Mikrobiologi air dan makanan berkaitan dengan kualitas mikroba dan keamanan air dan produk makanan. Ini mencakup studi tentang patogen, organisme pembusuk, mikroorganisme menguntungkan, dan metode yang digunakan untuk mendeteksi, mengendalikan, dan mencegah kontaminasi mikroba.
Patogen yang ditularkan melalui air
Patogen yang ditularkan melalui air antara lain bakteri seperti Vibrio cholerae (kolera), Salmonella typhi (demam tifoid), Shigella spp. (disentri), E. coli patogen (enterotoxigenic, enteropathogenic, enterohemorrhagic), Campylobacter jejuni, dan Legionella pneumophila. Patogen virus termasuk norovirus, virus hepatitis A, rotavirus, dan enterovirus, yang sangat menular dengan dosis infeksi rendah (10-100 partikel virus). Patogen protozoa termasuk Giardia lamblia, Cryptosporidium parvum, Toxoplasma gondii, dan Entamoeba histolytica, yang kista dan ookistanya resisten terhadap desinfeksi klorin. Cacing seperti Dracunculus medinensis (cacing guinea) dan Schistosoma spp. ditularkan melalui air yang terkontaminasi.
Indikator Kualitas Air
Bakteri coliform, termasuk total coliform, fecal coliform (E. coli), dan Enterococcus, digunakan sebagai organisme indikator kontaminasi tinja. E. coli adalah indikator paling spesifik dari kontaminasi feses yang baru terjadi, dan keberadaannya menunjukkan potensi kontaminasi patogen enterik. Hitung lempeng heterotrofik (HPC) mengukur total populasi bakteri aerobik dan fakultatif, yang menunjukkan kualitas air secara umum dan kemanjuran pengobatan. Kekeruhan, sisa klorin, dan pH merupakan parameter fisik-kimia yang dipantau bersamaan dengan indikator mikrobiologis.
Patogen yang ditularkan melalui makanan
Bakteri patogen termasuk Salmonella enterica (unggas, telur), Campylobacter jejuni (unggas, susu), Listeria monocytogenes (makanan siap saji, keju lunak), E. coli O157:H7 (daging giling, sayuran berdaun hijau), Staphylococcus aureus (makanan yang ditangani), Clostridium botulinum (makanan kaleng yang tidak tepat), dan Bacillus cereus (beras, biji-bijian). Patogen virus termasuk norovirus (kerang, salad, makanan siap saji), yang merupakan penyebab utama gastroenteritis bawaan makanan, dan virus hepatitis A (kerang, produk pangan), yang menyebabkan penyakit yang lebih parah. Patogen parasit antara lain Toxoplasma gondii (daging), Trichinella spiralis (babi), Taenia saginata/solium (sapi/babi), dan Cyclospora cayetanensis (produksi). Mikotoksin seperti aflatoksin (Aspergillus), okratoksin A, dan fumonisin merupakan racun jamur yang mencemari biji-bijian, kacang-kacangan, dan rempah-rempah.
Pembusukan Makanan
Bakteri psikotrofik (Pseudomonas, Enterobacter, Flavobacterium) tumbuh pada suhu pendingin dan menyebabkan pembusukan daging, unggas, dan produk susu. Bakteri asam laktat (Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus) mengasamkan produk susu dan sayuran yang difermentasi. Ragi dan jamur seperti Saccharomyces, Penicillium, Aspergillus, dan Botrytis menyebabkan pembusukan, rasa tidak enak, dan produksi mikotoksin. Indikator pembusukan meliputi bau tak sedap, pembentukan lendir, produksi gas, perubahan warna, dan perubahan pH.
Metode Deteksi
Metode kultur konvensional menggunakan media selektif dan diferensial (MacConkey, XLD, Baird-Parker, Palcam) untuk isolasi patogen, diikuti dengan konfirmasi biokimia (API, Vitek, MALDI-TOF MS). Metode molekuler seperti PCR dan PCR kuantitatif (qPCR) memberikan deteksi DNA/RNA patogen yang cepat dan spesifik, dan panel PCR multipleks dapat mendeteksi beberapa patogen secara bersamaan. Metode imunologi mencakup ELISA, immunoassay aliran lateral, dan pemisahan imunomagnetik untuk skrining cepat. Metagenomik dan pengurutan seluruh genom (WGS) memungkinkan penyelidikan wabah, pelacakan sumber, dan pembuatan profil gen virulensi.
Pelestarian dan Pengendalian
Perlakuan panas meliputi pasteurisasi (72°C, 15 detik) untuk menghancurkan patogen vegetatif dan sterilisasi (121°C, 15 menit) untuk menghilangkan semua mikroorganisme termasuk spora. Pendinginan dan pembekuan memperlambat pertumbuhan mikroba, meskipun patogen psikrotrofik L. monocytogenes masih menjadi perhatian pada makanan siap saji yang didinginkan. Teknologi Hurdle menggabungkan berbagai faktor pengawetan (pH, aw, suhu, bahan pengawet) untuk mengendalikan pertumbuhan mikroba secara sinergis. Pengawet kimia termasuk asam organik (laktat, asetat, benzoat), nitrit, sulfit, dan nisin menghambat pembusukan tertentu dan organisme patogen.
HACCP dan Kerangka Peraturan
Titik Kendali Kritis Analisis Bahaya (HACCP) adalah pendekatan pencegahan sistematis terhadap keamanan pangan yang mengidentifikasi titik kendali kritis (CCP) untuk pemantauan dan intervensi. Pedoman WHO untuk Kualitas Air Minum dan standar nasional (Undang-Undang Air Minum Aman EPA, Petunjuk Air Minum UE) menetapkan batasan mikrobiologis. Badan keamanan pangan seperti FDA, USDA-FSIS, EFSA, dan Codex Alimentarius menetapkan standar, melakukan pengawasan, dan mengelola respons wabah. Investigasi wabah menggunakan data epidemiologi, laboratorium, dan penelusuran balik untuk mengidentifikasi sumber yang terkontaminasi dan mencegah kasus lebih lanjut.
