Thursday, 2 February 2012
THE SALTING EFFECT FOR HISTAMINE CONTENTS IN FISH DURING THE PEDA FERMENTATION
Rinto
Published in Jurnal Agria Vol. 3 No. 2 Feb. 2007
Abstract
Some of the halophiles bacteria can produce histamine during fish fermentation process. The aim of this research was to saw correlation of salting and histamine contain in fish (peda) with salt (20; 25; and 30%). The result saw that number of histamine producer bacteria with salting 20; 25; and 30%,
Introduction
Histamine, which is the most important biogenic amine, can cause poisoning as a result of the ingestion of food containing high level of this amine. Histamines are present in variety of fish and fish product. The presence of histamines in these fish is an indication of fish spoilage, which is dependent upon the availability of free histidine and presence of decarboxylase positive microorganisms.
Peda is fish fermented product contents high histamine. The histamines in the peda are 107 to 133mg/100g (Heruwati, 2002). Peda are made from salting fish with salt concentration 20 to 30%. The aim of the salting is block activity of spoilage bacteria and upgrades of lactic acid bacteria. Some of the halophyles bacteria capable to change of histidine to histamine. This condition caused the histamine formed during fermented peda difficult to block. Another that, the used of fish have spoilage as a raw material can increased presence of histamine in peda.
Some of the countries have decided maximum recommendable limits for histamine are 50mg/100g (500ppm) in the fish and fish product. The histamine forming in the fresh fish can block with handling on temperature for under 4oC.
In the process of fish fermentation, the histamine forming is difficult to blocked because activity of some halophyles bacteria have decarboxylase enzyme activity have been occurred. In this research was studied effect of increment salt to growth histamine producer bacteria and presence histamine during process of peda fermentation.
Material and Methods
Peda was made from Indian mackerel (Restreliger sp.) with salting variation are 20, 25, and 30%. The method fermented of peda follow up procedure that publishing Kantor Deputi Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Pemasaran Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (anonymous, 2005). The analysis of microbiologist (APC and histamine producer bacteria) and histamines contents was doing every week during 1 mount. The histamines analysis used spectrophotometer have l=470nm (Mahendradata, 2003).
Results and Discussion
1. Microbiologists of peda during fish fermentation
a. Aerobic bacteria
The number of aerobic bacteria in fresh fish (Indiana mackerel) is 1.5 x 106 CFU/g. It’s indicate that fish was used as a raw material for peda fermentation was well off fresh limited. If the number of bacteria more than 106 CFU/g, fish is start to spoilage. The bad handling from fisherman to industries can cause increase aerobic bacteria in fish. The minimum used of ice in the storage place can increase growth of spoilage bacteria.
Dabrowski et al. (2001) declared, the bacteria in fresh fish is dominated by gram negative bacteria, such as Pseudomonas, Micrococcus, Escericia coli, and others. Aerobic bacteria in fresh fish are 7.5%, like as Micrococcus luteu and Planococcus citreus, anaerob facultative bacteria are 68%, that is Aeromonas spp., Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Pediococcus halophilus, Proteus mirabilis, Vibrio alginolyticus, and V. anguillarum. Obligate anaerobic bacteria are 24%, such as Clostridium bifermentas, C. botulinum type C, C. ghoni, C. mangenotii, C. novyi type B, C. perfingens, and C. sardiniensies. The bacteria can produced histamine in fresh fish are Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis,Vibrio alginolyticus, and Clostridium perfingens (Yoshinaga and Frank, 1982).
The submerged of fish in ice (chilling water) before fermentation can caused increasing aerobic bacteria in fish, that is 7.7 x 106 CFU/gram. This condition was caused by the contamination of bacteria from water, ice, and container that used to submerged of fish. This materials and instrument didn’t sterilization before.
In the first fermented process of phase 1 (F1), total of aerobic bacteria in fish was increase, except in the salting fish 30%. This condition showed of start growth halophylic bacteria in the fermented process. The salinity of fish was 6.22 to 7.48%, which it was good condition to growth of halophylic/halotolerant bacteria. According of Dabrowski et al. (2001), until fermented process (salting) can caused change of dominated bacteria in fish, that is gram negative bacteria to gram positive bacteria, for example is lactic acid bacteria.
The reduction number of aerobic bacteria in fish with salting 30% was caused by high salt concentration. The higher salt was used in first salting; it’s caused to penetrated molecules of salt more quick to fish and this condition can secreted liquid of fish (drip). Liquid of fish (drip) on the first fermented process of phase 1 (F1) with 30% of salting was higher than others. The presence of drip from fish can caused to decreased level of water and number of water activity (Aw). It’s can impeded to growth of bacteria.
Number of aerobic bacteria on the second week fermented process or the first week-fermented process of phase 2 (F2-1) saw higher than before. It’s caused bacteria contamination on the open place for draining. But, in the next week-fermented process, number of aerobic bacteria was decreased again and had stability until the ending of fermented process (F2-4).
Generally, model of aerobic bacteria growth in fish with salting 20% like as salting 25%. But, both had different with salting 30%. There had any factor to influence the same or different of aerobic bacteria growth model. But, from the parameter analysis during fermented process (salinity, water contain (moisture), pH, and water activity (Aw)), can’t to prediction why the model of aerobic bacteria growth on salting fish 20% like as with 25%, but both different with salting fish 30%. With this condition, we need to next research that can answer this question.
b. Histamine producer bacteria
If the fish have more histamine producer bacteria, the fish muscles have more histamine contain. The Indiana mackerel (kembung) had contain of histamine producer bacteria before fermented process. Yoshinaga and Frank saw any bacteria can produced histamine in fresh fish, like as Morganella morganii, Klebsiella pneumoniae, Clostridium perfingens, and Hafnia alvei. The presence of histamine producer bacteria in fresh fish to caused of histamine forming before fermented process, if the condition of fish did`nt control.
The histamine producer bacteria, at the first fermented process of phase 1 (F1) were increase, especially in the 20% salting. This was caused the salt contain (salinity) of the fish was most low. The increasing of salt contain in the muscle fish caused selection of bacteria that grow at the fish, so histamine producer bacteria on the more salting was more low.
Number of histamine producer bacteria at the second week fermented process or the first week-fermented process of phase 2 (F2-1) were increase. The wash and drainage of fish after first fermented caused contamination histamine producer bacteria for fish. At the second week-fermented process of phase 2 (F2-2), the number of histamine producer bacteria was decrease. It was caused that increasing salt content in the fish.
2. Histamine content during fish fermentation
Fish as a raw material at the peda fermentation process had histamine in the muscles. This was caused presence histamine producer bacteria in the fresh fish. But, this histamine was lower from maximum limit food safety to fisheries product (50mg/100g).
The presence of halophiles bacteria have capable to produce histamine it’s cause to increased histamine content during fermented process. The histamine’s content during fermentation process had a increase. But, the increasing of used salt of the fermentation process caused lower histamine content in fish (peda).
In the first of peda fermentation, the salting of fish (20%) had biggest increasing of histamine. It’s caused the number of histamine producer bacteria in fish with salting (20%) had biggest from other.
During fermentation process, the histamine content in fish was increasing, although the number of histamine producer bacteria was decrease. It’s caused any factors: 1). Activity of decarboxilation histidine to histamine was doing enzyme of histidine decarboxilase. Although, histamine producer bacteria were dead, enzyme activity was do. 2) The autolisys activity of enzymes from fish can produce histamines (anonymous (2006) and Hadiwiyoto (1997)). 3). The characteristic of histamine is stabile with change of pH and temperature. Histamine was formed during fermentation accumulated in fish and cause of increasing histamine in peda.
