Aplikasi Iradiasi Mesin Berkas Elektron untuk Disinfestasi Serangga Tribolium castaneum (Herbst) pada Tepung Terigu

Tribolium castaneum (Herbst) PADA TEPUNG TERIGU

RINDY PANCA TANHINDARTO

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Aplikasi Iradiasi Mesin Berkas Elektron untuk Disinfestasi Serangga Tribolium castaneum (Herbst) pada Tepung Terigu adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan penulis lain, telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2006

Rindy Panca Tanhindarto

RINDY PANCA TANHINDARTO. Aplikasi Iradiasi Mesin Berkas Elektron untuk Disinfestasi Serangga Tribolium castaneum (Herbst) pada Tepung Terigu. Dibimbing oleh PURWIYATNO HARIYADI, NURI ANDARWULAN dan ZUBAIDAH IRAWATI.

Tribolium castaneum (Herbst) (T. castaneum) adalah hama gudang yang dapat menimbulkan masalah pada penyimpanan tepung terigu. Teknik pengawet-an secara konvensional untuk disinfestasi ypengawet-ang ada masih belum sepenuhnya mampu membasmi sisa-sisa stadium telur, larva, pupa dan serangga dewasa T. castaneum. Radiasi ionisasi mesin berkas elektron (MBE) adalah proses fisika dapat diterapkan untuk tujuan disinfestasi serangga. Beberapa keunggulan dari MBE adalah aman, efektif dan tidak meninggalkan residu pada bahan yang disinari. Sampel dikelompokkan menjadi 2 bagian yaitu serangga uji tanpa tepung terigu dan serangga uji diinfestasikan ke dalam tepung terigu dengan tebal masing-masing 800 µm dan 1600 µm, lalu dikemas dengan plastik polietilen. MBE diatur pada energi 300 keV dan sampel diiradiasi satu sisi dan dua sisi dengan arus berkas 100-500 µA, kecepatan konveyor 4 cm/detik dan jarak pemayar ke target 20 cm. Pengamatan dilakukan terhadap pertumbuhan populasi serangga yang hidup terhadap fungsi waktu. Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari efektivitas mesin berkas elektron untuk disinfestasi serangga dewasa

T. castaneum. Sebagai acuan menggunakan sumber radionuklida [60Co] sinar gamma juga dilakukan. Perlakuan radiasi dengan arus berkas 300 µA dua sisi pada infestasi sampel tanpa tepung terigu dapat membasmi semua serangga dewasa T. castaneum segera setelah perlakuan iradiasi baik menggunakan berkas elektron maupun sinar gamma dengan dosis 3 kGy. Berdasarkan efektivitas iradiasi dua sisi dengan arus berkas 200 µA dapat menurunkan semua serangga dewasa T. castaneum yang diinfestasikan kedalam tepung terigu dengan tebal 800 µm.

RINDY PANCA TANHINDARTO. The Application of Irradiated Electron Beam Machine to Disinfestation Tribolium castaneum (Herbst) on Wheat Flour. Under the direction of PURWIYATNO HARIYADI, NURI ANDARWULAN, ZUBAIDAH IRAWATI.

Tribolium castaneum (Herbst) (T. castaneum) is a storage pest can create problem of wheat flour. The existing conventional preservation techniques for insect disinfestation are mostly insufficient to eliminate stadium of eggs, larva, pupae or imago of T. castaneum. Ionizing radiation using source electron beam machine (EBM) is the physical processing could be applied for insect disinfestation purposes. Some benefit using EBM are safe, effective and no residues on foodstuffs after process. The samples were divided into two groups, i.e. insect without wheat flour and insect infested in wheat flour thickness of 800 µm and thickness of 1600 µm, packed individually in polyethylene pouch, respectively. The EBM was set up to the energy 300 keV, and the samples were irradiated one and both sides at the beam currents of 100-500 ȝA, while conveyor velocity was 4 cm/second and gap of windows-target surface was 20 cm. The population of living insect at all stages by the strorage time was observed. The objective of the study was to conduct the effectiveness of electron beam machine in order to disinfested imago stage of T. castaneum. A comparative study using radionuclide [60Co] of gamma rays source was also conducted. Radiation treatment at the beam current of 300 ȝA on both sides of the infested samples without wheat flour, could eliminate all imago stage of T. castaneum immediately after the treatment as well as for gamma rays at 3 kGy. Base on the effectiveness irradiation on both sides with the beam currents of 200 ȝA could decline T. castaneum in all stages was infested into wheat flour at 800 µm thickness.

© Hak cipta milik Rindy Panca Tanhindarto, tahun 2006 Hak Cipta dilindungi

Tribolium castaneum (Herbst) PADA TEPUNG TERIGU

RINDY PANCA TANHINDARTO

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Program Studi : Ilmu Pangan Nomor Pokok : F 25 1024 011

Disetujui Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc Ketua

Ir. Zubaidah Irawati, Ph.D Dr. Ir. Nuri Andarwulan, M.Si Anggota Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Ilmu Pangan Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof. Dr. Ir. Betty Sri Laksmi Jenie, MS Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Oktober sampai November 2004 dan Juli 2005 sampai Maret 2006 ini ialah iradiasi pangan, dengan judul Aplikasi Iradiasi Mesin Berkas Elektron untuk Disinfestasi Serangga Tribolium castaneum

(Herbst) pada Tepung Terigu.

Terima kasih dan penghargaan setingginya penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr. Ir. Nuri Andarwulan, M.Si dan Ir. Zubaidah Irawati, Ph.D selaku anggota pembimbing yang telah banyak memberikan ide, saran dan masukannya. Demikian pula kepada Pimpinan berserta staf Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi BATAN Jakarta, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan BATAN Yogyakarta yang telah membantu selama pengumpulan data.

Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada istri Nining Murtiningsih, ke-2 anak yaitu Rafi Eko Hindarto dan Riany Dwi Delphia serta orang tua atas segala doa, kasih sayang serta dorongan baik moril maupun materiil sampai selesainya karya ilmiah ini.

Penulis menyadari dan berharap semoga karya ilmiah ini dapat dijadikan landasan untuk pelaksanaan penelitian lanjutan yang memberi hasil yang bermanfaat, khususnya di bidang ilmu pangan serta pengembangan ilmu dan teknologi pada umumnya.

Bogor, Agustus 2006

Penulis dilahirkan di Bojonegoro pada tanggal 6 Juli 1964 dari ayah D. Muryono (Alm) dan ibu S. Tatty Haryati. Penulis merupakan putra ke lima dari lima bersaudara.

Tahun 1983 Penulis lulus dari SMA Negeri 7 Surabaya, pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (Program Perintis II). Pendidikan sarjana ditempuh di Fakultas Teknologi Pertanian, Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, lulus pada tahun 1989.

Pada tahun 1989 Penulis diterima bekerja di PT. Brataco cabang Surabaya, kemudian bulan April tahun 1990 Penulis bekerja sebagai staf peneliti di Kelompok Bahan Pangan, Bidang Proses Radiasi, Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR) Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). Bidang penelitian yang menjadi tanggung jawab peneliti ialah iradiasi pangan. Selama bekerja Penulis telah dipercaya mengelola proyek penelitian pada Tahun Anggaran 1998/1999 sebagai Sekretaris Proyek Pemanfaatan Teknologi Nuklir dalam Industri. Kemudian secara berturut-turut Tahun Anggaran 1999/2000 - 2000 mendapat tugas sebagai Pemimpin Proyek Pemanfaatan Teknologi Nuklir dalam Industri. Dilanjutkan tahun 2001 dipercaya sebagai Pemimpin Proyek Pengembangan Teknologi Proses Radiasi untuk Industri dan Lingkungan. Beasiswa training dari International Atomic Energy Agency (IAEA) TA No. INS/5/025 di Negara Bagian Philadelphia Amerika (USA), 2 Desember 1995 - 2 Agustus 1996, bertempat di USDA, ARS, ERRC tentang Food Safety Laboratorium dengan program radiation safety, vitamine analysis, hydrocarbon analysis and radiation dosimetry. Pada tahun 1999 Penulis mendapat kesempatan workshop di Negara China atas biaya IAEA kode RAS/5/034 dengan tema FAO/IAEA (RCA) Project Coordinator on Irradiation As a Sanitary and Phytosanitary Treatment of Foods, 1-3 September 1999.

Tahun 2003 semester genap Tahun Akademik 2002/2003 Penulis melanjutkan studi atas biaya sendiri dan diterima di Program Studi Ilmu Pangan pada Sekolah Pascasarjana IPB.

Selama mengikuti program S2, karya ilmiah berjudul Proses Iradiasi Tepung Terigu Dengan Menggunakan MBE (350 keV, 10 mA) telah disajikan pada Seminar Nasional Teknologi dan Aplikasi Akselerator VIII, Yogyakarta 22 Nopember 2005. Makalah lain berjudul Aplikasi Iradiasi Mesin Berkas Elektron Untuk Disinfestasi Serangga Tribolium castaneum (Herbst) Pada Tepung Terigu telah disajikan pada Seminar Nasional PATPI, Yogyakarta 2-3 Agustus 2006. Karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S2 Penulis.

