Sifat Antimikroba Bahan Pengawet

Bahan pengawet kimia mempunyai pengaruh terhadap aktivitas mikroba. Faktor-faktor yang mempengaruh aktivitas mikroba oleh bahan pengawet kimia meliputi beberapa hal antara lain: jenis bahan kimia dan konsentrasinya, jumlah mikroorganisme, komposisi bahan pangan pH bahan pangan, dan suhu penyimpanan.
Spora bakteri paling tahan terhadap pengawet, sedangkan spora kapang (dalam hal ini adalah jamur) lebih tahan daripada sel vegetatifnya. dalam beberapa kasus penghambatan kapang lebih mudah diserang daripada khamir. Perumbuhan kultur mikroba secara aktifmudah diserang oleh bahan pengawet. semakin tua umur bakteri dan semakin aktif, maka sel-sel cenderung lebih tahan terhadap bahan pengawet. beberapa bahan pengawet, aktivitasnya akan naik dalam bahan pangan yang bersifat asam, misalnya asam benzoat dalam minuman sari jeruk. Peranannya dalam antimikroba, bahan pengawet ini meniliki mekanisme kerja untuk menghambat pertumbuhan mikroba bahkan mematikannya, diantaranya sebagai berikut:
1. Gangguan sistem Genetik
dalam hal ini bahan kimia akan masuk kedalam sel. Beberapa bahan kimia dapat berkombinasi atau menyerang ribosom dan menghambat proses sintesis protein. jika gen-gen dipengaruhi  oleh bahan kimia maka sintesis enzim yang mengintrol gen akan dihambat.
2. Menghambat sistesis dinding sel atau membran
Bahan kimia tidak perlu masuk kedalam sel untuk menghambat pertumbuhan, reaksi yang terjadi pada dinding sel atau membran dapat mengubah permeabilitas sel.hali ini dapat mengganggu dan menghalangi jalannya nutrient masuk kedala sel, dan mengganggu keluarnyazat-zat penyusun sel dan metabolit daridalam sel. Kerusakan memnbran sel dapat terjasi karena reaksi antara bahan pengawet dengan sisi aktif atau larutnya senyawa lipid. dinding sel merupakan seyawa  yang kompleks, karena itu bahan kimia dapat bercampur dengan penyusun dinding sel. apabila hal ini berkembang lbih lanjut maka akibatnya kebutuhan sel tidak dapat terpenuhi dengan baik.
3. Penghambatan Enzim
Perubahan pH yang mencolok, pH naik turun akan menghambat kerja enzim dan mencegah perkebangbiakan mikroorganisme.
4. Peningkatan Nutrien Esensial.
Mikroorganisme mempunyai kebutuhan nutrien yang berbeda-beda, karena itu peningkatan nutrien tertentu akan mempengaruhi organisme yang berbeda pula. apabila suatu organisme hanya memerlukan sedikit nutrien dan apabila nutrien tersebut diikat, akan lebih sulit berpengaruh pada organisme dibanding dengan organisme lain yang memerlukan nutrien tersebut dalam jumlah banyak.

