AKTIVITAS PENGHAMBATAN MIKROBA OLEH PENGAWET SORBAT

SORBAT DAN APLIKASINYA

CREATED BY RIZKY KURNIA ITP-FTP UB

INTRODUKSI

Asam sorbat merupakan anti mikroba yang ditemukan oleh E miler dari jerman (1930) dan CM golding USA (1940). Komponen dari asma sorbat diisolasi dari minyak mentah rowanberry (sorb apple atau tanaman dari pegunungan). Paten asam sorbat pertama kali dipetenkan oleh C.W. gooding 1945.

Asam sorbat mulai dikomersialkan sejak tahun 1940 sampai 1950. Asam sorbat mulai meluas sejak menjadi preservatif agent . penelitian menunnjukan asam sorbat merupakan agen yang aman. Hasil dari pengembangaannya asam sorbat dikembangkan secara ektensive pada makanan dan material lain di sunia. Riset pada tahun 1950 dan 1960 mengatuhi mekanisme, asam sorbat, aktivitas pertumbuhan mikroba, dan aplikasi komponen bahan tambahan makanan.

Pada tahun 1970 riset intensif dilakukan untuk mengetauhi potensial asam sorbat dan garamsebagai antibotulinum agent pada produk daging, lebih lagi reduksi nitrit dan nitrosamin dan efek kesehatan terhadap asam sorbat.

KIMIA

Asam sorbat merupakan rantai lurus asam lemak tak jenuh dengan berat molekul 112,13. Asam sorbat warnanya lebih rendah dalam bentuk kristal, flakes, berwarna putik seperti bubuk atau granula, mempunyai karakteristik bau yang tajam dan mempunyai rasa yang asam. Dan dilomersialkan dalam bentuk garam, kalsium dan potasium sorbat. Potasium sorbat dikembangkan dalam bentuk bubuk dan granuladan berat molekul sama dengan asam sorbat.

Kelaruran asam sorbat dalam syhu ruang hanya 0,15 gram/100ml, bertambah dengan kenaikan temperatur dan PH. Kelarutan asam sorbat akan lebih tinggi dalam alakohol aeperti etanol, glasial asam asetat. Asam sorbat lebih banyak diaplikasikan dalam makanan karena kelarutannya lebih tinggi dalam air. Kalsium sorbat kelarutan dalam air 1,2 %dan tidak larut dalam air membuat nilai kelambatan pelepasan dari asam sorbat rendah. Garam sodium kelarutan dalam air 32% dan berat potasium sorbat 150,22 dan kelarutannya lebih tinggi dari sorbat. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini:

Keasaman asam sorbat pada fase encer dapat mereduksi sistem makanan yang terdiri dari lemak tinggi karena kelarutan asam sorbat kira-kira 3 menit dalam air. Sekat yang membagi dari 3 sampai 7 pertambahan level komponen kelarutan makanan seperti gula dan garam. Oksidasi asam sorbat menghsilkan komponen karboxil, seperti crotronaldehid, malonaldehide, accrolein, asam malonat, dan β carboksilasi. Oksidasi pada larutan encer dapat menyebabkan penurunan PH, penimbulan cahaya dan pertambahan ymperatur,. Selain dapat menurunkan asam sorbat juga dapat menghambat antioksidan. Adapun kelarutan asam sorbat dengan potasium sorbat dilihat di bawah ini:

Penurunan asam sorbat saat penyimpanan makanan dipengaruhi oleh PH makanan, asam amino, ion logam, cahaya, kelembapan, kondisi proses, bahan tambahan, bahan pengemas, antioksidan, temperatur penyimpanan. Sodium cloride dapat 3,5-8% dapat mempertinggi kerusakan asam sorbat, tetapi pada 13 % mempunyai efek protektif.

Uptake dan difusi pada sorbat dalam makanan seharusnya berpengaruh terhadap substrat, bagian fisik, struktur, kelelmbapan dan AW. Secara umum penting perpindahan asam sorbat pada proses dan penyimpanan pada penyimpanan produk.

Walaupun asam sorbat dikembangkan secara komersial, berfungsi lebih luas lagi seperti anti mikroba, kelebihan dari asam sorbat yang lain yaitu dapat menguji penambahan ester, alkohol, aldehid, garam amina, dan dserivatif amida. Secara spesifik beberapa komponen sorboyl palmitat, sorbamide, dan asam palmitad, dan beberapa hasil dari produk beckery.

