Mikroorganisme dan Aktifitas Air

Sejarahnya dan definisinya

Manusia mengetahui bahwa bahan makanan menjadi awet jika kadar airnya berkurang Selanjutnya diketahui bahwa ada kaitan dengan kelembaban relatif bahan dan lingkungan sekitar Akhirnya disimpulkan adanya ‘aktifitas’ air dalam bahan makanan yang mempengaruhi mudah tidaknya menjadi rusak.
Aktifitas air (aw) Merupakan ukuran penting untuk mengendalikan proses kerusakan bahan pangan

Definisi:
aw  =  pw/pow

pw adalah tekanan uap air sistem pada suhu tertentu,
pow adalah tekanan uap air murni pada suhu yang sama
Aktifitas air adalah parameter instrinsic suatu sistem pangan dan merupakan kelembaban relatif ekuilibrium, yaitu suatu sifat atmosfir sekitar yang dalam keadaan ekuilibrium dengan sistem makanan yang dikaji.
aw suatu campuran
Definisi:
aw = nw/(nw+ns)

nw adalah mol total air
ns adalah total mol zat terlarut

Sorption range
Range 1    : menunjukkan air yang terikat sangat kuat oleh matriks bahan pangan, sehingga seperti bagian dari padatan. Air tidak bisa berfungsi sebagai plasticizer. Tidak bisa menjadi pelarut untuk proses Kemampuan menyerap air pada range ini biasanya karena adanya makromolekul yang bersifat hidrofilik seperti protein dan karbohidrat.Pada kondisi ini, padatan berfungsi sebagai penyerap air.
Range 2: menunjukkan air yang terika tidak sekuat air pada range 1. Air ini terserap di atas lapisan air yang pertama tad, atau masuk ke dalam menciptakan lapisan berlubang-lubang pada struktur yang mengembang. Air ini bisa memfasilitasi reaksi kimia dan biokimia, tapi tergantung sifat padatannya.Jenis air ini bisa dianggap sebagai antara air pada range pertama dan ketiga.
Range 3: air pada daerah ini tidak terikat kuat oleh matrik padatan, seperti air yang terperangkap di ruang kosong di dalam sistem. Air ini melarutkan banyak zat-zat terlarut. Reaksi kimia dan biokimia terjadia di daerah ini.

Air dalam sel mikroganisme
Air dalam sel mikroorganisme ada 4 jenis:

  1. Air struktural
  2. Air yang terkubur secara konformasional
  3. Airyang terikat dengan ikatan irrotational
  4. Air yang terperangkap secara rotasional
Air struktural : Adalah air yang mendukung struktur molekuler atau supermolekuler
Air yang terkubur secara konformasional : berada di tempat yang kurang hidrofilik, dan saat pengeringan atau pembekuan terlokalisasi di daerah tertentu sehingga kalau air itu berpindah akan terjadi perubahan struktur
Air irrotasional : air yang terikat pada sisi bermuatan, energi interaksinya lebih besar daripada molekul air
Air rotasional : terikat pada sisi polar tak bermuatan, enegi ikatannya sama dengan molekul air. 

aw mempengaruhi perbanyakan sel dan aktivitas metabolik (termasuk produksi toksin) sel mikroorganisme, dan daya hidup serta daya tahannya. Hal ini berlaku untuk mikroorganisme penyebabkan kerusakan pangan dan mikroorganisme yang digunakan dalam fermentasi.
aw mempengaruhi fase lag, fase logaritmik, stasioner dan fase kematian

Kebanyakan mikroorganisme tumbuh di kondisi aw tinggi, hanya sebagian kecil yang tumbuh di aw rendah.
Secara umum, jamur lebih tahan aw rendah daripada yeast dan bakteria
aw minimum dipengaruhi oleh metode pembentukan kelembaban, apakah adsorpsi atau desorpsi
aw minimum juga dipengaruhi oleh solute (zat-zat terlarut).

Produksi toksin
Produksi toksin oleh mikroorganisme menimbulkan masalah kesehatan. Racun/toksin yang sering membawa masalah adalah yang diproduksi oleh Clostridium botulinum (botulinin), Staphylococcu aureus (enterotoksin), Aspergillus flavus (aflatoksin).
aw yang tinggi umumnya mendukung pertumbuhan sel dan produksi toksin Botulinin, minimum aw 0.94
Enterotoksin, minimum aw 0.90, tetapi dipengaruhi oleh bahan pengatur aw , jenis bahan makanan dan suhu.
Jamur xerofilik memproduksi toksin pada aw < 0.85. Aflatoksin di kacang diproduksi pada aw 0.86, 25°C, 14 hari. 

Resistensi panas mikroorganisme
Resistensi panas mikroorganisme dipengaruhi oleh strain, kondisi pertumbuhan, umur sel, jumlah sel yang dipanaskan, dan kondisi fisika serta kimia lingkungan.
Resistensi spora terhadap panas bertambah jika aw rendah.
Sukrosa lebih melindungi sel dibandingkan gliserol

Sering sel menjadi kurang tahan panas jika banyak zat terlarut; tetapi ada zat terlarut yang berefek melindungi terhadap panas Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan pasteurisasi pada aw tinggi, lalu dikombinasi dengan pemberian humektan untuk mengurangi aw.
Suhu pemanasan untuk makanan ber-aw rendah harus lebih tinggi daripada yang untuk makanan ber-aw tinggi.Daya tahan hidup Makin tinggi tekanan osmosis, sel makin cepat tidak punya daya bertahan hidup Oleh karena itu, aw rendah menurunkan survival sel Daya tahan yang paling panjang: freeze-dried foods (aw<0.1), low moisture food (aw<0.60). Intermediate-low moisture food (aw<0.90) sangat beresiko mendukung daya hidup sel.

Gram positiv bakteria lebih resisten dibandingkan gram-negatif

One thought on “Mikroorganisme dan Aktifitas Air

Comments are closed.