INAKTIVASI MIKROBA Staphylococcus aureus DALAM SUSU

## MENGGUNAKAN MEDAN LISTRIK BERDENYUT TEGANGAN TINGGI
( Inactivation of Staphylococcus Aureus Microbial In Milk
Using High Voltage Pulsed Electric Field
Rudi Nurismanto *) , Sudaryati *) , Ruhi Dian Rahmita **)
* )Staf pengajar Progdi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jawa Timur
**) Alumni Progdi Teknologi Pangan UPN “Veteran” Jatim
Jl. Raya Rungkut Madya Gunung Anyar Surabaya 60294

## ABSTRACT
Pulsed  electric  field  processing  represents  a  promising  non-thermal  technology which involves the application of pulses of high voltage (20-80 kV/cm) for less than one second  to  fluid  foods  placed  between  two  electrodes.  During  the  application  of  certain PEF conditions microbial inactivation occurs by causing a pore formation and destruction of  the  cell  membranes  The  purposes  of  the  present  study  were  (i)  to  inactivated  of Staphylococcus  aureudecreas  using  pulsed  electric  field  and  (ii)  physicochemical properties of raw milk. Intensity field strength that used are  30 and 60 kV/cm, with pulses number    10,  20,  and  30.  The  results  showed  that  higher  decrease  of  population  of Staphylococcus  aureus  with  intensity  60  kV/cm and  pulses  number    30  (0,6  log  cycle) and PEF methods give unsignificant effect on pH and total acid.
Key words : pulsed electric field, population,  Staphylococcus aureus

## ABSTRAK
Medan  listrik  berdenyut  (MLB)  merupakan  teknologi  non-termal  yang  melibatkan penerapan medan listrik tegangan tinggi (20-80 kV / cm) selama kurang dari satu detik untuk pangan cair yang ditempatkan di antara dua elektroda. Pada metode ini inaktivasi mikroba  terjadi  karena  pembentukan  pori  dan  perusakan  membran  sel  Tujuan  dari penelitian  ini  adalah  (i)  inaktivasi Staphylococcus  Aureus menggunakan  medan  listrik berdenyut dan (ii) mempelajari sifat fisikokimia dari susu mentah. Intensitas medan yang digunakan  adalah  30  dan  60  kV  /  cm,  dengan  jumlah  denyut  10  20,  dan  30.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  penurunan  yang  lebih  tinggi  dari  populasi Staphylococcus  aureus  dengan  intensitas  60  kV  /  cm  dan  jumlah  denyut  30  (log  0,6). Metode MLB memberikan efek tidak signifikan pada perubahan pH dan total asam.
Kata Kunci : Medan listrik berdenyut, populasi , Staphylococcus Aureus

## PENDAHULUAN
Tuntutan masyarakat akan produk pangan  yang  aman  dan  tetap  memiliki kesegaran  semakin  meningkat.    Susu memiliki kandungan nutrisi yang lengkap.  Sehingga  merupakan  media yang  ideal  bagi  pertumbuhan  mikroba dan  menjadi  mudah  sekali  mengalami kerusakan mikrobiologis.
Kondisi  cemaran  mikroba  pada susu  segar  di  wilayah  Jatim  berkisar antara 3 – 4 juta per ml (Kompas, 2002). Sedangkan  berdasarkan  SNI  jumlah mikroba  tidak  boleh  lebih  dari  1  juta mikroba  per  ml.  Untuk  menurunkan populasi mikroba pada umumnya dilakukan pasteurisasi thermal. Meskipun dapat memberikan keamanan susu, namun memiliki beberapa kelemahan, seperti mengurangi kecenderungan susu
membentuk  lapisan  krim  (Muchtadi  dan Sugiyono,  1992),  kerusakan  komponen flavor ,  tekstur  dan  nutrisi  (Martín, Barbosa-Cánovas  dan  Swanson,  2003), serta kehilangan kesegaran.
Salah  satu  teknologi  alternatif yang mulai banyak dikembangkan adalah Pulsed  Electric  Field (PEF)  atau Medan  Listrik  Berdenyut  (MLB)  yang dapat  menggantikan  sebagian  atau seluruhnya dari proses
thermal
(Wouters, Dutreux, Smelt, dan Lelieveld, 1999) dan mampu menginaktivasi mikroba serta meminimalisasi kehilangan flavor , warna  dan  mutu  pangan  (Yang,  Li,  dan Zhang, 2004).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengembangkan teknologi Medan Listrik Berdenyut (MLB) Tegangan
Tinggi  sebagai  pasteurisasi non-thermal untuk  membunuh  atau  menginaktivasi mikroba patogen pada susu, khususnya Staphylococcus  aureus yang  terdapat dalam  susu.  Sehingga  akan  diperoleh produk  susu  yang  aman  dan  tetap memiliki kesegaran dengan karakteristik mutu  yang  tinggi  (sifat  fisiko-kimia  dan mikrobiologis)  Disamping  itu  juga  akan dapat dihasilkan alat MLB untuk pasteurisasi susu yang efektif.