Aplikasi komersial sorbat kedalam asam bebas atau potasium atau lebih luas kalsium atau sodium yang ada seperti serbuk, garanula, suspensi, atau solut. Karena komponen tersebut sensitive panas, kelembapan dan cahaya.

AKTIVITAS ANTIMIKROBA

Penghambatan

Asam aorbat efektif menghambat kamir dan jamur dan beberapa bakteri. Hasil dari riset menunjukkan asam sorbat efektif untuk antimikroba pada konsentrasi 0,02-0,3%. Asam sorbat mampu menghambat kapang jenis bretanomices, candida, cryptococus, sporobolomicus, ,tolulaspora dan zigosaccharomiches. Penggunana asam sorbat biasa dilakukan pada fermentasi sayuran, jus buah, wine, dan keju. Walaupun zagaromisces resisten terhadap asam sorbat, maka dapat diatasi dengan perlakuan yang lain seperti kombinasi aw, atmospher CO2, dan asam sorbat. Atmosfer dan aw rendah dapat menurunkan 0,8-0,9. Potasium sorbat dibawah 150ppm hasilnya setelah 21 hari inoculum lebih rendah 10³ CFU/gram serta tidak tumbuh pada konsentrasi 220 ppm.

Asam sorbat mampu menghambat jamur seperti ascohyta, humicola, curvalia, penicilium, dll. Aplikasi terbesar asam sorbat dalam makanan dapat menghambat jamur pada keju. Dan juga dapat menghambat jamur pada mentega, saos, jus buah, kue, padi, ikan. Asam sorbat dapat menghambat micotoksin jamur. sorbat dan propionat dapat menghambat micelium dan aflatoksin aspergilus falvus dan A.parasiticus pada konsentrasi 10 mg/ml. Dalam lemak asam sorbat dapat mensimulasi produksi micotoksin.

Degradasi

Hewan dan beberapa mikroorganisme dapat memetabolisme sorbatpada kondisi tertentu seperti asam lemak melalui tahap betta oksidasi. Pada saat level sorbat tinngi dapat menggunakan omega oksidasi. seperti hanya asam kaproat dan asam butirat pada kondisi normal sorbat, melalui oksidasi lengkap menjadi karbondioksida dan air. Karena dapat dimetabolisme asam lemak sorbat memiliki kadar energi 6,6kkal/gram dan 50% dapat dimanfaatkan oleh mahluk hidup. Beberapa strain mold dapat tumbuh dan memetabolisme sorbat pada kondisi tertentu seperti pada keju dan produk buah. Stranin genus penicilium yang diisolasi dari keju dengan perlakuan sorbat dapat tumbuh dan bermetabolisme tinggi. Dengan catatatan biasanya 0,1% sorbat cukup menghambatmold sensitif.produk metabolisme sorbat oleh mold antara lain 1,3 pentadiene, sejenis komponen volatil dan kerosin, plastik pain dan hidrokarbon

Interaksi

Aktivitas antimikrobiar sorbat dipengaruhi olehkomposisi,proses, dan faktor lingkunagn seperti konsentrasi bahan tambahan, PH, AW, suhu pengemasan, mikroflora ukuran inokulum dan gas atmosfer. Faktor-faktor tersebut bekerja secara sinergis atau antagonis dalam penghambatan mikroba.

Aktifitas terbesar sorbat pada ph rendahpada 6,5-7. Bertambahnya aktivitas sorbat lebih tinggi dari ph 5,5 dikarnakan meningkatnya kelarutan didalama lemakdilingkungan pada ph yang lebih tinggi dari pada 6, lebih dari 50% penghambatan mikroba dilakukan oleh asam sorbat

