BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pengawetan makanan/minuman dapat dilakukan dengan berbagai macam cara yaitu pendinginan/pembekuan, pengeringan, pengasapan, penggaraman, pemanasan (pasteurisasi, sterilisasi) dan penambahan bahan pengawet kimia. Semua cara tersebut mempunyai tujuan yang sama, yaitu untuk menghancurkan atau menghambat pertumbuhan mikroba pembusuk. Sterilisasi merupakan suatu proses yang bertujuan untuk menghilangkan dan membinasakan semua alat dan media dari gangguan organisme mikroba, termasuk virus, bakteria, spora dan fungi beserta sporanya. Sterilisasi merupakan suatu metode atau cara yang digunakan untuk mengeliminasi semua mikroorganisme. Sterilisasi dilakukan menggunakan autoklaf untuk yang menggunakan panas bertekanan, pemanas kering (oven), sterilisasi kimiawi (seperti glutaraldehid atau at au formaldehid) dan secara fisik. Sterilisasi merupakan suatu proses membebaskan suatu peralatan atau bahan dari mikroorganisme yang tidak dikehendaki (Ramona et al , 2007). Proses ini melibatkan aplikasi biocidal agent atau proses fisik dengan tujuan untuk membunuh atau menghilangkan mikroorganisme (Pratiwi, 2008).
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Sterilisasi
Sterilisasi merupakan proses untuk mematikan mikroba. Pada prinsipnya, terdapat 2 (dua) jenis sterilisasi, yaitu sterilisasi total dan sterilisasi komersial. Sterlilisasi komersial yang ditetapkan di industri pangan merupakan proses termal. Karena digunakan uap air panas atau air digunakan sebagai media penghantar panas, sterilisasi ini termasuk ke dalam sterilisasi basah. Sterilisasi komersial yaitu suatu proses untuk membunuh semua jasad renik yang dapat menyebabkan kebusukan makanan pada kondisi suhu penyimpanan yang ditetapkan. Makanan yang telah mengalami sterilisasi komersial mungkin masih mengandung sejumlah jasad renik yang tahan proses sterilisasi, tetapi tidak mampu berkembang biak pada suhu penyimpanan normal yang ditetapkan untuk makanan tersebut. Sterilisasi total adalah sterilisasi yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme sehingga mikroba tidak lagi dapat berkembangbiak di dalam suatu wadah/bahan pangan. Pada sterilisasi total ini jika dilaksanakan maka tidak akan terdapat lagi mikroba-mikroba yang berbahaya terutama pada Clostidium botilinum (Winarno, 1994). Sterilisasi adalah proses penghilangan semua jenis organisme hidup, dalam hal ini yaitu mikroorganisme (protozoa, fungi, bakteri, mycoplasma, virus) yang terdapat dalam suatu benda. Melibatkan proses fisik dengan tujuan untuk membunuh atau menghilangkan mikroorganisme. Target suatu metode inaktivasi tergantung dari metode dan tipe mikroorganisme yaitu tergantung dari asam nukleat, protein atau membran mikroorganisme tersebut. Agen kimia untuk sterilisasi disebut sterilant (Pratiwi, 2006). Adanya pertumbuhan mikroorganisme menunjukkan bahwa pertumbuhan bakteri masih berlangsung dan tidak sempurnanya proses sterilisasi. Jika sterilisasi berlangsung sempurna, maka spora bakteri yang merupakan bentuk paling resisten dari kehidupan mikrobia akan diluluhkan (Lay dan Hatowo, 1992).
Menurut Fardiaz (1992), sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang biak. Sterilisasai adalah tahap awal yang penting dari proses pengujian mikrobiologi. Ada 5 metode umum sterilisasi yaitu :
2.2
1.
Sterilisasi uap (panas lembap)
2.
Sterilisasi panas kering
3.
Sterilisasi dengan penyaringan
4.
Sterilisasi gas
5.
Sterilisasi dengan radiasi
Sterilisasi Kimia
Metode sterilisasi kimia dapat dilakukan dengan menggunakan bahan kimia dan sterilisasi gas (dengan cara fumigasi atau pengasapan). Sterilisasi kimia dapat juga dilakukan dengan penggunaan cairan desinfektan berupa senyawa aldehid, hipoklorit, fenolik, alkohol (Sylvia T. Pratiwi, 2008: 142). Zat kimia yang dapat digunakan untuk sterilisasi dapat berwujud : a.
