SCIENCE-TEKNOLOGI PANGAN: MEMINIMALKAN BIOFILM PADA INDUSTRI PANGAN
e-Foodtech Future – Biofilm merupakan struktur default ekosistem mikroorganisme dan sumber utama kontaminasi penyebab biohazard dalam industri pangan. Biofilm sulit dibersihkan dan bila tidak dikontrol dengan cepat dan tepat, akan menyebabkan kerugian ekonomi dan resiko kesehatan. Peningkatan biaya produksi terjadi karena biofilm menyebabkan penyempitan aliran proses dan menghambat transfer materi dan energi, sementara secara sporadis melepaskan mikroorganisme penghuninya dan bahkan sebagian biofilmnya. Mikroorganisme ini akan membentuk biofilm baru atau lepas membentuk massa seperti slime yang mudah terlihat. Bila sudah seperti ini maka sering diperlukan penarikan dan penahanan produk (down time) untuk pembersihan dan proses ulang.
Biofilm sangat berpotensi merusak proses dan produk. Bakteri Bacillus dan Pseudomonas yang umum terdapat dalam biofilm memproduksi enzim seperti protease dan amilase yang masing-masing menghancurkan protein dan gula sehingga terjadi penggumpalan, pengurangan rasa manis dan aroma tidak sedap. Bakteri Bacillus dan koliform memproduksi enzim reduktase yang mereduksi zat pewarna dan perasa sehingga terjadi perubahan warna dan rasa yang tidak diinginkan. Di proses produksi air minum, banyak jenis Actinomycetes dari biofilm menghasilkan senyawa berbau, seperti tribromoanisole dan tricholoroanisole yang dengan konsentrasi 0,03 ng/l sudah menghasilkan aroma apek yang kuat. Secara umum, biofilm juga memfasilitasi proses scaling dan korosi karena menghasilkan asam yang mengoksidasi elemen metal. Demikian disampaikan oleh Kavadya Syska, Koordinator Program Studi Teknologi Pangan, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Nahdlatul Ulama Purwokerto.
Sebagian mikroorganisme dalam biofilm juga merupakan penyebab penyakit dan penghasil racun. Beberapa bakteri Pseudomonas pembentuk biofilm terutama jenis P. aeruginosa merupakan penyebab di jari kaki. Beberapa bakteri Escherichia coli yang hemoragic, agregative, pathogenic, dan toxigenic hidup membentuk biofilm. Jenis-jenis E.coli ini menyebabkan diare berdarah, penggumpalan darah dan menghasilkan racun yang merusak epitel usus, hati dan ginjal. Racun perusak sistem kekebalan tubuh dari Bacillus cereus pembentuk biofilm, merupakan senyawa yang stabil dan tahan panas. Bentuk endospora dari Bacillus ini akan lebih menyulitkan dalam kontrol dan penanggulangan kontaminasinya. Bahkan biofilm Bacillus ini sering dijumpai di daerah proses pemanasan seperti pasteurizer dan ultra high temperature treatment.
Strategi terbaik untuk mencegah pembentukan dan mengeliminasi biofilm pada peralatan di industri pangan adalah melakukan pembersihan (cleaning) dan sanitasi secara teratur. Pembersihan adalah penghilangan cemaran atau kotoran (senyawa organik) dari permukaan area obyek dengan bahan pembersih, sedangkan sanitasi adalah reduksi mikroorganisme sampai ke tingkat yang aman bagi kesehatan dengan sanitaiser.
Pembersihan sebaiknya dilakukan terlebih dahulu dan disusul dengan sanitasi agar sanitaiser dapat berkerja maksimal dalam mengeliminasi biofilm. Bahan pembersih akan menghilangkan senyawa organic yang melindungi biofilm (EPS) sehingga sanitaiser memperoleh akses untuk kontak langsung dengan sel bakteri.
Industri pangan umumnya menggunakan bahan pembersih yang bersifat alkali, asam atau surfaktan, sedangkan untuk sanitaiser adalah senyawa klorin, senyawa iodin, senyawa amonium kuaterner, asam organik dan asam peroksi.
Permasalahan umum yang terjadi jika menggunakan bahan sanitasi yang sama secara terus menerus, yaitu mikroorganisme akan tumbuh berkembang menjadi resistan / kebal yang disebabkan oleh faktor innate dan selanjutnya akan membentuk biofilm. Kimia sanitasi sangat efektif terhadap sel planktonik tetapi sel di dalam biofilm punya kemampuan bertahan hidup terhadap kontak dengan sanitasi. Mikroorganisme di dalam matriks biofilm akan memproduksi matriks perlindungan yang terdiri dari zat polimer seperti exopolysacharida.
Kemampuan matriks biofim menaikkan toleransi terhadap tekanan dari lingkungan terutama dengan bahan sanitasi yang sama, ini adalah bagian dari interaksi bahan sanitasi dengan matriks biofilm memproduksi enzim yang akan memecah bahan kimia sanitasi dan pemisahan secara fisik bahan sanitasi dari permukaan sel karena efek proteksi dari pada biofilm matriks. Mengingat seluruh sanitaiser kimia memiliki kelebihan dan kelemahannya masing-masing dalam mereduksi mikroorganisme, sehingga merotasi bahan sanitasi sangat diperlukan untuk mencegah perluasan aktifitas dari mikroba itu sendiri.
Sumber: wawancara dan olah pustaka
Teknologi Pangan UNU Purwokerto: Kreatif, Inovatif, Luar Biasa
Teknologi Pangan UNU Purwokerto: Developing Creative and Innovative Future
