Penentuan Suhu Penyimpanan Produk Berdasarkan Laju Pertumbuhan Bakteri
Suhu penyimpanan dapat memengaruhi mutu suatu produk. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menyebabkan kerusakan dan penurunan kualitas produk. Suhu penyimpanan diharapkan dapat konstan dalam jangka waktu tertentu selama penyimpanan. Suatu jenis produk dapat berbeda suhu penyimpanannya dengan produk lainnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengujian untuk menentukan suhu penyimpanan yang tepat terhadap suatu produk. Pengujian dapat dilakukan dengan pengujian parameter melakukan pengujian mikrobiologi dengan menghitung laju pertumbuhan bakteri dengan menginkubasi sampel produk uji pada variasi suhu dalam jangka waktu tertentu di dalam inkubator. Kemudian data pengujian mikrobiologi tersebut dianalisis secara matematis dan dapat ditentukan suhu penyimpanan yang tepat pada suatu produk.
Klasifikasi Bakteri Berdasarkan Suhu
Ada 3 kategori bakteri yang diklasifikasikan berdasarkan suhu pertumbuhan adalah:
1. Psikrofil, bakteri yang dapat tumbuh pada suhu antara 0-20° C
Bakteri psikrofil adalah bakteri yang dapat tumbuh dan berkembang biak pada suhu rendah. Bakteri ini juga dikenal sebagai bakteri kriofil.
Ciri-ciri bakteri psikrofil adalah:
- Suhu kardinalnya adalah 20 °C untuk pertumbuhan maksimal
- Suhu 15 °C atau lebih rendah untuk pertumbuhan optimal
- Suhu 0 °C atau lebih rendah untuk pertumbuhan minimum
- Ditemukan di tempat-tempat yang selalu dingin, seperti daerah kutub dan laut dalam
Contoh bakteri psikrofil yaitu Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus, Lactobacillus, Enterobacter.
2. Mesofil, bakteri yang dapat tumbuh pada suhu 25-40° C
Bakteri mesofil adalah bakteri yang dapat tumbuh pada suhu antara 25–40°C, dengan suhu optimum 37°C. Bakteri ini dapat berkembang biak di lingkungan beroksigen. Contoh bakteri mesofil yaitu Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, Leptospirillum ferrooxidans, Listeria monocytogenes, Lactococcus lactis, Streptococcus pyogens, Thiobacillus novellus.
Uji Angka Lempeng Total (ALT) dilakukan untuk menentukan jumlah bakteri aerob mesofil yang mungkin mencemari suatu produk. Produk tersebut dapat berupa makanan, minuman, obat tradisional, atau kosmetika.
3. Termofil, bakteri yang dapat tumbuh pada suhu di atas 50° C
Bakteri termofil umumnya banyak ditemukan di lingkungan ekstrim, seperti daerah vulkanik dan sumber air panas. Bakteri ini dapat bertahan dan berkembang dalam kondisi suhu tinggi karena proteinnya lebih stabil dan tahan panas.
Ciri-ciri bakteri termofilik adalah:
- Tumbuh optimal pada suhu lebih dari 45°C
- Dapat bertahan dan tumbuh pada kondisi ekstrim seperti salinitas tinggi, pH ekstrim, dan tekanan substrat
- Berbeda dengan sel-sel eukariotik
- Memiliki sifat metabolisme dan enzimatik yang unik
Contoh bakteri termofilik yaitu Genus Beggiatoa, Thermochromatium, Acidithiobacillus, Thermithiobacillus, Thermomonas, Methylococcus, Pyrococcus, Alterococcus.
Untuk menentukan suhu penyimpanan produk yang tepat, pengujian untuk menentukan suhu simpan sangat perlu dilakukan. Pengujian dapat dilakukan dengan penyimpanan produk uji pada variasi suhu simpan dan lama waktu penyimpanan, kemudian dilanjutkan dengan perhitungan jumlah pertumbuhan bakteri dan dilakukan perhitungan secara matematis.
Penentuan Suhu Penyimpanan
Kondisi penyimpanan produk bahan pangan memengaruhi spesies mikroorganisme yang mungkin berkembang dan menyebabkan kerusakan. Suhu adalah salah satu faktor lingkungan yang terpenting yang memengaruhi kehidupan pertumbuhan bakteri. Suhu dapat memengaruhi mikroorganisme dalam dua cara yaitu apabila suhu naik, kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat, dan sebaliknya apabila suhu turun kecepatan metabolisme juga turun dan pertumbuhan diperlambat. Berdasarkan hubungan antara suhu dan pertumbuhan, 3 kategori bakteri yaitu psikrofil, mesofil, dan termofil, menunjukkan adanya faktor suhu penyimpanan berpengaruh terhadap pertumbuhan dan golongan bakteri yang terdapat dalam produk uji.
Sampel produk uji bisa diambil sejumlah yang mewakili kemudian dapat diinkubasi atau disimpan dalam beberapa variasi suhu, missal pada suhu 3°C, 10 °C, 21 °C, suhu ruang 27° C, 37 °C, dan 41°C. Pada interval waktu tertentu jumlah bakteri yang terdapat pada sampel produk uji tersebut dihitung dengan metode Total Plate Count (TPC).
