VIII. PENGAWETAN MAKANAN MENGGUNAKAN BAHAN KIMIA Bahan-bahan kimia yang sering digunakan dalam makanan untuk mencegah atau menunda terjadinya pembusukan makanan sering disebut bahan pengawet. Bahan pengawet ini dapat dikategorikan sebagai makanan tambahan (food additive). FAO mendefinisikan bahan makanan tambahan sbb : "setiap substansi yang tidak biasa dikonsumsi baik secara sendiri maupun sebagai bahan dasar makanan, baik substansi tersebut mempunyai nilai nutrisi atau tidak, tujuan penambahannya dalam makanan adalah untuk alas an teknis (termasuk organoleptis), prosessing, preparasi, perlakuan pendahuluan, pengemasan, transport atau mempertahankan produk makanan jadi, bahan makanan tambahan tersebut atau produk sampingnya diharapkan menyebabkan (secara langsung maupun tak langsung) menjadi suatu komponen yang mempengaruhi karakterisitik dari makanannya". Ada beberapa bahan pengawet yang sering digunakan dalam makanan diantaranya adalah sebagai berikut.
Asam benzoat dan komponen sejenisnya Asam benzoat (C6H5COOH) dan garam sodiumnya (C7H5NaO2) bersamasama dengan metil- dan propilparaben dikelompokkan bersama dalam bagian ini. Sodium benzoate merupakan bahan pengawet kimia pertama yang diijinkan oleh Food and Drug Administration. Komponen ini sampai sekarang masih banyak digunakan dalam berbagai makanan. a. Aktivitas antimikrobia : −
berhubungan dengan pH
−
terbesar pada pH rendah
−
terdapat pada molekul yang tidak terdisosiasi
−
tidak aktif pada pH yang netral
−
terutama untuk menghambat pertumbuhan jamur dan yeast
−
metil dan propilenparaben (ester dari parahidroksi asam benzoate) disebutkan efektif terhadap bakteri, yeast, dan jamur.
b. Penggunaan: −
terbatas pada makanan yang keasamannya tinggi, misalnya : sari
Universitas Gadjah Mada
buah, soft drink, saus tomat, salad dressings, amrgarin, sirup, dll. −
pada
bahan
makanan
tertentu
seperti
sari
buah
tingkat
penambahan maksimumnya 0,1%. −
mempengaruhi rasa yaitu seperti merica
Asam Sorbat Asam sorbat (CH3CH=CHCH=CHCOOH) biasa digunakan sebagai bahan pengawet dalam bentuk garam kalsium, sodium, atau potassiumnya. Jumlah yang diperbolehkan dalam makanan adalah 0,2%. a. Aktivitas mikrobia : −
lebih efektif dalam makanan dengan keasaman tinggi.
−
bekerja paling baik pada pH dibawah 6.0
−
biasanya tidak aktif pada pH sekitar 7.0
−
pada pH 4.0-6.0 lebih efektif daripada sodium benzoat, pada pH 3.0 ke bawah, sorbat sedikit lebih efektif dari propionat tetapi hampir sama dengan benzoat.
−
terdapat pada molekul yang tidak terdisosiasi
−
penghambatannya
pada
jamur
dilaporkan
pada
aktivitas
sistem enzim dehidrogenasenya.
b. Mikrobia yang dihambat: −
terutama jamur dan yeast
−
Salmonella tetapi
−
spp.,
streptococci
fekal,
dan
staphylococci
tidak menghambat clostridia
bakteri asam laktat tidak terhambat oleh sorbat pada pH 4,5 ke atas.
c. Penggunaan: −
Lebih
banyak
digunakan
pada
apel
cider
karena
sedikit
mempengaruhi rasa dibandingkan dengan benzoat. −
efektif untuk sirup coklat, jelli, kue, buah kering, salad dressing, fig, sirup, keju, macaroni salad, dll.
−
metabolisme sorbat oleh tubuh menjadi CO2 dan H2O disebutkan hampir sama dengan metabolisme asam lemak.