## METODE PENELITIAN
Metode penelitian yang digunakan metode percobaan laboratorium.  Lokasi penelitian  adalah  Lab.  Mikrobiologi Jurusan  Teknologi  Pangan  FTI  UPN “Veteran” Jatim
Alat yang digunakan adalah seperangkat  generator  tegangan  tinggi, ruang perlakuan dan sepasang elektroda.  Bahan  Baku  yang  digunakan adalah  susu  steril  (UHT)  dan  kultur Staphylococcus  aureus yang  diperoleh dari  TDC (  Tropical  Deasese  Center) Universitas  Airlangga.  Bahan  Analisa yang  digunakan  NA,  Pepton,  media MSA (Mannitol  Salt  Agar) ,  etanol  70%, methylene  blue ,  NaOH  0,1N dan aquadest, dll.
Prosedur pelaksanaan : - Persiapan alat MLB. Sebelum digunakan dilakukan sterilisasi alat menggunakan air dingin  yang  dilajutkan  dengan  air dingin yang dicampur deterjen kemudian dibilas dengan air panas Preparasi sampel Kultur Staphylococcus aureus ditumbuhkan  pada  media  tumbuh kemudian  diinkubasikan  selama  18 jam  pada  37ºC.  Setelah  tumbuh, diambil sebanyak 2 ose dan diinokulasikan  pada  susu  steril  dan diinkubasi  selama  18  jam  pada  37ºC
(sampel)
-Prosedur Pelaksanaan
Perlakuan  MLB  yang  diaplikasikan adalah  :  Intensitas  medan  listrik  (30 dan  60  kV/cm)  dan  jumlah  denyut (10,  20  dan  30denyut).  Setelah perlakuan  disimpan  dalam  suhu  4 o C selama beberapa jam sebelum dianalisis.  Sebelum  dan  sesudah perlakuan, Staphylococcus  aureus diinokulasikan  pada  media  NA  dan MSA  serta  diinkubasikan  selama  24 jam kemudian dianalisis jumlah mikroba  menggunakan  metode Total Plate Count (TPC).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
A.  Analisis Bahan Susu Bahan baku susu yang digunakan  adalah  susu  steril  (UHT) dengan beberapa sifat fisiko-kimia seperti  terlihat  pada  Tabel  1.  Bakteri
Staphylococcus aureus yang diinokulasikan  pada  susu  steril  (60  ml) dengan  waktu  inkubasi  18  jam  pada suhu  37°C  menyebabkan  perubahan terhadap sifat susu steril (Tabel. 1).
B.  Pengaruh  Intensitas  dan  Jumlah Denyut terhadap populasi Staphylococcus  aureus  dan sifat fisikokimia dalam susu.
1. Total Staphylococcus aureus
Berdasarkan  pada  analisis  yang dilakukan pada susu yang telah
diinokulasi dengan Staphylococcus aureus pada suhu 37°C selama 18 jam, diperoleh  total Staphylococcus  aureus yaitu  2,46  x  10 8 cfu/ml  dan  kemudian diberi  perlakuan  pasteurisasi  Medan Listrik  Berdenyut  dengan  intensitas  30 kV/cm  dan  60  kV/cm  dengan  jumlah denyut  10,  20,  dan  30,  maka  terjadi penurunan  pada  jumlah  koloni  populasi Staphylococcus  aureus dalam  susu, yang dapat dilihat pada Gambar1.
Pada Gambar. 2 nampak  bahwa
semakin tinggi intensitas yang digunakan semakin banyak Staphylococcus aureus yang mati, dikarenakan  tegangan  yang  tinggi  akan merusak lapisan membran lebih signifikan  dibanding  dengan  intensitas yang  lebih  rendah.  Demikian  juga dengan perlakuan jumlah denyut semakin  banyak  jumlah  denyut  yang digunakan semakin banyakt
Staphylococcus  aureus yang  mati,  ini dikarenakan  waktu  untuk  memperbaiki lapisan  membran  dari  mikroba  semakin pendek.
Penurunan  jumlah  populasi  hasil perlakuan intensitas dan waktu
perlakuan  menunjukkan  bahwa  pada perlakuan  intensitas  30  kV/cm    dengan jumlah denyut 30 menghasilkan populasi mikroba Staphylococcus aureus yang tertinggi (7,99 log cfu ) yaitu mencapai  penurunan  0,62  logcycle, sedangkan  perlakuan  dengan  intensitas 60  kV/cm  dengan  jumlah  denyut  10 menghasilkan  populasi  yang  terendah (7,71 logcfu )  terjadi  penurunan  sampai 0,53  logcycle.  Menunjukkan  bahwa intensitas medan listrik yang tinggi akan menghasilkan tingkat
kematian
Staphylococcus aureus yang lebih banyak, demikian sebaliknya.
Dengan  jumlah  intensitas  dan jumlah  denyut  tersebut  tidak  semua populasi Staphylococcus  aureus mati , tetapi hanya menurunkan jumlah populasi bakteri tersebut. Menurut Pothakamury dkk (1995), Staphylococcus aureus yang sudah diuji cobakan  pada  SMUF (Simulated  Milk Ultra  Filtrad) akan  terjadi  penurunan
Parameter Susu Steril Susu + S aureus Total S aureus 0 2,46 x 10 8 cfu/ml Total asam* 0,190 0,216 pH 6,2 5,8 Stabilitas emulsi (% minyak terpisah) 2% 3,1% Uji Alkohol negative Positif Uji Reduktase > 12 jam 0,5 jam
Tabel 1.  Perbandingan Sifat Fisikokimia  Susu Steril sebelum dan setelah
inkubasi selama 18 jam pada suhu 37°C dengan S aureus
Keterangan : * = gram asam laktat/ 100 ml susu
jumlah  populasi  pada  suhu  kurang  dari 30ºC,  dengan  intensitas  1,6  V/µm, waktu 200 – 300 µs, dan jumlah denyut 60,  terjadi  penurunan  maksimal  sampai dengan 3,0 – 4,0 logcycle.
Gambar. 2 .  Pengaruh intensitas dan jumlah denyut terhadap reduksi koloni Staphylococcus  aureus (logcycle).
Pengaruh  MLB  terhadap  mikroba  dapat bersifat  reversible  atau  irreversible, tergantung  dari  beberapa  faktor  yang diantaranya  adalah  intensitas  medan listrik, panjang getaran, waktu perlakuan,  suhu,  jenis  dan  jumlah  serta tahap pertumbuhan mikroorganisme, pH media,  konduktivitas,  dan  kompoisi media  (FDA,  2000).  Dengan  demikian masih diperlukan kajian mengenai pengaruh MLB terhadap mikroorganisme  yang  secara  alami terdapat dalam susu segar dengan fase pertumbuhan stasioner, karena
efektifitas  MLB  juga  dipengaruhi  oleh jenis, jumlah fase pertumbuhan mikroorganisme  dan  komposisi  media
(Martin, Barbosa-Canovas
and
Swanson, 2003).

