Rahma Micho Widyanto 29 Maret 2017 Irradiasi Rahma Micho Widyanto 29 Maret 2017

Kontrak Perkuliahan Tujuan pembelajaran Memahami pengertian proses irradiasi Memahami metode irradiasi pada bahan pangan Memahami efek irradiasi pada bahan pangan Waktu 09.00-10.20 : materi-diskusi 10.20-10.40 : Quiz Kontak : 085691557952 rahmamicho@gmail.com

Pendahuluan Menurut CDC, kasus penyakit akibat makanan (per tahun) adalah 48 juta orang: 128 ribu orang masuk perawatan rumah sakit, 300 orang meninggal. Penyebabnya adalah 9.4 juta orang sakit karena mengkonsumsi makananan terkontaminasi dengan salah satu dari 31 bakteri, parasit dan patogen lain yang diketahui, 38 juta yang lain teracuni oleh patogen yang belum diketahui jenisnya. Utamanya adalah salmonella (Ragheb, 2013)

Indonesia ? (Mauida,2016. Sentra informasi keracunan nasional BPPOM)

Prinsip Irradiasi Makna “irradiasi” adalah paparan terhadap radiasi. Terdapat 3 tipe radiasi yang digunakan dipengawetan makanan: 1. Sinar Gamma (isotop : Cobalt60, Cesium137) 2. Sorotan elektron (electron beam) 3. Sinar X (benturan sorotan elektron dengan target metal) radiasi ion Ketiganya mampu memproduksi ionisasi dan eksitasi dari atom ke target makanan yang dituju, meskipun peralatannya berbeda. Energi dari ketiganya dibatasi sehingga tidak berinteraksi dengan radioaktivitas nucleus ke nucleus

(ICGFI, 1999) Sinar Gamma dan sinar X merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik dan mempunyai kemiripan kharakteristik fisik Hasil dari ionisasi bisa berupa ion yang bermuatan atau ion netral (radikal bebas). Reaksi selanjutnya menyebabkan perubahan materi yang terpapar radiasi, atau disebut juga dengan radiolisis. Reaksi inilah yang menyebabkan kerusakan dari mikroorganisme, serangga, dan parasit selama proses irradiasi pada makanan. (Grandison, 2006) https://infograph.venngage.com/p/210748/irradiated-food-sign

Irradiasi Sinar Gamma saat proses pengawetan makanan Irradiasi Electron Beam saat proses pengawetan makanan (ICGFI, 1999) (Dickson, 2008) (ICGFI, 1999)

Satuan Irradiasi (ICGFI, 1999) http://ccr.ucdavis.edu/irr/how_food_irr.shtml

Seputar Irradiasi Irradiasi merupakan teknik pengawetan makanan yang paling menjadi kontroversi dan penolakan publik dibandingkan metode pengawetan lain Misal di UK, irradiasi menimbulkan kecurigaan oleh publik, sebagian besar dikarenakan salah informasi dari media massa. Hal ini menjadikan dilema karena meski irradiasi diijinkan di UK, tapi tidak terlalu dijalankan. Sebaliknya, item non pangan seperti produk farmasil kosmetik, medis dan plastik rutin dilakukan proses irradiasi. Sebenarnya proses Irradiasi bukanlah ide baru, yaitu semenjak penemuan sinar X abad 19 yang memungkinkan untuk mengontrol populasi bakteri dengan menggunakan radiasi. Penelitian tentang Irradiasi pada pangan juga dilakukan lebih dari 50 tahun, hingga para peneliti telah membuktikan keamanannya. (Grandison, 2006)

Seputar Irradiasi Pangan hasil radiasi diberikan pada pasien dengan penyakit kekurangan sistem imun yang membutuhkan makanan dengan tingkat sterilitas yang tinggi Para astronot di NASA juga mengkonsumsi makanan dengan proses irradiasi karena kualitas dan keamanan makanannya yang sangat tinggi dibanding dengan makanan yang diawetkan dengan metode lain (ICGFI, 2006)

Mode Aksi Irradiasi 1. Efek Langsung - Ionisasi langsung pada asam nukleat - Lesi ditimbulkan pada level materi genetik - Pada untai tunggal berakibat tidak dapat diperbaiki lagi (repairable), kemungkinan menyebabkan mutasi - Pada untai ganda berakibat kematian www.pnl.gov/berc/bg/fatal_lesion.html https://www.slideshare.net/mjrulzz/quality-control-techniques-for-food-safety/22-The_food_irradiation_process_uses

Mode Aksi Irradiasi 2. Efek Tidak Langsung - Interaksi radiasi dengan molekul lain dalam sel - sitoplasma sel terdiri dari 80% air Elektron dikeluarkan dari molekul air dan memecah ikatan kimia. Produknya kemudian berkombinasi membentuk hidrogen, hidrogen peroksida, radikal hidrogen (H*), radikal hidroxil (OH*), dan radikal hidroperoxil (H02*) Radikal hidroksil sangat reaktif dengan komponen sel lain Ionisasi air Pembentukan radikal bebas saat proses Irradiasi (Fellows, 2000)

