Penggunaan bakteriosin untuk mempertahankan kesegaran daging ayam

Oleh : Sri Usmiati

Pendahuluan

Terjaminnya mutu dan keamanan daging ayam memegang peranan penting untuk keselamatan dan kesehatan konsumen. Mata rantai teknis operasional dan pengelolaan berpengaruh terhadap mutu daging yang dihasilkan. Kontaminan mikrobiologis merupakan salah satu penyebab berkurangnya mutu daging ayam bahkan menjadi tidak aman untuk dikonsumsi (Media Indonesia, 2005).Kontaminasi mikroba patogen atau pembusuk menyebabkan degradasi protein yaitu proses pemecahan protein menjadi molekul-molekul sederhana seperti asam amino yang menyebabkan sel-sel daging menjadi rusak/busuk.

Saat ini sedang marak adanya penggunaan bahan kimia formalin untuk pengawet daging yang bertujuan untuk mempertahankan kesegaran daging ayam yang sebenarnya hanya tampak secara fisik dari luar. Pada dasarnya proses pembusukan dalam daging tetap berlangsung mengingat terjadinya degradasi protein secara alamiah selama penyimpanan. Salah satu alternatif untuk mempertahankan kesegaran daging ayam secara aman adalah dengan penggunaan biopreservatif diantaranya bakteriosin yang dapat disintesis oleh bakteri asam laktat (BAL) yang cukup banyak di Indonesia. Tersedianya bakteriosin diharapkan menjadi solusi agar pengawet kimia yang berbahaya bagi kesehatan konsumen tidak digunakan lagi. Selain itu dengan merebaknya kasus flu burung penggunaan bakteriosin diharapkan dapat menghindari penularan penyakit tersebut dari unggas hidup kepada manusia dalam wilayah tertentu. Daging ayam dalam bentuk karkas yang dilindungi oleh bakteriosin dapat tetap segar dalam waktu cukup panjang selama beredar di pasar (distribusi).

Bakteri penyebab kebusukan dan kerusakan daging

Keberadaan kontaminan mikroba Eschericia coli, Salmonella sp. dan Listeria sp pada daging sangat dimungkinkan karena sifat fisikokimia daging seperti water activity (aw), pH dan zat gizi mendukung pertumbuhan mikroba tersebut (Hugas, 1998). Keberadaan mikroba patogen dan pembusuk tersebut dapat menyebabkan penyakit dan bahkan kematian.

Strain patogen E.coli dapat menimbulkan penyakit diare berdarah, pembengkakan dan kelainan ginjal, demam, kelainan syaraf dan bahkan kematian (Veclerc et al., 2002). Di Amerika, dalam setahun diperkirakan terdapat 110.220 kasus infeksi akibat E.coli (STEC), 158.840 kasus infeksi E.coli (ETEC) dan diarrheogenic E. coli (Mead et al., dalam Scroeder et al., 2004). Escherichia coli dapat dijumpai pada daging masak yang terkontaminasi dengan daging mentah (Veclerc et al., 2002).

Salmonella sp. selain sebagai bakteri patogen juga pembusuk (Okolocha and Ellerbroek, 2005) sehingga dapat menyebabkan masalah kesehatan yang serius (Deumier and Collignan, 2003). Salah satu strain Salmonella yang terdapat pada daging yaitu Salmonella typhimurnium (Budde et al., 2003). Salmonella dapat menyebabkan gastroenteritis, demam enteric (thypoid dan parathypoid), septicemia (mikroorganisme berkembangbiak dalam aliran darah), diare, nausea dan muntah. Daging ayam dan olahannya dilaporkan sebagai media penyebaran penyakit salmonellosis.

Listeria monocytogenes merupakan bakteri patogen penyebab wabah listeriosis (food borne disease) yang banyak terdapat pada daging dan produk mentah serta mampu bertahan pada suhu rendah. Kasus infeksi L.monocytogenes dilaporkan terdapat 228 kasus di Perancis tahun 1997 dan 2002, yaitu pasien sebanyak 63% bacteriemia dan 26% bermasalah dengan sistem syaraf (Veclerc et al., 2002).

