3. Garam
5.2 Iradiasi
5.2.2 Prinsip Iradiasi
Pengawetan bahanbpangan denganbiradiasi digunakan radiasibberenergi tinggi disebut radiasi pengion, karena dapat menimbulkan ionisasi pada materi yang dilaluinya. Bila sumberbiradiasi (sinar x, sinar gamma dan berkas elektron) mengenai bahan pangan, makabakan menimbulkanbeksitasi, ionisasi dan perubahan komponen yang ada pada bahan pangan tersebut. Apabilabperubahan terjadi pada sel hidup, maka akan menghambatbsintesis DNA yangbmenyebabkan proses terganggu dan terjadibefek biologis. Efek inilah yang digunakan sebagai dasarbuntuk menghambat pertumbuhanbmikroorganisme pada bahanbpangan (Maha, 1981).
64
Sinarbgamma dan elektronbdihilangkan daribbentuk lain radiasibdengan kemampuan ionisasinya (kemampuan memutuskan ikatan kimia saat diabsorbsi oleh material tertentu). Produk ionisasibdapat berupa electronicallybcharged (ion) maupun netral (radikal bebas). Produk ini kemudian bereaksi dan menyebabkan perubahan pada materialbyang diirradiasibatau yang disebut dengan radiolisis.
Reaksi inilah yang menyebabkanbpenghancuran mikroorganisme, serangga, dan parasit selama proses irradiasi makanan (Maha, 1981). Dalam makanan yang memiliki kandungan air tinggi, airbterionisasi oleh radiasi. Elektonbdikeluarkan daribmolekul-molekul air danbmemutuskan ikatan kimia. Produk-produkbtersebut kemudianbberekombinasi membentuk hidrogen,bhidrogen peroksida,bhidrogen radikal, hidroksil radikal,bdan hidroperoksil radikal.
Ion-ionbreaktif yang diproduksi oleh makananbirradiasi menghancurkan mikro-organisme dalam sekejap,bdengan mengubah stukturbmembran sel dan mempengaruhibaktivitas metabolikbenzim. Namun, efek yang lebihbpenting adalah pada molekul deoxyribonucleic acid (DNA) dan ribonucleic acid (RNA) dalam sel nukleus, yang dibutuhkan bagi pertumbuhan dan replikasi.bEfek-efek rasiasi hanya dapat terlihatbsetelah jangka waktu tertentu, saat DNA double helix gagal dibongkar danbmikroorganisme tidak bisa direproduksi melalui pembelahan sel.
Kecepatanbdestruksi sel individubbergantung pada kecepatanbdimana ion diproduksibdan berinter-reaksibdengan DNA, dimana jumlah selbtereduksi bergantungbpada dosis totalbradiasi yang diterima. Singkatnya, semakinbkecil dan simpel suatuborganisme, maka dosis radiasi untukbmenghancurkan organisme tersebut semakin tinggi. Virus sangat resistan terhadap irradiasi dan sangat sedikit terpengaruhboleh dosisbyang biasa digunakan padabproses komersial. Spesies berbentukbspora (seperti : Clostridiumbotulinumbdan Bacillus cereus) dan yang mampubmembetulkan DNAbyang rusak dalam sekejapb(seperti Deinococcus radiodurans) lebih resisten daripada sel-sel vegetatif dan bakteria non-spora.
Seranggabdan parasit sepertibcacing pita dan trichinellabmembutuhkan dosis yang lebih rendah. Alat irradiasi terdiribdari sumber isotop berenergibtinggi untuk memproduksibsinar-gammabatau,bkadang-kadang, mesin sumber untuk
Memproduksi partikel elektron berenergi tinggi. Sumberbisotop tidak bisa dimatikan, sehingga ditempatkanbdi dalam air di bawahbarea proses, untuk memungkinkanbkeluar masuk pekerja. Dalam operasibsumber dinaikkan, dan makanan kemasan dimasukkanbpada konveyorbotomatisbdan dilewatkan melalui area radiasi padabjalur yang berbentuk lingkaran. Cara inibmemaksimalkan proses radiasi dan memastikanbperlakuan yang sama padabmakanan. Sumber isotop membutuhkanbmaterials-handling system yang lebihbkompleks daripada yang dibutuhkanbmesin sumber (machine sources).
1). Mekanisme Iradiasi dalam Menghambat Pertumbuhan Mikroba
Pengaruhbradiasi pada organisme hidupbterutama terkait dengan perubahan kimia tergantungbpada faktor fisik dan fisiologis dariborganisme hidup tersebut. Parameter fisik meliputiblaju dosis, distribusi dosis, danbkualitas radiasi.
Sedangkan parameter fisiologis yaitubsuhu, kadar air, dan konsentrasi oksigen.
Pada prinsipnyabproses pengawetan bahanbpangan denganbiradiasi gamma, sinar- x ataupun berkas elektron akan menimbulkan eksitasi, ionisasi dan perubahan kimia.