Gas
: Ozon, formaldehid, etilen oksida
b.
Larutan
: Deterjen, iodium, alkohol, peroksida fenol, formalin, AgNO3 dan merkuroklorid.
2.2.1
Menggunakan Bahan Kimia Senyawa kimia yang digunakan sebagai desinfektan
antara lain
adalah CuSO4, AgNO3, HgCl2, ZnO, alkohol 50-75% (dapat menyebabkan koagulasi protein) dan beberapa larutan garam seperti NaCl (9%), KCl (11%) dan KNO 2 (10%) dapat digunakan untuk membunuh mikroba karena tekanan osmotiknya, yaitu dengan jalan dehidrasi protein pada substrat. Sedangkan asam kuat atau basa kuat dapat pula digunakan karena bersifat menghidrolisis isi sel mikroba. Larutan KmnO4 (1%)
dan HCL (1,1%) ternyata merupakan
desinfektan yang kuat karena dapat mengoksidasi substrat. Sedang yang paling banyak digunakan adalah larutan HgCl 2 (0,1%) namun senyawa tersebut sangat beracun dan bersifat korosif , serta dapat merusak jaringan
inang dan dapat mengendapkan protein. Juga larutan garam Cu (dari CuSo 4) merupakan senyawa yang paling banyak digunakan sebagai algasida. Larutan formalin/formaldehida merupakan senyawa yang mudah larut di dalam air tetapi sangat efektif sebagai desinfektan dengan kadar 4-20%. Selain itu alkohol dengan kadar 50-70% digunakan sebagai desinfektan karena cepat menyebabkan koagulasi (penggumpalan) protein. 2.2.2
Sterilisasi Gas Sterilisasi gas digunakan dalam pemaparan gas atau uap untuk
membunuh mikroorganisme dan sporanya. Meskipun gas dengan cepat berpenetrasi ke dalam pori danserbuk padat. Sterilisasi adalah fenomena permukaan dan mikroorganisme yang terkristal akan dibunuh. Sterilisasi gas biasanya digunakan untuk bahan yang tidak bisa difiltrasi, tidak tahan panas dan tidak tahan radiasi atau cahaya. Sterilisasi gas digunakan dalam pemaparan gas atau uap untuk membunuh mikroorganisme dan sporanya. Meskipun gas dengan cepat berpenetrasi ke dalam pori dan serbuk padat, sterilisasi adalah fenomena permukaan dan mikroorganisme yang terkristal akan dibunuh. Sterilisasi yang digunakan dalam bidang farmasi untuk mensterilkan bahan-bahan dan menghilangkan dari bahan yang disterilkan pada akhir jalur sterilisasi, gas ini tidak inert, dan kereaktifannya terhadap bahan yang disterilkan harus dipertimbangkan misalnya thiamin, riboflavin, dan streptomisin kehilangan protein ketika disterilkan dengan etilen oksida. Sterilisasi gas digunakan dalam pemaparan gas atau uap untuk membunuh mikroorganisme dan sporanya. Dalam pensterilan digunakan bahan kimia dalam bentuk gas atau uap, seperti etilen oksida, formaldehid, propilen oksida, klorin oksida, beta propiolakton, metilbromida, kloropikrin. Digunakan untuk sterilisasi bahan yang termolabil seperti bahan biologi, makanan, plastik dan antibiotik.
Gas yang biasa digunakan pada sterilisasi gas yaitu: A. Etilen Oksida Pilihan untuk menggunakan sterilisasi gas sebagai alternatif dari serilisasi termal sering dilakukan jika bahan yang akan disterilkan tidak tahan terhadap suhu tinggi pada proses sterilisasi uap atau panas kering. Bahan aktif yang umumnya digunakan pada sterilisasi gas adalah Etilen oksida dengan kualitas mensterilkan yang dapat diterima. Gas etilen oksida merupakan zat yang dapat membunuh mikroorganisme
dengan
cara
bereaksi
mikroorganisme
melalui
mekanisme
dengan
alkilasi.
DNA
Etilen
dari oksida
merupakan gas yang sangat eksplosif dan larut di dalam air. Keburukan dari bahan aktif ini (etilen oksida) antara lain : 1.
Sifatnya yang sangat mudah terbakar, walaupun sudah dicampur dengan gas inert yang sesuai.
2.
Bersifat mutagenik, dan
3.
