Faktor yang menyebabkan pembusukan pada ikan adalah a kelembaban B bakteri C virus d suhu

Mikroorganisme yang terdapat pada produk perikanan dapat berasal dari berbagai sumber seperti tanah, air permukaan, debu, saluran pencernaan manusia dan hewan, saluran pernafasan manusia dan hewan, dan lingkungan tempat pemeliharaan/ budidaya, persiapan, penyimpanan atau pengolahan. Beberapa parameter yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme pada produk perikanan menentukan apakah suatu mikroorganisme dapat tetap dorman, mati, atau hidup subur sehingga menjadi dominan pada produk perikanan tersebut. Faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme pada produk perikanan dapat dibedakan atas dua faktor utama, yaitu faktor intrinsic dan faktor ekstrinsik.

4.3.1 Faktor Intrinsik

Sifat-sifat fisik, kimia dan struktur produk perikanan yang mempengaruhi populasi dan pertumbuhan mikroorganisme disebut faktor intrinsik. Faktor-faktor tersebut terdiri dari: pH, aktivitas air (aw), potensi oksidasi-reduksi (EM), kandungan nutrisi, senyawa antimikroba, dan struktur biologi.

Kebanyakan mikroorganisme tumbuh baik pada pH sekitar 7.0 (6.6-7.5), dan hanya beberapa yang dapat tumbuh di bawah pH 4.0. Bakteri mempunyai kisaran pH pertumbuhan yang lebih sempit dibandingkan dengan kapang dan khamir. Sebagai contoh, kebanyakan bakteri tidak dapat tumbuh pada pH di bawah 4.0 dan di atas 8.0, sedangkan kapang mempunyai kisaran pH pertumbuhan 1.5-2.0 sampai 11.0, dan khamir mempunyai kisaran pH pertumbuhan 1.5 sampai 8.0-8.5. Oleh karena itu produk perikanan yang mempunyai pH lebih rendah akan semakin awet karena semakin sedikit jenis mikroorganisme yang dapat tumbuh.

Nilai pH atau keasaman produk perikanan dipengaruhi oleh asam yang terdapat pada produk perikanan tersebut. Asam di dalam produk perikanan mungkin terbentuk selama fermentasi, misalnya pada kecap ikan, dan sebagainya. Nilai pH minimum untuk pertumbuhan mikroorganisme kadang-kadang dipengaruhi oleh jenis asam yang terdapat pada produk perikanan tersebut. Sebagai contoh, beberapa Laktobasili dapat tumbuh pada pH yang lebih rendah jika asam yang terdapat pada produk perikanan tersebut berupa asam sitrat, HCl, asam fosforat atau asam tartarat, dibandingkan jika asam yang terdapat pada produk perikanan tersebut berupa asam asetat atau asam laktat.

Semua mikroorganisme membutuhkan air untuk pertumbuhannya. Air berperan dalam reaksi metabolism dalam sel dan merupakan alat pengangkut zat-zat gizi atau limbah ke dalam dan keluar sel. Semua kegiatan ini membutuhkan air dalam bentuk cair dan apabila air tersebut mengalami kristalisasi dan membentuk es atau terikat secara kimiawi dalam larutan gula atau garam, maka air tersebut tidak dapat digunakan oleh mikroorganisme. Jumlah air yang terdapat dalam bahan pangan atau larutan dikenal sebagai aktivitas air. Air murni mempunyai nilai aw 1.0. Jenis mikroorganisme yang berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda pula untuk pertumbuhannya.

Nilai aw kebanyakan produk perikanan segar adalah di atas 0.99. Kebanyakan bakteri, pembusuk tidak dapat tumbuh pada aw di bawah 0.91, sedangkan kebanyakan khamir pembusuk tidak dapat tumbuh pada aw di bawah 0.88, dan kebanyakan kapang pembusuk tidak dapat tumbuh pada aw di bawah 0.80. Bakteri pathogen yang dapat tumbuh pada aw relatif rendah adalah Staphylococcus aureus, yang dapat tumbuh sampai aw 0.86, sedangkan Clostridium botulinum tidak dapat tumbuh pada aw di bawah 0.95. Bakteri yang dapat tumbuh pada aw paling rendah adalah bakteri halofilik, yaitu sampai aw 0.75, sedangkan kapang xerofilik dapat tumbuh sampai aw 0.65, dan khamir osmofilik dapat tumbuh sampai aw 0.60. Minimum aktivitas air dari beberapa kelompok mikroorganisme dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Aktivitas air (aw) dari beberapa kelompok mikroorganisme