## 2. Sifat Fisikokimia Susu
Berdasarkan hasil analisis pada  susu  yang  telah  diinokulasi dengan Staphylococcus  aureus pada suhu  37°C  selama  18  jam  dan  setelah diberi perlakuan pasteurisasi MLB dengan  intensitas  30  kV/cm  dan  60 kV/cm  dengan  jumlah  denyut  10,  20, dan  30,  tidak  terjadi  penurunan    yang signifikan  pada  nilai  total  asam,  pH  dan stabillitas emulsi serta uji alkohol dalam susu, yang dapat dilihat pada Tabel. 3. Hasil  penelitian  Michalec  (2003)  dalam Serrano dkk (2006), menunjukkan bahwa warna,  pH,  protein,  kelembaban  dan ukuran  partikel  dari  skim  milk  yang (UHT),  yang  diberi  perlakukan  MLB pada  35kV/cm  selama  188µs,  tidak mengalami  perubahan  pada  parameter- parameter  tersebut    sebelum  dan sesudah perlakuan.  Menurut Qin (1995) dalam  Serano  (2006),  bahwa  tidak  ada perubahan fisiko kimia dan rasa dengan adanya perlakuan MLB.
Menurut  Fardiaz  (1989),  jika protein susu telah mengalami kerusakan,  penggumpalan  terjadi  pada konsentrasi  alkohol  yang  lebih  rendah. Konsentrasi alkohol tertinggi yang belum menyebabkan  penggumpalan  protein dari suatu contoh susu disebut bilangan alkohol.
Tabel . 3.   Pengaruh perlakuan intensitas dan jumlah denyut terhadap nilai total asam susu Intensitas Jumlah Denyut Total asam* pH Stabilitas emulsi** Alkohol 30 kV/cm 10 0,219 5,77 2,93 Positif 20 0,219 5,80 2,90 Positif 30 0,222 5,77 3,13 Positif 60 kV/cm 10 0,216 5,83 3,07 Positif 20 0,219 5,80 3,10 Positif 30 0,222 5,83 2,83 Positif
Keterangan : berdasarkan gr as laktat/100 ml susu dan ** %Minyak yang terpisah

