Cara Pengawetan Minuman Karena Kerusakan Oleh Mikroorganisme

Pembusukan Mikroba Minuman dan Cara Pengawetannya 

Minuman dapat didefinisikan sebagai cairan yang dapat diminum selain air. Secara komersial, ada empat jenis minuman (minuman panas, minuman susu, minuman ringan, dan minuman beralkohol). Namun, minuman diklasifikasikan menjadi dua kelompok: minuman beralkohol dan non-alkohol. Sebagian besar minuman mengandung air, pemanis bergizi, penyedap rasa, zat pewarna, zat pengasaman, zat pengemulsi, dll yang mempengaruhi populasi pertumbuhan mikroba dalam minuman. Dalam industri minuman, selalu menjadi tantangan untuk memenuhi kebutuhan konsumen, permintaan akan produk yang aman dan sehat. Oleh karena itu, penting untuk menjaga semua kualitas yang dibutuhkan untuk memberikan kepuasan konsumen.

Klasifikasi Minuman

A. Minuman non-alkohol

Minuman non alkohol yang mengandung air, pemanis, asam, penyedap rasa, pewarna dan pengemulsi, serta pengawet. Secara umum, mereka dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara.

Refreshing : air putih, minuman berkarbonasi, es teh, dan buttermilk dengan garam dan air jeruk nipis

Nourishing : susu – dipasteurisasi, skim, diuapkan, dikeringkan, malt, buttermilk, milkshake, kopi, limun, dll.

Stimulating : kopi, teh, atau minuman coklat 

Soothing : susu hangat atau teh panas

Appetizing : sup, jus buah, dll.

Beberapa dapat dibagi menjadi minuman berkarbonasi dan non-karbonasi. Minuman non-karbonasi tidak mengandung karbon dioksida dan rasa berkilau. Mereka termasuk punch buah, minuman buah, es teh, kopi, dan minuman olahraga. Minuman berkarbonasi mengandung karbon dioksida tambahan yang memberikan rasa effervescent pada minuman. Mereka termasuk coke, soda, minuman ringan, dll.

Sumber kontaminasi minuman non-alkohol

• Selama proses produksi
• Lingkungan pabrik
• Bahan baku (buah, sayur, gula)
• Perasa, air, dan bahan kimia lain yang digunakan
• Mesin proses dan jalur pengisian di industri
• Keadaan mikrobiologis peralatan
• Penanganan higienis yang buruk
• Bahan kemasan seperti kaleng dan botol
• Kondisi penyimpanan

Kerusakan minuman non-alkohol

• Minuman memiliki aktivitas air yang tinggi dan seringkali kaya akan vitamin dan mineral sehingga sangat rentan terhadap pembusukan mikroba.
• Mikroorganisme yang tahan terhadap pH rendah dan karbonasi tinggi dapat tumbuh pada minuman non-alkohol.
• Ragi dianggap sebagai mikroba pembusuk utama. Berbagai ragi penyebab pembusukan yang ditemukan dalam minuman non-alkohol termasuk Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces, Brettanomyces, Hanseniaspora, Hansenula, dan Pichia. Candida davenportii, C. parapsilosis, atau Debaryomyces spp. Rhodotorula, Sporidiobolus, Dekkera bruxellensis, dan Sporobolomyces dan genus hitam Aureobasidium.
• Jamur tumbuh sebagai massa putih, halus, halus, seperti kapas yang tersuspensi dalam minuman ringan. Spora jamur tidak dapat tumbuh dalam minuman berkarbonasi tetapi dapat bertahan hidup. Berbagai pembusukan penyebab jamur yang ditemukan di minuman non-alkohol termasuk Aspergillus ochraceus, tamarii Aspergillus, Aspergillus flavus, Byssochlamys nivea, Byssochlamys fulva, Paecilomyces variotii, Neosartorya fischeri, Eupenicillium brefeldianum, Phialophora mustea, Talaromyces flavus, Talaromyces trachyspermus, dan Thermoascus auratiacum. Lainnya termasuk Penicillium notatum, Penicillium roquefortii , Rhizopus, Cladosporium, dan Fusarium, dan Cladosporium spp
• Tertentu bakteri asam laktat (BAL) dapat tumbuh di minuman non-alkohol yang mengandung jus buah termasuk Lactobacillus paracasei, L. Brevis, L. buchneri, L. Plantarum, L. perolens, dan juga Leuconostoc mesenteroides dan Weissella
• Berbagai bakteri lain yang ditemukan dalam minuman non-alkohol adalah Acetobacter, Alicyclobacillus, Bacillus, Clostridium, Gluconobacter, Lactobacillus, Leuconostoc, Saccharobacter, Zymobacter dan Zymomonas.
• Organisme patogen Listeria monocytogenes dan Y. enterocolitica E. coli dan Salmonella.