Rad Satuan dosis radiasi

Gy Gray (satuan unit dosis radiasi menurut SI)

KGy Kilo Gray

eV Elektron Volt (satuan energi)

KeV Kilo elektron Volt

ESR Electron Spin Resonance

Ci Curie

Bq Becquerel

CTA Cellulose Triacetate

λ Lamda (panjang gelombang)

Laju dosis adalah jumlah dosis absorbsi per satuan waktu

Dosis absorbsi adalah jumlah radiasi yang diabsorbsi per unit massa. Unit dosis absorbsi : Gray (Gy) = Joule / kg = 100 rad Unit sumber radiasi Ci = Curie atau Bq = Becquerel (satuan unit sumber radiasi

menurut SI). Ci = 3,7 x 1010 Bq

Berkas elektron adalah arus elektron yang dipercepat oleh mesin

Mesin Berkas elektron [MBE] adalah mesin yang menghasilkan arus elektron yang dipercepat

Sinar gamma adalah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh isotop radioaktif

Radiasi pengion adalah radiasi berenergi tinggi yang dapat penetrasi ke dalam atom dengan menghasilkan partikel bermuatan listrik yang disebut ion

Iradiasi adalah perlakuan pada suatu produk dengan memaparkan-nya pada sinar gamma, sinar X atau elektron

Radioaktif adalah sifat dari inti suatu atom yang tidak stabil, yang secara spontan mengeluarkan sinar yang berenergi tinggi seperti sinar gamma, beta dan alpha dalam menuju ke keadaan stabil

Radioisotop adalah unsur yang mengalami perubahan susunan intinya, sehingga dalam keadaan tidak stabil

Dosimeter adalah suatu sistem fisika atau kimia yang berubah secara terukur dan proporsional jika dipaparkan pada radiasi. Sistem ini dipakai untuk mengukur dosis absorbsi dari bahan yang dipaparkan

Keseragaman dosis adalah perbandingan / rasio dosis absorbsi maksimum terhadap dosis absorbsi minimum pada suatu unit produksi yang dipaparkan terhadap radiasi

Shielding (perisai) zat yang digunakan untuk mengurangi radiasi yang lewat

Halaman

DAFTAR TABEL ... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

PENDAHULUAN ... 1

Morfologi Serangga Tribolium castaneum (Herbst) ... 6

Faktor-faktor yang mempengaruhi Perkembangan Serangga Tribolium sp ... 7

Kerusakan yang ditimbulkan serangga Tribolium sp ... 8

Pertumbuhan Populasi Serangga ... 9

Model Kinetika Reaksi Orde Satu ... 9

Pengendalian serangga Tribolium sp dengan Iradiasi ... 10

Iradiasi Pangan ... 11

BAHAN DAN METODE PENELITIAN ... 24

Tempat dan Waktu Penelitian ... 24

Bahan dan Alat ... 24

Metode Penelitian ... 25

Proses Radiasi Mesin Berkas Elektron terhadap Tepung Terigu ... 25

Aplikasi Radiasi Pengion untuk Disinfestasi Serangga T. castaneum ... 29

HASIL DAN PEMBAHASAN ... 37

Aspek Dosimetri ... 37

Dosimeter Penanda ... 42

Efisiensi Daerah Iradiasi Berkas Elektron ... 43

Penetrasi Berkas Elektron pada Sampel Bubuk ... 44

Cara Iradiasi (Pass) dan Penetrasi Berkas Elektron ... 46

Pengaruh Dosis Radiasi Sinar Gamma terhadap Populasi Serangga T. castaneum ... 49

Efektivitas Dosis Radiasi Sinar Gamma untuk Disinfestasi Populasi Serangga Dewasa, Larva, Pupa T. cstaneum ... 54

Pengaruh Arus Berkas Mesin Berkas Elektron terhadap Populasi Serangga Dewasa T. castaneum ... 57

Efektivitas Arus Berkas Mesin Berkas Elektron untuk Disinfestasi Populasi Serangga Dewasa T. cstaneum ... 65

SIMPULAN DAN SARAN ... 75

DAFTAR PUSTAKA ... 76

Halaman

1. Syarat mutu terigu ...

6 2. Karakteristik radiasi berkas elektron dan sinar gamma [60Co] ... 14 3. Persyaratan dosis dalam berbagai penerapan iradiasi pangan ... 18

4. Hasil pengukuran iradiasi MBE pada arus berkas (100-500) ȝA

terhadap dosis serap dosimeter CTA film ... 42 5. Ukuran tebal tepung dan berat sampel dengan luas tetap ... 46 6. Pengaruh dosis radiasi sinar gamma terhadap waktu bertahan hidup

masing-masing populasi dari ketiga stadium dewasa, larva dan pupa

T. castaneum ... 52 7. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh dosis radiasi sinar gamma

terhadap waktu bertahan hidup untuk masing-masing stadium serangga

T. castaneum ... 56

8. Pengaruh arus berkas elektron dengan iradiasi satu sisi permukaan

terhadap waktu bertahan hidup serangga dewasa T. castaneum ... 60 9. Pengaruh arus berkas elektron dengan iradiasi dua sisi permukaan

yang berlawanan terhadap waktu bertahan hidup serangga dewasa

Halaman

1. Siklus hidup metamorfosis sempurna ordo Coleoptera (a) dan

morfologi larva, pupa dan dewasa serangga T. castaneum (b) ... 7

2. Ukuran skala telur, larva, pupa dan serangga dewasa Tribolium sp. ... 8

3. Grafik kenaikan pertumbuhan eksponensial populasi serangga ... 10

4. Logo makanan iradiasi ... 13

5. Kurva distribusi dosis-kedalaman penetrasi a) Berkas elektron dengan variasi energi; b) Radiasi gamma dari [60Co] dan [137Cs] ... . 15 6. Kurva distribusi dosis-kedalaman penetrasi pada iradiasi 2 sisi a) dengan radiasi gamma [60Co]; b) dengan 10 MeV elektron ... 15

7. Blok diagram mesin berkas elektron tipe BA 350 keV/10 mA ... 17

8. Interaksi radiasi dengan materi a) Radiasi elektron; b) Radiasi sinar gamma atau X ... 21

9. Skema prinsip pengawetan bahan pangan dengan iradiasi ... 23

10. Tahap penelitian dan luarannya ... 26

11. Diagram alir pelaksanaan penelitian tahap I ... 28 12. Diagram alir pelaksanaan penelitian tahap II ... 31 13. Ruang penyimpanan sampel serangga uji ... 32

14. Kurva kalibrasi dosimeter Fricke ... 38

15. Spektrum ESR dosimeter alanin iradiasi ……….. 39

16. Kurva kalibrasi dosimeter alanin yang diiradiasi dengan sinar gamma pada daerah dosis 1-8 kGy ... 39

17. Kurva kalibrasi CTA film yang diiradiasi dengan berkas elektron ... 40

20. Luasan penampang berkas iradiasi dari pemayar MBE ... 44

21. Kurva hubungan antara dosis relatif terhadap lintasan pemayar

sepanjang (a) 120 cm dan (b) 80 cm ... 44

22. Hubungan intensitas signal ESR alanin terhadap perlakuan pass ... 47 23. Hubungan intensitas signal ESR tepung terigu terhadap perlakuan

pass ... 48 24. Kurva pertumbuhan populasi serangga T. castaneum siklus radiasi

pada dosis radiasi 0,1-0,5 kGy …... 50 25. Kurva pertumbuhan populasi serangga T. castaneum siklus radiasi

pada dosis radiasi 1-5 kGy …...…………... 51 26. Hubungan antara waktu bertahan hidup serangga T. castaneum

terhadap dosis radiasi sinar gamma dari 0,1-5 kGy ... 55 27. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh dosis radiasi sinar gamma

terhadap waktu bertahan hidup serangga T. castaneum pada dosis

radiasi 0,1- 5 kGy ... 56 28. Kurva populasi serangga dewasa T. castaneum setelah perlakuan

iradiasi satu sisi permukaan MBE arus berkas (100 -500) ȝA ... ...…...

58 29. Kurva populasi serangga dewasa T. castaneum setelah perlakuan

iradiasi dua sisi permukaan yang berlawanan MBE arus berkas

(100-500) ȝA ... 62 30. Hubungan antara waktu bertahan hidup serangga dewasa T. castaneum

terhadap iradiasi MBE dari arus berkas (100-500) ȝA ... 65 31. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh iradiasi satu sisi

permukaan MBE arus berkas (200-500) ȝA pada sampel serangga

dewasa tanpa tepung terigu ... 67 32. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh iradiasi satu sisi

permukaan MBE arus berkas (100-500) ȝA pada sampel serangga uji diinfestasikan ke dalam tepung masing-masing tebal 800 dan

33. Hubungan antara individu hidup serangga dewasa T. castaneum

terhadap iradiasi satu sisi permukaan MBE arus berkas 100-500 ȝA ... 69

34. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh iradiasi satu sisi

permukaan MBE arus berkas (100-500) ȝA pada individu hidup ... 69

35. Hubungan antara waktu bertahan hidup serangga dewasa

T. castaneum terhadap iradiasi MBE dari arus berkas 100-500 ȝA ... 70

36. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh iradiasi dua sisi

permukaan MBE arus berkas (100-500) ȝA pada sampel serangga

dewasa tanpa tepung terigu ... 71

37. Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh iradiasi dua sisi permukaan MBE arus berkas (100-500) ȝA pada sampel tebal

tepung terigu 800 dan 1600 ȝm ... 72 38. Hubungan antara individu hidup serangga dewasa T. castaneum

terhadap iradiasi dua sisi permukaan MBE arus berkas 100-500 ȝA ... 73 39 Persamaan regresi Ln y = a + b x pengaruh iradiasi dua sisi

permukaan MBE arus berkas (100-500) ȝA terhadap individu

Halaman 1. Alat Ukur Parameter Penelitian Utama ... 84

2. Data hasil pengukuran dosimeter larutan Fricke pada Ȝ = 305 nm ... 87 3. Data hasil pengukuran dosimeter alanin diiradiasi dengan sinar

gamma pada daerah 1-8 kGy ... 88 4. Data hasil pengukuran CTA film standar dengan alat ukur