Mode Aksi Irradiasi Radikal bebas mempunyai umur pendek (kurang dari 10-5 detik), tapi sangat cukup untuk merusak sel bakteri Radikal bebas yang serupa juga terdapat pada pangan non-irradiasi : Reaksi enzymes ( lipoksigenasi dan peroksidase) Oksidasi lemak dan asam lemak Degradasi dari A,D,E,K dan pigmen

Kelebihan Irradiasi Hanya ada sedikit atau tidak ada sama sekali proses pemanasan pada makanan sehingga kharakteristik tidak berubah Pangan dalam kondisi kemasan atau beku dapat diperlakukan dengan irradiasi Pangan segar dapat langsung diproses irradiasi tanpa penambahan bahan pengawet kimia Menggunakan energi yang sangat rendah Perubahan nilai nutrisi pangan sebanding dengan metode pengawetan lain Proses pengawetan berjalan otomatis sehingga biaya operasionalnya rendah PERLAKUAN BIAYA US$/TON Air Panas Uap Beku Kontrol Atm Irradiasi 250 200-250 46-600 50-600 25-55 (ICGFI, 1999) (IAEA, 2008)

Kekurangan Irradiasi Jika kerusakan akibat mikroba bisa dieliminasi, sedangkan bakteri patogen tidak, konsumen tidak memiliki indikasi terhadap pangan yang baik untuknya Kemungkinan akan terdapat mikroba yang rentan terhadap radiasi Radiasi pada bakteri yang memproduksi toksin, setelah mereka mengontaminasi bahan pangan dengan toksin “healt hazard” Prosedur analis sampai saat ini masih belum mencukupi untuk mendeteksi pangan yang terpapar radiasi Adanya resistensi publik terhadap kekhawatiran radioaktivitas yang dikaitkan dengan industri nuklir

Efek Irradiasi pada mikroorganisme Ion radikal yang diproduksi oleh radiasi mampu melukai bahkan menghancurkan mikroba secara spontan Dengan merubah struktur membran sel dan berimbas pada aktivitas enzim metabolik Terlebih lagi jika yang menjadi target adalah materi genetik di inti sel, yang diperlukan untuk pertumbuhan dan replikasi (Fellows, 2000)

Dosis Irradiasi Pangan - Dosis rendah (<1kGy) : untuk mengontrol insektida dan parasit sehingga menunda proses "ripening" - Dosis medium (1-7 kGy) : untuk mengurangi patogen pangan sehingga meningkatkan masa simpan makanan - Dosis tinggi (> 25 kGy) : untuk sterilisasi Dosis maksimum yang direkomendasikan adalah 15kGy, dengan rerata dosis tidak lebih dari 10kGy (WHO, 1977,1981, 1994) (ICGFI, 1999)

Aplikasi Irradiasi 1. Sterilisasi (‘radappertisation’) Diperlukan dosis 48kGy untuk sterilisasi C. Botulinum, meski bisa produk yang dihasilkan tidak memenuhi syarat organoleptik. Biasa diaplikasikan untuk produk herbal dan rempah, yang umumnya terkontaminasi oleh bakteri tahan panas/berbentuk spora Dosis yang digunakan 8-10 kGy, yang akan mengurangi mikroba hingga batas aman, tanpa mengurangi kharakteristik utama bahan pangan (volatile oil) Irradiasi pada rempah menggantikan penggunaan sterilisasi secara kimia (ethylene oxide), dilarang di EU tahun 1991 (residu dan kemanan pekerja karena gas) (ICGFI, 1999) (Fellows, 2000)

Aplikasi Irradiasi 2. Mengurangi Patogen (‘radicidation’) Salmonella typhimurium pada dosis 3–10 kGy cukup. Karkas diradiasi dengan dosis 2.5 kGy mampu menghilangkan Salmonella spp. Dan meningkatkan masa simpan hingga 2 kali lipat saat disimpan dibawah 5˚C Dosis lebih dari 10 kGy, dapat diaplikasikan pada daging unggas/ kerang beku untuk membunuh Campylobacter spp. Escherichia coli 0157:H7 atau Vibrio sp. (misal V. cholerae, V. parahaemolyticus, V. vulnificus) tanpa mengurangi perubahan organoleptiknya (Fellows, 2000)

Aplikasi Irradiasi 3. Memperpanjang masa simpan (‘radurisation’) Diperlukan dosis rendah untuk membunuh kapang, fungi dan bakteri non-spora. Proses ini untuk meningkatkan masa simpan dengan mengurangi sel vegetatif. Bakteri yang mampu bertahan terhadap irradiasi biasanya lebih rentan terhadap perlakuan panas, sehingga kombinasi irradiasi dengan perlakuan panas lebih efektif mengurangi mikroba (Fellows, 2000) (ICGFI, 1999)

