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
7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia
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.
7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia
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
7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia
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
7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia
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
7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia
6/7
7/25/2019 Asam Sebagai Zat Antimikrobia
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.
Top Related