## 6. Uji Reduktase
Berdasarkan  pada  analisis  yang telah  dilakukan  pada  susu  yang  telah diinokulasi dengan Staphylococcus aureus dan  diinkubasi  pada  suhu  37°C selama 18 jam diperoleh waktu reduksi 0,5  jam  (30  menit).  Setelah  diberi perlakuan  pasteurisasi  Medan  Listrik Berdenyut  dengan  intensitas  30  kV/cm dan 60 kV/cm dengan jumlah denyut 10, 20,  dan  30,  terjadi  perubahan  waktu sesuai  jumlah  mikroba  yang  terdapat didalam  susu,  dapat  dilihat  pada Gambar 3.
Waktu paling lama yang diperlukan yaitu pada perlakuan
intensitas  60  kV/cm  dengan  jumlah denyut  10  dan  waktu  tercepat  diperoleh pada  perlakuan  intensitas  30  kV/cm dengan  jumlah  denyut  30.  Hal  ini menunjukkan bahwa semakin tinggi total mikroba  semakin  cepat  perubahan warna,  dimana  jumlah  mikroba  lebih tinggi  dibandingkan  dengan  jumlah mikroba  dengan  perlakuan  yang  lain. Perubahan methylen  blue dapat  dilihat pada lampiran.Gambar. 3.
Gambar. 3. Pengaruh intensitas dan jumlah denyut terhadap  waktu Reduksi methylen blue pada susu pasteurisasi MLB,
Menurut Atherton, and Newlander (1977), secara umum diasumsikan  bahwa  semakin  banyak jumlah bakteri dalam susu akan semakin cepat oksigen yang dikonsumsi dan  menyebabkan  hilangnya  warna lebih  cepat.  Dengan  demikian  waktu reduksi digunakan sebagai ukuran jumlah organisme dalam susu. Demikian sebaliknya, bahwa makin lama hilangnya  warna  biru,  menunjukkan jumlah bakteri yang semakin sedikit. Hal
ini menunjukkan bahwa kualitas susunya  semakin  baik  (Hadiwiyoto, 1994).