Kemungkinan adanya residu toksik didalam bahan yang di sterilkan, terutama yang mengandung ion klorida.
Proses sterilisasi pada umumnya berlangsung di dalam bejana bertekanan yang didesain sama seperti pada otoklaf, tetapi dengan tambahan bagian khusus yang hanya terdapat pada alat sterilisasi yang menggunakan gas. Fasilitas yang menggunakan bahan sterilisasi seperti ini harus didesain sedemikian rupa hingga mampu mengeluarkan
gas
sesudah
proses
sterilisasi,
mampu
untuk
memantau mikroba yang masih hidup, dan mengurangi paparan gas yang sangat berbahaya terhadap petugas yang menangani alat tersebut. Kualifikasi proses sterilisasi menggunakan gas etilen oksida dicapai sesuai dengan uraian sebelumnya. Bagaimanapun juga program tersebut lebih luas cakupannya daripada cara sterilisasi lainnya, karena selain suhu, kelembaban, tekanan positif atau hampa
udara juga diperlukan pengendalian ketat terhadap kadar etilen oksida. Suatu ketentuan penting adalah menunjukkan bahwa semua parameter proses kritis dalam bejana sterilisasi harus cukup selama berlangsungnya seluruh siklus. Karena parameter sterilisasi yang digunakan bagi bahan yang akan disterilkan merupakan variabel kritis, sering dianjurkan untuk melakukan prakondisi muatan sampai mencapai kadar kelembaban yang diperlukan, menggunakan waktu yang diperlukan pada suhu yang ditentukan, sebelum muatan dimasukkan kedalam bejana sterilisasi etilen oksida. Untuk menjamin sterilitas bahan-bahan diperlukan empat elemen esensial dalam sterilisasi dengan etilen oksida. Empat elemen itu adalah : 1.
Konsentrasi dari gas etilen oksida tidak kurang dari 400 mg/liter.
2.
Suhu yang digunakan tidak kurang dari 36°C pada siklus dingin dan tidak lebih dari 60°C pada siklus hangat.
3.
Kelembaban relatif yang diperlukan antara 40%-100% dan waktu yang merupakan korelasi langsung dengan suhu dan konsentrasi gas.
4.
Makin tinggi suhu dan konsentrasi gas makin cepat waktu yang diperlukan untuk proses sterilisasi.
Proses validasi umumnya dilakukan menggunakan produk yang telah diinokulasi dengan indikator biologik yang sesuai, seperti sediaan spora bacillis subtilis. Untuk validasi, spora dapat digunakan dalam bejana sterilisasi yang terisi penuh dengan produk atau produk simulasinya. Indikator biologik dapat digunakan pada cara fraksi negatif untuk menetapkan probabilitas tertinggi mikroba hidup untuk mendesain suatu siklus sterilisasi etilen oksida menggunakan produk yang diinokulasi atau produk simulasi yang diinokulasi.
Salah satu keterbatasan utama dari proses sterilisasi etilen oksida adalah terbatasnya kemampuan gas tersebut untuk berdifusi sampai kedaerah yang paling dalam dari produk yang disterilkan. Jadi desain kemasan dan cara pengisian bejana sterilisasi harus ditetapkan sedemikian rupa hingga terdapat resistensi minimal terhadap difusi gas. B. Formaldehid Formaldehid berasal dari bahasa Latin formika. Gas tidak berwarna, biasanya didistribusikan sebagai larutan (umumnya disebut formalin), sebagai desinfektan yang telah digunakan sejak akhir 1800-an. Formaldehid adalah gas beracun yang tidak berwarna, sangat larut dalam air dan tersedia secara komersial sebagai larutan 35% yang disebut formalin. Formalin adalah cairan yang jernih dan tidak berwarna, dengan aroma yang sangat mengitasi dan rasa "terbakar" yang mempengaruhi selaput lendir. Steam & formaldehyde as sterilizing agents: Panas lembab lebih efektif daripada panas kering, yang membutuhkan waktu penahanan 2 jam pada suhu 160 °C (320 °F). Panas membunuh mikroorganisme dengan meningkatkan reaksi kimia yang mendenaturasi protein dalam sel. Perpindahan panas lebih lambat pada kondisi kering dan karena spora mengandung lebih sedikit air daripada sel vegetatif, mereka lebih sulit dihancurkan. Tahap pertama dalam kebanyakan proses sterilisasi uap adalah penghilangan udara, dimana udara ruang diganti dengan uap, sering menggunakan sistem pra-vakum yang berdenyut (sisa udara yang tersisa dalam beban dapat mencegah kontak uap langsung, sehingga membahayakan sterilisasi.) Pengambilan udara dengan demikian menjamin penetrasi uap yang efektif dan memberikan kondisi sterilisasi lembab sepanjang beban.