Larutan garam dan gula yang pekat dapat mengakibatkan tekanan osmotik pada sel mikroorganisme dengan menyerap keluar air dari dalam sel dan menyebabkan sel kekurangan air dan mati. Beberapa jenis mikroorganisme dapat menyesuaikan diri dengan keadaan tersebut yaitu dengan adanya tekanan osmotik eksternal yang tinggi dalam beberapa hal tertentu, dan keadaaan semacam itu yang diinginkan. Beberapa jenis bakteris, khamir dan kapang dapat tahan serta tumbuh pada larutan gula yang sangat pekat dan umumnya dikenal sebagai organisme osmofilik. Keadaan yang sama pada beberapa jenis mikroorganisme yang tahan dalam lingkungan berkadar garam cukup tinggi yang disebut dengan organisme halofilik. Jenis-jenis yang tahan tekanan osmotik ini dapat berperan secara nyata dalam pembusukan bahan pangan.

• Potensi Oksidasi-Reduksi (O/R, Eh)

Potensi redoks dari suatu sistem biologis adalah suatu indeks dari tingkat oksidasinya. Potensial redoks ini berhubungan dengan: a) komposisi kimia dari bahan pangan (konsentrasi dari zat pereduksi seperti kelompok sulfihidril dalam protein, asam askorbat, gula pereduksi, oksidasi, tingkat kation dan sebagainya; b) tekanan parsial oksigen yang terjadi selama penyimpanan.

Mikroorganisme berbeda dalam sensitivitasnya terhadap potensi oksidasi reduksi dari medium pertumbuhannya. Potensi O/R dari substrat menunjukkan kemampuan substrat untuk melepaskan elektron (teroksidasi) atau menerima elektron (tereduksi). Potensi O/R suatu sistem diberi simbol Eh. Mikroorganisme aerobik memerlukan nilai, Eh positif (teroksidasi), dengan dugaan bahwa pengaruh kecil terhadap komposisi bahan pangan, permukaan bahan pangan tersebut akan membantu pertumbuhan spesies gram negatif berbentuk batang yang bersifat aerobik seperti Pseudomonas pada permukaan ikan dan daging. Mikroorganisme anaerobik memerlukan nilai Eh negatif (tereduksi). Komponen-komponen yang menyebabkan kondisi, tereduksi (keadaan anaerobik) pada produk perikanan terutama adalah grup sulfhidril (-SH) di dalam daging ikan seperti jenis-jenis dari Enterobacteriaceae atau Clostridium sp. Selain itu tekanan oksigen di atmosfer yang terdapat di sekitar produk perikanan juga mempengaruhi potensi O/R. Kemasan bahan pangan secara vakum juga akan membantu perkembangan mikroorganisme anaerobik dan fakultatif anaerobik, walaupun karbohidrat yang dibebaskan oleh pertumbuhan awal mikroorganisme dalam bahan pangan tersebut dapat mempunyai pengaruh tertentu pada perkembangan spesies.

Beberapa bakteri aerobik tumbuh lebih baik pada kondisi tereduksi, dan bakteri semacam ini disebut bakteri mikroaerofilik. Beberapa contoh bakteri mikroaerofilik misalnya Laktobasili dan Streptokoki. Beberapa bakteri mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada keadaan aerobik maupun anaerobik dan disebut anaerob fakultatif. Kebanyakan kapang dan khamir yang tumbuh pada produk perikanan bersifat aerobik, dan hanya beberapa yang bersifat anaerobik fakultatif.

Untuk dapat tumbuh dan berfungsi secara normal, mikroorganisme membutuhkan suplai makanan yang akan menjadi sumber energi dan menyediakan unsur-unsur kimia dasar untuk pertumbuhan sel (seperti: karbon, hydrogen, oksigen, sulfur, fosfor, magnesium, zat besi dan sejumlah kecil logam lainnya). Karbon dan sumber energi untuk hamper semua mikroorganisme yang berhubungan dengan bahan pangan dapat diperoleh dari jenis gula karohidrat sederhana seperti glukosa. Komponen-komponen lain yang dibutuhkan mikroorganisme adalah: air, sumber energi, sumber nitrogen, vitamin dan faktor pertumbuhan lainnya, serta mineral.