Jenis cacat yang disebabkan oleh mikroorganisme pada minuman non-alkohol adalah :

Kelompok	Genera/Spesies	Cacat visual	Bau
Ragi	Aureobasidium pullulans	Kabut, awan, film permukaan, paket bengkak, noda, partikulat, film permukaan	Ragi, aldehida off-flavor, cuka, nanas manis, mentega manis, bau seperti minyak bumi
	Candida davenportii, C. parapsilosis, C.tropicalis, C. solani
	Cryptococcus albidus, C. laurentii
	Debaryomyces hansenii, D. etchellsii, D. polymorphus
	Kluyveromyces lactis, K.marxianus;
	Pichia anomala, P. jadinii, P.membranifaciens, P. subpelliculosa;
	Rhodotorula glutinis
	Saccharomyces cerevisiae, S.bayanus, S.exiguous
	Zygosaccharomyces bailii, Z. bisporus, Z. lentus, Z. rouxii
Cetakan	Aspergillus niger, A. penicillioides, A. versicolor; Byssochlamys	Tikar miselium, paket bengkak perubahan warna	Apak, basi
	Cladosporium sphaerospermum
	Fusarium oxysporum
	Mucor circinelloides, M.racemosus;
	Penicillium glabrum
	Rhizopus stolonifera
Bakteri	LAB - Lactobacillus acidophilus, L. brevis, L. buchneri, L. paracasei, L. perolens L. tanaman; Leuconostoc mesenteroides; Weissella bingung	Kehilangan karbon dioksida, keropos, kekeruhan	Catatan keju, asam, apel hijau
	AAB - Acetobacter suboxydans; Gluconobacter oxydans; gula gluconacetobacter; Asai'ah lannensis A. bogorensis	Kabut, ropiness, film permukaan, paket bengkak	Asam, cuka, Antiseptik off-flavor
	ACB - Alicycliphilus acidoterrestris A. acidophilus, A. acidocaldarius, A. cycloheptanicus A. MBG A. herbalist, buah A.	Sulit dideteksi	Antiseptik dan noda berasap

B. Minuman beralkohol

• Minuman beralkohol mencakup berbagai produk dari minuman fermentasi etnik, minuman beralkohol, dan alkohol sulingan yang tersedia di seluruh dunia, termasuk bir, anggur buah, anggur beras tradisional yang dimurnikan, dll.
• Minuman beralkohol diproduksi oleh fermentasi gula atau pati dalam buah-buahan atau biji-bijian oleh mikroorganisme alami, atau dengan penambahan kultur starter yang secara biokimia mengubah bahan baku menjadi alkohol.
• Minuman beralkohol umumnya diakui aman secara mikrobiologis karena kandungan etanolnya yang tinggi (>4%) dan pH rendah (<4,5).
• Namun, produk yang disuling sangat stabil dibandingkan produk yang tidak disuling.