CTA reader ... 89 5. Data hasil pengukuran dosimeter alanin diiradiasi dengan berkas

elektron pada daerah dosis serap 0-5 kGy ... 90 6. Perubahan warna dosimeter penanda yang diiradiasi dengan arus

berkas elektron 100-500 µA ... 91 7. Hasil pengukuran keseragaman dosis relatif sepanjang jendela

pemayar 120 cm ... 92

8. Hasil pengukuran amplitudo spektrum ESR dosimeter alanin

diiradiasi dengan MBE ... 93

9. Hasil pengukuran amplitudo spektrum ESR tepung terigu diiradiasi

dengan MBE ……….. 94

10. Pertumbuhan populasi masing-masing stadium serangga dewasa, larva, pupa T. castaneum yang diiradiasi dengan sinar gamma

pada dosis rendah (0,1-0,5) kGy dan dosis sedang (1-5) kGy ... 95

11. Pertumbuhan populasi serangga dewasa T. castaneum yang diiradiasi satu sisi permukaan dengan MBE arus berkas 100-500 µA pada perlakuan sampel: tanpa tepung terigu, tebal tepung terigu 800 dan

1600 ȝm ... 100 12. Pertumbuhan populasi serangga dewasa T. castaneum yang diiradiasi

dua sisi permukaan yang berlawanan dengan MBE arus berkas 100-500 µA pada perlakuan sampel: tanpa tepung terigu, tebal tepung

Latar Belakang

Tepung terigu merupakan bahan makanan pokok yang penting setelah beras.

Di lain pihak, sumber karbohidrat lainnya masih belum mencukupi maka

mendo-rong kebutuhan konsumsi tepung terigu meningkat dari tahun ke tahun. Konsumsi

tepung terigu di Indonesia per kapita mencapai ± 15 kg/kapita lebih rendah dari Singapura ( ± 71 kg/kapita ) dan Malaysia ( ± 40 kg/kapita ) pada tahun 2002

(Bogasari 2005). Secara umum, usaha-usaha untuk memenuhi kebutuhan

diversi-fikasi pangan sumber karbohidrat dapat mendukung Ketahanan Pangan Nasional.

Serangga merupakan permasalahan yang dihadapi oleh industri tepung

teri-gu khususnya pada kondisi penyimpanan. Salah satu jenis kumbang yang banyak

ditemukan pada tepung-tepungan adalah serangga Tribolium castaneum Herbst

(T. castaneum). Serangga ini dikenal sebagai ‘kumbang tepung merah’ (The Rust

Red Flour Beetle), termasuk ke dalam ordo Coleoptera famili Tenebrionidae.

Serangga T. castaneum ini adalah sebagai hama sekunder bersifat kosmopolitan

dan termasuk external feeder pada beras dan serealia lain, larva dan imago

mema-kan bahan yang sama (Haines 1991; Sokoloff 1974).

Ternyata pengendalian serangga yang dilakukan secara konvensional, masih

belum sepenuhnya mampu membasmi sisa-sisa telur, larva dan pupa serangga

pada produk tersebut. Salah satu perkembangan pengendalian hama pasca panen

pada serangga T. castaneum untuk tujuan disinfestasi serangga sudah banyak

dilakukan, seperti penggunaan bahan kimia sebagai fumigasi yaitu metil bromin

dan etilen dibromin. The United State Environmental Protection Agency (EPA)

telah mengatur penggunaan metil bromin untuk dikurangi 25% sejak tahun 2000.

sedang berdasarkan The Montreal Protocol and Clean Air Act penggunaan metil

bromin untuk negara berkembang akan dihapus pada tahun 2015 (Gupta 2001).

Untuk mengatasi permasalahan pasca panen tepung terigu maka diperlukan

teknologi tepat guna agar supaya tepung terigu lebih berkualitas dan tahan lama

sehingga dapat terdistribusikan ke tempat lain tepat waktu. Salah satu teknik fisika

untuk mengatasi masalah tersebut adalah penggunaan radiasi pengion baik yang

berasal dari radionuklida seperti [60Co] dan [137Cs] maupun sumber listrik.

Apli-kasi teknik nuklir dengan menggunakan sinar gamma [60Co] untuk tujuan sanitasi

bahan pangan di Indonesia telah dimulai sejak tahun 1969 antara lain untuk

komo-ditas bebijian. Sedang peraturan aplikasi iradiasi pangan telah dimulai sejak tahun

1987 telah ditetapkan peraturan Menteri Kesehatan nomor 826 dan diperbaharui

pada tahun 1995 nomor 152 dengan penambahan komoditas serta khususnya

ko-moditas bebijian dosis maksimumnya dinaikkan dari 1 kGy menjadi 5 kGy.

Penggunaan mesin berkas elektron (MBE) khususnya bidang pangan di

Indonesia belum di aplikasikan secara luas (Tanhindarto 2002, 2003, 2005, 2006;

Tanhindarto & Irawati 2004; Irawati 2005a, 2005b), dibeberapa negara sudah

diterapkan untuk tujuan disinfestasi serangga hama gudang. Salimov et al. (2000)

mengemukakan bahwa mesin pemercepat elektron dengan energi 1,5 MeV sudah

dapat diaplikasikan untuk iradiasi disinfestasi bebijian. Hariyadi (2004)

menge-mukakan bahwa iradiasi mesin berkas elektron dapat berpotensi menjadi bagian

penting dalam pemecahan masalah keamanan pangan. Danu (2003) melaporkan

bahwa di Indonesia pemanfaatan MBE masih terbatas dalam aplikasi

penggu-naannya, seperti proses curing, prevulkanisasi karet ban. Cleghorn et al. (2002)

melaporkan bahwa berkas elektron energi 400 kV x 200 Gy dapat digunakan

mengontrol mortalitas 3 jenis serangga hama gudang (S oryzae, R dominica, T

castaneum). Menurut Hayashi et al. (2004) penggunaan elektron energi rendah

(soft electron) 60 keV telah digunakan untuk menginaktifkan telur, larva dan pupa

serangga hama gudang. Soft-electron 150 kV dapat digunakan untuk disinfestasi

bebijian yang terkontaminasi serangga external feeders (Imamura et al. 2004).

Iganatowicz (2004) menyatakan bahwa iradiasi sinar gamma dengan dosis 0,3

kGy sudah cukup untuk menghambat serangga hama gudang, serta dosis 0,6 kGy

disarankan untuk perlakuan karantina serangga dewasa lepidoptera. Gochangco et

al. (2004) melaporkan bahwa perlakuan iradiasi dapat digunakan sebagai

perlaku-an alternatif penggperlaku-anti penggunaperlaku-an metil bromin untuk disinfestasi serperlaku-angga T.

castaneum pada penyimpanan coklat.

Beberapa tahun terakhir ini, penerimaan masyarakat tentang manfaat iradiasi

sebagai perlakuan phytosanitary sudah mulai meningkat guna mengontrol

USA bahwa iradiasi digunakan untuk mengontrol lalat buah pada 10 jenis buah

dan 4 jenis sayuran serta mangga, sedang di Florida iradiasi untuk mengontrol

kentang manis sebelum pengapalan ke California (IAEA 2004).

Noemi (1987) mengemukakan bahwa penggunaan sumber radiasi mesin

berkas elektron dan sinar gamma [60Co] tidak memiliki perbedaan yang nyata

untuk tujuan mengontrol infestasi serangga hama gudang. Sumber radiasi pengion

dengan MBE pada dosis 0,2-0,5 kGy cukup untuk mengontrol perkembangbiakan

serangga, bahkan beberapa minggu setelah iradiasi, dosis 1 kGy cukup efektif

untuk membunuh seluruh stadium serangga beberapa hari setelah iradiasi. Sedang

Hayashi et al. (2003) melaporkan penggunaan soft-electron (energi rendah berkas

elektron) dengan tegangan 60 kV efektif membasmi telur, larva dan pupa red flour

beetle (T. castaneum) dosis 1 kGy, sedang untuk serangga dewasa dosis 5 kGy.

Berdasarkan kenyataan tersebut perlu segera penggalian potensi penelitian

dan pengembangan untuk memecahkan permasalahan yang ada. Upaya ini dapat

mendukung peningkatan sarana dan teknologi pengelolaan gandum, yang nantinya

dapat dimanfaatkan untuk perlakuan karantina pada produk tepung terigu.

Perumusahan Masalah

Pengendalian serangga hama gudang ternyata masih belum sepenuhnya

mampu mengatasi sisa-sisa telur, larva dan pupa serangga T. castaneum pada

produk tepung terigu. Proses iradiasi mesin berkas elektron adalah proses fisika

tanpa residu merupakan proses yang lebih efektif yang dapat diterapkan untuk

mengatasi permasalahan ini, bahkan dapat memperpanjang umur simpan bahan

yang diproses. Teknik ini juga dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan

karena pengendalian serangga yang dilakukan secara konvensional, masih belum

sepenuhnya mampu membasmi sisa-sisa telur, larva dan pupa serangga dan

pemakaian bahan kimia seperti metil bromin sudah dibatasi untuk perlakuan

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan Penelitian

Mempelajari proses radiasi mesin berkas elektron energi rendah terhadap

bahan pangan tepung terigu serta ada penguasaan teknologi mesin berkas elektron

untuk pengawetan makanan.