Dari kebutuhan nutrien untuk pertumbuhan, kapang mempunyai kebutuhan nutrien yang paling minimal, diikuti dengan khamir, kemudian bakteri gram negatif, sedangkan bakteri gram positif mempunyai kebutuhan nutrien yang paling tinggi. Sebagai sumber energi, mikroorganisme yang ada di produk perikanan dapat menggunakan berbagai gula, alkohol, dan asam amino. Beberapa mikroorganisme dapat menggunakan sumber karbohidrat yang lebih kompleks seperti pati dan selulosa, dengan terlebih dahulu memecahnya menjadi unit-unit gula sederhana. Lemak juga dapat digunakan oleh beberapa mikroorganisme tertentu sebagai sumber energi.

Sumber nitrogen utama bagi mikroorganisme heterotrofik adalah asam amino. Sebagai senyawa sumber nitrogen juga dapat digunakan oleh berbagai mikroorganisme. Beberapa mikroorganisme dapat menggunakan nukleotida dan asam amino bebas, sedangkan mikroorganisme lainnya dapat menggunakan peptida dan protein. Pada umumnya mikroorganisma akan menggunakan senyawa yang paling sederhana terlebih dahulu, yaitu asam amino, sebelum menggunakan senyawa yang lebih kompleks seperti protein.

Mikroorganisme mungkin membutuhkan vitamin B dalam jumlah kecil. Pada umumnya bakteri gram positif mempunyai kemampuan paling rendah dalam mensintesa vitamin, sedangkan bakteri gram negatif dan kapang dapat mensintesa hampir semua faktor pertumbuhan yang dibutuhkan, oleh karena itu kedua grup mikroorganisme tersebut sering ditemukan tumbuh pada produk- produk perikanan yang mempunyai kandungan vitamin B rendah.

Ketahanan produk perikanan terhadap serangan mikroorganisme juga dipengaruhi oleh adanya senyawa-senyawa antimikroba yang terdapat secara alamiah di dalam produk perikanan tersebut. Komponen antimikroba tersebut terdapat di dalam makanan melalui salah satu dari beberapa cara yaitu:

• Terdapat secara alamiah di dalam bahan pangan
• Ditambahkan dengan sengaja ke dalam makanan
• Terbentuk selama pengolahan atau oleh jasad renik yang tumbuh selama fermentasi makanan

Beberapa kapang dan bakteri dapat merusak komponen fenol yang terbentuk dalam pengasapan daging atau ikan, atau merusak asam benzoat yang ditambahkan ke dalam makanan. Sulfur dioksida yang bersifat antimikroba dapat dirusak oleh beberapa khamir yang tahan dan bakteri yang tergolong laktobasili dapat mengakibatkan inaktifasi nisin. Pemanasan makanan dapat mengakibatkan terbentuknya komponen antimkroba, misalnya pemanasan lipid mengakiatkan otooksidasi sehingga terbentuk komponen yang mempunyai sifat antimikroba. Secara rinci masih belum terungkap senyawa antimikroba yang secara alamiah didapat dalam produk perikanan.

Beberapa produk perikanan mempunyai struktur spesifik yang melindunginya terhadap masuknya organisme pembusuk dan proses pembusukan selanjutnya. Contoh struktur tersebut misalnya kulit pada ikan dan hewan, dan sebagainya. Selain itu tekstur produk perikanan juga mempengaruhi kecepatan pembusukan oleh organisme pembusuk. Sebagai contoh, ikan lebih cepat mengalami kerusakan dan kebusukan dibandingkan dengan daging sapi karena ikan mempunyai struktur yang lebih lembut dan lunak dibandingkan dengan daging sapi. Lapisan kitin dari udang memiliki senyawa aktif yang dapat digunakan sebagai bahan fungsional.

4.3.2 Faktor Intrinsik

Faktor ekstrinsik adalah kondisi lingkungan penyimpanan yang mempengaruhi produk perikanan dan mikroorganisme. Faktor ekstrinsik yang mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme pada produk perikanan terutama adalah suhu penyimpanan, kelembaban relatif lingkungan, dan susunan gas di lingkungan tempat penyimpanan.

