Download - PENGAWETAN ZAT MAKANAN
PENGAWETAN ZAT MAKANAN (BAWANG DAN CABE) MENGGUNAKAN MESIN
BERKAS ELEKTRON (MBE) 350 KeV/10 mA
Oleh:NURUL LAILI ARIFIN
STTN-BATAN YOGYAKARTA
I. ABSTRAK
Pengawetan bahan makanan merupakan cara yang dilakukan untuk memperpanjang waktu
penyimpanan bahan makanan . Sumber radiasi dari Mesin Berkas Elektron (MBE) dapat digunakan
untuk proses pengawetan bahan makanan. Pada penelitian ini telah dilakukan pengawetan bahan
makanan berupa bawang dan cabe dengan Mesin Berkas Elektron 350 KeV/ 10 mA. Tujuannya adalah
untuk mengetahui pengaruh radiasi berkas elektron terhadap kondisi bahan makanan. Pengamatan
dilakukan secara kualitatif dan kuantitatif terhadap bahan makanan selama 2 minggu. Dimana
pengukuran berdasarkan perbandingan kecepatan pembusukan bahan makanan. Dosis yang digunakan
adalah 21,7 kGy. Melalui uji kualitatif dengan pengamatan fisik dan pengamatan struktur sel
menggunakan mikroskop terlihat bahwa selama proses penyimpanan, bahan makanan yang diiradiasi
tidak mengalami perubahan signifikan. Sedangkan melalui uji kuantitatif dengan penarikan hubungan
waktu penyimpanan-% penyusutan massa bahan, diketahui bahwa pada cabe, yang diradiasi memiliki
daya tahan (tidak cepat menyusut) daripada yang tidak diradiasi. Sedangkan, untuk bawang berbanding
terbalik.
II. PENDAHULUAN
Iradiasi pada bahan pangan dengan MBE ditujukan untuk menekan proses pembusukan akibat
kontaminasi mikroba, meningkatkan keamanan pangan dan mempertahankan kualitas serta mencegah
kerusakan berlanjut selama penyimpanan, sehingga mutu bahan pangan dapat tetap dipertahankan di
dalam kemasan yang baik selama penyimpanan.(1) Dengan menggunakan pembatas dosis iradiasi dan
batas maksimum energi yang diperbolehkan, maka bahan pangan yang diawetkan dengan iradiasi tidak
menjadi rusak dan bebas dari kandungan radioaktif(2). MBE dengan energi rendah dapat membasmi
mikroba yang terdapat pada permukaan produk, seperti biji-bijian, sayuran kering, rempah-rempah dan
kaeang-kaeangan, serta polisakarida yang dihasilkan oleh produk perikanan. (3). Dalam penelitian ini
dilakukan proses pengawetan makanan dengan menggunakan mesin berkas elektron.
III. PROSEDUR KERJA
3.1 BAHAN
Bahan yang digunakan adalah berbagai macam cuplikan bahan makanan, etanol atau alkohol teknis
95%, dosimeter CTA, plastic parafilm tipis khusus untuk makanan (bisa didapat di supermarket).
3.2 FASILITAS DAN ALAT
Fasilitas dan alat yang digunakan adalah “Reaktor Kartini” MBE. Alat timbang atau neraca analitis,
alat-alat gelas laboratorium,mikroskop, papan flexiglass dan pH meter.
3.3 LANGKAH KERJA
3.3.1. Penyiapan Cuplikan
Cupliakan bahan makanan dibagi atas tiga jenis perlakuan:
a) Makanan yang tidak ditutup, di letakkan di atas wadah untuk diiradiasi.
b) Makanan yang ditutup dengan plastic parafilm, di letakkan di atas wadah untuk diiradiasi.
c) Makanan yang tidak ditutup dengan plastic parafilm, di letakkan di atas wadah dan tidak
diiradiasi.