Tujuan khusus penelitian ini adalah :

1. Mengetahui proses iradiasi mesin berkas elektron terhadap tepung terigu,

2. Mengetahui teknik iradiasi berkas elektron untuk disinfestasi pada serangga

dewasa T. castaneum.

Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi awal bahwa sumber

radiasi dari mesin berkas elektron dapat digunakan untuk tindakan disinfestasi

terhadap serangga, sisa-sisa serangga seperti telur, larva, pupa dan imago T.

castaneum yang nantinya dapat dimanfaatkan untuk perlakuan karantina pada

produk berbasis tepung.

Kegunaan Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan landasan untuk pengembangan

makanan iradiasi menggunakan sumber radiasi mesin berkas elektron, dan dapat

memberikan kontribusi terhadap aspek keamanan pangan pada produk tepung

terigu yang bebas terhadap serangga, sisa-sisa serangga seperti telur, larva dan

pupa. Disamping itu, dapat sebagai teknologi alternatif sebagai substitusi

Mutu Tepung Terigu

Tanaman gandum dengan nama latin Triticum aestivum L. dari subspesies

vulgare memiliki sekitar 4000 jenis varietas yang tumbuh di seluruh dunia

(Posner 2000).

Tepung terigu adalah tepung yang diperoleh dengan jalan menggiling

biji-biji gandum yang sehat dan telah dibersihkan (SII 1975). Sedang tepung terigu

sebagai bahan makanan adalah tepung yang dibuat dari endosperma biji gandum

Triticum aestivum L. (Club wheat) dan / atau Triticum compactum Host. Adapun

persyaratan mutu terigu dapat dilihat pada Tabel 1 (SNI 2000). Dari Tabel terihat

bahwa syarat mutu terigu harus bebas dari serangga, sisa-sisa serangga seperti

telur, larva dan pupa. Tepung terigu di Indonesia dibedakan berdasarkan kadar

proteinnya yaitu tepung keras dengan kadar protein 12-13 %, medium dengan

kadar protein 9,5-10 % dan yang mengandung 7,5-8 % protein adalah tepung

lunak.

Dari hasil penelitian iradiasi sinar gamma [60Co] dosis sampai 0,4 kGy

untuk tujuan disinfestasi serangga terhadap 3 tepung terigu (cakra kembar, kunci

biru dan segitiga biru) ternyata perlakuan iradiasi tidak memberikan pengaruh

yang nyata terhadap warna, kadar protein dan sifat khas tepung (Chosdu & Maha

1980). Hayashi et al. (2003) mengemukakan dari hasil penelitian terdahulu

terha-dap biji-bijian dilaporkan bahwa penggunaan energi rendah berkas elektron (

soft-electron) dengan tegangan 60 keV untuk tujuan disinfestasi tidak memberikan

pengaruh yang nyata terhadap sifat fisiko-kimia biji-bijian.

Menurut Atnasov (1977) dalam Noemi (1987) mengemukakan dosis 225

Gy sudah dapat membunuh semua stadium red flour beetles pada penyimpanan

biji-bijian dalam 1 tahun setelah iradiasi.

Morfologi Serangga Tribolium castaneum (Herbst)

Serangga Tribolium castaneum H. termasuk ke dalam ordo Coleoptera

famili Tenebrionidae. Serangga ini tergolong serangga yang mengalami

larva, pupa dan imago (Haines 1991). Siklus hidup metamorfosis sempurna ordo

Coleoptera dan morfologi larva, pupa dan imago serangga T. castaneum disajikan

pada Gambar 1. Perbedaan morfologi antara jantan dan betina dapat dibedakan,

berdasarkan femur. Serangga jantan dibagian depan sebelah kiri terdapat bintik

hi-tam, sedangkan pada serangga betina tidak terdapat bintik hitam (Sokoloff 1974).

Tabel 1. Spesifikasi persyaratan mutu (SNI 01-3751-2000)

No. Jenis uji Satuan Persyaratan

1

normal (bebas dari bau asing) normal (bebas dari bau asing)

putih, khas terigu

2 Benda asing - tidak boleh ada

3 Serangga dalam semua bentuk stadia dan potongan-potongannya yang tampak*)

tidak boleh ada

4 Kehalusan, lolos ayakan 212 milimikron

- min. 95 %

5 Air %, b/b maks. 14,5 %

6 Abu %, b/b maks. 0,6 %

7 Protein (N x 5,7) %, b/b maks. 7,0 %

8 Keasaman mg KOH/100g maks. 50/100 g contoh

9 Falling number detik min. 300

*) _{Tepung terigu di tingkat produsen}

Secara kasat mata telur berwarna putih dan berukuran kecil, diletakkan

oleh serangga betina diantara partikel yang diselubungi oleh cairan perekat

(a)

(b)

Gambar 1. Siklus hidup metamorfosis sempurna ordo Coleoptera (a) dan morfologi larva, pupa dan dewasa serangga T. castaneum (b) (Haines 1991).

Larva berwarna kuning keputih-putihan dengan ukuran 6 mm, segmen

abdomen terakhir berwarna coklat tua sedikit melengkung dan terpisah dengan

baik, umur stadium larva berkisar 7-8 hari. Larva T. castaneum mempunyai

ben-tuk khas yaitu adanya tonjolan runcing pada ruas terakhir dari abdomen yang

disebut Urogomphi (Syarief & Halid 1993).

Pupa serangga ini berwarna putih kekuning-kuningan dengan panjang 4 mm.

Stadium pupa 6 hari, sedangkan perkembangan telur hingga pupa 23 hari pada

suhu 29 °C.

Imago berbentuk pipih panjang tubuhnya 2,3-4,4 mm, berwarna coklat

ke-merahan, 3 segmen terakhir pada antena membentuk gada, mata terbagi oleh suatu

penjuluran dengan 3-4 mata faset. Ukuran skala telur, larva, pupa dan imago dapat

Gambar 2. Ukuran skala telur, larva, pupa dan serangga dewasa Tribolium sp. (Sokoloff 1974).

Faktor-faktor yang mempengaruhi Perkembangan Serangga Tribolium sp.

Pertumbuhan populasi Tribolium castaneum (Herbst) dipengaruhi oleh

banyak faktor seperti antara lain kondisi media dan kanibalisme. Menurut Syarief

& Halid (1993); Haines (1991) mengemukakan bahwa kondisi optimum untuk

perkembangan serangga Tribolium castaneum adalah suhu sekitar 35 °C dan

ke-lembaban relatif 75%.

Telur yang dihasilkan oleh serangga betina dipengaruhi oleh suhu tetapi

tidak dipengaruhi kelembaban, serangga dewasa dapat hidup sampai 6 bulan. Pada

suhu 25 °C serangga betina bertelur rata-rata 2-5 butir per hari, jumlah ini

meningkat menjadi 11 butir per hari pada suhu 35,5 °C. Serangga dewasa

melaku-kan kopulasi dan menghasilmelaku-kan telur sepanjang waktu hidupnya. Serangga dewasa

bersifat kanibalistik baik pada sesamanya termasuk memakan telurnya maupun

serangga lainnya. Abdelsamad et al. (1987) menyatakan periode total

perkem-bangan serangga dari telur sampai menjadi imago yang optimum adalah pada suhu

35 °C yaitu hanya berlangsung 19,1 hari, sedang Howe (1956) dalam Haines

Kerusakan yang Ditimbulkan Serangga Tribolium sp

Kerusakan yang ditimbulkan oleh Tribolium castaneum pada tepung terigu

antara lain mengakibatkan bau apek dan tengik yang berasal dari etil quinon yang

dihasilkan oleh kelenjar bau. Aroma etil quinon ini dapat menembus kantong

polietilen dengan tebal 0,075 mm (Grist & Lever 1969).

Terigu yang tiba di pelabuhan sering mengalami penurunan kualitas,

se-perti berkutu atau bau apek akibat distribusi dan transportasi yang relatif lama

sehingga kondisi dan kandungan gizi tepung terigu tersebut menjadi tidak optimal

(Bogasari 2005).

Serangan serangga dapat menimbulkan kerusakan secara langsung dan

tidak langsung. Kerusakan langsung terdiri dari konsumsi bahan yang disimpan,

kontaminasi serangga dewasa, pupa, larva, telur dan kulit serangga. Kerusakan

tidak langsung berupa kenaikan suhu akibat metabolisme serangga disebut hot

spot yaitu area sekitar serangga yang terinfeksi dalam jumlah yang sangat besar

dimana suhunya dapat mencapai 42,2 °C. Jika terjadi kenaikan kadar air maka

bahan akan lembab dan lengket, timbul storage fungi, bau apek tetapi apabila

kadar air bahan rendah karena terjadi perpindahan uap air, timbul mikroba lain,

berkurangnya nilai estetis produk (Cotton & Wilbur 1974).

Pertumbuhan Populasi Serangga

Pertumbuhan serangga antara lain ditentukan oleh nutrisi makanan dan

lingkungan. Haines (1991) mengemukakan bahwa pada umumnya, tahap awal

infestasi perkembangan serangga, akan mengikuti pertumbuhan populasi secara

eksponensial. Laju penambahan individu populasi adalah proporsional terhadap

jumlah individu yang ada serta laju kenaikan menjadi lebih besar terhadap waktu,

secara teoritis dapat diilustrasikan pada Gambar 3. Jumlah serangga dalam

pertumbuhan populasi eksponesial terhadap waktu adalah Nt = No.ert dimana N_t

= jumlah serangga setelah t (waktu), No = jumlah serangga awal dan nilai r laju

intrinsik kenaikan populasi. Menurut Hasibuan (1988) konstanta r, di dalam

ekologi, dikenal sebagai laju pertumbuhan populasi intrinsik, sedangkan di dalam

matematika r disebut sebagai parameter persamaan eksponensial. Satuan untuk

pertum-buhan eksponensial, sedangkan model dengan r < 0 disebut sebagai model

pelu-ruhan eksponensial.

