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