Peningkatkan mutu dan keamanan daging dapat ditempuh dengan menurunkan jumlah mikroba patogen dan pembusuk secara biopreservasi (pengawetan alami) menggunakan bakteriosin (Hugas, 1998; Sullivan et al., 2002; Deegan et al., 2006). Biopreservasi menarik perhatian karena potensial untuk diaplikasikan dalam pengawetan pangan (Ammor et al., 2006) yaitu dengan mengontrol bakteri pembusuk dan patogen secara alami (Mataragas, 2003). Dengan biopreservasi maka waktu penyimpanan produk pangan dapat diperpanjang dan keamanan pangan dapat meningkat (Stiles dalam Hugas, 1998). Pemakaian bakteriosin komersial seperti Nisin sebagai biopreservatif sudah dilakukan di beberapa negara yang diaplikasikan pada beberapa jenis makanan dengan dosis yang bervariasi, bahkan beberapa negara tidak membatasi dosis.

Sifat-sifat bakteriosin

Bakteriosin memiliki sifat mudah didegradasi enzim proteolitik dan mampu menghambat pertumbuhan mikroba yang secara filogenik dekat dengan bakteri penghasil bakteriosin (Jack et al., 1995). Tagg et al. (1976) mengemukakan beberapa kriteria bakteriosin yaitu berupa protein, bersifat bakterisidal, bakteri target memiliki sifat pengikatan spesifik (specific binding site), gen pengkode bakteriosin ada dalam plasmid, aktif terhadap bakteri yang dekat secara filogenik. Syarat bakteriosin adalah sebagai protein dan tidak membunuh bakteri penghasilnya. Bakteriosin yang dihasilkan oleh beberapa galur BAL diketahui mempunyai aktivitas menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk dan patogen makanan sehingga dapat meningkatkan keamanan dan daya simpan pangan.

Bakteriosin biasanya tahan terhadap panas, dan aktivitasnya masih tetap ada dalam lingkungan asam misalnya pada suhu 100˚C atau 121˚C selama 15 menit (Bhunia et al., 1988 dalam Ogunbawo, 2003), demikian pula suhu yang sangat rendah dalam penyimpanan tidak mempengaruhi aktivitas bakteriosin. Umumnya bakteriosin sensitif terhadap protease.

Bakteriosin sebagai biopreservatif pangan harus memenuhi kriteria seperti pengawet atau bahan tambahan makanan lainnya antara lain aman bagi konsumen, memiliki aktivitas bakterisidal terhadap kelompok bakteri Gram positif dalam sistem makanan, stabil, terdistribusi secara merata dalam sistem makanan, dan ekonomis (Ray, 1996). Beberapa bakteriosin yang dihasilkan oleh BAL telah diuji sebagai pengawet dalam berbagai produk makanan. Bakteriosin tersebut diproduksi oleh Lactoccus, Lactobacillus dan Pediococcus yang berasal dari berbagai bahan makanan. Nisin adalah bakteriosin polipeptida yang diproduksi oleh Lactococcus lactis dan telah dikenal aman untuk mengontrol bakteri patogen dan pembusuk makanan.

Sintesis bakteriosin dari bakteri asam laktat

Bakteriosin diproduksi oleh bakteri asam laktat (BAL), didefinisikan sebagai protein yang aktif secara biologi atau kompleks protein (agregat protein, protein lipokarbohidrat, glikoprotein) yang disintesa secara ribosomal, dan menunjukkan aktivitas antibakteri (Vuyst and Vandamme, 1994). Bakteriosin efektif sebagai antibakteri terhadap bakteri patogen dan pembusuk (Sullivan et al., 2002) dan penyebab penyakit yang ditularkan melalui makanan. Bakteriosin dari BAL lebih bersifat bakterisidal dibandingkan dengan bakteriolisis ataupun bakteriostatik pada sel-sel yang sensitif (Gonzales et al., 1996). Beberapa diantaranya lebih dominan bersifat bakteriostatik (Liao et al., dalam Rahayu, 2000).

Bakteriosin disintesis selama fase eksponensial pertumbuhan sel mengikuti pola klasik sintesis protein. Sistem ini diatur oleh plasmid DNA ekstra kromosomal dan dipengaruhi oleh beberapa faktor terutama pH. Umumnya bakteriosin disintesis melalui jalur ribosomal (Engelke et al. 1992), sedangkan kelompok lantibiotik disintesis secara ribosomal sebagai prepeptida kemudian mengalami modifikasi. Sekresi prepeptida dilakukan pada fase eksponensial dan diproduksi secara maksimal pada fase stasioner. Prinsip regulasi sintesis bakteriosin diatur oleh adanya gen pengkode produksi dan pengkode immunitas.