Gambar 3. Grafik kenaikan pertumbuhan eksponensial populasi serangga (Haines 1991).

Model Kinetika Reaksi Orde Satu

Selama proses pengolahan misalnya secara pemanasan dan pengeringan

pada bahan pangan, akan terjadi perubahan-perubahan sifat fisiko-kimia dan

bio-kimia. Perubahan-perubahan tersebut akibat adanya reaksi dan interaksi di dalam

bahan tersebut. Perubahan tersebut dinyatakan dengan laju reaksi secara

matema-tis ditulis sebagai (dN/dt). Banyak reaksi di alam yang dapat dijelaskan dengan

menggunakan model reaksi orde satu. Model kinetika bentuk sederhana dapat

diaplikasikan dengan memperhatikan asumsi-asumsi tertentu untuk menjelaskan

tingkah laku berbagai perubahan selama pengolahan, misalnya laju inaktivasi

mikroba dan inaktivasi enzim (Hariyadi 2004).

Pertumbuhan populasi serangga secara teoritis akan mengikuti model

eksponensial (Haines 1991). Persamaan tersebut dapat dinyatakan Nt = No.ert

yang artinya bahwa laju pertumbuhan populasi pada waktu t berbanding lurus

dengan ukuran populasi pada waktu t, sedangkan r merupakan konstanta

keseban-dingan. Persamaan pertumbuhan eksponensial adalah persamaan diferensial ordo

Proses perubahan pengolahan laju reaksi merupakan fungsi dari berbagai

variabel reaksi, jika proses reaksi mengikuti reaksi ordo satu, dengan persamaan

reaksi sebagai berikut,

naik cekung keatas, r = 0 grafik konstan dan r < 0 grafik turun landai kebawah

(Causton 1993; Spain 1982). Jika dilakukan integrasi terhadap persamaan:

∫

dengan menggunakan persamaan logaritmik akan menghasilkan persamaan linear

yaitu ln Nt = ln No + kt. (3)

Pengendalian Serangga Tribolium sp dengan Iradiasi

Pengendalian hama pasca panen dapat dilakukan dengan cara fisika, kimia,

biologi dan sistem pengendalian hama terpadu yang mengkombinasikan berbagai

cara pengendalian.

Noemi (1987) melaporkan bahwa perlakuan iradiasi dengan mesin berkas

elektron terhadap serangga hama gudang adalah (1) ketahanan serangga terhadap

radiasi akan meningkat dari stadium telur menjadi dewasa, (2) iradiasi antara

dosis 3 dan 5 kGy dapat membunuh berkembangnya serangga segera setelah

iradiasi, sedang dosis 1 kGy cukup untuk membunuh serangga beberapa hari

sete-lah iradiasi, (3) iradiasi antara dosis 0,2 dan 0,5 kGy tesete-lah cukup untuk

mengon-trol sebagian besar kemungkinan berkembangnya serangga dan membu-nuh

serangga setelah beberapa minggu setelah iradiasi, (4) tidak ada perbedaan yang

nyata dosis iradiasi untuk mengontrol infestasi serangga antara berkas elektron

atau sinar gamma [60Co]. Iradiasi dosis 0,4 kGy secara praktis merupakan batas

minimal sterilitas untuk mengontrol setiap tingkat infestasi serangga T. castaneum

pada komoditas gandum, beras, jagung. Sedang Diehl (1990, 1995) menyatakan

bahwa dosis steril untuk serangga jantan dan betina T. castaneum yaitu 0,2 kGy.

Menurut Hayashi et al. (2003), soft-electron (energi rendah berkas

red flour beetle (T. castaneum) pada dosis 1 kGy dan 5 kGy untuk serangga

dewa-sa. Noemi (1987) melaporkan dosis radiasi yang digunakan untuk membunuh T.

confusum sebesar 99,9 % telur adalah 0,044 kGy, untuk larva 0,052 kGy, pupa

0,145 kGy dan untuk dewasa 0,120 kGy. Sedang Diehl (1995) mengemukakan

bahwa pada umumnya iradiasi stadium telur lebih sensitif terhadap radiasi dari

pada stadium dewasa sedangkan semua stadium serangga akan mati beberapa hari

setelah mendapat perlakuan iradiasi pada dosis 1-3 kGy

Iradiasi Pangan

Iradiasi adalah suatu istilah yang digunakan untuk pemakaian energi

radia-si secara terukur dan terarah. Jenis iradiaradia-si pangan yang dapat digunakan untuk

pengawetan bahan pangan yaitu radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik

ialah radiasi yang menghasilkan foton yang berenergi tinggi sehingga sanggup

menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksistasi pada materi yang dilaluinya. Jenis

iradiasi ini dinamakan iradiasi pengion, contoh iradiasi pengion adalah partikel

alpha (α), partikel beta (β), dan sinar gamma (γ). Ditinjau dari sifat radiasinya,

sinar pengion mempunyai beberapa manfaat diantaranya ialah dapat menunda

per-tunasan, memperpanjang umur simpan komoditas pertanian, membunuh serangga,

dekontaminasi kandungan mikroba dan membunuh mikroba patogen.

Sudah lebih dari 46 negara di dunia telah mengizinkan penggunaan

tekno-logi iradiasi, termasuk Indonesia (Diehl 2001). Legalisasi tentang peraturan

ma-kanan iradiasi di Indonesia sudah berlaku sejak tahun 1987, tetapi masih terbatas

pada komoditas tertentu. Adapun landasan peraturan iradiasi pangan saat ini yaitu

Peraturan Menteri Kesehatan RI yaitu Permenkes No: 826/MENKES/PER/XII/

1987 dan diperbaharui pada tahun 1995 yaitu Permenkes No: 152/MENKES/SK/

II/1995. Peraturan tersebut selanjutnya digunakan sebagai bahan acuan dalam

penyusunan Undang-undang Pangan No: 7 tahun 1996. Pengaturan tentang

Pela-belan pangan di Indonesia telah diatur dalam Peraturan Pemeritah RI No: 69 tahun

1999 dan khusus mengenai iradiasi pangan diatur pada pasal 34. Adapun logo

yang menunjukkan produk pangan telah diiradiasi dapat dilihat pada Gambar 4.

Pada tahun 2004 Badan POM telah mengeluarkan 10 pedoman iradiasi

Gambar 4. Logo makanan iradiasi.

Sumber Energi Radiasi

Proses yang menggunakan energi radiasi dapat dilakukan dalam fasilitas

radiasi gamma (iradiator) atau dalam radiasi elektron tinggi (akselerator

elek-tron). Radiasi pengion yang terbanyak digunakan adalah sinar γ (gamma). Sinar

gamma merupakan gelombang pendek yang disebut sinar piko dengan daya

penetrasi yang sangat kuat. Sumber radiasi sinar gamma berasal salah satunya dari

radionuklida kobalt-60 [60Co]. Kobalt-60 dibuat dalam reaktor atom dengan cara

menembak Kobalt-59 yang diperoleh dari alam dengan iradiasi sinar neutron yang

dilakukan di reaktor. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :

59

Co27 + 1N0 ⇒ 60Co27 + sinar γ

Sumber radiasi yang umum digunakan ada 2 macam yaitu radionuklida

dan mesin berkas elektron cepat. Radionuklida [60Co] dengan energi sinar gamma

1,17 MeV dan 1,33 MeV serta [137Cs] dengan energi 0,66 MeV merupakan 2 jenis

isotop radioaktif yang dapat dimanfaatkan secara komersial. Untuk sinar X

dibata-si energinya sampai dengan 5 MeV dan medibata-sin berkas elektron dibatadibata-si dengan

energi maksimal 10 MeV (Diehl 1995).

Berdasarkan jenis radiasi pengion yang umum digunakan untuk

pengawet-an makpengawet-anpengawet-an ada dua yaitu sinar gamma ypengawet-ang dippengawet-ancarkpengawet-an oleh radionuklida

[60Co] dan [137Cs]. Keduanya merupakan gelombang elektromagnetik dengan

panjang gelombang pendek sekitar 10-9 m. Berkas elektron: dihasilkan oleh mesin

berkas elektron yang terdiri dari partikel-partikel bermuatan listrik. Kedua jenis

radiasi pengion ini memiliki pengaruh yang sama terhadap makanan dan

perbeda-an keduperbeda-anya adalah pada daya tembusnya. Sinar gamma mengeluarkperbeda-an energi

berkas elektron mengeluarkan energi sebesar 10 MeV untuk menembus air

seda-lam 3,5 cm (Diehl 1990, 1995).

Aplikasi mesin berkas elektron di bidang pangan, dibatasi energinya yaitu

maksimum 10 MeV. Berdasarkan tingkat energinya yang dimiliki, MBE dapat

digolongkan ke dalam 3 kategori yaitu elektron energi rendah (low energy

eccelerators/soft-electrons: 150 keV–2 MeV), elektron energi sedang (medium

energy accelerators : 2,5–8 MeV) dan energi tinggi (high energy accelerator: > 9

MeV) (Irawati 2005)

Perbedaan karakteristik radiasi berkas elektron dan sinar gamma [60Co]

disajikan pada Tabel 2. Semakin tinggi energi berkas elektron, semakin tinggi

pula daya penetrasinya. Elektron dipercepat akan berkurang energinya setelah

menembus bahan pada kedalaman tertentu. Pada Gambar 5 disajikan hubungan

energi dan penetrasi atau disebut kurva distribusi dosis-kedalaman penetrasi

(depth dose distribution) dengan variasi energi untuk masing-masing sumber

listrik dan radionuklida (Danu 2004; Diehl 1995). Kurva ini dipakai untuk

menen-tukan hubungan kedalaman penetrasi dalam bahan dengan dosis relatif.