Sumber kontaminasi minuman beralkohol

• bahan baku yang mengandung gula dan pati
• proses manufaktur 
• suhu fermentasi (umumnya 18 hingga 35 ° C selama 2 hingga 14 hari) menguntungkan untuk pertumbuhan bakteri (baik untuk kultur starter dan untuk bakteri pembusuk dan patogen)
• Perasa, air, dan bahan kimia lain yang digunakan
• Peralatan (penghancur, pengepres, tangki, pipa, pompa, unit filtrasi, dll)
• keadaan mikrobiologis peralatan
• penanganan higienis yang buruk
• Bahan kemasan seperti kaleng dan botol
• Kondisi penyimpanan

Pembusukan minuman beralkohol

1. Anggur

• Anggur adalah minuman fermentasi yang dibuat dengan cara fermentasi alkohol dari buah anggur atau sari buah anggur dengan menggunakan ragi dengan proses penuaan selanjutnya.
• Buah-buahan selain anggur seperti apel, plum, persik, pir, beri, stroberi, ceri, aprikot, pisang, nanas, kacang mete, delima, lemon, jeruk keprok, jeruk, kurma, buah ara, dll., juga digunakan untuk produksi anggur.
• Dalam anggur, mikroorganisme pembusuk utama adalah ragi dari genus Dekkera / Brettanomyces , Candida , Hansenula, Hanseniaspora/Kloeckera, Pichia, Saccharomyces, dan Zygosaccharomyces .
• Bakteri asam laktat (BAL) Lactobacillus, Leuconostoc , dan Pediococcus ; dan genus bakteri asam asetat Acetobacter dan Gluconobacter.
• Jamur yang ada dalam bahan baku biasanya dihilangkan selama proses fermentasi karena produksi alkohol.

Jenis cacat yang disebabkan oleh mikroorganisme pada anggur adalah:

Kelompok	Genus/spesies	Cacat
Ragi	Pichia, Hanseniaspora, Hansenula, Metschnikowia, Dekkera, Candida	Noda ester dan aldehida, peningkatan keasaman yang mudah menguap
	Candida, Pichia	Pembentukan lendir permukaan
	Brettanomyces intermedius	Mousy, noda horsy, menghasilkan asam asetat tingkat tinggi
	Saccharomyces, Zygosaccharomyces bailii	Referensi dalam botol
	Saccharomyces ludwigii, Pichia membranafaciens	Noda teroksidasi dari asetaldehida, massa flokulan mengendap sebagai potongan dan membentuk kelangsingan
	Schizosaccharomyces	Penonaktifan anggur
Bakteri asam laktat	Lactobacillus acidophilus	Menghasilkan prekursor etil karbamat, pengasaman anggur dengan produksi asam laktat dan asetat, pembentukan manitol, noda tikus
	Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus hilgardii	Noda mousy, kepahitan karena metabolisme gliserol
	Lactobacillus kunkeei	Produksi asam asetat berlebih
	Lactobacillus trichodes	Pertumbuhan flokulan
	Leuconostoc mesenteroides	Pembentukan ropiness, kepahitan karena metabolisme gliserol
	Oenococcus oeni	Menghasilkan histamin, rasa mentega karena peningkatan kadar diacetyl
	anak Lactobacillus	Pembentukan akrolein dari gliserol menyebabkan rasa pahit
	Pediococcus pentosaceus	Peningkatan viskositas karena produksi polisakarida
Bakteri asam asetat	Acetobacter aceti Acetobacter pasteurianus, Gluconobacter oxydans	Oksidasi etanol menjadi asetaldehida dan asam asetat; produksi etil asetat; produksi asetoin dari asam laktat; metabolisme gliserol menjadi dihidroksiaseton; sifat lekat
Bakteri pembentuk spora endo	Bacillus sp Clostridium sp	Peningkatan keasaman (asam butirat), membentuk sedimen