Mekanisme Kerja Pengawet

Mekanisme kerjas senyawa antimikroba berbeda-beda antara senyawa yang satu dengan yang lain, meskipun tujuan akhirnya sama, yaitu menghambat atau menghentikan pertumbuhan mikroba. Larutan garam NaCl dan gula yang digunakan sebagai bahan pengawet seharusnya lebih pekat daripada sitoplasma dalam sel mikroorganisme. Oleh sebab itu, air akan keluar dalam sel dan sel menjadi kering atau mengalami dehidrasi.
Kerja asam sebagai bahan pengawet tergantung pada pengaruhnya terhadap pertumbuhan mikroorganisme, seperti bakteri, khamir dan kapang yang tumbuh pada bahan pangan. Penambahan asam berarti menurunkan pH yang disertai dengan naiknya konsentrasi ion hidrogen, dan dijumpai bahwa pH rendah lebih besar penghambatnya pada pertumbuhan mikroorganisme. Asam digunakan sebagai pengatur pH sampai pada harga yang bersifat toksik untuk mikroorganisme dalam bahan pangan. Efektivitas suatu asam dalam menurunkan pH tergantung pada kekuatan, yaitu derajat ionisasi asam dan konsentrasi, yaitu jumlah asam dalam volume tertentu (misalnya molaritas). Jadi asam keras akan lebih efektif dalam menurunkan pH apabila dibandingkan dengan asam lemah pada konsentrasi yang sama.
1. Asam Benzoat dan Garamnya (Na dan K)
Senyawa ini relatif kurang efektif sebagai bahan pengawet pada pH yang lebih besar, namun kerjanya sebagai pengawet naik dengan turunnya pH sampai dibawah 5. Turunnya pH medium akan menaikkan proporsi asam yang tidak terdisosiasi karena asam yang tidak terdisosiasi penentu utama peranan pengawet. Asam benzoat sangat efektif dalam menghabat pertumbuhan mikroba dalam bahan pangan dengan pH rendah, seperti sari buah dan minuman penyegar.
2. Asam Propionat dan Garamnya (Na dan Ca)
Garam Na dan Ca dari asam proponiat lebih efektif pada pH rendah. Asam ini tidak mengalami disosiasi dan efektivitas pengawetan, tetapi sangat efektif untuk menghambat pertumbuhan kapang pada roti dan hasil olahan tepung lainnya serta efektif untuk mencegah pembentukan rope pada roti.
3. Asam sorbat dan Garamnya (Na, K, dan Ca)
Kerja asam sorbat akan efektif pada pH rendah dan pada kondisi tidak terdisosiasi. Apabila ditambahkan pada bahan pangan dengan pH rendah akan sangat efektif dalam menghambat pertubuhan khamir dan kapang. Kerjanya selektif, yaitu mampu menghambat pertumbuhan mikroba yang menguntungkan, contohnya pada proses pematangan kejuu.
4. Belerang Dioksida dan Sulfit
Dalam kondisi pH 7 belerang oksida tidak memberikan penghambatan pada pertumbuhan khamir dan kapang, dan diperlukan sebanyak 100bpj belerang dioksida untuk menghambat pertumbuhan bakteri. Sulfit (HSO3) pada pH tinggi dapat berfungsi sebagai penghambat E. coli, tetapi ion  tersebut tidak efektif untuk khamir. Umumnya, asam belerang dapat memblokir enzim mikroorganisme dengan cara mereduksi ikatan penting disulfida (-S-S).
5. Nitrit dan Nitrat
Nitrit dapat menghambat mikroorganusme dengan cara meniadakan katalisator respirasi yang memiliki heme. peranan nitrat kadang-kadang tidak menentu. Suatu hasil penelitian menyatakan bahwa NaNO3 pada konsentrasi antara 2,3 - 4,4 % dapat menghambat pertumbuhan Clostidium botulinumn namun pada konsentrasi0,06 - 0,39% tidak menghambat petumbuhan C. botulinum. Media agar dari infusi babi ternyata lebih dari 70% jumlah sporanya dapat direduksi dengan NaNO3 0,1% atau NaNO2 0,005%, atau NaCl 2%.

Jangan lupa juga singgah di Chanel Islamku

JENIS-JENIS BAHAN PENGAWET

Bahan pengawet umumnya digunakan untuk mengawetkan bahan pangan yang memiliki sifat mudah rusak. Bahan ini biasanya dapat memperlambat atau menghambat proses fermentasi, pengasaman, atau penguraian yang disebabkan oleh mikroorganisme. Akan tetapi, tidak jarang produsen menggunakannya pada bahan pangan yang relatif awet dengan maksud memperpnjang masa simpan atau memperbaiki tekstur.