Tabel 2. Karakteristik radiasi berkas elektron dan sinar gamma [60Co]

Berkas elektron Sinar gamma [60Co]

- Jenis radiasi a)

- Energi a)

- Daya tembus a)

- Operasi a)

- Shielding a)

- Efek pada organismeb)

Kurva distribusi dosis kedalaman penetrasi pada suatu bahan dapat dibuat

dengan dosimetri menggunakan dosimeter film cellulose triacetate (CTA).

Pene-trasi radiasi dipengaruhi densitas bahan. Semakin tinggi densitas bahan, semakin

rendah penetrasi elektron dan demikian pula sebaliknya. Untuk meningkatkan

kedalaman penetrasi, iradiasi dapat dilakukan pada 2 sisi yaitu dengan membalik

bahan yang diiradiasi. Pada Gambar 6 disajikan kurva distribusi dosis-kedalaman

penetrasi di air jika suatu bahan diiradiasi pada 2 sisi (Danu 2004; Diehl 1990;

NHV 1983).

( a ) ( b )

Gambar 5. Kurva distribusi dosis-kedalaman penetrasi a) Berkas elektron dengan variasi energi; b) Radiasi gamma dari [60Co] dan [137Cs] (Diehl 1990).

( a ) ( b )

Sumber radiasi ionisasi sinar gamma, sinar X dan elektron dalam

apli-kasinya terhadap bahan pangan akan memberikan efek yang sama selama energi

yang diberikan sama, tetapi dari ketiga sumber tersebut akan berbeda terhadap

waktu proses selama iradiasi. Menurut NHV (1983) mengemukakan bahwa berkas

elektron mempunyai keunggulan dalam waktu, misalnya dosis 100 kGy waktu

iradiasi yang dibutuhkan sinar gamma dari [60Co] dapat membutuhkan waktu

sampai beberapa hari, sedang sinar X dapat dilakukan beberapa jam, tetapi dengan

elektron cepat hanya dengan beberapa detik saja. Menurut Don Park & Vestal

(2003) mesin berkas elektron dapat memproduksi elektron cepat sekitar (190.000

miles/detik) dan merupakan sumber energi yang dapat dengan mudah dimatikan

dan dihidupkan. Jika dibandingkan dengan sinar gamma dan sinar X, berkas

elek-tron dibatasi dengan perlakuan kemasan yang relatif tipis dikarenakan penetrasi

yang rendah.

Status sumber radiasi yang sudah diaplikasikan di Indonesia untuk

makan-an iradiasi ymakan-ang ada sampai saat ini, adalah sumber radiasi ymakan-ang berasal dari

radionuklida [60Co]. Akan tetapi mesin berkas elektron sebagai sumber radiasi

pengion memiliki peluang untuk dikembangkan di Indonesia sebagai saran

penga-wetan makanan (Tanhindarto 2003).

Mesin Berkas Elektron (MBE) 350 keV/10 mA

Mesin berkas elektron adalah seperangkat alat pemercepat elektron yang

dapat menghasilkan radiasi berkas elektron secara kontinyu dan dapat digunakan

sebagai sumber radiasi pengion. Sumber radiasi yang digunakan dalam penelitian

adalah mesin berkas elektron 350 keV-10 mA yang berlokasi di Pusat Teknologi

Akselerator dan Proses Bahan (PTAPB) BATAN di Yogyakarta. Rancang bangun

mesin berkas elektron berenergi rendah ini sudah mempunyai ijin operasional dari

lembaga yang berwenang yaitu BAPETEN. Alat MBE tersebut dirancang dengan

energi 350 keV / 10 mA dan telah diresmikan oleh Menteri Riset dan Teknologi

pada tanggal 16 Desember 2003.

Klasifikasi MBE dibedakan berdasarkan pada tingkat energi yang

power supply tipe Cockcroft-wolton. Blok diagram dari MBE 350 keV/10 mA

dapat dilihat pada Gambar 7.

Keterangan gambar:

1. Sumber tegangan tinggi 6. Jendela pemayar 2. Sumber elektron (Electron gun) 7. Pompa turbo

3. Tabung akselerator 8. Sumber tegangan terisoler 4. Magnet pemayar 9. Pompa rotari

5. Tabung pemayar 10. Konveyor

Gambar 7. Blok diagram mesin berkas elektron tipe BA 350 keV/10 mA (Suhartono 2004).

Prinsip kerja MBE 350 keV/10 mA secara umum adalah elektron yang

dipancarkan dari filamen (dari bahan tunsten) yang dipanaskan dalam ruang

vakum tinggi oleh catu daya listrik. Elektron diarahkan dan difokuskan oleh

medan listrik, dipercepat oleh tegangan tinggi pada tabung pemercepat, kemudian

dipayarkan kedalam tabung pemayar oleh medan magnet dan menembus jendela

tipis (window foil) ke atmosfir yang menghasilkan berkas elektron berenergi

Dosis Radiasi

Satuan dosis radiasi mulanya diberi nama rad tetapi selanjutnya digunakan

Satuan Internasional (SI) yang diberi nama Gray (Gy), 1 Gy = 100 rad atau

Joule/kg.

Sesuai dengan tujuan iradiasi dapat dikategorikan ke dalam 3 kelompok

ialah dosis rendah (< 1 kGy), sedang (1-10 kGy) dan tinggi (10-50 kGy). Tabel 3

menunjukkan persyaratan dosis iradiasi yang dibutuhkan untuk mengiradiasi jenis

pangan tertentu.

Tabel 3. Persyaratan dosis dalam berbagai penerapan iradiasi pangan a).

No. TUJUAN DOSIS

( kGy )

PRODUK

1 DOSIS RENDAH ( s/d. 1 kGy ):

- Pencegahan pertunasan

- Pembasmian serangga dan parasit

-Perlambatan proses fisiologis

0.05 - 0.15

0.15 - 0.50

0.50 - 1.00

Kentang, bawang putih, bawang bombay, jahe, dll

Serealia dan kacang-kacangan, buah segar dan kering, ikan, daging kering. Buah-buahan dan sayuran segar

2 DOSIS SEDANG (1-10 kGy ) :

- Perpanjangan masa simpan

- Pembasmian mikroorganisme perusak dan patogen

- Perbaikan sifat teknologi pangan

1.00 - 3.00

1.00 - 7.00

2.00 - 7.00

Ikan, arbei segar, dll

Hasil laut segar dan beku, daging, daging unggas segar/beku, dll

Anggur (meningkatkan sari), sayuran kering (mengurangi waktu pemasakan)

3 DOSIS TINGGI *) ( 10-50 ) kGy :

- Pensterilan - industri (kombinasi dengan panas sedang)

- Pensterilan bahan tambahan makanan tertentu dan komponennya

30 - 50

10 - 50

Daging, daging unggas, hasil laut, makanan siap saji, makanan steril

Rempah - rempah, sediaan enzim, gum alami, dll

Keterangan : *) Komisi Codex Alimentarius Gabungan FAO/WHO menyetujui penggunaan dosis ini, sejak bulan Maret 2003 (IAEA 2004), dengan catatan hanya digunakan berdasarkan legitimasi sesuai dengan kebutuhan teknologi yang ditujukan untuk higiene pangan.

_Dosimetri

Dosimetri merupakan suatu metode pengukuran dosis serap (absorbsi)

radiasi terhadap produk dengan teknik pengukuran yang didasarkan pada

pengu-kuran ionisasi yang ditimbulkan akibat radiasi menggunakan dosimeter (IAEA

2002; McLaughlin et al. 1989). Menurut Tanaka (1977) dan McLaughlin et al.

(1989) mengemukakan dosimeter CTA film merupakan sistem dosimetri yang

direkomendasikan untuk sinar gamma dan elektron. Dosimeter ini merupakan

dosimeter rutin dan digunakan pada kisaran antara 10-150 kGy. Adapun prinsip

dari dosimeter CTA film adalah mengukur perubahan optical density (OD) per unit

dosis. Sundardi (1976) mengemukakan bahwa film selulosa triasetat (STA) dapat

dipergunakan sebagai dosimeter elektron dan gamma pada kecepatan dosis yang

tinggi tetapi pada kecepatan dosis yang rendah diperlukan beberapa koreksi.

Dosimeter film selulose tri-asetat menyerap sinar ultra violet (UV) pada daerah

panjang gelombang antara 253 dan 313 mμ. Sunaga (1994) telah mengembangkan

dosimetri menggunakan Grafchromic film dosimeter untuk proses sterilisasi dan

pengawetan makanan dengan sumber berkas elektron (0,12-3 MeV) dan

pengu-kuran energi elektron secara simultan.

Farrar (2000) mengemukakan bahwa sampai saat ini sudah tersedia 20

international standar organization (ISO) dosimetri untuk proses radiasi, dan

beberapa diantaranya telah memenuhi standar ISO yaitu ASTM E1204-93 untuk

dosimetri fasilitas sinar gamma untuk proses makanan, penggunaan dosimeter

alanin dengan alat ukur electron paramagnetic resonance (EPR) yaitu ASTM

E1607-94, dan untuk dosimetri fasilitas proses radiasi mesin berkas elektron

(MBE) energi 300 KeV-25 MeV dan 80-300 keV masing-masing adalah

ASTM1649-94 dan ASTM1818-96.