Universitas Gadjah Mada
Sulfur dioksida Sulfur dioksida (SO2) dan garam sodium dan potasium sulfitnya (=SO3), bisulfit (-HSO3), dan metabisulfit (+S2O5) bekerja dengan cara yang hampir sama. a. Aktivitas antimikrobia : −
asam sulfurik tak terdisosiasi atau molekul SO2-nya
−
kemampuannya sebagai pereduksi yang kuat sehingga dapat mereduksi oksigen
−
bekerja pada beberapa sistem enzim esensial
b. Mikrobia yang dihambat: −
bakteri asam laktat dan bakteri asam asetat dan b,eberapa jamur lebih sensitif dibandingkan dengan yeast
−
diantara yeast, spesies yang lebih aerobik lebih sensitif terhadap SO2 dibandingkan dengan spesies yang fermentatif.
c. Penggunaan: −
SO2 digunakan dalam bentuk gas atau cair atau dalam bentuk netral atau garamnya
−
dalam buah-buahan kering, sari buah, molases, wine, sari buah, dll.
−
jumlahnya tergantung bahan makanan yang digunakan (contoh : raisin, sirup glukosa : 40 mg/kg; jam dan jelli: 100 mg/kg)
Propionat Asam propionat adalah asam organik dengan tiga karbon dengan rumus molekul (CH3CH2COOH). Kecenderungan asam propionat dan garamnya untuk terdisosiasi adalah rendah, dan komponen ini aktif dalam bahan makanan yang berpH rendah. Asam propionat khususnya berfungsi sebagai agen antimold dan antirope. a. Aktivitas antimikrobia : −
Aktivitas anti mikrobia asam lemak secara umum menunjukkan bahwa asam organik dengan atom karbon kurang dari 7 lebih efektif khususnya terhadap jamur.
−
Beberapa asam lemak diketahui mempengaruhi permeabilitas sel
Universitas Gadjah Mada
dengan jalan merusak membran sel dari mikroorganisme. −
Aktivitas antimikrobia propionat masih belum jelas benar.
b. Mikrobia yang dihambat: khususnya jamur −
aktivitas penghambatannya terutama sebagai fungistatik
c. Penggunaan : −
dapat digunakan dalam roti, kue, keju, dll.
−
Penggunaannya tidak dibatasi namun untuk keju digunakan 3000 mg/kg.
Etilen dan propilen oksida Etilen dan propilen oksida (berturut-turut: HCOOC2H5 dan HCOOCH3) mempunyai aktivitas yang serupa. Strukturnya adalah sebagai berikut:
Etilen oksida
propelin oksida
a. Aktivitas antimikrobia: −
Etilen oksida merupakan alkylating agents
−
Aktivitas antimikrobianya diduga berhubungan dengan sifat tersebut Dengan adanya atom-atom H yang labil, cincin etilen oksida yang tidak stabil ini akan terpisah. Atom H akan berikatan dengan oksigen sehingga
membentuk radikal hidroksil etil, CH2CH2OH, yang
kemudian berikatan dengan molekul organik yang telah ditinggalkan atom H nya. Akibatnya, gugus hidroksil etil ini dapat menutup gugus reaktif protein mikrobia sehingga terjadi penghambatan. Di antara gugus-gugus yang dapat memberi atom H-labil adalah : COOH, NH2, -SH, dan OH.
Universitas Gadjah Mada
b. Mikrobia yang dihambat: −
khususnya jamur
c. Penggunaan : −
biasa digunakan sebagai fumigant
−
jumlah dan makanan yang diperbolehkan : dalam FAO/WHO food additive data system tidak disebutkan.
Gula dan garam
Komponen-komponen ini mempunyai kesamaan dalam cara kerjanya. Garam telah digunakan sebagai bahan pengawet sejak dahulu kala. Pertama kali digunakan untuk pengawetan daging dengan menggunakan pengeringan.
a. Aktivitas antimikrobia : −
Plasmolisis akibat dari perbedaan konsentrasi di dalam dan di luar sel.
−
Menurunkan aktivitas air (aw) sehingga tidak dapat digunakan untuk pertumbuhan mikrobia.
−
Untuk dapat digunakan secara efektif perlu digunakan jumlah yang cukup sehingga terjadi kondisi hipertonik.
−
Perbedaan utama antara garam dan gula dalam hal aktivitas antimikrobianya adalah
konsentrasi
yang
diperlukan.