The result of histamine statistic analysis in fish (peda), saw that the salting had effect to change histamine content in fish (peda). The biggest of salting can produced peda with lower of histamines.
D. Conclution
The increasing used of salt in products peda can decrease number of histamine producer bacteria. It’s cause histamine content in fish (peda) is lower.
E. References
Anonimous. 2005. Ikan Asin Cara Kombinasi Penggaraman dan Peragian (Peda). TTG Pengolahan Pangan. www.ristek.go.id. visited 5 Mei 2005.
Anonimous. 2006. Fermented Fish in Africa: A Study on Processing, Marketing and Consumption. FAO Corporated Document Repository.
Dabrowski, W., K. Czeszejko, A. Gronet, A. Wesolowska. 2001. Microflora of Low-Salt Herring. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities. Volume 4 Issue 2.
Hadiwiyoto, S. 1997. Hasil Perikanan: Manfaat dan Keamanannya serta Implikasinya pada Kesehatan; Tinjauan dari Sisi Teknologi Pengolahan dan Lingkungan. Review. Agritech. 17 (3) : 28-43.
Heruwati, E.S. 2002. Pengolahan Ikan secara Tradisional: Prospek dan Peluang Pengembangan. Jurnal Litbang Pertanian. 21 (3).
Mahendraratta, M. 2003. The Change of Histamine Content in Some Fish-Bashed Foods during Storage. Indonesia Food dan Nutrition Progress. 10 (1) : 54-61.
Yoshinaga, D.H. dan H.A. Frank. 1982. Histamine-Producing Bacteria in Decomposing Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis). Appl. Envir. Micro. 44 (2) : 447-452.
Kandungan Histamin selama Proses Produksi dan Penyimpanan Produk Perikanan
Rinto
Dipublikasikan dalam Konggres Ilmu Pengetahuan Wilayah Indonesia Barat. Unsri 2007
Abstrak
Sebagian besar aktivitas perombakan histidin menjadi histamin pada daging ikan dilakukan oleh bakteri yang mempunyai aktivitas dekarboksilasi histidin (histidine decarboxylase positive). Pertumbuhan bakteri dan pembentukan histamin pada ikan segar dapat dihambat dengan menggunakan pendinginan pada suhu dibawah 4oC. Beberapa bakteri histidine decarboxylase positive mempunyai kemampuan berbeda untuk tumbuh dan membentuk histamin pada jenis ikan yang berbeda. Pembentukan histamin yang optimum berlangsung pada suhu 25-38oC, yang dimulai dari 6 jam setelah ikan mengalami kematian. Pada produk perikanan yang disimpan dalam kondisi beku, proses dekarboksilasi histidin masih terjadi, namun tidak menghasilkan histamin yang melewati batas membahayakan (50ppm). Histamin juga terbentuk selama proses fermentasi produk perikanan. Pembentukan histamin pada produk fermentasi dapat dihambat dengan bakteriosin dari bakteri asam laktat yang digunakan sebagai starter selama proses fermentasi.
Key word : histamin, produk perikanan
A. Pendahuluan
U.S. Food and Drug Administration melaporan bahwa salah satu penyebab refusal terhadap produk-produk perikanan dari Indonesia adalah adanya kandungan histamin yang melebihi 50 ppm. Histamin merupakan zat kimia berbahaya bagi kesehatan yang bertindak sebagai causative agent pada scombroid poisoning. Namun Sakit yang ditimbulkan oleh histamin biasanya tidak berlangsung lama dan merupakan sakit yang ringan atau sering disebut dengan alergi (Kim et al., 2002)
Gejala keracunan yang disebabkan oleh histamin umumnya dimulai 1 jam setelah masuknya toksin. Gejala tersebut berupa mual, muntah, perut mengejang, diare dan sakit kepala. Gejala lain yang timbul akibat racun ini yaitu gatal-gatal, kulit berbintik-bintik merah yang disertai demam (Kim et al., 2002).
Ikan yang banyak mengandung histamin adalah golongan scombroidae, karena pada jaringan daging merahnya banyak mengandung asam amino histidin bebas. Tuna, tongkol, tenggiri, dan kembung merupakan golongan ikan scombroidae. Beberapa golongan ikan non-scombroidae juga diindikasikan mengandung histamin, yaitu mahi-mahi, sardin, dan salmon (Kim et al., 2002).
Ikan scombroid dalam kondisi segar, tidak mengandung histamin pada jaringan dagingnya. Setelah ikan mengalami kematian menuju kondisi post mortem, dekarboksilasi histidin bebas akan terjadi sehingga menghasilkan histamin. Apabila suhu tidak dikontrol, perombakan histidin menjadi histamin akan terus terjadi sehingga kandungan histamin pada daging ikan semakin meningkat.
Selain terdapat pada daging ikan segar, histamin juga terdapat pada produk-produk fermentasi hasil perikanan seperti peda, pindang, dan terasi. Kandungan histamin juga terdapat pada keju dan wine walaupun kosentrasinya cukup rendah. Hal ini menunjukan bahwa selama proses fermentasi juga terjadi perombakan histidin menjadi histamin.
B. Pembentukan Histamin pada Daging Ikan
Tingginya kandungan histidin bebas pada daging ikan berkorelasi positif terhadap kandungan histamin pada daging ikan tersebut. Yoshinaga dan Frank (1982) menyatakan bahwa kandungan histamin pada daging ikan menyebar secara tidak merata. Kadar histidin bebas paling besar terdapat pada bagian anterior ikan dan agak berkurang ke bagian posterior, sehingga menyebabkan kandungan histamin pada bagian anterior umumnya lebih besar dari pada bagian posterior.
Selain histidin bebas yang terdapat pada daging ikan, kandungan histamin juga dipengaruhi oleh aktivitas enzim histidine decarboxylase (HDC) yang terdapat pada bagian intestinal ikan. Namun pada umumnya aktivitas dekarboksilasi histidin menjadi histamin lebih banyak dilakukan oleh bakteri dari pada oleh enzim dari ikan itu sendiri. Bakteri yang mampu merombak histidin menjadi histamin adalah bakteri histidine decarboxylase positive yang juga mempunyai kemampuan menghasilkan enzim histidine decarboxylase (Yoshinaga dan Frank, 1982). Perombakan histidine menjadi histamin dapat dilihat pada gambar 1.
Histamin dibentuk oleh bakteri sebagai hasil metabolit sekunder untuk penyeimbang kondisi lingkungan yang semakin asam bagi pertumbuhannya. Diantara bakteri yang dapat menghasilkan histamin adalah Morganella morganii, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus 30a, Clostridium perfingens, Micrococcus spp, Klesbiella pneumoniae, Enterobacter aerogenes, Vibrio anguillarum dan Hafnia alvei (Kim et al., 2002).
Perombakan histidin menjadi histamin berlangsung secara intraseluler. Histidin bebas masuk ke dalam sel bakteri melalui sistem transportasi aktif. Masuknya histidin bebas yang bermuatan positif kedalam sel menyebabkan proton gradien sehingga menimbulkan energi. Proses perombakan histidin menjadi histamin juga menimbulkan energi pada histamine patway. Namun besarnya energi yang dihasilkan dari proses pembentukan histamin belum diketahui secara pasti. Selain sebagai penghasil energi, histamin yang disekresikan keluar sel akan menyebabkan naiknya pH lingkungan karena histamin bersifat alkalis (basa). Sehingga kondisi lingkungan yang semakin asam akibat proses dekomposisi (pembusukan) maupun proses fermentasi dapat dielimasi dengan adanya histamin (Molenaar et al., 1993).