STERILIZATION BY LTSF ( Low Temperature Steam and Formaldehyde: Dalam proses LTSF, energi panas murni dari sterilisasi uap digantikan oleh campuran gas uap dan formaldehid pada suhu 80, 65, 60, 55 atau 50°C (176, 149, 140, 131 atau 122 ° F) . Adanya uap memungkinkan
formaldehida
menembus
dan
membunuh
mikroorganisme. Sterilisasi formaldehida digunakan dimana sterilisasi dengan uap atau suhu tinggi tidak memungkinkan. Peralatan khas yang sesuai untuk pemrosesan Formaldehida Uap Suhu Rendah adalah: 1.
Endoskopi kaku atau fleksibel
2.
Semua instrumen sensitif panas untuk operasi mata lanjutan seperti instrumen kriya
3.
Bahan plastik: semprotan, koil atau pipa
C. Propiolakton Merupakan senyawa organik dari keluarga lakton, dengan cincin beranggota empat. Berupa cairan yang jelas dan tidak berwarna dengan sedikit bau manis, sangat larut dalam air dan tercampur dengan etanol, aseton, dietil eter dan kloroform. Β-Propiolakton “ cukup dinanti menjadi karsinogen manusia" ( IARC , 1999). Satu dari 13 "karsinogen yang diatur OSHA (Occupational Safety and Health Administration)" meskipun tidak memiliki batas paparan yang diizinkan. Banyak digunakan dalam pembuatan asam akrilat dan esternya, namun penggunaannya sebagian besar telah dihentikan karena alternatif yang lebih aman dan lebih murah. Β-Propiolaktona adalah agen sterilisasi dan sporisida, dan telah digunakan untuk mensterilkan plasma darah, vaksin, cangkokan jaringan, instrumen bedah, dan enzim. Penggunaan arus utama propiolaktona adalah zat antara dalam sintesis senyawa kimia lainnya.Β-Propiolakton
perlahan
bereaksi
dengan
air
dan
menghidrolisis untuk menghasilkan asam 3-hidroksipropionat (asam hidracryclic). Stabil pada suhu dibawah titik beku. Digunakan untuk mensterilisasikan vaksin, jaringan dan sera. BPL uap non toksik, BPL
cair
bersifat
karsinogenik.
Gas
formaldehid
dan
Betapropiolakton (BPL) digunakan untuk fumigasi bioskop operasi dan ruangan lainnya. BPL lebih efisien daripada gas formaldehid. Berupa produk kondensasi keton dan formaldehida yang memiliki titik didih 163'C. Hal ini mampu membunuh semua mikroorganisme termasuk virus. Kegunaannya yaitu meskipun BPL memiliki daya tembus yang rendah sebagai gas, namun diyakini lebih efisien untuk tujuan pengasapan. Tindakan biosidalnya sangat cepat dan hanya 0,2% BPL yang digunakan untuk sterilisasi produk biologis. BPL memiliki efek karsinogenik.
2.3
Kelebihan dan Kekurangan Sterilisasi Kimia
2.3.1
Kelebihan Larutan kimia seperti glutyaraldehid dan formaldehid tidak begitu
mudah dinonaktifkan oleh materi organik, kedua larutan ini digunakan untuk instrumen yang tidak tahan sterilisasi panas ,seperti leparoskop (peneropong rongga perut). 2.3.2
Kekurangan Larutan kimia seperti glutaraldehid mahal harganya. Formaldehid
tidak dapat dicampur dengan clorin karena memproduksi gas berbahaya.
DAFTAR PUSTAKA
Dirjen POM. 1995. Farmakope Indonesia. Edisi IV. Jakarta: Departemen Kesehatan RI. Lay, B. W. dan Hastowo. 1982. Mikrobiologi. Rajawali Press Jakarta. Volk, Wesley A. dan Margaret F. Wheeler. 1993. Mikrobiologi Dasar Jilid 1, Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga Waluyo, L. 2005. Mikrobiologi Umum. MM Press: Malang. Winarni, D. 1997. Diktat Teknik Fermentasi. Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS : Surabaya.