Beberapa BAL diketahui menghasilkan bakteriosin dengan spektrum antibakteri yang luas melawan bakteri Gram positif sehingga potensial digunakan sebagai biopreservatif makanan (Ray, 1996). Bakteriosin dari Lactobacillus brevis dapat menghambat pertumbuhan bakteri E.coli, S.typhimurnium dan L.monocytogenes (Ogunbanwo et al., 2003), demikian juga bakteriosin dari Leuconostoc (Budde et al., 2003). Bakteriosin dari Lactobacillus sakei dan Lactobacillus plantarum mampu menghambat pertumbuhan bakteri L.monocytogenes yang terdapat pada daging masak (Vermeiren et al., 2004). Todorov and Dicks (2005) melaporkan bahwa bakteriosin dari Lactobacillus plantarum mampu menghambat pertumbuhan E. coli.

Sejumlah BAL yang ditumbuhkan pada media kompleks semi sintetis seperti MRS (deMann Rogosa Sharpe) dapat menghasilkan populasi sel bakteri yang tinggi dan bakteriosin yang relatif banyak (Olivera et al., 2004). Media komersial mengandung protein tinggi seperti tripton, pepton, ekstrak daging, dan ekstrak khamir yang akan tersisa karena tidak dikonsumsi oleh bakteri (Vazquez et al., 2006). Harga media tersebut mahal sehingga tidak ekonomis untuk produksi bakteriosin. Oleh karena itu perlu ada formula media produksi bakteriosin yang lebih murah (Vazquez et al., 2006). Penggunaan beberapa limbah industri pangan sebagai basis media pertumbuhan kultur tampaknya lebih ekonomis, misalnya whey dari limbah pembuatan keju (Olivera et al., 2004), jus jaitun (Leal et al., 1998), jerohan ikan (Vazquez et al., 2006).

Produksi bakteriosin umumnya dilakukan dalam kultur substrat cair. Berbagai faktor dapat mempengaruhi produksi bakteriosin dalam media tersebut. Aktivitas produksi bakteriosin oleh BAL dipengaruhi oleh faktor pH, suhu, sumber karbon, serta fase pertumbuhan. Jenis sumber karbon maupun sumber nitrogen yang digunakan dalam medium produksi mempengaruhi laju pertumbuhan sel BAL, selanjutnya berpengaruh terhadap metabolisme produksi bakteriosin, selain itu tingkat salinitas medium produksi seperti kandungan garam dari media turut mempengaruhi metabolisme produksi bakteriosin. Secara umum kondisi optimum produksi bakteriosin selain dipengaruhi oleh fase pertumbuhan, pH media, suhu inkubasi, jenis sumber karbon dan sumber nitrogen juga konsentrasi NaCl (Kim, 1990).

Kinerja bakteriosin dalam aktivitas penghambatan

Target kerja bakteriosin dari bakteri asam laktat adalah membran sitoplasma sel bakteri yang sensitif (Gonzales et al., 1996). De Vuyst dan Vandam (1994) menyebutkan bahwa target utama bakteriosin adalah membran sitoplasma sel bakteri karena reaksi awal bakteriosin adalah merusak permeabilitas membran dan menghilangkan proton motive force (PMF) sehingga menghambat produksi energi dan biosintesis protein atau asam nukleat. Aktivitas penghambatan bakteriosin membutuhkan reseptor spesifik permukaan sel, contohnya pada pediocin AcH. Selain itu mengakibatkan terjadinya lisis pada sel. Hal ini adalah efek sekunder dari aktivitas pediocin AcH melalui depolimerisasi lapis peptidoglikan, sehingga secara tidak langung dapat mengaktifkan sistem autolisis sel (Gonzales et al., 1996). Mekanisme aktivitas bakterisidal bakteriosin adalah sebagai berikut: (1) molekul bakteriosin kontak langsung dengan membran sel, (2) proses kontak ini mampu mengganggu potensial membran berupa destabilitas membran sitoplasma sehingga sel menjadi tidak kuat, dan (3) ketidakstabilan membran mampu memberikan dampak pembentukan lubang atau pori pada membran sel melalui proses gangguan terhadap PMF (Proton Motive Force) (Gonzalez et al., 1996). Kebocoran yang terjadi akibat pembentukan lubang pada membran sitoplasma ditunjukkan oleh adanya aktivitas keluar masuknya molekul seluler. Kebocoran ini berdampak pada penurunan gradien pH seluler. Pengaruh pembentukan lubang sitoplasma merupakan dampak adanya bakteriosin yang menyebabkan terjadinya perubahan gradien potensial membran dan pelepasan melekul intraseluler maupun masuknya substansi ekstraseluler (lingkungan). Efeknya menyebabkan pertumbuhan sel terhambat dan menghasilkan proses kematian pada sel yang sensitif terhadap bakteriosin.