C. Perubahan Kandungan Histamin pada Ikan Segar
Pembentukan histamin di dalam jaringan daging ikan seiring dengan penambahan jumlah bakteri pembentuk histamin pada ikan tersebut. Semakin banyak kandungan bakteri pada ikan maka kemungkinan kandungan histamin semakin besar. Sebagian besar bakteri pembentuk histamin pada ikan berasal dari kulit, insang, dan bagian intestinal ikan sebagai normal flora.
Kemampuan bakteri untuk tumbuh dan membentuk histamin pada daging ikan sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan media tempat tumbuh. Suhu yang optimum untuk pertumbuhan dan pembentukan histamin pada beberapa bakteri berkisar antara 25-38oC. Pada spesies ikan yang berbeda, jenis bakteri yang membentuk histamin juga berbeda. Yoshinaga dan Frank (1982) menyatakan bahwa pada ikan cakalang (Skipjack Tuna) tidak ditemukan Morganela morganii sebagai bakteri paling banyak membentuk histamin pada beberapa ikan golongan scombroidae. Sebagian besar bakteri pembentuk histamin yang tumbuh pada skipjack tuna adalah golongan fakultatif maupun obligat anaerobik. Ini disebabkan karena setelah mengalami kematian, jaringan daging ikan bersifat anaerobik. Clostridium perfingens merupakan bakteri paling dominan membentuk histamin pada ikan skipjack tuna.
Pada suhu 38oC, histamin terbentuk setelah ikan disimpan selama 6 sampai 12 jam dan terus mengalami peningkatan. Adanya histamin setelah 6 jam penyimpanan menunjukan bahwa daging ikan pada awalnya tidak mengandung histamin. Selain itu histamin terbentuk ketika pH daging ikan semakin rendah akibat adanya dekomposisi berbagai senyawa kimia dari kegiatan enzimatis dan bakteri pada daging ikan.
Pada suhu 38oC selama 48 jam dalam media Tuna Fish Infusion Broth (TFIB), pertumbuhan dan pembentukan histamin dapat dilihat pada tabel berikut ini. Media TFIB dipreparasi dari skipjack tuna segar.
Tabel 1. Pertumbuhan dan pembentukan histamin pada media TFIB dengan suhu 38oC selama 48 jam.
Organisme
|
Viable count/ml
|
Histamin (mg/106 cells
| ||
Aerobic
|
Anaerobic
|
Aerobic
|
Anaerobic
| |
C. perfingens
|
-
|
8.6 x 106
|
ND
|
110
|
E. aerogenes
|
1.3 x 109
|
5.4 x 109
|
0.026
|
0.00072
|
P. mirabilis
|
7.3 x 108
|
6.2 x 106
|
0.057
|
6.9
|
V. alginolyticus
|
5.5 x 107
|
4.7 x 106
|
0.14
|
0.57
|
K. pneumoniae
|
5.0 x 107
|
1.1 x 108
|
22
|
29
|
8.3 x 108
|
5.5 x 108
|
2.4
|
2.9
| |
Clostridium perfingens mempunyai kemampuan membentuk histamin paling besar bila dibandingkan dengan bakteri lainnya pada media TFIB dari skipjack tuna. Pada jenis ikan yang berbeda kemampuan pembentukan histamin juga berbeda. Hal ini sangat dipengaruhi oleh habitat bakteri sebelumnya sebagai normal microflora pada berbagai jenis ikan, serta kandungan histidin bebas pada jaringan daging ikan.
Kosentrasi histidin minimum yang dapat digunakan untuk aktivitas histidine decarboxylase adalah 100 sampai 200 mg/100g sampel. Ikan mackerel mempunyai kandungan histidin bebas sebesar 210 sampai 726 mg/100g. Ikan mahi-mahi mempunyai kandungan histidin bebas sebesar 182-541mg/100g dan pada tuna sebesar 220-708mg/100g daging ikan (Kim et al., 2002). Kemampuan tumbuh Morganella morganii pada ikan mackerel dapat dilihat pada gambar 2.
Morganella morganii sebagai bakteri yang diindikasikan paling besar membentuk histamin pada ikan golongan scombroidae juga mempunyai kemampuan pembentukan histamin yang berbeda pada berbagai jenis ikan. Pada ikan mackerel, Morganella morganii paling besar membentuk histamin dengan berbagai fariasi suhu.
Adapun pola pembentukan histamin pada berbagai jenis ikan dan variasi suhu dapat dilihat pada gambar berikut ini.
D. Perubahan Kandungan Histamin pada Ikan Beku
Pertumbuhan bakteri pada ikan yang disimpan dalam keadaan beku sangat terhambat, bahkan cenderung mengalami penurunan. Menurut Kim et al., pada suhu -30oC, Morganella morganii yang awalnya berjumlah 106koloni/g daging ikan menurun menjadi 104koloni/g pada ikan mackerel, albacore, mahi-mahi dan salmon yang disimpan selama 3 bulan.
Mahendradataa (2003) menyatakan bahwa burger yang dibuat dari ikan cakalang (skipjack tuna) dan disimpan pada suhu 0oC selama 4 minggu, kandungan histaminnya terus mengalami peningkatan dari 0,755 menjadi 8,196 mg/ 100 g sampel. Hal ini menunjukan bahwa aktivitas perombakan oleh enzim histidine decarboxylase (HDC) terus berjalan walaupun bakteri yang terdapat pada produk terhambat pertumbuhannya.
E. Perubahan Kandungan Histamin pada Produk Fermentasi
Produk fermentasi ikan yang dibuat secara tradisional biasanya mengandung histamin yang cukup tinggi. Sarnianto et al. dalam Heruwati (2002) menyatakan bahwa kandungan histamin pada ikan peda sebesar 107-133mg/100g sampel. Menurut Brillantes (2002) saus ikan yang dibuat secara tradisional dari bahan baku (ikan) yang kurang peng-esan dengan fermentasi selama 12 bulan memiliki kandungan histamin yang berkisar antara 145-374 ppm. Sedangkan saus ikan yang dibuat dari ikan yang segar dengan pengesan yang baik mengandung histamin antara 22-159 ppm selama 12 bulan. Hal ini menunjukan bahwa besarnya kandungan histamin pada produk fermentasi juga dipengaruhi oleh kesegaran bahan baku sebelum fermentasi. Selain itu, peningkatan kandungan histamin selama proses fermentasi mengindikasikan adanya kativitas karboksilasi histidin menjadi histamin yang dilakukan oleh enzim ataupun bakteri pada ikan selama berlangsungnya proses fermentasi .
Beberapa bakteri tahan garam selain berfungsi dalam proses fermentasi juga menghasilkan histamin. Beutling (1996) dalam Mahendradataa (2003) melaporkan bahwa pada kosentrasi garam 10-15% beberapa bakteri famili Staphylococcus, Vibrio, dan Pseudomonas mempunyai kemampuan pembentuk histamin. Selain itu Lactobacillus buchneri dan Lactobachillus 30a sebagai bakteri yang berperan dalam pembentukan asam laktat juga menghasilkan histamin pada kondisi media yang semakin asam (ph< 4).
F. Pencegahan Pembentukan Histamin
Pada kondisi suhu ruang antara 25-38oC bakteri pembentuk bistamin tumbuh dengan pesat, demikian pula dengan proses dekarboksilasi histidin menjadi histamin. Oleh karena itu FDA merekomendasikan pendinginan cepat dipergunakan setelah ikan mengalami kematian agar pertumbuhan bakteri dan pembentukan histamin dapat dihambat. Penanganan terhadap ikan setelah mengalami kematian harus menggunakan suhu dibawah 40oF (4,4oC) selama 12 jam atau pada suhu 50oF (10oC) selama 9 jam.