Berdasarkan suhu optimum pertumbuhannya, mikroorganisme dapat dibedakan atas tiga kelompok, yaitu:

1. Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30°C, dengan suhu optimum 15°C.

Beberapa bakteri yang memiliki sifat psikrofilik seperti bakteri Aeromonas hydrophila, Clostridium botulinum tipe E, Listeria monocytogenes, Yersinia enterocolitica, dan beberapa Enteropatogen seperti E.coli.

1. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15° – 55°C, dengan suhu optimum 25° – 40°C.
2. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° – 75°C, dengan suhu optimum 25° – 40°C. Pada tahun 1967 di Yellow Stone Park ditemukan bakteri yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93° – 94°C.

Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban yang cukup tinggi, kira-kira 85%. Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan. Kelembaban relatif (RH) lingkungan tempat penyimpanan mempengaruhi aw di dalam produk perikanan dan pertumbuhan mikroorganisme pada permukaan produk perikanan. Produk perikanan dengan aw rendah akan menyerap air jika disimpan di dalam lingkungan dengan RH tinggi. Demikian juga sebaliknya, produk perikanan dengan aw tinggi akan kehilangan air jika disimpan di dalam ruangan dengan RH rendah.

Penyimpanan produk perikanan di dalam ruangan dengan RH rendah dapat mencegah kebusukan oleh mikroorganisme, akan tetapi pada RH yang rendah produk perikanan juga akan kehilangan sebagian airnya sehingga mengerut dan menurunkan mutu produk perikanan. Dalam memilih RH lingkungan yang tepat, perlu diperhatikan kemungkinan pertumbuhan mikroorganisme pembusuk dengan tetap mempertahankan mutu produk perikanan yang disimpan.

Penyimpanan produk perikanan di dalam ruangan dengan konsentrasi CO2 dinaikkan ternyata dapat mencegah pertumbuhan mikroba. Cara penyimpanan ini disebut "controlled atmosphere storage (CA storage), dimana CO2 ditambahkan ke dalam ruangan dari sumber mekanis atau menggunakan es kering (CO2 padat). Selain CO2, ozon (O3) juga mempunyai efek mengawetkan terhadap beberapa produk perikanan. Dengan konsentrasi beberapa ppm, ozon terbukti dapat mencegah pertumbuhan mikroorganisme pembusuk. Karena ozon merupakan suatu senyawa pengoksidasi kuat, maka ozon tidak dapat digunakan untuk mengawetkan produk perikanan yang mempunyai kandungan lipid tinggi karena akan menyebabkan ketengikan pada produk perikanan tersebut.

Jumlah dan jenis mikroorganisme yang tumbuh pada produk perikanan sangat dipengaruhi oleh ada tidaknya oksigen di sekelilingnya. Salah satu contoh pengaruh oksigen terhadap pertumbuhan mikroorganisme pada produk perikanan dapat dilihat pada Gambar 36) yang menunjukkan kelompok bakteri yang tumbuh pada karkas daging yang disimpan pada suhu rendah dalam kondisi aerobik dan anaerobik. Daging ikan yang disimpan pada suhu rendah biasanya banyak terkontaminasi oleh bakteri gram negatif yang bersifat psikrofil. Pada kondisi penyimpanan aerobik, bakteri predominan pada karkas daging yang disimpan pada suhu rendah (lemari es) adalah bakteri gram negatif berbentuk batang dan pembentuk lendir, sedangkan persentase bakteri gram positif menurun selama beberapa jam penyimpanan. Sebaliknya, pada daging yang dipak secara vakum (kondisi anaerobik) dan disimpan pada suhu penyimpanan yang sama, bakteri yang predominan adalah bakteri gram positif yang bersifat anaerobik fakultatif dan menyebabkan keasaman atau penurunan pH daging ikan. Selama penyimpanan vakum jumlah bakteri gram negatif pada daging ikan menurun.

Gambar 36. Komposisi mikroba pada daging ikan yang disimpan pada

suhu rendah dalam keadaan (a) aerobik, dan (b) anaerobic

Cahaya sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan bakteri. Umumnya cahaya merusak sel mikroorganisme yang tidak berklorofil. Sinar ultraviolet dapat menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel yang berakibat menghambat pertumbuhan atau menyebabkan kematian. Pengaruh cahaya terhadap bakteri dapat digunakan sebagai dasar sterilisasi atau pengawetan bahan makanan.