Berikut jenis-jenis bahan pengawet:
Secara uum kita mengenal dua jenis bahan pengawet makanan yaitu bahan Pengawet Anorganik dan bahan pengawet organik. Untuk lebih lengkapnya mari kita simak.
1. Zat pengawet Anorganik
Zat pengawet anorganik yang masih sering digunakan adalah sulfit, hidrogen peroksida, nitrat dan nitrit. Sulfit biasanya digunakan dalam bentuk gas SO2, garam Na atau K Sukfit, bisulfit, dan metabisulfit. Bentuk efektif sulfit sebagai bahan pengawet adalah yang tidak terdisosiasi dan terutama terbentuk pH di bawah 3. Molekul sulfit lebih mudah menembus dinding sel mikroba bereaksi dengan asetaldehid membentuk senyawa yangtidak dapat difermentasi oleh enzim mikroba, mereduksi ikatan disulfida enzim, dan bereaksi dengan keton membentuk hidro sulfonat yang dapat menghambat mekanisme pernapasan.
Selain sebagai pengawet, sulfit dapat berinteraksi dengan gugus karbonil. hasil reaksi itu akan mengikat melanoidin sehingga mencegah timbulnya warna cokelat. Sulfur dioksida juga dapat berfungsi sebagai antioksidan dan meningkatkan daya kembang terigu.
garam nitrat dan nitrit umumnya digunakan pada proses curing daging untuk memperoleh warna yang baik dan mencegah pertumbuhan mikroba patogen seperti Clostrodium  botolinum, suatu bakteri yang dapat memproduksi racun yang mematikan. Dari hal tersebut nitrit dan nitrat banyak digunakan sebagai bahan pengawet tidak saja pada produk-produk daging tapi juga pada ikan dan keju.
Penggunaan bahan ini semakin meluas karena manfaat nitrit dalam pengolahan daging (seperti sosis, kornet, ham, dan hamburger) selain sebagai pembentuk warna dan bahan pengawet mikroba, juga berfungsi sebagai faktor sensori lain, yaitu aroma dan cita rasa.
penggunaan Na-nitrit sebagai bahan pengawet untuk mempertahankan warna  daging atau ikan ternyata menimbulkan efek yang membahayakan. nitrit dapat berikatan dengan amino dan amida dan membentuk turunan nitrosamin yang bersifat toksik.
nitrosiamina inilah yang mampu menimbulkan kanker pada hewan. Hingga saat ini, penelitian telah menujukkan bahwajumlah nitrosiamina yang terbentuk pada pangan masih jauh dari ambang batas keamanan pangan yang dapat membahayakan hewan.
2. Zat pengawet organik
Zat pengawet organik cenderung lebih banyak digunakan daripada zat pengawet anorganik. Alasannya adalah bahan ini jauh lebih mudah dibuat daripada zat pengawet Anorganik. Bahan organik digunakan baik dalam bentuk asam maupun dalam bentuk garamnya. Zat kimia yang biasa digunakan sebgai bahan pengawet adalahasam sorbat, asam propionat, asam benzoat, asam asetat, dan epoksida.

Antioksidan

Antioksidan merupakan senyawa yang dapt memperlambat oksidasi di dalam bahan. Antioksidan sangat penting dalam melindungi lemak, bahan pangan yang dapat dibuat dengan lemak sabun, produk karet, produk petroleum, pelumas, plastik kosmetika dan beberpa obat-obatan.

Meskipun kerusakan mikrobiologis merupakan faktor utama yang perlu diperhatikan dalam pengawetan bagian karbohidrat dan protein suatu produk pangan, namun oksidasi adalah faktor utama yang memengaruhi kualitas lemak, minyak, dan bagian lemak dari pangan. Lemak dan minyak mudah menjalani oksodasi yang mengakibatkan kerusakan karena timbulnya bau dan citarasa menyimpang.