Pada produk-produk fermentasi hasil perikanan, kandungan histamin cenderung terus mengalami peningkatan selama proses fermentasi. Hal ini diindikasikan adanya bakteri tahan garam (halophilik/halotoleran) yang selama proses fermentasi menghasilkan histamin. Diantara bakteri yang tumbuh pada saat fermentasi adalah Lactobacillus buchneri, Lactobachillus 30a, Staphylococcus, Vibrio, dan Pseudomonas. Beberapa bakteri tersebut mempunyai sifat tahan terhadap garam, oleh karena itu penghambatan pertumbuhannya sulit dilakukan. Joosten dan Nunez (1996) melaporkan bahwa Lactococcus lactis menghasilkan bakteriosin (nisin) yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri pembentukan histamin pada proses pembuatan keju. Lactococcus lactic merupakan bakteri asam laktat yang berperan dalam proses fermentasi. Rinto et,al., (2006), melaporkan bahwa Pediococcus acidilactici F-11 dapat menekan terbentuknya histamin selama proses fermentasi peda. Hal ini disebabkan karena Pediococcus acidilactici F-11 menghasilkan bakteriosin yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri halofilik yang membentuk histamin.
Histidine decarboxylase (HDC) merupakan enzim pada beberapa bakteri yang berperan dalam perombakan histidin menjadi histamin. Walaupun mempunyai fungsi yang sama, HDC dari beberapa sumber mempunyai beberapa perbedaan diantaranya yaitu struktur polipeptida penyusunnya yang berbentuk a helix ataupun campuran a /b, jumlah sub unit penyusunnya serta kofaktor enzim dalam bentuk pyrydoxal phosphate atau pyruvoyl phosphat. Namun proses katalitik yang dilakukan oleh enzim HDC pada umumnya sama.
Aktivitas enzim HDC dipengaruhin oleh suhu dan pH. Suhu 20oC merupakan suhu optimum bagi proses katalitik enzim HDC. Peningkatan suhu sampai diatas 40oC menyebabkan aktivitas enzim berkurang. Sedangkan kisaran nilai pH 4 merupakan pH optimum bagi aktivitas enzim. Pada pH netral atau alkalin aktivitas enzim cenderung menurun, bersamaan dengan peningkatan nilai Km enzim HDC. Pengurangan aktivitas enzim juga dapat dilakukan dengan mutasi ataupun penambahan asam amino yang menyusun rangkaian polipeptidanya.
H. Kesimpulan
Histamin dalam daging ikan dan produk-produk perikanan terbentuk akibat aktivitas enzim histidine decarboxylase yang secara endogenous terdapat pada ikan maupun oleh aktivitas bakteri histidine decarboxylase positive. Namun sebagian besar pembentukan histamin disebabkan oleh bakteri. Pada jenis ikan yang berbeda terdapat jenis bakteri penghasil histamin yang berbeda pula. Suhu optimum pembentukan histamin berkisar antara 25-38oC.
Kandungan histamin selama proses penanganan dan penyimpanan produk-produk perikanan semakin meningkat apabila tidak dilakukan pendinginan. Proses pendinginan dibawah 4oC dapat menghambat laju pertumbuhan bakteri dan pembentukan histamin.
Pada proses fermentasi, laju peningkatan kandungan histamin dapat diatasi dengan menambahkan starter bakteri asam laktat penghasil bakteriosin. Bakteri ini berfungsi sebagai kompetitor yang dapat tumbuh selama proses fermentasi dan juga menghasilkan asam laktat.
DAFTAR PUSTAKA
Brillantes,S., Paknoi,S., and Totakien. 2002. Histamine Formation in Fish Sauce Production. J. Food Science. Vol 67 (6). P: 2090-2094.
Chang and Snell. 1968. Histidine Decarboxilase of Lactobacillus 30a. Purification, Structure, Specificity and Stereospecificity. Biochemistry.
Fleming, J. F., Sancez-jimenez,F., Moya-Garcia, A.A., Langlois, M.R., and Wang,T.C. 2004. Mapping of Catalytically Important Rin the Rat L-Histidine Decarboxylase Enzyme using Bioinformatic and Site Directed Mutagenesis Approaches. Journal of Biochemistry .379: 253-261
Fleming, J.F., Fajardo,I. Langlois,M.R., Sanchez-Jimnez,F., Wang,T.C. 2004. The C-Terminus of Rat L-Histidine decarboxylase Specifically inhibits Enzymic activity and Disrupts pyridoxal Phosphate-dependent Interactions with L-Histidine Subtrate Analogues. Journal of Biochemistry. 381: 768-778.
Heruwati, E.S. 2002. Pengolahan Ikan secara Tradisional: Prospek dan Peluang Pengembangan. Jurnal Litbang Pertanian. Vol 21 (3)
Josten,H.M.L. and Nunez, M. 1996. Prevention of Histamine Formation in Cheese by Bacteriocin-Producing Lactic Acid Bacteria. Appl. Envir. Micro. Vol. 62 (4). P:1178-1181.
Kim,S.H., Price,R.J.,Morrissey,M.T., Field,K.G., Wei,C.I., and An,H. 2002. Histamine Production by Morganella morganii in Mackerel, Albacore, Mahi-mahi, and Salmon at Various Storage Temperature. J. of Food Science Vol. 67 (4). P: 1522-1528.
Kimata,M. 1961. The Histamine Problem. Dalam Fish as Food. Vol 1. Acad. Pres. New york
Mahendraratta, Meta. 2003. The Change of Histamine Content in Some Fish-Bashed Foods during Storage. Indonesia Food and Nutrition Progress. Vol 10 (1). P: 54-61.
Molenaar,D., Bosscher,J.S., Brink,B.T., Driessen,A.J., and Konings,W.N. 1993. Generation of a Proton Motive Vorce by Histidine decaboxylation and Electrogenic Histidine/Histamine Antiport in Lactobacillus buchneri. J. Bacteriol. Vol 175 (10). P: 2864-2870.
Rinto, E.S. Rahayu, dan R. Indrati. 2006. Aplikasi BAL untuk Menghambat Pembentukan Histamin selama Fermentasi Peda. Makalah Seminar Nasional dan Diseminasi Teknologi Pengembangan Hasil Perikanan. Bandar Lampung.
Schelps,E., Worley,S., Monzingo,A.F., Erns,S., and Robertus,J.D. pH Induced Structural Change Regulate Histidine Decarboxilase Activity in Lactobacillus 30a. J. Mol. Biol. 306: 727-732
Tanase. 1985. Purification and Properties of a Pyridoxal 5` -Phosphate-dependent Histidine Decarboxylase from Morganella morganii AM-15. Journal of Biological Chemistry. Vol 260, No.11: 6736-6746.
Worley,S., Schelp,E., Monzingo,A.F., Ernst,S., and Robertus,J.D. 2002. Structure and Cooperativity of a T-State Mutant of Histidine Decarboxylase from Lactobacillus 30a. Journal of Protein.Structure,Fuction and Genetics 46: 321-329
Yoshinaga, D.H. and Frank H.A. 1982. Histamine-Producing Bacteria in Decomposing Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis). Appl. Envir. Micro. Vol 44 (2). P: 447-452.