Fasilitas Radiasi

Fasilitas radiasi adalah sarana proses yang menggunakan energi radiasi,

biasanya dilakukan dalam fasilitas radiasi gamma (Iradiator) atau dalam fasilitas

radiasi energi tinggi (akselerator elektron). Tanhindarto & Sudrajat (2004) untuk

memproduksi makanan iradiasi yang diawetkan melalui proses radiasi yang

kegiatan proses produksi yaitu produsen bertanggung jawab atas kualitas produksi

termasuk keamanan pangan dan sterilitasnya, sedang fasilitas radiasi bertanggung

jawab akan ketepatan dosis radiasi yang harus diterima pada bahan yang

di-iradiasi.

Interaksi Radiasi Pengion dengan Bahan

Interaksi radiasi pengion dengan bahan adalah terjadinya pemindahan

energi partikel melalui tumbukan dengan muatan di dalam bahan dan penurunan

intensitas gelombang elektromagnetik ketika melewati bahan. Energi yang

dipin-dahkan kepada bahan menimbulkan ionisasi dan eksitasi. Secara skematik

inte-raksi radiasi berkas elektron dan sinar gamma dengan bahan, dapat digambarkan

seperti pada Gambar 8. Ionisasi adalah pelepasan elektron dari orbit atomnya

akibat adanya energi dari luar. Eksistasi adalah pemindahan elektron ke tingkat

orbit yang lebih tinggi jika diberi energi dari luar. Interaksi sinar gamma, sinar X

dan berkas elektron pada bahan akan tergantung pada energinya, ada tiga

kemung-kinan yang dapat terjadi yaitu interaksi photoelektrik, interaksi compton, dan

produksi pasangan ion. Menurut Diehl (1995) dari ketiga interaksi yang paling

dominan pada iradiasi makanan adalah interaksi compton. Pelepasan elektron

karena interaksi compton ini sudah cukup menyebabkan terjadinya ionisasi.

Noemi (1987) mengemukakan bahwa radiasi ionisasi akan menyebabkan

dua efek biologi pada serangga yaitu letalitas dan sterilitas. Efek letal

menyebab-kan kematian serangga dalam periode waktu yang bergantung pada besarnya dosis

radiasi. Sedang sterilitas akan menyebabkan hilangnya kemampuan bereproduksi

meskipun serangga masih hidup dalam beberapa minggu.

Menurut Sutrisno (2004) menyatakan bahwa ada dua teori interaksi

dengan materi biologi ada 2 yaitu hit theory dan indirect hit theory. Teori yang

pertama yaitu radiasi langsung menghantam materi yang dilaluinya dan yang

kedua yaitu terjadinya radikal bebas reaktif yang dapat merusak materi yang

dilalui. Dari interaksi antara radiasi dan materi hidup terjadilah efek biologi.

Brown (1973) menyatakan efek biologi dari interaksi radiasi dan materi dapat

dikelompok menjadi 4 yaitu :

1. Acute (efek yang cepat terjadi dalam kurun waktu jam, hari atau minggu),

2. Delayed (efek yang tampak dalam kurun waktu bulan atau tahun),

3. Genetic (efek yang tampak hanya pada keturunan),

4. Foetal (efek yang terjadi pada embrio yang diiradiasi).

Teknik pengendalian hama dengan iradiasi yang dikenal dengan teknik

serangga mandul (TSM) merupakan faktor yang dianggap menyebabkan

keman-dulan pada serangga iradiasi. Bila dosis iradiasi yang digunakan cukup tinggi akan

menyebabkan kematian serangga. Dosis radiasi ini yang selanjutnya digunakan

sebagai acuan dosis disinfestasi radiasi serangga hama gudang untuk tujuan

pengawetan bahan pangan pasca panen Sutrisno (2004).

Soegiarto (1970) mengemukakan ada dua mekanisma kerusakan akibat

radiasi pada serangga yaitu kerusakan intraseluler dimana radiasi mengion

meng-ganggu perjalanan normal proses mitosis dan besar kecilnya meng-gangguan pada

mitosis bergantung pada tingkat mana proses berlangsung ketika menerima

penyi-naran. Kedua, kerusakan besar (gross injury) pada tubuh serangga akan mengikuti

hukum Bergonie-Tribondeau (1906) yaitu bahwa kepekaan sel terhadap radiasi

berbanding lurus dengan keaktifan bereproduksinya dan berbanding terbalik

ter-hadap tingkat differensiasinya.

Radiasi pengion dapat memberikan efek nyata pada asam nukleat yang

glikosida. Efek radiasi pada asam deoksiribonukleat (DNA) dapat memberikan

kontribusi yang penting pada pengawetan makanan karena dapat mengakibatkan

inaktivasi mikroorganisme, disinfestasi serangga, penghambatan pertunasan dan

penundaaan kematangan pada buah (Sofyan 1994, 1985)

Prinsip Iradiasi Pangan

Jenis iradiasi pangan yang dapat digunakan untuk pengawetan bahan

pangan yaitu radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik ialah radiasi yang

menghasilkan foton yang berenergi tinggi sehingga sanggup menyebabkan

terjadi-nya ionisasi dan eksistasi pada materi yang dilaluiterjadi-nya. Iradiasi ini dinamakan

iradiasi pengion, contoh iradiasi pengion adalah partikel alpha (α), partikel beta

(β), dan sinar gamma (γ). Di antara radiasi pengion tersebut yang terbanyak

digu-nakan adalah sinar gamma (γ). Adapun prinsip pengawetan bahan pangan dengan

iradiasi secara umum dapat dilihat pada Gambar 9.

Radiolisis Air

Air merupakan komponen yang paling utama pada bahan pangan, molekul

air akan terserap pertama kali terhadap energi ionisasi dan terbentuk radikal

dengan perubahan muatan positif, tanda titik (dot) ion positif air dinyatakan

sebagai radikal bebas dengan tanda tunggal pada bentuk formula tanpa

memperli-hatkan elektron. (CAST 1989).

H2O + energi ionisasi Æ H2O•+ + e

-Menurut Diehl (1995) air terdapat pada setiap bahan pangan terutama bahan

makanan segar. Oleh karena itu, radiolisis air perlu mendapat perhatian dalam

iradiasi makanan. Produk radiolitik air secara umum yaitu :

OH• radikal hidroksil

e-aq elektron aqueous terlarut (solvated atau hydrated)

H• radikal atom hidrogen

H2 hidrogen

H2O2 hidrogen peroksida

sedang menurut O’Donnell & Sangter (1970) mungkin juga terbentuk H2O* dan

H3O• dan reaksinya sangat cepat dengan waktu sekitar 10-8 detik, tetapi Swallow

dalam Elias & Cohen (1977) melaporkan bahwa pengaruh energi gamma, sinar X

dan elektron cepat terhadap air murni akan terjadi melalui persamaan sebagai

berikut:

H2O Æ 2,7 OH• + 2,7 e-aq + 0,55 H• + 0,45 H2• + 0,71H2O2• + H3O+

dimana angka disebelah kanan dari persamaan menunjukkan nilai G energi radiasi

tidak lebih dari 0,1 MeV.

_{Sumber Radiasi}

[60Co], [137Cs], Mesin sinar X atau Akselerator elektron

_{Sinar gamma (} γ _{), Sinar X}

atau Elektron cepat

Sel hidup

- Ionisasi - Eksitasi

Reaksi kimia

Efek biologi

- Menghambat pertunasan - Disinfestasi serangga,

- Menunda proses pematangan - Membunuh parasit, Mikroorganisme, dan mikroba patogen

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bahan Pangan Bidang Proses

Radiasi Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR) BATAN Jakarta, Bidang Akselerator Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan (PTAPB)

BATAN Yogyakarta dan Southeast Asian Food and Agricultural Science and

Technology (SEAFAST) Center Institut Pertanian Bogor (IPB). Penelitian ini ter-diri dari dua tahap yaitu penelitian pendahuluan dan utama. Penelitian pendahulu-an dilakspendahulu-anakpendahulu-an dari bulpendahulu-an Oktober-November 2004 dpendahulu-an penelitipendahulu-an utama dari bulan Juli 2005 - Maret 2006.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tepung terigu dan serangga uji T. castaneum yang diperoleh dari Laboratorium Pest and Diseases

Management SEAMEO-BIOTROP Bogor. Bahan kimia yang diperlukan dalam

penelitian ini terdiri dari alanin, FeSO4, H2SO4, cellulose triacetate (CTA) film

merk fuji film buatan Jepang, dosimeter penanda merk Etigam b.v buatan

Belanda, alkohol, akuades dan bahan penunjang yang diperlukan meliputi kain jaring serangga, toples, botol serangga, saringan, kaca pembesar, plastik poli-etilen.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Iradiator Gamma

Chamber 4000A, Iradiator Panorama Serbaguna (IRPASENA) sebagai sumber radiasi sinar gamma dari radioisotop [60Co] dan mesin berkas elektron (MBE) 350 keV 10 mA sebagai sumber radiasi sinar berkas elektron. Kedua sumber radiasi

ini digunakan untuk mengiradiasi sampel. Alat ukur CTA reader dan

Spectro-photometer merk Spectronic digunakan untuk mengukur dosimetri. Analisis radikal dari dosimeter alanin dan tepung terigu setelah iradiasi dari radioisotop

[60Co] dan MBE menggunakan electron spin resonance (ESR) JEOL model

JES-RE1X merk Shimadzu buatan Jepang, timbangan neraca, alat gelas dan alat

Metode Penelitian

Metode yang diterapkan pada penelitian ini mengacu pada justifikasi dari tujuan yaitu teknik optimasi iradiasi mesin berkas elektron terhadap ketebalan tepung terigu dan dosis radiasi sinar gamma untuk disinfestasi pada larva, pupa, dan serangga dewasa (imago) T. castaneum. Sebelum dioperasikan untuk kegiatan penelitian sumber radiasi mesin berkas elektron terlebih dahulu dilakukan tahapan optimasi terhadap karakteristik iradiasi berkas elektron seperti tegangan, arus ber-kas, kecepatan konveyor, jarak target antara pemayar (windows) dengan sampel, sehubungan dengan penetrasinya kedalam sampel yang berbentuk bubuk.