2. Bir

• Bir adalah minuman yang diseduh yang terdiri dari malt, hop, air, dan ragi, yang diminum di seluruh dunia.
• Sulit rusak karena adanya etanol (0,5-10% b/b), pahit hop, kandungan karbon dioksida yang tinggi, pH rendah (3,8-4,7), dan hanya ada sedikit zat gizi seperti seperti glukosa, maltosa, dan maltotriosa.
• Ragi penyebab pembusukan termasuk genus yang berbeda seperti Saccharomyces, Brettanomyces, Candida, Debaryomyces filobasidium, Hanseniaspora, Kluyveromyces, Pichia, Torulaspora, dan Zygosaccharomyces
• Organisme pembusuk terutama bakteri asam laktat, sebagian besar genera Lactobacillus dan Pediococcus , atau mereka anaerob obligat dari spesies Pectinatus dan Megasphaera .
• Spesies kapang Alternaria, Cladosporium, Epicoccum, dan Fusarium ditemukan dalam bir pembusukan.

Cacat utama yang disebabkan oleh berbagai mikroorganisme penyebab pembusukan adalah:

• Kehilangan stabilitas koloid
• Perubahan warna
• Tidak bertekstur
• Sifat lekat
• Tingkat redaman tidak normal
• Kekeruhan
• Cacat rasa
• Cacat fermentasi
• Cacat dalam penampilan
• Cacat aroma

Cacat yang disebabkan oleh berbagai mikroorganisme pada bir adalah:

Kelompok	Spesies / Genera	Cacat
Ragi	Brettanomyces, Candida, dan Debaryomyces filobasidium, Hanseniaspora, Kluyveromyces, Pichia, Torulaspora, dan Zygosaccharomyces.	pembentukan fenolik, asam, asam lemak, dan off-flavors ester, serta kabut dan kekeruhan
	Ragi liar	Noda belerang, telur buruk, dan saluran pembuangan seperti rasa tidak enak
Cetakan	Alternaria, Cladosporium, Epicoccum dan Fusarium	off-flavors berkisar dari molase yang dibakar hingga najis, anggur, dan keras
	Aspergillus fumigatus	kekasaran dan  rasa basi
Lactobacillus	Iindneri, L., L. brevis, L. buchneri, L. casei, L. coryneforme L. paracollinoides melengkung, L., L. Tanaman	Rasa asam dan lembut, produksi asam
Pediokokus	A. bencana P. secara paradoks,	menghasilkan asam laktat yang tidak aktif secara optik dari karbohidrat, menghasilkan keasaman, kekeruhan, dan aroma mentega dari diacetyl dalam
Bakteri gram positif	Kocuria kristina	menghasilkan aroma atipikal buah
Bakteri gram negatif	Pectinatus cerevisiphilus,	Menghasilkan kekeruhan, produksi asam propionat, produksi asam asetat dan senyawa sulfur, bau telur busuk eggs
	Megashaera cerevisiae, M. paucivorans, M. sueciensis	Bau yang tidak menyenangkan.
	Zymomonas anaerobia	Kekeruhan dan bau tak sedap

3. Cider

• Cider adalah minuman beralkohol yang dihasilkan dari fermentasi sari buah apel .
• Brettanomyces sp . dan Acetobacter xylinum , ditemukan merusak sari buah apel.
• S. ludwigii adalah kontaminan asli pembuatan sari buah apel.

Cacat utama yang disebabkan oleh berbagai mikroorganisme penyebab pembusukan adalah:

• Mousiness
• noda indole
• Noda belerang dan telur busuk
• Perubahan warna
• Kabut asap dan endapan

Pengawetan Minuman

Berbagai jenis metode diterapkan untuk mencegah minuman dari pembusukan mikroba dan menjaga kualitas nutrisi dan sensorik minuman. Untuk pencegahan pembusukan minuman yang disebabkan oleh mikroba, metode yang digunakan meliputi perlakuan termal, perlakuan non-termal, penggunaan pengawet kimia, pengawet alami, dan kombinasi teknik.