Bakteriosin sebagai pengawet alami pada Daging

Daging adalah sebagai semua jaringan hewan dan produk hasil pengolahan jaringan-jaringan yang sesuai untuk dimakan dan tidak menimbulkan gangguan kesehatan bagi yang mengkonsumsi (Soeparno, 1998). Daging digolongkan kedalam dua kelompok yaitu kelompok daging yang berasal dari ternak besar (sapi, kerbau, kambing) dan umumnya merupakan daging merah, serta kelompok daging dari ternak kecil (burung, ayam, itik) dan umumnya adalah daging putih.

Daging mengandung zat gizi yang tinggi. Kandungan gizi yang tinggi terutama protein dengan komposisi asam amino yang seimbang hal ini sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Lemak merupakan komponen utama dalam daging. Lemak berfungsi sebagai pembentuk energi dan komposisi lemak terdiri atas gliserol dan asam lemak. Karbohidrat merupakan komponen yang memegang peranan utama di dalam bahan-bahan organik. Kebanyakan karbohidrat di dalam jaringan tubuh hewan terdiri atas polisakarida kompleks dan beberapa diantaranya berkaitan dengan komponen protein serta sulit dipisahkan. Glikogen merupakan karbohidrat yang utama di dalam daging.

Kandungan gizi yang tinggi ini menyebabkan daging mempunyai sifat mudah rusak (perishable) karena mikroba dapat tumbuh dan berkembang biak di dalamnya. Menurut Gill (1986), daging digolongkan sebagai bahan pangan yang mudah rusak karena merupakan medium yang sangat baik untuk pertumbuhan mikroba. Hal ini disebabkan oleh karena kadar air daging termasuk tinggi, kaya akan zat gizi yang mengandung nitrogen, karbohidrat yang dapat difermentasi, kaya akan mineral untuk pertumbuhan mikroba, dan memiliki pH yang baik untuk pertumbuhan mikroba (5,3-6,5) (Soeparno, 1998).

Kualitas daging diantaranya dipengaruhi oleh faktor metode penyimpanan dan preservasi. Daging yang disimpan pada suhu kamar dalam waktu tertentu akan cepat rusak. Kerusakan daging yang berakibat terhadap penurunan mutu daging segar antara lain disebabkan oleh kontaminasi mikroba. Secara internal daging akan terkontaminasi bila tidak didinginkan setelah proses penyembelihan. Jumlah dan jenis mikroba yang mencemari daging ditentukan oleh tingkat pengendalian higienis yang dilaksanakan selama penanganan diawali saat penyembelihan ternak dan pembersihan karkas hingga sampai ke konsumen.

Saat ini, kualitas mikrobiologi daging telah menjadi salah satu perhatian masyarakat dalam hal keamanan pangan. Daging yang sehat seharusnya tidak mengandung mikroba patogen, kalaupun mengandung mikroba non patogen maka jumlahnya harus sedikit. Rozbeh et al. (1993) mengasumsikan bahwa jika kandungan bakteri daging melebihi 106 bakteri/g maka daging tersebut dianggap berkualitas rendah. Menurut Soeparno (1998) batas jumlah mikroba daging selama dilayukan tidak boleh lebih dari 105 bakteri/cm2 daging.

Pertumbuhan mikroba berhubungan erat dengan kualitas daging segar. Peningkatan jumlah mikroba pembusuk/patogen berpengaruh terhadap keamanan dan daya tahan atau masa simpan serta kandungan awal mikroba dalam daging segar (Liesner et al., 1995). Kandungan mikroba awal dalam jumlah sedikit dalam bahan pangan dicapai melalui aplikasi sanitasi yang efektif selama penanganan bahan pangan (Ray, 1992) serta penggunaan biopreservatif yaitu zat untuk pengawetan secara biologi untuk mencegah mikroba patogen/pembusuk. Bakteriosin yang dihasilkan oleh beberapa BAL telah diuji untuk biopreservatif bahan pangan yang potensial (Hsieh and Glatz, 1996). Bakteriosin ini digunakan sebagai bahan pengawet untuk bahan pangan yang memerlukan daya tahan selama proses pengolahan, distribusi dan penyimpnana dalam waktu yang cukup lama. Aplikasi bakteriosin sebagai biopreservatif pada bahan pangan tidak merubah rasa dan tekstur tetapi dapat menghambat pertumbuhan mikroba patogen (Gonzales et al., 1993). Oleh karena itu bakteriosin menjadi perhatian khusus sebagai biopreservatif yang potensial dan aman untuk kesehatan (Holzapfel et al., 1995).