Terimakasih Alumni Teknologi Hasil Perikanan (THI) Unsri
Oleh Rinto
Jayalah THI, Jayalah Perikanan Indonesia
Meskipun kau pergi meninggalkanku
jauh…..jauh…dan jauh….
namun kami tetap tahu,
dirimu selalu memikirkanku
Walau dirimu tak sebanyak yang lain
Meski kedudukan dan pangkat yang tinggi belum kau raih
namun keiklasanmu untuk membantu
sungguh menggugah semangatku
Hanya terimakasih yang dapat kusampaikan
Hanya do’a yang dapat kupersembahkan
Semoga kesuksesan selalu menyertai
Dan kebahagiaan selalu dihati
Keberhasilanmu adalah kesuksesan kami
Kebahagiaanmu akan menentramkan hati kami
Mari tetap jalin silatuahmi
Persaudaraan, semangat membangun THI
Dimanapun kita berada, dalam posisi apapun yang kita jalani
namun PS THI tetap di hati
Jayalah THI, Jayalah Perikanan Indonesia
Tuesday, 31 January 2012
Pengaruh Penggunaan Starter Pediocoocus acidilactici F-11 dan Kosentrasi Garam terhadap Mikroflora (Bakteri) selama Fermentasi Peda
Rinto
Dipublikasikan dalam Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia Vol. XIII No. 1 Tahun 2010. Masyarakat Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia dan Departemen Teknologi HaSil Perairan IPB
Abstract
Peda was one of traditional fermented fish product. The fermentation with culture starter gives effect of fermented process. The purpose of this research was to know present of microflora / microorganisms during fish fermentation by Pediococcus acidilactici F-11 as a starter. Peda was processed from Indiana
Key word: Pediococcus acidilactici F-11, microorganism, peda
Peda merupakan salah satu produk fermentasi ikan tradisional. Fermentasi dengan penambahan kultur (starter) dapat memberikan pengaruh terhadap berlangsungnya proses fermentasi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui keberadaan mikroflora/mikroorganisme selama fermentasi ikan peda dengan penambahan Pediococcus acidilactici F-11 sebagai starter. Peda dibuat dari ikan kembung (Restrelliger neglectus) dengan perbedaan kosentrasi garam, yaitu 20%, 25%, dan 30%, dengan Pediococcus acidilactici F-11 sebagai starter. Satu perlakuan tanpa starter digunakan sebagai control. Hasil penelitian menunjukan bahwa penambahan Pediococcus acidilactici F-11 sebagai starter dapat mengurangi coliform sebesar 2 log cycle dari 1,3 x 106 menjadi 1,7 x 104 CFU/g dan mengurangi baklteri pembentuk histamine sebesar 3 log cycle dari 1,2 x 106 menjadi 3,8 x 106 CFU/g pada awal proses fermentasi. Tetapi pada akhir fermentasi, jumlah bakteri tidak mengalami perbedaan, sehingga Pediococcus acidilactici F-11 sebagai starter efektif digunakan pada awal fermentasi ikan peda.
Kata kunci: Pediococcus acidilactici F-11, mikroorganisme, peda
PENDAHULUAN
Pediococcus acidilactici F-11 merupakan bakteri asam laktat homofermentatif penghasil bakteriosin yang diisolasi dari produk fermentasi. Pediococcus acidilactici F-11 mempunyai kemampuan dalam mengawetkan bahan makanan karena dapat memproduksi asam laktat yang dapat menurunkan pH media dan menghasilkan bakteriosin (pediosin), sehingga keberadaan Pedioccus acidilactici F-11 lebih cepat menekan pertumbuhan bakteri lainnya. Pediococcus acidilactici F-11 telah digunakan dalam pembuatan ikan asin (inasua) dan mampu menekan pertumbuhan bakteri coliform serta meningkatkan kandungan bakteri asam laktat (Nendisa dan Rahayu, 2001).
Peda merupakan salah satu produk fermentasi pengolahan hasil perikanan Indonesia yang dibuat melalui proses penggaraman ikan dengan jumlah garam 20-30%. Tujuan dari penggaraman adalah untuk menekan aktivitas bakteri-bekteri pembusuk dan mendorong pertumbuhan bakteri asam laktat. Selama proses fermentasi, pertumbuhan mikroorgaisme pada daging ikan tidak terkontrol. Beberapa bakteri pembusuk, coliform dan bakteri pembentuk histamin masih dapat tumbuh selama proses frmentasi. Bakteri pembentuk histamin menyebabkan kandungan histamin pada ikan peda cukup tinggi yaitu 107-133mg/100g ikan (Heruwati, 2002). Kandungan histamin pada peda telah melebihi standar keamanan pangan yang mensyaratkan tidak lebih dari 50mg/100g ikan (FAO, 2006). Pediococcus acidilactici F-11 dalam penelitian ini digunakan sebagai starter ataupun agensia untuk mengontrol keberadaan mikroflora/mikroorganisme (bakteri) selama berlangsungnya proses fermentasi peda khususnya bakteri yang merugikan yaitu pembusuk (aerob), coliform dan bakteri pembentuk histamin sehingga kualitas ikan peda dapat ditingkatkan.
BAHAN DAN METODE
- Waktu dan tempat
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium mikrobiologi Pusat Antar universitas, Universitas Gadjah Mada. Penelitian berlangsung dari Bulan Januari sampai dengan Juli 2006.
- Bahan dan Alat
Bahan baku pembuatan peda skala laboratorium adalah ikan kembung dan garam dan isolat Pediococcus acidilactici F-11.Media yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Plate Count Agar (Oxoid), Niven Differential Agar, VRBA (Merch), dan PGY.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu autoclave (Hiclave HVE-25 Hiramaya), oven (Hereus type UT 5042 EK), waterbath (GFL), incubator, mikropipet, stomacher 80 (Seward Tekmar), dan Coloni counter (Dorkfield Quebec), Sedangkan alat gelas yang digunakan berupa cawan petri, gelas erlenmeyer, gelas ukur, gelas beker, pengaduk, corong, dan tabung reaksi.
C. Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh gambaran tentang mikroflora (mikroorganisme) pada ikan peda selama proses fermentasi. Penelitian dilakukan dengan mengkombinasikan kosentrasi garam (20, 25, dan 30%) serta penambahan Pediococcus acidilactivci F-11 (109 CFU/ml) pada pembuatan ikan peda yang masing-masing dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali. Analisis yang dilakukan meliputi jumlah bakteri aerob dengan media Plate count agar (Oxoid), jumlah bakteri coliform dengan media VRBA (Merch), jumlah bakteri asam laktat dengan media PGY, dan jumlah bakteri pembentuk histamin dengan media Niven differential agar. Perhitungan jumlah bakteri berdasarkan metode Total Plate Count yang ditumbuhkan dengan cara pour plate. Selain itu dilakukan analisis kadar garam, air, Aw dan pH sebagai pendukung berdasarkan AOAC 1990. Hasil penelitian dianalisis secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Bakteri aerob
Bakteri aerob merupakan bakteri yang hidup dengan membutuhkan oksigen, baik aerob obligat maupun anaerob fakultatif. Total bakteri aerob pada ikan selama fermentasi dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2.
Gambar 1. Log bakteri aerob tanpa penambahan Pa f-11 selama fermentasi
(♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Gambar 2. Log bakteri aerob dengan penambahan Pa f-11 selama fermentasi
(♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Hasil penelitian menunjukan bahwa jumlah bakteri aerob pada ikan kembung segar sebesar 1.5 x 106 CFU/gram. Hal ini menunjukan bahwa ikan kembung yang digunakan sebagai bahan baku fermentasi peda berada pada kondisi ambang batas kesegaran. Lebih dari 106 CFU/gram, ikan sudah dimasukan kedalam kategori mulai membusuk. Tingginya kandungan bakteri aerob pada ikan dapat disebabkan oleh penanganan yang kurang baik dari para nelayan maupun pada pengumpul. Kurangnya penggunaan es pada penyimpanan ikan dapat mamacu pertumbuhan bakteri-bakteri pembusuk.