Aplikasi Irradiasi 4. Mengontrol ripening Beberapa buah dan sayuran (tomat dan strawberi), dapat diradiasi hingga memperpanjang masa simpan 2-3 kali lipat ketika disimpan pada 10˚C. Produk yang akan diradiasi harus dalam keadaan matang. Dosis 2-3 kGy mampu memperpanjang masa simpan jamur 2 kali lipat (Fellows, 2000)

Aplikasi Irradiasi 5.Desinfektan Dosis dibawah 1kGy mampu berfungsi sebagai desinfektan pada buah tropis dan biji-bijian (kemungkinan terserang serangga dan larva) Kelebihan Irradiasi adalah menghindari penggunaan pestisida seperti ethylene dibromide (toksik ) dan methyl bromide (mengurangi lapisan ozon) (Fellows, 2000) (ICGFI, 1999)

Efek Irradiasi pada Pangan 1. Produk Radiolitik Ion dan radikal bebas yang dihasilkan selama irradiasi mampu bereaksi dengan komponen dalam pangan untuk menghasilkan produk radiolitik. Pada penelitian dengan hewan coba yang diberi makan dengan pangan yang diradiasi tinggi, mengindikasikan tidak ada efek yang buruk Produk radiolitik juga dapat dihasilkan dari metode pengawetan makanan yang lain (ICGFI, 1999)

Efek Irradiasi pada Pangan 2. Nilai Nutrisi dan Rasa Pada dosis normal, radiasi tidak berefek pada kecernaan protein atau komposisi dari asam amino esensial. Pada dosis yang lebih tinggi, pembelahan gugus sulfur asam amino pada protein menyebabkan perubahan aroma dan rasa pada makanan Karbohidrat dapat terhidrolisasi dan teroksidasi menjadi komponen yang lebih sederhana, meskipun tidak ada perubahan pada kegunaan karbohidrat bahkan tidak ada perbedaan kandungan nutrisinya Pada vitamin, terdapat variasi perubahan (biji tidak ada perubahan, inhibisi kecambah ~28% kehilangan vitamin C pada dosis 0.11 kGy). Golongan Vitamin B, D, K umumnya tidak terpengaruh terhadap perubahan.

(Fellows, 2000)

Efek Irradiasi pada Pangan 3. Kemasan Radiasi mampu menembus material dari kemasan sehingga memudahkan proses pengawetan makanan dalam kemasan Kemasan tersebut sendiri juga merupakan target dari radiasi, sehingga kemungkinan bisa memproduksi molekul hidrokarbon kecil dan polimer yang berpotensi untuk bermigrasi ke makanan, sehingga menimbulkan cemaran (Fellows, 2000) (ICGFI, 2000)

(ICGFI, 2000)

Kuantitas segela jenis pangan Irradiasi di China dari tahun ke tahun (Ihsanullah, 2016)

Referensi Fellows, P. 2000. Food Processing Technology. Principle and Practice. Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC Grandison, A.S. 2006. Food Processing Handbook. Brenan, J.G. (Ed) WILEY- VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim ICGFI. 1999. Facts About Food Irradiotion.www..iaea.org/icgfi/ Ihsanullah and Rashid, A. 2016. Current Activities in Food Irradiation as a Sanitary and Phytosanitary Treatment in the Asia and the Pacific Region and a Comparison with Advanced Countries. https://www.researchgate.net/publication/297756260_Current_Activities_in_ Food_Irradiation_as_a_Sanitary_and_Phytosanitary_Treatment_in_the_Asia_an d_the_Pacific_Region_and_a_Comparison_with_Advanced_Countries Mauida,2016. Sentra informasi keracunan nasional BPPOM. https://tirto.id/menanti-gebrakan-bpom-meredam-kasus-keracunan- makanan-KS Ragheb M. Food Preservation by Radiation. University of Ilionis Urbana– Champaign. 2013.

QUIZ 1. Makna Irradiasi adalah : 2. Sebutkan 2 isotop pada radiasi sinar gamma : 3. Proses Irradiasi menyebabkan perubahan materi yang terpapar radiasi, disebut juga? 4. Satuan unit radiasi adalah ? 5. Sebutkan 2 mode aksi dalam Irradiasi ?

QUIZ 6. Sebutkan 1 saja kelebihan Irradiasi ? 7. Sebutkan 1 saja Kekurangan Irradiasi ? 8. Dosis Irradiasi maksimum yang direkomendasikan oleh WHO adalah ........kGy 9. Ion dan radikal bebas hasil Irradiasi akan bereaksi dengan komponen dalam pangan, menghasilkan...... 10. Istilah "Radicidation" dalam aplikasi Irradiasi bermakna?