorbat

$arabens

". -i!at)si!at antimrobia dari asam asetat, asam propionate, asam laktat, asam benzoate,

dan paraben

a. /sam asetat

/sam asetat digunakan biasanya sebagai cuka % " sampai 10 = asam asetat & atau

sebagai garam natrium dan kalsium pada kadar '" = atau kadar yang lebih tinggi dalam

pickles, salad dressing, dan saus. Hal ini lebih e!ekti! terhadap bakteri daripada yeast dan

mold. akteri yang tumbuh lebih baik di atas pH 6.0 lebih dihambat. Konsentrasi

penghambatan dari asam tidak terdisosiasi yaitu 0.0'= melaan Salmonella spp., 0,01=

melaan Staphylococcus aureus, 0.0'= melaan Bacillus cereus, 0,1= melaan

Aspergillus spp.dan 0,"= melaan Saccharomyces spp. :indakan penghambatan asam asetat

dihasilkan melalui penetralan gradien elektrokimia membran sel sehingga mendenaturasikan

protein dalam sel. -elain digunakan dalam makanan, asam asetat telah direkomendasikan

untuk digunakan %1)'=& dalam mencuci atau membersihkan karkas untuk mengurangi tingkat

bakteri.

b. /sam propionat

/sam propionat digunakan sebagai garam kalsium dan natrium pada 1000 hingga

'000 ppm %0,1 0,'=& dalam roti, produk roti, keju, selai dan jeli, dan puree tomat. Hal ini

e!ekti! melaan mold dan bakteri tetapi hampir tidak e!ekti! terhadap yeast pada konsentrasi

yang digunakan dalam makanan. Konsentrasi penghambatan asam tidak terdisosiasi adalah


6/7


7/7

$arabens menghasilkan tindakan antimikrobia dengan bekerja pada beberapa sasaran

sel mikrobia. Mereka menghambat !ungsi beberapa enzim. Mereka larut dalam membran

lipid dan turut campur dengan !ungsi membran, termasuk transportasi nutrisi. Mereka juga

mengganggu sintesis protein, 93/, dan 43/.4i samping itu mereka menghancurkan

membran potensial.

Asam Sebagai Zat Antimikrobia

Documents

Transcript of Asam Sebagai Zat Antimikrobia