Inkubasi untuk pengujian dapat dilakukan menggunakan inkubator universal. Selain menggunakan inkubator universal dengan range pengoperasian suhu inkubasi dari suhu +20 °C hingga 80 °C, penggunaan inkubator berpendingin atau Cooled incubator perlu digunakan untuk menguji pada suhu dibawah +20 °C seperti pada suhu +3°C dan suhu +10 °C. Selain itu juga ada jenis inkubator berpendingin dengan teknologi compressor yang dapat digunakan untuk inkubasi atau pengujian dibawah 0 °C.
Perbedaan inkubator universal dan inkubator berpendingin adalah sebagai berikut:
1. Range pengaturan suhu
Inkubator universal umumnya dapat mengatur suhu inkubasi dengan range +20 °C hingga 80 °C, sedangkan inkubator berpendingin dapat mengatur suhu dari 0 °C hingga +70 °C dan juga ada jenis inkubator berpendingin dengan teknologi compressor yang dapat diatur dari suhu -12 °C hingga +60 °C.
2. Teknologi pemanas dan/atau pendingin
Teknologi pemanasan pada inkubator universal umumnya terdiri dari dua pilihan tipe yaitu natural convection (konveksi alami) dan forced convection (konveksi paksa) yang dibantu dengan adanya kipas angin (fan). Sedangkan inkubator berpendingin juga terdiri dari dua pilihan teknologi yaitu teknologi peltier dan teknologi compressor. Pada prinsipnya kedua teknologi ini berguna untuk mengondisikan suhu dingin dibawah + 20 °C.
3. Volume atau ukuran inkubator
Volume atau ukuran inkubator universal umumnya lebih variatif dibanding dengan inkubator berpendingin yang disesuaikan dengan teknologi pemanas/pendingin yang digunakan. Khususnya untuk inkubator berpendingin umumnya memiliki volume/ ukuran yang besar dan sedikit pilihannya dibandingkan dengan inkubator universal.
Ketiga perbedaan diatas diharapkan dapat membantu analis untuk memilih inkubator yang tepat berdasarkan kebutuhan suhu pengujian/ suhu inkubasi yang dilakukan. Contoh inkubator dengan teknologi natural convection, forced convection, peltier dan compressor dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Inkubator dengan teknologi natural convection, forced convection, peltier dan compressor
Dan untuk mengidentifikasi bakteri yang ada pada sampel uji tersebut dapat dilakukan pewarnaan Gram dan dilanjutkan dengan beberapa uji biokimia seperti motilitas, pertumbuhan aerob, katalase, fermentasi (glukosa, sakrosa, laktosa dan mannitol), produksi indol, dan produksi H2S. Setelah dilakukan perhitungan TPC, kemudian data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan model akar kuadrat.
Berbagai upaya dilakukan untuk memprediksi pengaruh suhu terhadap pertumbuhan bakteri pada suatu produk. Banyak model matematika telah dikembangkan untuk tujuan tersebut. Model yang telah diketahui cukup baik menggambarkan hubungan antara suhu dan pertumbuhan bakteri adalah model 'akar kuadrat' yang dikembangkan oleh Raskowsky et al. yang disitasi Griffiths dan Phillips (1999) dalam Abrar (2013). Model tersebut dinyatakan dalam persamaan di bawah ini:
√m = b (T - TO)
Keterangan:
m adalah konstanta laju pertumbuhan bakteri
b adalah slope garis regresi
T adalah suhu (°C)
TO adalah suhu organisme bisa tumbuh
Model tersebut merupakan model regresi linier sederhana dengan √m yaitu akar kuadrat dari laju pertumbuhan bakteri sebagai variabel tak bebas (variabel respons) dan T (suhu) sebagai variabel bebas. Koefisien b merupakan slope yang diperoleh dengan meregresikan √m terhadap T, sedangkan -bTO merupakan intersep (perpotongan antara garis regresi dengan sumbu y). Nilai TO diperoleh dengan membagi intersep dengan -b atau dengan kata lain TO adalah suhu pada saat m = 0. Dari model tersebut dapat diketahui keeratan hubungan antara suhu dengan-akar kuadrat laju pertumbuhan bakteri yaitu dengan menghitung koefisien korelasi (r). Selain itu dapat pula diuji hubungan linier antara akar kuadrat laju pertumbuhan bakteri dengan suhu. Seperti Kualitas susu sangat dipengaruhi oleh jumlah bakteri yang terdapat di dalamnya. Laju pertumbuhan bakteri pada susu sangat tergantung pada suhu penyimpanan.
Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa pengujian untuk menentukan suhu penyimpanan yang tepat perlu dilakukan guna mempertahankan kualitas produk yang disimpan dan juga pemilihan inkubator untuk melakukan pengujian sebaiknya dapat mewakili suhu uji yang menjadi variabel pengujian.
Referensi:
Abrar, Mahdi. 2013. Pengembangan Model untuk MemprediksiPengaruh Suhu Penyimpanan Terhadap Laju Pertumbuhan Bakteripada Susu Segar. Jurnal Medika Veterinaria Vol. 7 No. 2
Pangestu, Aditya Dimas. 2021. Pengaruh Variasi Suhu dan Lama Penyimpanan Terhadap Viabilitas Bakteri Asam Laktat (BAL) dan Nilai pH Yoghurt. Borneo Journal of Medical Laboratory Technology (BJMLT), Vol 3 No 2 April 2021, Page 231 – 236
Siburian, Elfrida Theresia P., Pramesti Dewi dan Nana Kariada. 2012. Pengaruh Suhu dan Waktu Penyimpanan Terhadap Pertumbuhan Fungi Ikan Bandenng. Unnes Journal of Life Science Vol. 1 No. 2.