Pene-rapan iradiasi MBE terhadap dosis disinfestasi serangga dewasa T. castaneum

akan mengacu pada iradiasi sinar gamma. Luarannya meliputi tebal sampel, cara iradiasi (pass), posisi iradiasi dan arus berkas dari mesin berkas elektron yang ditentukan dari dosimetri.

Tahap dan luaran dari kegiatan penelitian ini mencakup informasi teknis penguasaan teknologi aplikasi iradiasi mesin berkas elektron (MBE) untuk disinfestasi serangga dewasa T. castaneum, sedang tahap penelitian dan luaran yang diharapkan dari tahap-tahap penelitian tersebut, dapat digambarkan di dalam diagram yang tertera pada Gambar 10.

Penelitian Pendahuluan : Proses Radiasi Mesin Berkas Elektron terhadap Tepung Terigu

Persiapan sampel. Sampel dirancang dengan menghitung ketebalan dan densitasnya berdasarkan asumsi daya tembus energi yang dihasilkan mesin berkas elektron dengan luasan tetap.

Persiapan alat mesin berkas elektron 350 keV, 10 mA. Tahapan ini untuk mendapatkan informasi kinerja alat mesin berkas elektron berupa tegangan, arus berkas, kecepatan konveyor, jarak pemayar ke target termasuk peta dan efisiensi daerah isodosis iradiasi.

Dosimetri. Pengukuran dosis serap yang akan digunakan dalam penelitian dan dibuat kurva kalibrasi hubungan intensitas signal radikal dosimeter alanin dan

Penelitian Tahap I

Uji coba iradiasi mesin berkas elektron dan justifikasi dari hasil perhitungan teoritis (tebal sampel dan penetrasi berkas elektron), serta arus berkas dari mesin berkas elektron terhadap dosis serap dari kurva kalibrasi dosimeter.

Adapun rancangan percobaan yang digunakan ada 2 faktor perlakuan yaitu faktor tebal sampel tepung terigu dan cara iradiasi (pass). Untuk masing-masing faktor perlakuan meliputi :

1. Fakor tebal tepung terigu (A) ada 5 taraf (1000; 800; 600; 400; 200) µm 2. Faktor cara iradiasi (pass) ada 4 taraf masing-masing dari (0, 1, 2, 3) pass

Iradiasi MBE dengan kondisi tegangan (300 kV), arus berkas (550 µA), kecepatan konveyor (4 cm/detik), jarak pemayar ke target 20 cm. Skematik penelitian tahap I proses radiasi MBE terhadap tepung terigu dapat dilihat pada Gambar 11.

Pengamatan. Pengamatan yang dilakukan adalah untuk mendapatkan posisi iradiasi yang berkaitan dengan tebal sampel terhadap penetrasi sinar berkas elektron yang diterima :

1. Pengamatan dosimetri terhadap proses radiasi MBE dilakukan dengan dosimeter CTA film (Tanaka et al. 1977; IAEA 2002; McLaughlin et al. 1989) dengan alat ukur CTA Reader dan alanin dosimeter (Sudiro 1991; Sudradjat et al. 1998) dengan alat ukur electron spin resonance (ESR).

2. Interaksi berkas elektron pada tepung terigu akan tergantung pada energi yang diberikan dan diamati radikal bebas alanin dan tepung terigu dengan alat ukur

electron spin resonance (ESR).

Analisis Data. Dari hasil pengamatan dilakukan analisis data sebagai berikut:

1. Hasil pengukuran dosimetri yang dilakukan selama proses radiasi MBE akan diperoleh kurva kalibrasi dan kondisi MBE meliputi tegangan, arus berkas, kecepatan konveyor dan jarak pemayar ke target.

Tepung terigu dengan variasi tebal

(1000; 800; 600; 400; 200) µm

Proses radiasi

- Tegangan (300 kV) - Arus berkas (550 µA)

- Kecepatan konveyor (4 cm/detik) - Jarak pemayar ke target 20 cm

Pengamatan Interaksi iradiasi sampel

Analisis Data

Interpretasi Data

Gambar 11. an penelitian tahap I

8 0 0 4 0 0 6 0 0 2 0 0 1 0 0 0

Cara iradiasi - 0 pass - 1 pass - 2 pass - 3 pass

Penelitian Tahap II: Aplikasi Radiasi Pengion untuk Disinfestasi Serangga

T. castaneum

Penelitian tahap II i eberapa tahap yaitu dimulai

engan pembiakan serangga, kemudian diiradiasi menggunakan radiasi pengion inar gamma dengan berbagai stadium larva, pupa dan dewasa, serta berkas

elek-an Pembiakelek-an serelek-angga. Serelek-angga diperoleh dari Laboratorium

Pes an

kur dosis serap sesuai dengan dosis radiasi yang direncanakan. ni dilakukan dalam b

d s

tron dari MBE pada stadium dewasa untuk mendapatkan dosis letal. Persiap

t d Diseases Management SEAMEO-BIOTROP Bogor. Pembiakan serang-ga T. castaneum dilakukan dalam toples kaca ditutup dengan kain jaring serangga, dengan media biakan tepung terigu yang terlebih dulu disterilkan dengan pema-nasan pada suhu sekitar 70 °C selama 2 jam, kemudian disimpan pada

28 °C. Adapun kriteria serangga uji yang akan digunakan ialah stadium larva pada kondisi instar 2-3, stadium pupa masih berwarna putih dan serangga dewasa umur 7-14 hari dengan ukuran 3-4 mm, warna merah sampai coklat tua.

Aplikasi iradiasi dosis disinfestasi serangga T. castaneum. Dosis disin-festasi serangga didasarkan pada dosis sinar gamma, kemudian diterapkan pada berkas elektron. Ada 2 sumber radiasi yang digunakan yaitu sinar gamma dari radioisotop [60Co] dan berkas elektron dari alat MBE.

Iradiasi dengan sinar gamma dari radioisotop [60Co]

erlakuan iradiasi dengan sinar gamma dari radioisotop [60Co] terhadap se-rangga T. castaneum dilakukan pada kisaran dosis disinfestasi sampai mati (mor-talitas) 100%. Metoda penelitiannya yaitu masing-masing sebanyak 40 ekor se-rangga uji larva, pupa dan imago ditempatkan ke dalam

asi di iradiator gamma chamber 4000 A untuk dosis

mengu-Iradiasi dengan berkas elektron dari alat MBE 350 keV, 10 mA

Percobaan iradiasi dengan berkas elektron dari alat MBE ditujukan pada efektivitas arus berkas terhadap pertumbuhan populasi serangga T. castaneum. Metode penelitian yang digunakan ialah 40 ekor serangga dewasa, kemudian diinfestasikan ke dalam tepung terigu dengan berat 50 dan 100 g untuk masing-masing tebal 800 dan 1600 µm. Lalu ditempatkan ke dalam wadah plastik

an percobaan didasar

Ting

0, 500) µA.

asi serangga dewasa

n data penelitian adalah menghitung jumlah nit

percobaan-an iradiasi dapat dilihat pada Gambar 13.

Berdasarkan model pertum

aan regresi meng-gunaka

polietilen (PE) dan diiradiasi dengan mesin berkas elektron. Rancang

kan dari justifikasi analisis statistik hasil penelitian tahap I. Percobaan dilakukan dengan 3 kali ulangan dan dilakukan juga terhadap kontrol.

Adapun rancangan percobaan yang digunakan ada 3 faktor perlakuan meliputi :

1. Fakor tebal sampel (A) ada 3 taraf (0, 800 dan 1600) µm

2. Faktor posisi iradiasi (B) ada 2 taraf (satu sisi permukaan dan dua sisi permukaan yang berlawanan)

3. Faktor dosis radiasi (kGy) (C) dari hasil pengukuran dosimetri.

kat dosis radiasi dengan arus berkas ada 6 taraf yaitu (0, 100, 200, 300, 40

Skematik penelitian tahap II proses radiasi disinfest dengan MBE dapat dilihat pada bagan Gambar 12 berikut ini.

Pengamatan. Pengambila

serangga dewasa yang hidup setiap 1-2 hari untuk masing-masing u nya. Serangga uji diamati sampai 46 hari penyimpanan. Ruang penyimpan pel serangga uji setelah

Analisis Data. Data dianalisis dengan membuat grafik persamaan regresi pertumbuhan populasi serangga yang hidup terhadap waktu.

buhan populasi serangga akan diperoleh nilai konstanta laju dosis radiasi atau arus berkas akan menyebabkan perubahan waktu bertahan hidup siklus radia-si, maka akan diperoleh sensitivitas kehidupan serangga uji terhadap perlakuan dosis radiasi atau arus berkas elektron. Komputasi data persam