Kandungan jumlah bakteri aerob obligat pada ikan segar sebesar 7,5% meliputi Micrococcus luteus dan Planococcus citreus, bakteri fakultatif anaerob sebesar 68% terdiri dari Aeromonas spp., Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Pediococcus halophilus, Proteus mirabilis, Vibrio alginolyticus, dan V. anguillarum. Sedangkan bakteri anaerob obligat sebesar 24% yaitu Clostridium bifermentas, C.botulinum type C, C. ghoni, C. mangenotii, C. novyi type B, C. perfingens, dan C. Sardiniensis. Diantara bakteri tersebut yang dapat membentuk histamin pada ikan segar adalah Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Vibrio alginolyticus, dan Clostridium perfingens (Yoshinaga dan Frank, 1982).
Perlakuan perendaman ikan yang telah disiangi kedalam air es tanpa kultur starter menyebabkan pertambahan jumlah bakteri aerob 7.1 x 106 CFU/gram. Hal ini dimungkinkan adanya kontaminasi bakteri baik dari air, es maupun tempat perendaman yang berupa wadah plastik tanpa sterilisasi. Sedangkan pada perlakuan dengan perendaman dalam starter Pediococcus acidilactici F-11 sebanyak 1,7 x 109 CFU/ml menyebabkan perubahan jumlah bakteri aerob yang sangat signifikan yaitu menjadi 3,0 x 108 CFU/gram. Ini berarti telah terjadi penambahan bakteri asam laktat (Pediococcus acidilactici F-11) pada ikan sebagai starter yang akan digunakan pada tahap proses fermentasi selanjutnya.
Pada awal proses fermentasi peda tahap pertama (FI) tanpa menggunakan starter, total bakteri aerob pada ikan mengalami peningkatan bila dibandingkan dengan ikan segar, kecuali pada perlakuan penggaraman awal 30%. Peningkatan ini menunjukan mulai adanya pertumbuhan bakteri halofilik/halotoleran pada proses fermentasi, mengingat kadar garam pada ikan setelah satu minggu fermentasi tahap pertama berkisar antara 6,22 – 7,48%. Menurut Dabrowski et al. (2001), selama proses fermentasi (penggaraman) terjadi suksesi (pergantian) dominasi bakteri pada ikan yaitu dari gram negatif ke bakteri gram positif, diantaranya yaitu bakteri asam laktat.
Adanya penurunan jumlah bakteri aerob pada ikan dengan penggaraman awal 30% disebabkan oleh tingginya kosentrasi garam awal yang digunakan. Semakin tinggi garam yang digunakan pada awal penggaraman menyebabkan molekul-molekul garam semakin cepat meresap kedalam daging ikan dan cairan dalam tubuh ikan tertarik keluar . Keluarnya cairan drip ikan menyebabkan berkurangnya kadar air pada daging ikan dan mengurangi nilai aktivitas air (Aw), sehingga menghambat pertumbuhan bakteri.
Penambahan starter Pediococcus acidilactici F-11 menyebabkan penambahan jumlah bakteri aerob pada ikan sebelum proses fermentasi. Namun, setelah satu minggu fermentasi tahap pertama (FI), jumlah bakteri aerob mengalami penurunan. Penurunan ini disebabkan karena adanya bakteriosin (Pediosin) yang telah terbentuk pada saat pembuatan kultur starter. Proses terserapnya Pediosin oleh beberapa bakteri secara maksimum terjadi pada pH 6,0–6,5 (Yang et al. 1992). Hal ini didukung oleh data nilai pH pada ikan setelah fermentasi tahap pertama (FI) berkisar antara 6,30-6,45, sehingga aktivitas bakteriosin pada awal fermentasi tahap pertama (FI) berjalan maksimal dan menghambat pertumbuhan bakteri-bakteri yang terdapat pada ikan, baik bakteri asam laktat lainnya maupun bakteri-bakteri pembusuk. Ini menyebabkan jumlah bakteri aerob pada ikan setelah fermentasi tahap pertama (FI) yang menggunakan starter mengalami penurunan dibandingkan dengan sebelumnya.
Total bakteri aerob pada saat minggu kedua berlangsungnya fermentasi atau fermentasi tahap kedua minggu 1 (F2-1) baik menggunakan starter ataupun tidak, menunjukan penambahan dibandingkan dengan sebelumnya. Hal ini disebabkan oleh adanya kontaminasi bakteri pada saat penirisan yang dilakukan secara terbuka. Namun pada proses fermentasi minggu berikutnya jumlah bakteri aerob kembali mengalami penurunan dan relatif stabil sampai akhir fermentasi (F2-4) berkisar antara 7,4 x 105 - 1,6 x 107 CFU/gram.
Secara umum, pola pertumbuhan bakteri aerob pada ikan dengan penggaraman awal 20% hampir sama dengan penggaraman 25%. Keduanya mempunyai perbedaan dengan pertumbuhan bakteri aerob pada penggaraman awal 30%.
Kadar garam pada penggaraman 25% lebih cenderung sama (tidak berbeda nyata secara statistik) dengan penggaraman 30%. Begitu pula dengan pH, Aw dan kadar air, tidak bisa mencerminkan kondisi yang mendukung pola pertumbuhan bakteri aerob seperti pada Gambar 1 dan 2. Oleh karena itu perlu penelitian lanjut yang dapat menjawab mengapa pertumbuhan bakteri aerob pada penggaraman awal 20 dan 25% memiliki pola yang sama, sedangkan keduanya berbeda dengan penggaraman 30%. Hal ini terjadi pula pada pola pertumbuhan bakteri coliform, bakteri asam laktat dan bakteri pembentuk histamin khususnya perlakuan tanpa penambahan starter Pediococcus acidilactici F-11.
B. Bakteri asam laktat
Bakteri asam laktat merupakan bakteri yang berperan penting dalam proses fermentasi. Hasil pengamatan terhadap kandungan bakteri asam laktat selama proses fermentasi peda dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4.
Gambar 3. Log bakteri asam laktat tanpa penambahan Pa f-11 selama fermentasi (♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Gambar 4. Log bakteri asam laktat dengan penambahan Pa f-11 selama fermentasi peda (♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Hasil penelitian menunjukan bahwa proses fermentasi peda dapat meningkatkan total BAL dari ikan segar sebesar 3-4 log cycle. Jumlah bakteri asam laktat sebelum berlangsungnya proses fermentasi, pada ikan yang direndam dalam air tanpa starter sebanyak 5,20x103CFU/gram. Satu minggu setelah fermentasi tahap pertama jumlah bakteri asam laktat mengalami peningkatan. Peningkatan ini menunjukan adanya suksesi kandungan bakteri dari bakteri-bekteri gram negatif (pembusuk) pada ikan segar menjadi bakteri gram positif yaitu bakteri asam laktat (Dabrowski et al., 2001). Menurut Rahayu (2003) serta Tanasupawat dan Komagata (1999), bakteri asam laktat yang ditemukan pada peda adalah Lactobacillus plantarum, L. curvatus, L. murinus, dan Streptococcus thermophilus.
Kandungan bakteri asam laktat pada penggaraman ikan 20% tanpa starter lebih tinggi dibandingkan dengan penggaraman awal 25 dan 30% tanpa starter. Semakin tinggi kadar garam yang terserap pada daging ikan, kandungan bakteri asam laktat semakin rendah. Ini disebakan oleh kemampuan bakteri asam laktat terhadap kadar garam pada suatu media juga berbeda-beda. Kosentrasi garam pada fermentasi dengan penggaraman awal 20% tanpa starter adalah 6,22%, sedangkan pada penggaraman 25 dan 30% tanpa starter adalah 7,37% dan 7,48%. Kandungan bakteri asam laktat pada penggaraman 20% tanpa starter lebih tinggi dibandingkan dengan penggaraman 25 dan 30% tanpa starter. Di dalam Axelsson (1993) menyebutkan bahwa beberapa bakteri asam laktat yang tahan pada kadar garam 6,5% adalah beberapa Lactobacillus, Aerococcus, Enterococcus, beberapa Leuconostoc, beberapa Pediococcus, dan Tetragenococus. Sedangkan bakteri Streptococcus dan beberapa Lactobacillus tidak tahan pada kosentrasi garam 6,5%.