3.3.2. Iradiasi Bahan Makanan
Bahan makanan yang akan diiradiasi, dicuci atau dibersihkan, kemudian diberlakukan seperti prosedur
di atas. Bahan makanan diiradiasi sesuai dengan kondisi bahan makanan di atas.Bahan makanan
diiradiasi pada tegangan tertentu dna kecepatan konveyor tetentu, sesuai dengan intensitas dal laju dosis
radiasi yang dikehendaki. Diukur perubahan pH bahan makanan, ditimbang massanya dan diamati
perubahan makanan sebelum dan sesudah iradiasi selama.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji kuantitatif:
% Penyusutan=massa cabe awal−massa cabe ak h irmassa cabe awal
X 100 %
waktu
penyimpan
an
(hari)
massa cabe(gram) % penyusutan
tidak
diradiasi
diradia
si tanpa
plastik
diradia
si
dengan
plastik
tidak
diradiasi
diradiasi
tanpa
plastik
diradiasi
dengan
plastik
1 47 4 7 0 1.20954822 0.72356426
2 6
4 242 3 48.8588155
4
54.2347538
2
53.3970487
7
7 151 2 68.9504496
9
68.4342625
2
69.8253760
3
14 0.94471 2 97.9961394
9
71.9000320
4
77.3487351
9
waktu
penyimpana
n (hari)
massa bawang(gram) % penyusutan
tidak
diradiasi
diradiasi
tanpa
plastik
diradias
i
dengan
plastik
tidak
diradiasi
diradiasi
tanpa
plastik
diradiasi dengan
plastik
15 6 6
0
0.09475144
7 0.044419175
45 6 6 0.39534597
9
1.82734932
8 0.872392594
75 6 6 0.54283256
2
2.67672836
8 1.302370207
145 6 6 1.15326314
1
4.63774491
6 2.180093103
0 2 4 6 8 10 12 14 160
20
40
60
80
100
120
Kurva hubungan masa penyimpanan cabe(hari)-%penyusutan(%)
cabe tidak diradiasicabe diradiasi tanpa plas-tikcabe diradiasi dengan plas-tik
waktu penyimpanan (hari)
%p
enyu
suta
n(%
)
0 2 4 6 8 10 12 14 160
0.51
1.52
2.53
3.54
4.55
Kurva hubungan masa penyimpanan bawang(hari)-%penyusutan(%)
bawang tidak diradiasibawang diradiasi tanpa plastikbawang diradiasi dengan plastik
waktu penyimpanan(hari)
%p
enyu
suta
n
PEMBAHASAN
Mekanisme pengawetan makan secara radiasi ialah radiasi mengionisasi DNA dengan cara
memutus ikatan biomolekul, baik secara langsung maupun tidak langsung. Bila melalui cara tidak
langsung, kandungan air dalam mikroorgnisme akan dionisasi dan terbentuk radikal-radikal reaktif.
Radikal-radikal tersebut akan memutus ikatan DNA. Terputusnya rantai DNA, dapat menyebabkan
kerusakan DNA. Dimana, tingkat kerusakannya bergantung pada dosis dan jenis radiasi yang
digunakan. Sehingga, ada beberapa hal yang harus diperhatikan sebelum meradiasi bahan makanan
secara radiasi meliputi berat, volume dan jenis produk dan kemasan, ketebalan, ukuran/lebar. dosis yang
diinginkan, bagaimana teknik penanganannya dan kondisi iradiasi (dosimetri, suhu bahan pangan,
oksigen).
Pada penelitian ini, digunakan MBE katagory energy rendah(350 keV/10 mA) untuk meradiasi
cabe dan bawang. Sehingga, ada parameter lain yang perlu diperhatikan pada alat MBE, yaitu tegangan
pemercepat, arus berkas (beam current) dan lebar berkas paparan iradiasi (irradiation width). Hal ini
dikarenakan MBE hanya dapat digunakan untuk bahan yang tipis, elektron hanya mampu menembus
ketebalan sekitar 0,200 mm.
Analisis Kuantitatif dan kualitatif
Hasil Analisis Kuantitatif
Berdasarkan hasil penarikan kurva hubungan waktu penyimpanan-penyusutan massa(%),
diketahui bahwa cabe yang diradiasi tanpa plastic, memiliki ketahanan penyimpanan yang lebih lama
daripada cabe yang tidak diradiasi. Namun perbedaan yang diahsilkan antara ketiganya, tidaklah
signifikan. Karena, radiasi dari MBE hanya mampu menembus permukaan cabe dengan ketebalan
0,2mm. Sehingga hanya mampu menghambat sebagian kecil masa pengeringan cabe. Namun, untuk
bawang, tidak mendapatkan hasil yang sama. Bawang yang diradiasi, memiliki massa penyusutan yang
lebih besar daripada yang tidak diradiasi. Hal ini dikarenakan oleh beberapa factor, yaitu:
Daya penetrasi MBE sangat dangkal sehingga dapat menyebabkan kerusakan pada bahan
apabila ukuran bahan sebagai salah satu persyaratan yang harus dipenuhi. (4).
Adanya pengaruh dari kondisi luar lingkungan, meliputi kelembapan, suhu ruangan,
sehingga, mengakibatkan bawang cepat rusak
Meskipun demikian, MBE energi rendah merupakan salah satu teknik pengawetan makanan yang dapat
diterapkan pada produk pangan berbentuk butiran(seperti cabe dan bawang) dan teknologi ini dapat
diaplikasikan dalam skala yang lebih besar.
Hasil analisis kualitatif
Pengamatan kualitatif didasarkan pada kondisi fisik, perubahan pH, pengamatan struktur sel
menggunakan mikroskop terlihat bahwa selama proses penyimpanan.