Antioksidan efektif mengurangi ketengikan oksidatif dan polimerisasi, tetapi tidak memengaruhi hidrolisis atau reversi. Pemilihan penggunaan antioksidan dapat dibagi menjadi enam kategori.
1. Lemak Hewani
Lemak golongan ini, baik lemak pangan maupun nonpangan serta shortening relatif mengandung lemak hewani dalam persentase tinggi mempunyai sifat relatif derajat ketidakjenuhannya rendah dan stabilitasnya minimal. Lemak ini cukup responsif terhadap perlakuan antioksidan. Bila diinginkan stabilitas tipe AOM dan perlindungan yang terbawa terus maksimal.
2. Minyak Nabati
Termasuk dalam golongan ini pangan dan minyak nonpangandan shortening yang mengandung lemak dalam persentase tinggi. Minyak ini ditandai dengan derajat ketidakjenuhan yang tinggi dan biasanya mengandung beberapa antioksidan alami. Karena derajat ketidakjenuhannya tinggi maka minyak nabati sukar distabilkan dengan antioksidan dalam jumlah normal.
3. Produk Pangan dengan Kadar Lemak tinggi
Produk pangan seperrti beberapa macam kerupuk, donat, kacang goreng, dan lain-lainnya dibuat dengan perlakuan penggorengan dan terkadang mengandung lemak atau minyak 50%. Minyak nabati atau shortening sering digunakan untuk penggorengan ini. Beberapa macam roti dibuat dalam campurannya dengan lemak yang kadarnya 8 - 10%, namun dalam hal ini yang digunakan adalah lemak hewani. Pemilihan antioksidan untuk berbagai macam produk ini berdasarkan atas pertimbangan tipe lemak yang digunakan serta kondisi prosesing dalam pembuatannya.
4. Produk Daging
Antioksidan diizinkan digunakan pada daging kering, sosis babi kering dan segar, dan dalam lemak hewani atau kombinasi lemak hewani dan nabati. Pangan produk daging dapat mengandung sampai 50% jaringan lemak. Meskipun produk ini mengandung hemoglobin dalam jumlah yang agak besar, namun produk tersebut cukup responsif terhadap perlakuan antioksidan.
5. Produk Ikan
Penggunaan antioksidan pada sebagian produk ikan kurang berhasil ditinjau dari segi komersial. Hal ini disebabkan (1) bagian trigliserida dan fosfolipid sebagian besar minyak ikan ketidakjenuhan tinggi, (2) pada banyak produk ikan mengandung kaltalisator alami seperti pigmen  heme, dan (3) dalam beberapa hal metode yang digunakan kurang ccok.
Minyak hati ikan merupakan sumber utama vitamin A dan D yang peka terhadap oksidasi dan penggunaan antioksidan dapat mencegah oksidasi ini. Kombinasi BHA, propil gallat, dan asam sitrat diketahui efektif dalam mencegah pemecahan vitamin A dan D. Pada akhir-akhir ini teknik pengkapsulan dalam gel digunakan untuk melindungi vitamin yang terdaoat dalam minyak. Pengkapsulan ini tentu saja mencegah kontak dengan oksigen.
Karena asam lemak di dalam minyak ikan derajat ketidakjenuhannya tinggi maka propil gallat dan beberapa gallat yang lebih tinggi merupakan antioksidan yang paling efektif. Minyak ikan juga mengandung persentase besi yang cukup tinggi yang tidak dapat semuanya diikat denga metode standar. Senyawa gallat biasanya menghasilkan pewarnaan akibat pembentukan kompleks itu. Penggunaan gallat dalam minyak ikan konsentrasinya terbatas sangat sedikit.
6. Produk Lain-lain
Beberapa produk yang digunakan dalam industri pangan membutuhkan stabilitas dengan antioksidan, meskipun produk itu tidak termasuk dalam golongan pangan seperti tersebut diatas. Minyak esensial seperti minyak orange, minyak lemon dan minyak yang serupa dengan struktur terpen mengalami oksidasi radikal bebas, seperti fosfolipid dan trigliserida. beberapa permen karet tersusun dari minyak esensial sebagai pemberi cita rasa, lilin petroleum, dan polimer lain yang memiliki ikatan tidak jenuh. Bahan permen karet ini bila terus menerus mengalami oksidasi dapat menjadi sangat keras karena terbentuknya ikatan silang antarpolimer.