Pada fermentasi menggunakan starter Pediococcus acidilactici F-11, rata-rata jumlah bakteri asam laktat lebih sedikit dibandingkan dengan penggaraman tanpa starter. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor yaitu: 1) Pediosin yang terbentuk pada saat pembuatan kultur dalam media TGE meresap kedalam daging ikan pada saat ikan direndam dalam kultur dan mampu menekan pertumbuhan beberapa bakteri asam laktat lainnya, terutama diawal fermentasi. Beberapa bakteri asam laktat yang dapat dihambat pertumbuhannya oleh pediosin yaitu Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, L. Lactis ssp, dan beberapa Pediococcus lainnya (Davidson dan Hoover, 1993). 2) Kadar garam dalam daging ikan pada akhir fermentasi tahap pertama (FI) dengan penambahan starter Pediococcus acidilactici F-11 lebih tinggi bila dibandingkan tanpa starter berkisar antara 7,04-7,44%, sehingga bakteri asam laktat yang tidak tahan pada kondisi tersebut, tidak akan tumbuh.
Semakin lama waktu fermentasi, kadar garam pada daging ikan terus mengalami peningkatan (Lampiran 2). Meningkatnya kadar garam pada daging ikan menyebabkan jumlah bakteri asam laktat terus mengalami penurunan sampai akhir fermentasi (F2-4).
C. Coliform
Coliform merupakan bakteri indikator sanitasi dan higiene produk makanan. Keberadaan bakteri coliform dapat berasal dari bahan baku, maupun lingkungan selama proses produksi, penyimpanan ataupun penyajian. Keberadaan bakteri coliform pada peda selama proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 5 dan 6.
Total bakteri coliform pada ikan kembung segar sebesar 9,0 x 103 CFU/gram. Setelah mengalami penyiangan dan pencucian kemudian direndam dalam air es tanpa starter Pediococcus acidilactici F-11 jumlah bakteri coliform sedikit mengalami penurunan menjadi 3,0 x 103 CFU/gram.
Gambar 5. Log jumlah bakteri coliform tanpa penambahan Pa F-11 selama fermentasi peda (♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Gambar 6. Log jumlah bakteri coliform dengan penambahan Pa F-11 selama fermentasi peda (♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Pada awal fermentasi tahap pertama (FI) tanpa menggunakan starter dengan penggaraman 20 dan 25%, bakteri coliform mengalami peningkatan dari sebelumnya. Pada penggaraman 30% juga mengalami peningkatan, walaupun sangat sedikit (masih dalam nilai log cycle yang sama). Adanya peningkatan bakteri coliform pada ikan setelah satu minggu fermentasi tahap pertama dimungkinkan karena kondisi ikan (media tumbuh) yang masih dapat digunakan untuk pertumbuhann coliform. Analisa terhadap pH menunjukan kisaran nilai 6,30-6,45 (Lampiran 2). Eschericia coli sebagai salah satu bakteri coliform tumbuh optimum pada pH 6,0 – 7,0 (Atlas, 2001). Selain itu kadar garam pada ikan sebesar 6,22- 7,48%. Pada kadar garam 6,5% dalam media Tripticase Soy broth (TSB), E. coli masih dapat tumbuh walaupun sangat lambat. Jumlah sel bakteri yang pada mulanya 5x102 CFU/ml akan tetap berkembang namun tidak akan lebih dari 107 CFU/ml (Glass, et al., 1992).
Pada awal fermentasi tahap kedua minggu kesatu (F2-1), jumlah bakteri coliform tidak banyak berubah dari fermentasi tahap pertama (FI) dan cenderung mulai ada penurunan. Adanya proses penirisan selama satu malam pada akhir fermentasi tahap pertama memungkinkan terjadinya kontaminasi coliform dari lingkungan. Namun kadar garam pada ikan yang cenderung naik menyebabkan terhambatnya pertumbuhan coliform.
Penggunaan starter Pediococcus acidilactici F-11 pada awal fermentasi dengan penggaraman yang sama menyebabkan berkurangnya kandungan bakteri coliform. Pada penggaraman awal 20%, jumlah bakteri coliform berkurang 2 log cycle dari 1,3x106 menjadi 1,7x104CFU/gram, pada penggaraman 25% berkurang 1 log cycle dari 6,9x105 menjadi 1,7x104CFU/gram; dan pada penggaraman 30% juga mengalami pengurangan walaupun sangat sedikit yaitu dari 4,0x103 menjadi 3,0x103CFU/gram. Adanya aktivitas bakteriosin (Pediosin) dari Pediococcus acidilactici F-11 terbukti dapat mengurangi kandungan coliform pada ikan. Selain itu pertumbuhan coliform juga agak terhambat dengan kosentrasi garam pada daging ikan yang berkisar antara 7,045 – 7,44%, walaupun nilai pH-nya masih memungkinkan bagi pertumbuhan bakteri coliform yaitu antara 6,25 – 6,75.
Setelah minggu kedua fermentasi tahap kedua (F2-2) dengan penambahan starter Pediococcus acidilactici F-11, bakteri coliform tidak mengalami perkembangan bahkan cenderung menurun dibandingkan sebelumnya. Makin tinggi kadar garam pada daging ikan menjadi salah satu penyebabnya. Selain itu nilai aktivitas air (Aw) yang berkisar antara 0.74-0.78 merupakan media yang tidak cocok untuk perkembangan bakteri coliform. Pada Aw 0.75–0.80 dengan kondisi garam yang tinggi didominasi oleh bakteri-bakteri halotoleran/halofilik.
Pada minggu kedua fermentasi tahap kedua (F2-2) sampai akhir fermentasi (F2-4) kandungan jumlah coliform terus mengalami penurunan sampai dengan 0 CFU/gram (tidak ada yang tumbuh pada media VRBA dengan pengenceran 10-1). Semakin tinggi kadar garam, berkurangnya kadar air dan nilai aktivitas air (Aw) merupakan faktor penyebab berkurangnya jumlah bakteri coliform.
Penggunaan garam 30% pada proses fermentasi baik dengan penambahan starter Pediococcus acidilactici F-11 maupun tidak, menunjukan jumlah dan pola perkembangan ataupun penurunan bakteri coliform yang sama. Hal ini menunjukan bahwa penambahan starter Pediococcus acidilactici F-11 tidak efektif digunakan pada fermentasi ikan dengan penggaraman 30%.
D. Bakteri Pembentuk Histamin
Semakin banyak kandungan bakteri pembentuk histamin pada ikan, berpeluang semakin meningkatkan kandungan histaminnya. Keberadaan bakteri pembentuk histamin selama proses fermentasi peda dapat dilihat pada Gambar 7 dan 8.
Gambar 7. Log jumlah bakteri pembentuk histamin tanpa penambahan Pa F-11 selama fermentasi peda (♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%)
Gambar 8. Log jumlah bakteri pembentuk histamin dengan penambahan Pa F-11 selama fermentasi peda (♦ : garam 20%; ■ : garam 25%; dan ▲ : garam 30%).