APLIKASI

Keju

Penggunaan sorbat pada produk keju bertujuan untuk mencegah pertumbuhan mold pada permukaan keju selama proses penyimpanan, aging dan distribusi. Selain mencegah pembusukan keju oleh mold, sorbat juga berfungsi mencegaht terbentuknya toksik hasil metabolite mold atau mycotoksin. Beberapa prosedur harus digunakan untuk mendapatkan hasil yang lebih efektif, misal bahan potassium sorbat dapat digunakan sebagai pencelup, pencuci ataupun spray. Pada bahan asam sorbat bubuk digunakan pada proses dusting, sedangkan kalsium sorbat digunakan sebagai bahan pengawet dalam kemasan atau proses coating. Penggunaan asam sorbat dalam pembuatan keju berkisar antara 0,05% sampai 0,3%. Level 0,05% sampai 0,07% digunakan sebagai penambahan secara langsung pada keju. Konsentrasi yang digunakan pada permukaan keju adalah 0,1-0,3 g/dm², akan tetapi bila digunakan pada aplikasi pengemasan film jumlahnya adalah 2-4 g/m². Penggunaan potasium sorbat pada keju mozarella mampu menghambat pertumbuhan S. salivarus dan L. delbruckii serta efektif menghambat kontaminasi mold dan yeast seperti P. roqueforti dan Mucor miehi. Pengasaman susu sampai pH 6 dengan hidrocloric, asetat atau asam propionat akan meningkatkan efektivitas dari potasium sorbat pada suhu rendah. Pertumbuhan Salmonella pada soft cheese dapat dihambat dengan preparasi susu melalui proses pengasaman asam propionat pH 5,9, kemudian potasium sorbat ditambahkan pada keju dengan level 0,3% pada suhu penyimpanan dibawah 30°C. penambahan potassium sorbat meningkatkan kemampuan meleleh dan memperbaiki leakage lemak.

Produk sayuran dan buah

Penggunan asam sorbat sebagai pengawet dengan kadar 0,05%-0,2% menghambat pertumbuhan organisasi penyebab fermentasi pada produk sayuran seperti yeast, mold dan bakteri pembusuk.

Produk buah-buahan yang diawetkan dengan sorbat adalah buah kering, jus buah, sirup, koktil buah, selai, jelly, sari buah dan wine. Konsentrasi sorbat yang digunakan adalah 0,02-0,05% sudah cukup untuk menjaga kelembaban tinggi pada buah kering. Produk dengan kelembaban tinggi sangat cocok dengan pertumbuhan dan pembusukan mold dan yeast. Pada produk dengan kelembaban yang lebih rendah, maka pengguanaan konsentrasi sorbat kebutuhannya lebih rendah. Konsentrasi yang lebih rendah juga dibutuhkan pada produk yang kaya akan gula seperti selai sebab terjadi suatu kobinasi sinergis dalam penghambatan mikroba dengan penggunaan sorbat. Potasium sorbat juga lebih baik efeknya dibandingkan penggunaan chitosan dalam penghambatan A. niger pada produk permen.

Pada proses jus dan sari buah, sorbat banyak digunakan pada tahap preposessing bersama dengan sulfur dioxide dan pasteurisasi untuk menghambat reaksi kimia, enzymatik dan kerusakan akibat mikroba seperti fermentasi. Konsentrasi yang digunakan sangat rendah yaitu 0,02-0,1% sudah cukup untuk memperbaiki keawetan produk soft drink. Penggunaan kombinasi sorbat dengan sulfur dioxide sangat baik diterapkan pada pengawetan high pulp-fruit juice, pada produk ini sorbat berfungsi sebagai penghambat mikroba, sedangkan sulfur dioxide berfungsi sebagai pencegah oksidasi dan reaksi enzimatik.

Bakery produk

Selain penggunaan asam propionat sebagai pengawet dari produk bakery pada umumnya, asam sorbat juga digunakan sebagai pengawet yang efektif mencegah pertumbuhan mold dan aktif pada ph tinggi serta mencegah aflatoksin. Kadar sorbat dalam penggunaan bakery antara 0,03%-0,3%. Asam sorbat dan kalsium propionat merupakan kombinasi yang lebi baik daripada gula dan garam saat digunakan untuk memperpanjang umur simpan produk roti. Selain menghambat pertumbuhan mold, sorbat juga menghambat pertumbuhan bakteri pathogen seperti S. Aureus pada pie krim. Potassium sorbat juga meningkatkan umur simpan dari tortila asam, khususnya bila dikombinasikan dengan kalsium propionat. Konsentrasi 0,05%-0,1% dapat mencegah pembusukan pada pie crust, produk adonan dingin, pizza dan topping, muffin dan adonan campuran.

Meat produk

Pengguanaan potasium sorbat pada produk daging biasanya dilakukan pada produk sosis kering selama proses pengeringan. Pengguanaan potassium sorbat difungsikan sebagai penghambat pertumbuhan mold dan penghambatan Clostridia, Salmonella dan S. aureus yang dapat menghasilkan toksin serta merupakan bakteri patogen. Penggunaan sorbat dapat difungsikan sebagai pengawet yang lebih aman daripada sodium nitrit. Nitrit sendiri telah terindikasi sebagai bahan aditif yang mempunyai efek karsinogenik karena bereaksi dengan amina membentuk nitrosamine selama proses pemasakan dan berbahaya bagi kesehatan. Penggunaan sorbat pada produk daging dapat memperbaiki kualitas sensoris pada produk seperti warna dan flavor.