1. Pasteurisasi

• Pasteurisasi adalah metode pengawetan makanan yang melibatkan penerapan panas, biasanya di bawah 100 ° pada waktu tertentu.
• Perawatan jangka pendek suhu rendah dan suhu tinggi adalah teknik yang paling umum digunakan untuk:
• Flash-pasteurisasi diterapkan pada produk sensitif saat pengisiannya aseptik dan biasanya digunakan dalam minuman berkarbonasi.
• Pasteurisasi dalam kemasan diterapkan pada minuman asam tinggi dengan risiko pembusukan yang tinggi.
• Pengisian panas diterapkan dalam minuman untuk menurunkan risiko pembusukan dan sering digunakan dalam minuman jus buah.
• Minuman rendah asam membutuhkan metode pengawetan yang lebih keras dan biasanya pasteurisasi suhu ultra-tinggi diterapkan.

Beberapa contoh pasteurisasi yang diterapkan pada minuman berdasarkan pH adalah:

Pemrosesan termal	Suhu	Waktu
Pasteurisasi kilat, pH <4,6	75-85 °C	1-4 menit
	90-96 °C	30-90 detik
Pengisian panas, pH<4,6	83-88 °C	0,5-1,5 menit
	92-95 °C	10-15 detik
Pasteurisasi terowongan, pH <4,6	72-80 °C	5-20 menit
Perawatan waktu singkat suhu tinggi, pH> 4,6	105-115 °C	0,5-4,2 menit
Perawatan suhu sangat tinggi, pH> 4,6	130-150 °C	1-9 detik

2. High process processing

• Ini adalah proses pasteurisasi non-termal di mana cairan dikenai tekanan tinggi di wilayah 3300 - 600 MPa selama sekitar 10 menit.
• Ini diterapkan dalam jus asam dan produk minuman seperti jus jeruk karena spora yang tahan tekanan tidak dapat bertahan hidup di lingkungan dengan tingkat pH rendah. Sebagai contoh 
• Untuk jus apel, 545 Mpa diterapkan selama 1 menit
• Untuk jus jeruk, 241-550 MPa diterapkan selama 3-5 menit
• Untuk jus blueberry, 400-600 MPa diterapkan selama 15 menit
• Untuk minuman beralkohol, jus yang diekstraksi dari buah diperlakukan dengan perlakuan ini sebelum fermentasi untuk menghindari pertumbuhan mikroba yang tidak diinginkan.
• Namun, itu juga dapat diterapkan setelah fermentasi untuk menghindari pertumbuhan lebih lanjut dari ragi yang digunakan untuk fermentasi.
• Selama proses HPP, minuman disegel ke dalam wadah yang sesuai dan ditempatkan di ruang bertekanan stainless steel yang berisi air.
• Selama proses ini, ikatan non-kovalen pada mikroba terganggu tanpa mempengaruhi sifat organoleptik minuman.

3. Kavitasi hidrodinamik

• Ketika cairan diterapkan pada metode ini, gelembung terbentuk dalam cairan karena fluktuasi tekanan yang diinduksi.
• Kavitasi hidrodinamik menjanjikan untuk menonaktifkan S. cerevisiae dalam jus apel.
• LAB dan Z. bailii ditemukan tereliminasi ketika kavitasi hidrodinamik digunakan dengan perlakuan suhu ringan.

4. Pulsed electric field (PEF)

• Medan listrik berdenyut adalah salah satu teknologi pengawetan makanan non-termal di mana makanan dikenai pulsa pendek (1-100 s) medan listrik tinggi dengan durasi nano hingga milidetik dan intensitas 10 – 80 kV/cm untuk makanan ditempatkan di antara dua elektroda.
• PEF mengganggu membran sel mikroba, membunuh mikroba dengan lisis
• Dalam penelitian, telah menunjukkan bahwa inaktivasi patogen dalam jus buah ketika PEF dikombinasikan dengan antimikroba seperti asam sitrat, kayu manis, dan minyak kulit kayu.
• Lb. brevis dan Z. bailii lebih sensitif terhadap PEF dalam minuman beralkohol.