Eksitasi adalah suatu keadaan dimana sel hidupbdalam keadaan peka terhadapbpengaruh dari luar. Sedangkanbionisasi adalah proses peruraian senyawa kompleks atau makromolekul menjadi fraksi atau ion radikal bebas. Perubahan kimia timbulbsebagai akibat dari eksitasi, ionisasi dan reaksi-reaksi kimia yang terjadi baik saat berlangsung maupunbsetelah proses iradiasi selesai. Bila perubahan kimiabterjadi dalam sel hidup, maka akan menghambatbsintesis DNA yang menyebabkanbproses pembelahan selbatau proses kehidupan normal dalam sel akan terganggubdan terjadi efek biologis.
Tindakanbradiasibpada organisme dapatbmemberikan dua efek yaitu efek langsung dan efek tidak langsung. Efek langsungbterjadi akibat adanya tumbukan langsung energi radiasibatau elektron dalambmikroba yang menyebabkan terputusnya ikatan rantai pada DNA dan mempengaruhi kemampuan sel untuk bereproduksi dan bertahan. Efek tidak langsung terjadi apabila radiasi mengenai molekul air yang merupakan komponenbutama dalam sel sehinggabterjadi proses radiolisisbpada molekul airbdan terbentuk radikal bebas.
66
Beberapabperubahan sifat fisikabkimia yang terjadibakibat iradiasi dapat menimbulkanbperubahan dan hilangnyabbasa nitrogen, pemutusan ikatan hidrogen, pemutusanbrantai gulafosfat dari masing-masing polinukleotida dari DNA (single strand break), pemutusan rantai yangbberdekatan pada kedua polinukleotidabdari DNA (double strand break), dan terbentuknyabikatan silang intramolekuler (base damage). Kebanyakan mikroba mampu untuk memperbaiki kerusakan singlebstrand break. Beberapa pustaka menyebutkan bahwa mikroba yang sensitif tidak dapat memperbaiki double strand break, sedangkan mikroba yang menunjukanbresistensi yang lebih tinggi mempunyai kapasitas untukmemperbaikibdouble strand breaks. Hasil perbaikanbatau penyusunan kembali DNA tersebutbdapat sama atau berbeda dengan semula. Penyusunan ulang yang berbeda dapatbberakibat pada kematian sel, mutasibatau transformasi.
Setiapbmikroorganisme memilikibsensitivitas yang berbeda terhadap radiasi gamma. Beberapa mikroorganismebsangat sulit untukbdihambat atau bahkan dibunuh dengan radiasi gamma, namun sebagian mikroorganisme juga mudah mati denganbpemberian radiasibgamma. Tingkat kerusakanbsel mikroba berkaitanberat denganbresistensi mikroba terhadap iradiasibyang dinyatakan dengan nilai D10.
Nilai D10bmerupakan dosisbiradiasi (kGy) yangbdiperlukan untuk mengurangi jumlah mikrobabsebesar 10bkali lipat (satu siklus log) atau diperlukan untukbmembunuh 90% dari jumlah total. Semakin tinggi nilai D10 suatu bakteri menunjukkan makin tahan bakteri tersebut terhadapbiradiasi [24].
Ketahanan mikroba terhadap radiasibpengion dipengaruhi oleh beberapabfaktor pentingbdiantaranya:
1.Ukuranbdan susunanbstruktur DNA dalambsel mikroba
2. Senyawabyang berhubungan dengan DNAbdalam sel, sepertibpeptida, nukleoprotein,bRNA,blipid,blipoprotein danbion logam.
3. Oksigen.bKehadiran oksigen selamabproses iradiasibmeningkatkan pengaruhbdalam menginaktivasibmikroba. Dalam kondisi anaerob, nilai D10 beberapabbakteri vegetatifbmeningkat denganbfaktor 2,5 -4,7 bila dibandingkanbdengan kondisibaerob.
4. Kadar air. Mikroorganismebpaling tahan ketikabdisinari dalam kondisi kering. Hal ini terutamabkarena jumlah rendah atau tidakbadanya radikal bebas yang terbentukbdari molekul air denganbradiasi, danbdengan demikian tingkatbefek tidak langsung pada DNAbakan rendah atau bahkan tidakbada.
5. Suhu.bPerlakuan pada suhubtinggi dalam kisaran sub-lethalbdi atas 45°C, sinergis meningkatkanbefek bakterisida radiasi pengionbpada sel vegetatif.
Mikroba vegetatif jauhblebih tahan terhadapbradiasi pada suhu subfreezingbdibandingkanbpada suhu kamar. Dalambkeadaan beku, difusi radikalbakanblebih banyak dibatasi.
6. Media. Komposisi mediabmikroba memainkanbperan penting dalam menentukan nilai D10. Nilai D10 untuk bmikroba tertentu bdapat berbeda dalam berbagai media.