Miscellaneous produk

Sorbat banyak juga digunakan pada produk emulsi seperti margarin, mayonaise, salad dressing dan produk lain. Agar sorbat memiliki efek yang lebih baik dalam penghambatan mikroba maka dilakukan kombinasi dengan garam potasium dan pengawet lainnya seperti benzoat. Pengguanaan sorbat dalam produk lain adalah produk berbasis gula dan konfeksionari pada konsentrasi 0,05%-0,2% yang mampu menghambat pertumbuhan mold dan osmophilik yeast seperti pada produk coklat dan praline.

MEKANISME

Konsentrasi sorbat dalam makanan adalah kurang dari 0,3% dan bila berlebihan dapat menyebabkan kematian. Sorbat dapat menghambat pertumbuhan sel dan multiplikasi pada germinasi dan pertumbuhan dari bakteri pembentuk spora.

Faktor yang mempengaruhi sifat fungsional asam sorbat adalah type dan spesies dari mikroba, type substrate, kondisi lingkungan dan tipe pengolahan bahan pangan. Pada kondisi yang sesuai, sorbat dapat merubah bentuk morfologi dari mikroba. Perubahan yang terjadi semisal dapat diamati pada sel yeast dimana berkurangnya kepadatan granula phosphoprotein, tidak beraturannya nukleus, dan beraneka ragamnya jumlah serta ukuran mitokondria serta vakuola. Pada sel C. botulinum berbentuk seperti bola memanjang dan mengalami cacat. Perlakuan sorbat pada Alteromonas putrefaciens pada pH 7 dapat meningkatkan hidrophobicity pada sel dan mengalami lisis pada dinding sel.

Penghambatan metabolisme sel akibat perlakuan sorbat dapat mempengaruhi sistem kerja enzim, penerimaan nutrisi dan sistem transport. Sorbat diketahui menghambat in vitro pada beberapa enzim khususnya enzim yang mengandung sulfihidril. Semisal penghambatan pada yeast alcohol dehidrogenase mempengaruhi struktur ikatan kovalen antara sulfihidril atau ZnOH enzim dengan α atau β karbon dari sorbat. Penghambatan juga terjadi pada enzim katalase dimana sorbyl peroxide akan mengalami auto oksidasi karena pengaruh sorbat yang berimbas pada inaktifnya katalase. Selain itu sorbat dan asetat bereaksi secara kompetitif pada asetil CoA yang berakibat pada penerimaan oksigen dan pertumbuhan mikroba. Sorbat juga mempengaruhi penerimaan glukosa dan asam amino.

Penghambatan penerimaan nutrisi kemungkinan diakibatkan dari netralisasi proton motife force (pmf) yang berpengaruh pada penerimaan nutrisi, penghambatan transfer elektron, mengganggu kerja transport enzim, penghambatan terbentuknya ATP dan energi karena terhambatnya sistem transport asam amino.

TOXICOLOGY AND SAFETY

Kadar maksimum asam sorbat menurut ADI adalah 25 mg/kg per hari, penggunaan yang berlebihan memberi efek karsinogenik, keracunan akut, mengganggu metabolisme dan lain sebagainya, namun penggunaan sesuai kadar tidak akan berpengaruh pada kesehatan dan baik digunakan sebagai pengawet makanan. Sorbat juga aman digunakan pada penggunaan pengawet kosmetik pada kisaran 1% dan tidak mengganggu kesehatan kulit kecuali pada penderita kulit yang sensitif akan mudah teriritasi, namun pada penggunaan produk secara komersial hal ini jarang terjadi.

Penggunaan sorbat bersamaan dengan nitrit akan mengakibatkan reaksi yang berefek mutagenik dan karsinogenik misal pada penggunaan curing daging kornet, faktor yang mempengaruhi adalah nitrit bereaksi dengan sorbat pada pH 3,5 dapat membentuk mutagen tapi dapat dihambat dengan penambahan asam askorbat, sistein dan inaktivasi dengan panas. Komponen asam amino seperti lysin dan glutamat dapat membentuk reaksi browning bila dicampur dengan sorbat saat penyimpanan.