Hasil penelitian peran bakteriosin sebagai biopreservatif pada daging dan produk daging banyak dilaporkan. Bakteriosin dari Pediococcus acidilactic dapat digunakan untuk mengontrol mikroba patogen pada produk daging fermentasi (Foegeding et al., 1992). Menurut Budde et al. (2003), kultur Leuconostoc carnosum 4010 dapat digunakan sebagai biopreservatif daging dan produk olahannya karena menghasilkan bakteriosin yang serupa dengan leucocin A dan B. Bakteriosin yang secara alamiah dihasilkan oleh BAL dalam suatu bahan pangan tidak menghambat pertumbuhan BAL endogenous yang ada dalam bahan pangan tersebut (Vermeiren et al., 2004).

Ammor et al. (2006a) menyatakan bahwa senyawa serupa bakteriosin (bacteriocin-like) dari bakteri Vagococcus carniphilus dan Lactococcus garvieae yang diisolasi dari sosis kering aktif menyerang L.monocytogenes dan Staphylococcus aureus. Antimikrobial ini merupakan senyawa untuk mencegah pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan yang mengkontaminasi peralatan selama pengolahan produk daging. Masih menurut Ammor et al. (2006b), beberapa BAL yang menghasilkan senyawa serupa bakteriosin dapat menekan pertumbuhan mikroba yang tidak diharapkan sehingga merupakan barrier terjadinya kontaminasi dari alat-alat dan lingkungan selama penanganan daging segar.

Penggunaan biopreservatif berhubungan dengan makin maraknya penggunaan pengawet kimia formalin pada daging segar akhir-akhir ini yang membahayakan kesehatan konsumen. Pengawet tersebut digunakan untuk mencegah terjadinya pembusukan oleh bakteri patogen pada bahan pangan terutama yang berkadar air dan gizi tinggi seperti daging. Dengan merebaknya kasus flu burung, maka penggunaan biopreservatif bakteriosin merupakan salah satu alternatif yang aman dan baik dalam mempertahankan kesegaran dan keamanan pangan daging ayam/unggas. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian telah menghasilkan bakteriosin cair yang dapat digunakan sebagai biopreservatif pada daging ayam. Hasil aplikasi bakteriosin cair pada daging ayam menunjukkan bahwa daging ayam dapat dipertahankan kesegarannya selama 18 jam, padahal daging ayam secara normal tanpa pengawet dapat bertahan segar selama 10 jam (bila ditangani relatif bersih) dan 6 jam (bila ditangani tidak bersih).

Penutup

Mutu dan keamanan daging ayam yang terjamin memegang peranan penting untuk keselamatan dan kesehatan konsumen. Mata rantai teknis operasional dan pengelolaan berpengaruh terhadap mutu daging. Kontaminan mikrobiologis merupakan salah satu penyebab berkurangnya mutu daging ayam bahkan menjadi tidak aman untuk dikonsumsi. Penggunaan pengawet kimia formalin pada daging segar akhir-akhir ini sangat membahayakan kesehatan konsumen. Pengawet tersebut digunakan untuk mencegah terjadinya pembusukan oleh bakteri patogen pada bahan pangan terutama yang berkadar air dan gizi tinggi seperti daging ayam. Penggunaan bakteriosin cair sebagai pengawet alamiah dan untuk mempertahankan kesegaran daging ayam merupakan peluang dalam mengantisipasi penggunaan pengawet kimia (formalin) yang berbahaya bagi kesehatan. Bakteriosin cair ini telah dihasilkan oleh Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian dan dapat mempertahankan kesegaran daging ayam selama 18 jam. Bakteriosin cair diproduksi oleh bakteri asam laktat yang tersedia cukup banyak di Indonesia melalui modifikasi media sintesis yang tersedia dengan mudah dan murah, sehingga biaya produksinya dapat ditekan namun menghasilkan kegunaan yang lebih besar untuk mempertahankan kesegaran daging ayam.

sumber: http://pascapanen.litbang.deptan.go.id/index.php/berita/65

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s