5. Iradiasi

Perawatan ini melibatkan pemaparan minuman terhadap sinar-X, berkas elektron, dan sinar gamma yang mengawetkan minuman, tanpa mempengaruhi penampilan fisiknya. Tiga jenis teknik iradiasi minuman yang disetujui meliputi: 

1. Sinar gamma dipancarkan dari bentuk radioaktif dari unsur kobalt dan sesium (Cesium 137 dan Cobalt 60)
2. Sinar-X yang dihasilkan harus pada atau di bawah tingkat energi 5 MeV.
3. Berkas elektron (atau berkas elektronik), yang dihasilkan harus berada pada atau di bawah tingkat energi 10 MeV.

6. Filtrasi membran

• Filtrasi membran adalah proses suhu rendah yang menggunakan membran berpori dengan berbagai ukuran pori atau penyaringan untuk memisahkan partikel yang tidak diinginkan (berdasarkan ukuran, bentuk, atau muatannya) dari cairan untuk mempertahankan warna, tekstur, dan rasa alami dari cairan. minuman.
• Ultrafiltrasi (UF) dan mikrofiltrasi (MF) adalah teknik filtrasi membran yang umum digunakan.
• Jadi teknik filtrasi membran umumnya digunakan untuk klarifikasi jus buah.
• Dalam minuman, itu diterapkan dalam klarifikasi dan konsentrasi jus apel, jus buah, anggur, dan bir.

7. Penambahan zat Pengawet

Pengawet adalah zat yang mampu menghambat atau memperlambat pertumbuhan mikroorganisme. Pengawet yang digunakan dalam makanan dapat dibagi menjadi tiga jenis:

1. Pengawet alami
2. Pengawet hayati
3. Pengawet kimia

Bahan pengawet yang digunakan pada minuman adalah :

Produk	Bahan pengawet yang digunakan	Efektif melawan
jus jeruk	Nisin dengan PEF(80 kV/cm, 44ºC)	Flora alami
	Citral	L.monocytohenes
	Lisozim	Salmonella typhimurium
	Laktoperoksidase	E.coli, Shigella spp
	Minyak esensial lada hitam	Bakteri dan jamur mesofilik
	nanoemulsi eugenol	Mesofilik
Jus semangka	Minyak esensial cengkeh	Mesofilik
	Minyak esensial cengkeh
Jus lemon	Minyak esensial lemon	A.acidoterrestris spora
Jus nanas	Minyak esensial serai	E.coli, L.monocytogenes, S. enteritidis
jus apel	Bubuk kayu manis dan minyak esensial	Listeria monocytogenes
	Laktoperoksidase	E.coli, Shigella spp
	kitosan	Ragi dan cetakan
	Minyak esensial daun sirih	Bakteri dan jamur mesofilik
	Nisin dikombinasikan dengan carvacrol atau asam sitrat	C.sakazakii dan E.coli
	Minyak cengkeh, minyak jeruk nipis, minyak oregano	E.coli
Jus wortel	Kombinasi carvacrol dan p-cymene	V. sialan
Jus tomat	timol	C.lusitaniae
Jus buah campur (apel dan jeruk)	Kombinasi minyak atsiri mint dan serai atau minyak atsiri kayu putih dengan perlakuan termal (70 ° C atau 80 ° C selama 30-90 detik)
Jus apel segar dan sari apel	Enterosin	B.licheniformis
Sari apel	Sulfit	bakteri gram negatif
	Enterocin dengan panas (95°C)	B.licheniformis
	Nisin atau kayu manis dengan PEF(90kV/cm, 20 s, 42ºC)	E.coli
Jus apel yang tidak dipasteurisasi	kitosan	E.coli dan S.typhimurium
Anggur	Chitosan dan SO 2	Bakteri asam asetat
	Asam sorbat	Mencegah fermentasi ragi
	Sulfit	Acetobacter sp
Bir	kitosan	Bakteri asam laktat dan ragi
	Asam benzoat	Ragi dan bakteri
	Asam sorbat	Mencegah fermentasi ragi