Bakteri pembentuk histamin sudah terdapat pada ikan kembung segar sebanyak 1,0 x 104 CFU/gram sebelum fermentasi. Menurut Yoshinaga dan Frank (1982) beberapa bakteri yang dapat menghasilkan histamin pada ikan segar yaitu Morganella morganii, Klesbiella pneumoniae, Clostridium perfingens, dan Hafnia alvei. Adanya bakteri pembentuk histamin pada ikan segar memungkinkan terbentuknya histamin pada daging ikan sebelum terjadinya proses fermentasi apabila suhu penanganan tidak dikontrol.
Pada minggu pertama proses fermentasi (FI) tanpa penambahan starter, bakteri pembentuk histamin mengalami penambahan. Pertumbuhan bakteri pembentuk histamin paling besar pada penggaram awal 20% tanpa starter. Hal ini disebabkan oleh kadar garam daging ikan pada penggaraman awal 20% lebih rendah bila dibandingkan dengan yang lainnya (Lampiran 2). Semakin tinggi kadar garam pada daging ikan menyebabkan semakin terseleksinya bakteri yang tumbuh pada daging ikan, sehingga bakteri pembentuk histamin pada penggaraman awal yang lebih tinggi akan lebih sedikit dibandingkan dengan penggaraman yang lebih rendah.
Pada awal fermentasi tahap kedua (F2-1), masih terdapat kenaikan jumlah bakteri pembentuk histamin. Adanya proses penanganan setelah fermentasi tahap pertama meliputi pencucian dan penirisan memungkinkan terjadinya kontaminasi ikan oleh beberapa bakteri yang dapat membentuk histamin. Namun jumlah bakteri pembentuk histamin pada proses fermentasi selanjutnya terus mengalami penurunan.
Penambahan starter Pediocoocus acidilactici F-11, efektif mengurangi jumlah bakteri pembentuk histamin pada awal fermentasi (F1). Fermentasi menggunakan starter dengan penggaraman 20% dapat mengurangi kandungan bakteri pembentuk histamin sebesar 3 log cycle dari 1,2x106 menjadi 3,8x103CFU/gram. Pada penggaraman 25% bakteri pembentuk histamin dapat berkurang sebanyak 2 log cycle dari 1,6x105 menjadi 7,5x103CFU/gram, sedangkan pada penggaraman 30%, kandungan bakteri pembentuk histamin tidak banyak mengalami perubahan bila dibandingkan dengan tanpa menggunakan starter. Hal ini menunjukan bahwa penambahan kultur Pediocoocus acidilactici F-11 terbukti efektif menekan bakteri pembentuk histamin pada awal fermentasi dengan penggaraman 20% dan semakin menurun dengan bertambahnya jumlah garam yang ditambahkan pada ikan.
Pada fermentasi tahap kedua (F2-1) dengan penggaraman 20% yang menggunakan starter jumlah bakteri pembentuk histamin adalah 103 koloni/gram (relatif stabil (sama dengan F2-1)). Hal ini dimungkinkan walaupun terdapat kontaminasi dari luar pada saat pembersihan garam dan penirisan, namun bakteriosin yang terbentuk oleh Pediococcus acidilactisi F-11 mampu menekan pertumbuhan kontaminan. Sedangkan pada penggaraman awal 25 dan 30%, jumlah bakteri pembentuk histamin cenderung meningkat. Peningkatan ini disebabkan oleh aktivitas Pediococcus acidilactici F-11 yang kurang optimal dengan meningkatnya kadar garam pada daging ikan. Semakin tinggi kadar garam pada daging, menyebabkan semakin lemah daya saing Pediococcus acidilactici F-11. Dilain pihak, beberapa bakteri seperti Staphylococcus, Vibrio, dan Pseudomonas masih bisa bertahan hidup pada kadar garam 10-15% dan mempunyai kemampuan membentuk histamin (Mahendradatta, 2003).
Pada minggu ketiga fermentasi (F2-2) kandungan bakteri pembentuk histamin terus mengalami penurunan baik pada fermentasi menggunakan starter maupun tanpa starter. Penurunan ini lebih disebabkan oleh peningkatan kadar garam pada ikan. Adanya pola penurunan dan jumlah yang sama antara bakteri pembentuk histamin pada fermentasi dengan menggunakan starter dan yang tidak, menunjukan aktivitas Pediococcus acidilactici F-11 sudah tidak optimal mengontrol pertumbuhan bakteri pembentuk histamin mulai minggu ketiga (F2-1) sampai akhir fermentasi (F2-4).
Kesimpulan
Penggunaan Pediococcus acidilactici F-11 sebagai biokontrol mikroflora (bakteri) selama fermentasi peda efektif digunakan pada penggaraman rendah yaitu 20%. Ini ditunjukan oleh terhambatnya pertumbuhan coliform dan bakteri pembentuk histamin selama proses fermentasi. Penambahan Pediococcus acidilactici F-11 pada penggaraman awal lebih dari 25% tidak efektif digunakan untuk menekan pertumbuhan coliform dan bakteri pembentuk histamin.
DAFTAR PUSTAKA
AOAC. 1990. Assosiation of Official Analysis Chemical. Official Method Analysis. 15th. Ed. Washington
Axelsson, L.T. 1993. Lactic acid bacteria: Clasification dan Physiology. Dalam Lactic Acid Bacteria. 1993. Salminem, S dan A.V. Wright. Marcell Dekker Inc. New York.
Dabrowski, W., K. Czeszejko, A. Gronet, A. Wesolowska. 2001. Microflora of Low-Salt Herring. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities. Volume 4 Issue 2.
Davidson, P.M.dan D.G. Hoover. 1993. Antimicrobial Components from Lactic Acid Bacteria. Dalam Lactic Acid Bacteria. Salminem, S. Dan A.V. Wright. Marcel Dekker Inc. New York
FAO. 2006. Fermented Fish in Africa : A Study on Processing, Marketing and Consumption. FAO Corporated Document Repository
Glass, K.A., J.M. Loeffelhoz, J.P. Ford, dan M.P. Doyle. 1992. Fate of Eschericia coli O157:H7 as Affected by pH or Sodium Chloride and in Fermented, Dry Sausage. Appl. And Envir. Micro. 58 (8): 2513-2516.
Heruwati, E.S. 2002. Pengolahan Ikan secara Tradisional: Prospek dan Peluang Pengembangan. Jurnal Litbang Pertanian. 21 (3).
Mahendraratta, M. 2003. The Change of Histamine Content in Some Fish-Bashed Foods during Storage. Indonesia Food dan Nutrition Progress. -61.
Nendissa, J.S. dan E.S. Rahayu. 2001. Pemanfaatan Kultur Pediococcus acidilactici F-11 Penghasil Bakteriosin untuk Memperbaiki Kualitas Ikan Asin Gurame. Himpunan Makalah Seminar Nasional Teknologi Pangan. Prosiding Buku B: Mikrobiologi dan Bioteknologi Pangan. P:B017-178. Semarang.
Rahayu, E.S. 2003. Lactic Acid Bacteria in Fermented Foods in Indonesian Origin. Agritech. 23(2): 75-84.
Tanasupawat, S. dan K. Komagata. 1999. Lactic Acid Bacteria in Fermented Foods in Southeast Asia. Dalam Nga, B.H., M.H. Tan, dan K.I Suzuki, Microbial Diversity in Asia: Technologi and Prospects. World Scientific.
Yang, R. dan B. Ray. 1994. Factor Influencing Production of Bacteriocin by Lactic Acid Bacteria. Food Microbiology. 11:281-292.
Yoshinaga, D.H. dan H.A. Frank. 1982. Histamine-Producing Bacteria in Decomposing Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis). Appl. Envir. Micro. 44 (2) : 447-452.
Subscribe to:
Posts (Atom)