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  ini  dapat disimpulkan
bahwa penurunan
terbanyak  pada  perlakuan  intensitas  60 kV/cm 2 dan  jumlah  pulsa  30,  yaitu sebesar  0,6  logcycle.  Mtode  Medan Listrik  Berdenyut  tidak  berpengaruh terhadap pH dan total asam, karena nilai dari  pH  dan  total  asam  baik  sebelum maupun sesudah perlakuan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini terselenggara atas bantuan  dana  Hibah  Bersaing  dari Direktorat  Jenderal  Pendidikan  Tinggi Departemen Pendidikan Nasional sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No : 207/SP2H/PP/DP2M/III/2009

## DAFTAR PUSTAKA
Amiali,  M.,  M.O.  Ngadi,  J.P.  Smith, V.G.S. Raghavan, 2005, Inactivation of Salmonella enteritidis in  liquid  egg  products using  pulsed  electric  field  (PEF) Written  for  presentation  at  the CSAE/SCGR 2005 Meeting Winnipeg,  Manitoba  June  26  - 29, 2005. Deptan  [Departemen  Pertanian],  tanpa tahun, Batas Maksimum Cemaran  Mikroba  dalam  Bahan Makanan Asal Hewan (SNI No. : 01-6366-2000). http://www.deptan.go.id/produksi /ditkesmavet/veteriner_residu.ht m. Diakses tanggal 10 Desember 2004. FDA  [Center  For  Food  Safety  dan Applied  Nutrition],  2000.  Kinetics of Microbial Inactivation for
Alternative Food Processing Technologies Executive Summary http://www.cfsan.fda.gov/list.html .  Diakses  tanggal  2  Desember 2004.
Goff, D. 1999. Dairy Science and Technology. Education Series. University Of Guelph. Canada. http://foodsci.aps.uoguelph.ca/da iryedu/home.htm .
Lado,  B.  H.  and  A.E.  Yousef , 2003, Selection  and  Identification  of  a Listeria  monocytogenes Target Strain  for  Pulsed  Electric  Field Process  Optimization.  J.  Applied and  Environmental  Microbiology, April  2003,  p.  2223-2229,  Vol. 69, No. 4.
Malicki, A., M Oziembłowski, J Molenda, T  Trziszka  and  S  Brużewicz, 2004,    Effect  of  Pulsed  Electric Field  (PEF)  on  Escherichia  coli within  The  Liquid  Whole  Egg. Bull Vet Inst Pulawy 48, 371-373, 2004
Martin,  M.F.S.,  G.V.  Barbosa-Cánovas
and B.G. Swanson. 2003. Innovation  in  Food  Processing. Food Technology. www.cepmagazine.org. March 2003.  Diakses  tanggal  3  Januari 2005 Singh, R.P. 2001. Technical Elements of New and Emerging Non-Thermal Food Technologies Part I: Technical Elements. (c)FAO. 2001. http://www.fao.org /ag/ags/agsi /Nonthermal/COPYRIGH.HTM.
Diakses  tanggal  21  Pebruari
2005.
Wouters,  P.C.,  N.  Dutreux,  J.P.P. M. Smelt,  and  H.L.M.  Lelieveld, 1999, Effects  of  Pulsed  Electric Fields  on  Inactivation  Kinetics  of Listeria  innocua J.  Applied  and Environ.  Microb.  Vol.  65  (12): 5364-5371.
Yang,  R.J.,  S.-Q.  LI,  and  Q.H.  Zhang, 2004,    Effects  of  Pulsed  Electric Fields on the Activity of Enzymes in  Aqueous  Solution.    J.    Food Sci. Vol. 69 (4) :241-248