Perubahan pH
Berdasarkan data percobaan Bahan Makanan Iradiasi dengan dan tanpa Plastik diperoleh data kenaikan
pH.
pH sebelum iradiasi 5,
4
6,0 5,4 6,0
pH setelah iradiasi 5,
5
6,5 5,5 6,4
Kenaikan pH disebabkan semakin berkurangnya konsentrasi H+ dalam sampel, yang disebabkan
oleh pemutusan beberapa ikatan-ikatan kimia yang ada dalam sampel akibat irradiasi dan semakin
banyak rantai asam amino yang terdegradasi akibat proses radiasi terhadap protein . Semakin besar
dosis yang diberikan ke bahan menyebabkan makanan lebih mudah terdegradasi dan kandungaan nutrisi
dari bahan akan berkurang.
Kondisi fisik
Berdasarkan pengamatan fisik kondisi cabe dan bawang, dengan maupun tanpa radiasi terlihat
sama.
Hal ini dikarenakan, keuntunagn dari pengawetan makanan secara radiasi adalah:
tidak ada proses pemanasan pada makanan. Sehingga hampir tidak ada perubahan dalam sensor
karakteristik makanan
dapat dilakukan pada makanan kemasan dan makanan beku
Cabe tanpa radiasi
Cabe telah diradiasi
Struktur sel bahan
Secara teoritis struktur sel dari bawang adalah
sebagai berikut:
Namun, apabila bawang dibiarkan selama 2
minggu, akan Nampak seperti dibawah ini:
Bawang tanpa iradiasi
Sedangkan kondisi bawang setelah radiasi
adalah:
Bawang yang diiradiasi dengan
dilapisi plastik
o Bawang setelah diiradiasi tanpa plastik
Cabe tanpa iradiasi
Cabe yang diiradiasi tanpa plastik
Cabe yang diiradiasi dengan dilapisi plastik
Dari gambar-gambar di atas menunjukkan
hanya beberapa dari inti sel yang mati. Selain
itu, kondisi sel tidak mengalami kerusakan total.
Dosis radiasi yang diberkan (21,7 kGy) dan
energy dari MBE yang masih tergolong rendah,
tidak dapat mematikan seluruh inti sel. Namun,
perbedaannya sekat dari dinding sel bawang
yang rusak akibat radiasi.
Sel terlihat semu, tidak jelas. Inti sel masih ada.
Sel masih utuh dan jelas. Inti sel masih hidup
Sel ada yang masih utuh.
Serat masih utuh, banyak serat
Serat sudah mengkerut, serat tipis
Serat kasar
KESIMPULAN
Dari hasil percobaan tentang pengawetan bahan makanan menggunakan mesin berkas elektron
350 keV/10 Ma dengan dosis 21,7 kGy dapat disimpulkan bahwa :
Prinsip pengawetan makanan secara radiasi ialah dengan mematikan mikroorganisme
penyebab kerusakan dengan cara menembakkan radiasi ke makanan.
Melalui uji kualitatif dengan pengamatan fisik dan pengamatan struktur sel
menggunakan mikroskop terlihat bahwa selama proses penyimpanan, bahan makanan
yang diiradiasi tidak mengalami perubahan signifikan.
Sedangkan melalui uji kuantitatif dengan penarikan hubungan waktu penyimpanan-%
penyusutan massa bahan, diketahui bahwa pada cabe, yang diradiasi memiliki daya tahan
(tidak cepat menyusut) daripada yang tidak diradiasi. Sedangkan, untuk bawang
berbanding terbalik.
DAFTAR PUSTAKA
(1) BELlTZ,H.D. and GROSCH,W., FOOD CHEMISTRY, 2nd edition. Translation from the Fourth
German Edition by M. Burghagen et.al., Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Germany, 1999
(2) ANOMYNOUS, Dosimetry For Food Irradiation, IAEA Technical Reports Series No. 409,
International Atomic Energy Agency, Vienna,2002. zikol'lI11ri(O)/1otlllllil.cOIII;
irakoenarj(jj)vahoo.com.
(3) KUME, 1'., Outline of FNCA Project on Application of Electron Accelerator. In Proceedings of the
FNCA Workshop on Application of Electron Accelerator (Y oshii F. and Kume T. eds.), January
28-February I, 2002, Japan Atomic Energy Rcsearch Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003,
p.3-8.
(4) KUME, T., Outline of FNCA Project on Application of Electron Accelerator" in Proceedings of the
FNCA 2002 Workshop on Application of Electron Accelerator Radiation System for Liquid
Samples-(Yoshii F. and Kume T. eds.), 16-20 December 2002, Japan Atomic Energy Research
Institute (JAERI), Takasaki, Japan, 2003, pA-5.
Christina P,Maria dan Megasari,Kartini.2007.Dasar-Dasar Kimia Radiasi, Percobaan-Percobaan dan
Contoh Aplikasinya.Yogyakarta:STTN-BATAN.
Zubaidah Irawati'usaf Aplikasi Teknologi Iso lOp dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir nasional. Email ..
Yogyakarta, 4 Februari 2011
Praktikan, Asisten,
Nurul Laili arifin Deni Swantomo