7. Kondisi pasca radiasi. Mikroba yangbbertahan setelahbperlakuan iradiasi akan lebih sensitif terhadapbkondisi lingkungan (suhu, pH, nutrisi, inhibitor, dll) dibandingkanbdengan sel-sel yang tidak diberi perlakuan iradiasi.
2). Keamanan Pangan Iradiasi
Padabpertemuan di Genevabpada bulan Mei 1992, World Health Organization (WHO) menyatakan bahwa iradiasi merupakanbcara yang aman untuk mengawetkan suplaibmakanan dunia. Pernyataan WHO ini dikeluarkan sehubungan dengan munculnya kekhawatiran konsumen akan keracunan sebagai efek sampingannya. Pada pertemuanbtersebut juga WHObmenyimpulkan bahwa makanan yang diiradiasibsampai tingkat tertentu tidakbmenimbulkanbmasalah gizi danbbahaya racun. Pada tahapbenergi yang tinggibradiasi pengion dapat menjadikan beberapa bagianbtertentu dalam pangan bersifat radioaktif, akan tetapidi bawah batas ambang energibtertentureaksi ini tidak terjadi.
Berdasarkanbhasil percobaan dan perkiraanbteori, pada tahun 1980 Komite Pakar Gabungan FAO/IAEA/WHO mengenai
68
KeamananbPangan yang Diiradiasi menyarankanbpembatasan penggunaan sumberbiradiasi dalam pengolahan pangan. Batasnyabadalah tahap energi di bawahbtahap yang menimbulkanbradioaktivitas dalam pangan yang diolah.
Panganbyang diolah dengan radiasibsesuai dengansaran Komite tersebut tidak menjadi radioaktif. Batas maksimal energibsumber radiasi yang dapat dipakai adalah 5 MeVbuntuk sinar gammabdan sinar-X, dan 10 MeVbuntuk berkas elektron. Radioaktivitas imbas baru akan timbul pada atom atom bahan yang diiradiasi yangdibgunakan diatas 5 MeV untuk radiasi gamma. Batas energi energi untuk sumberbelektron lebih tinggi karena radioaktivitas imbas yang timbul pada energi kurang 16 MeV sangat sedikit jumlahnyabdan relatif berumur pendek.
FDA menetapkanbbahwa pada kemasan produkbpangan yang telah diiradiasi harus mencantumkanblogo radura (radiation durable). Iradiasi pangan di Indonesia dilakukan berdasarkanbPeraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 826/MENKES /PER/XII/1987, Nomor 152/MENKES/SK/II/1995,dan Nomor 701/MENKES/PER/VII/2009, serta Undang-undangbPangan RI Nomor 7/1996, LabelbPangan Nomor 69/1999, dan peraturan perdaganganbinternasional tentang komersialisasibkomoditi pangan iradiasi dan peraturan standar internasional Codex AlimentariusbCommission untuk makanan iradiasi.
Ditinjaubdari aspek kimiabdan nutrisi, bahan panganbyang mengalami pengolahan iradiasi mengalamibperubahan yangbebih sedikit. Perubahan karakteristik kimia karenabpengaruh radiasi dapatbmeningkatbapabila terjadi peningkatanbdosis yang juga bergantung pada jumlah danbkomposisi bahan. Pada dosis rendah (sampai 1 kGy)bkehilangan zat gizi daribpangan tidak bermakna.
Pada dosis sedang(1-10 kGy) kehilanganbvitamin dapatbterjadibpada pangan yang terkena udarabselama iradiasibatau penyimpanan.
Pada dosis tinggi (10-50 kGy) kehilangan vitamin dapat dikurangi dengan upaya perlindungan iradiasi pada suhu rendahbdan menghilangkan oksigen selama proses pengolahan dan penyimpanan. Beberapabvitamin yaitu riboflavin, niasin, dan vitamin D, tidak begitubpeka terhadap iradiasi. Vitamin lain, yaitu vitamin A, B, B1, E, dan K, mudah rusak.
Pengaruh radiasibbervariasi, iradiasibdapat menyebabkan denaturasi protein pada pemberian dosis iradiasi tinggi. Ionisasi menyebabkan suatu pembentangan molekul-molekulbprotein dan menjadikanbtempat-tempat tertentu lebih mudah diserang boleh enzim. Enzimbdapat diinaktivasikanbbaik dengan pengaruh langsung maupun tidak langsungbdengan radiasi pengion. Radiasi juga dapat mengubahbsifat fisika dan kimia daribbahan panganbberkarbohidratbtinggi namun tindakanbini tidak nyata mempengaruhi gizinya. Sedangkanbpengaruh radiasi terhadap lipid sangat bergantungbpada susunan asamblemak dan asam lemak tak jenuh yang lebih mudahbdioksidasi dibandingkan yang jenuh.
Perubahan kimia berkurang apabila radiasibproduk dilakukan pada suhu rendah dan tidakbada cahayabserta oksigen.