Untuk
gula (sukrosa) dibutuhkan konsentrasi 6 kali iebih besar dibandingkan dengan garam.
b. Mikrobia yang dihambat: −
terutama bakteri
c. Penggunaan : −
Kebanyakan bakteri non marine dapat dihambat pada konsentrasi 20%, sedangkan untuk jamur biasanya tahan terhadap konsentrasi yang Iebih tinggi.
Universitas Gadjah Mada
−
Garam biasa digunakan pada pengawetan ikan dan daging.
−
Gula biasa digunakan panda pengawetan buah-buahan, permen, susu kental, dsb.
Nitrat dan nitrit Sodium nitrat (NaNO3) dan sodium nitrit (NaNO2) serta garam potasiumnya biasa digunakan dalam curing untuk daging cured karena mereka dapat menstabilkan warna merah daging dan juga mampu menghambat kebusukan dan mikroorganisme penyebab keracunan.
a. Aktivitas antimikrobia −
Ion nitrit sangat reaktif dan dapat digunakan sebagai agen pereduksi dan pengoksidasi. Dalam suasana asam, ion nitrit terionisasi menghasilkan (3HONO) yang kemudian terurai menjadi (NO) yang merupakan produk penting untuk pembentukan wama, namun tampaknya tidak berpengaruh terhadap bakteri.
−
NO2 diduga mempunyai aktivitas antimikrobia.
−
Aktivitas antimikrobianya naik dengan turunnya pH dalam suasana asam. Pengaruh ini diikuti dengan meningkatnya HNO2 yang tidak terdisosiasi.
b. Penggunaan −
Pada produk-produk daging curing.
−
Konsentrasi: tidak Iebih dari 200 ppm.
−
Nitrit sangat toksik pada konsentrasi tinggi dan dapat berakibat fatal.
Asam asetat dan asam laktat
Kedua asam organik ini termasuk di antara bahan pengawet yang paling sering digunakan.
a. Aktivitas antimikrobia −
Aktivitas antimikrobianya dikarenakan kemampuannya menurunkan
Universitas Gadjah Mada
pH di bawah kisaran pertumbuhan dan terganggunya metabolisme akibat moiekul asam yang tidak terdesosiasi.
b. Penggunaan −
Terdapat pada produk-produk fermentasi seperti pickle, sauerkraut, susu fermentasi.
−
Dalam sauerkraut asam laktat harus ada paling sedikit 1,5% dari produk akhirnya.
Antibiotik
Antibiotik yang pernah digunakan sebagai pengawet bahan pangan antara lain : cnlor- dan oxytetracycline, nisin, tyiosin, polymyxin B dan subtilin. Chlortetracycline dan oxytetracycline (terramycin) diperbolehkan oleh PDA pada tahun 1955 dan 1956 pada karkas unggas dengan konsentrasi 7 ppm. Kedua bahan ini mempunyai efek bakteriostatik dan tidak tergantung pada pH.
a. Aktivitas antimikrobia −
Tetracycline efektif sebagai pengawet karkas disebabkan oleh kemampuannya masuk ke dalam komplek ion logam yang ada pada daging sehingga terjadi kompetisi penggunaan logam dengan mikrobia.
−
Nisin merupakan antibiotik pertama yang diijinkan (1954). Diproduksi oleh Streptococcus
lactis
Æ menghambat
aktivitas
clostridia
penyebab pembusukan. −
Nisin dan subtilin merupakan polipeptida yang mampu merusak membran sel.
−
Tyiosin
dapat
menghambat
bakteri
pembusuk.
penghambatannya dengan jalan mengikat ribosom sel.
b. Penggunaan −
Tetracycline pada karkas (7 ppm)
−
Nisin pertama digunakan pada keju dan roti.
Universitas Gadjah Mada
Mekanisme
−
Tyiosin dan subtilin digunakan pada makanan kaleng untuk mengurangi pemanasan.
Pengawet kimia lainnya −
−
sodium diasetat −
merupakan derivat asam asetat
−
digunakan dalam roti dan cake untuk mencegah jamur
hidrogen peroksida −
−
etanol −
−
digunakan pada pasteurisasi susu
digunakan pada ekstrak flavor
diethylpyrocarbonate −
digunakan pada pembuatan wine untuk menghambat yeast
−
sequestrant (EDTA)
−
asap kayu −
mengandung formaldehid, asam alifatik, keton, fenol, aldehid, metanol, kersol, dll.
Universitas Gadjah Mada
