Irradiasi Makanan

A.    Pengertian Iradiasi

Iradiasi adalah proses aplikasi radiasi energi pada suatu sasaran, seperti pangan. Menurut Maha (1985), iradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi radiasi secara sengaja dan terarah. Sedangkan menurut Winarno (1980), iradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan menggunakan sumber iradiasi buatan.

Jenis iradiasi pangan yang dapat digunakan untuk pengawetan bahan pangan adalah radiasi elektromagnetik yaitu radiasi yang menghasilkan foton berenergi tinggi sehingga sanggup menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksitasi pada materi yang dilaluinya. Jenis iradiasi ini dinamakan radiasi pengion, contoh radiasi pengion adalah radiasi partikel a , b , dan gelombang elektromagnetik g .

Apabila suatu zat dilalui radiasi pengion, energi yang melewatinya akan diserap dan menghasilkan pasangan ion. Energi yang melewatinya akan diserap dan menghasilkan pasangan ion. Energi yang diserap oleh tumbukan radiasi dengan partikel bahan pangan akan menyebabkan eksitasi dan ionisasi beribu-ribu atom dalam lintasannya yang akan terjadi dalam waktu kurang dari 0,001 detik.

Irradiasi makanan adalah proses memaparkan makanan dengan radiasi pengion yang ditujukan untuk  menghancurkan mikroorganisme, bakteri, virus, atau serangga yang diperkirakan berada dalam makanan.

B.     Sumber Radiasi

Dua jenis radiasi pengion yang umum digunakan untuk pengawetan makanan adalah : sinar gamma yang dipancarkan oleh radio nuklida 60Co (kobalt-60) dan 137Cs (caesium-37) dan berkas elektron yang terdiri dari partikel-pertikel bermuatan listrik. Kedua jenis radiasi pengion ini memiliki pengaruh yang sama terhadap makanan. Perbedaan yang sama terhadap makanan. Perbedaan keduanya adalah pada daya tembusnya. Sinar gamma mengeluarkan energi sebesar 1 Mev untuk dapat menembus air dengan kedalaman 20 – 30 cm, sedangkan berkas elektron mengeluarkan energi sebesar 10 Mev untuk dapat menembus air sedalam 3,5 cm.

Suatu persyaratan penting yang harus dipenuhi dalam proses pengolahan pangan dengan iradiasi adalah energi yang digunakan tidak boleh menyebabkan terbentuknya senyawa radioaktif pada bahan pangan (Sofyan, 1984). Sampai saat ini sumber iradiasi yang banyak digunakan dalam pengawetan pangan adalah 60Co dan 137Cs

C.     Prinsip Irradiasi

Pengawetan bahan pangan dengan iradiasi digunakan radiasi berenergi tinggi disebut radiasi pengion, karena dapat menimbulkan ionisasi pada materi yang dilaluinya (Maha, 1981).

Bila sumber iradiasi (sinar x, sinar gamma dan berkas elektron) mengenai bahan pangan, maka akan menimbulkan eksitasi, ionisasi dan perubahan komponen yang ada pada bahan pangan tersebut. Apabila perubahan terjadi pada sel hidup, maka akan menghambat sintesis DNA yang menyebabkan proses terganggu dan terjadi efek biologis. Efek inilah yang digunakan sebagai dasar untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme pada bahan pangan (Maha, 1981).

Sinar gamma dan elektron dihilangkan dari bentuk lain radiasi dengan kemampuan ionisasinya (kemampuan memutuskan ikatan kimia saat diabsorbsi oleh material tertentu). Produk ionisasi dapat berupa electronically charged (ion) maupun netral (radikal bebas). Produk ini kemudian bereaksi dan menyebabkan perubahan pada material yang diirradiasi atau yang disebut dengan radiolisis. Reaksi inilah yang menyebabkan penghancuran mikroorganisme, serangga, dan parasit selama proses irradiasi makanan.

Dalam makanan yang memiliki kandungan air tinggi, air terionisasi oleh radiasi. Elekton dikeluarkan dari molekul-molekul air dan memutuskan ikatan kimia. Produk-produk tersebut kemudian berekombinasi membentuk hidrogen, hidrogen peroksida, hidrogen radikal, hidroksil radikal, dan hidroperoksil radikal.

Ion-ion reaktif yang diproduksi oleh makanan irradiasi menghancurkan mikro-organisme dalam sekejap, dengan mengubah stuktur membran sel dan mempengaruhi aktivitas metabolik enzim. Namun, efek yang lebih penting adalah pada molekul deoxyribonucleic acid (DNA) dan ribonucleic acid(RNA) dalam sel nukleus, yang dibutuhkan bagi pertumbuhan dan replikasi. Efek-efek rasiasi hanya dapat terlihat setelah jangka waktu tertentu, saat DNA double helix gagal dibongkar dan mikroorganisme tidak bisa direproduksi melalui pembelahan sel. 

Kecepatan destruksi sel individu bergantung pada kecepatan dimana ion diproduksi dan berinter-reaksi dengan DNA, dimana jumlah sel tereduksi bergantung pada dosis total radiasi yang diterima.

Singkatnya, semakin kecil dan simpel suatu organisme, maka dosis radiasi untuk menghancurkan organisme tersebut semakin tinggi. Virus sangat resistan terhadap irradiasi dan sangat sedikit terpengaruh oleh dosis yang biasa digunakan pada proses komersial. Spesies berbentuk spora (sepertiClostridium botulinum dan Bacillus cereus) dan yang mampu membetulkan DNA yang rusak dalam sekejap (seperti Deinococcus radiodurans) lebih resisten daripada sel-sel vegetatif dan bakteria non-spora. Serangga dan parasit seperti cacing pita dan trichinella membutuhkan dosis yang lebih rendah.

Alat irradiasi terdiri dari sumber isotop berenergi tinggi untuk memproduksi sinar-gamma atau, kadang-kadang, mesin sumber untuk memproduksi partikel elektron berenergi tinggi. Sumber isotop tidak bisa dimatikan, sehingga ditempatkan di dalam air di bawah area proses, untuk memungkinkan keluar masuk pekerja. Dalam operasi sumber dinaikkan, dan makanan kemasan dimasukkan pada konveyor otomatis dan dilewatkan melalui area radiasi pada jalur yang berbentuk lingkaran. Cara ini memaksimalkan proses radiasi dan memastikan perlakuan yang sama pada makanan. Sumber isotop membutuhkan materials-handling system yang lebih kompleks daripada yang dibutuhkan mesin sumber (machine sources).

Isotope Irradiation Plant: (1) irradiation chamber, (2) control room, (3) infeed conveyor, (4) outlet conveyor, (5) raw food store, (6) irradiated product store, (7) concrete shielding wall

Machine sources adalah akselerator elektron yang terdiri dari katoda yang dipanaskan untuk menyuplai elektron dan sebuah evacuated tube dimana elektron diakselerasi oleh medan elektrostatik voltase tinggi. Baik elektron yang digunakan langsung pada makanan atau target tertentu, material dibombardir untuk memproduksi sinar-X. 

Penggunaan peralatan ini relatif mudah namun harga machine sources relatif mahal dan tidak efisien dalam memproduksi radiasi.

D.    Aspek Keamanan

Keamanan pangan iradiasi merupakan faktor terpenting yang harus diselidiki sebelum menganjurkan penggunaan proses iradiasi secara luas. Hal yang membahayakan bagi konsumen bila molekul tertentu terdapat dalam jumlah banyak pada bahan pangan, berubah menjadi senyawa yang toksik, mutagenik, ataupun karsinogenik sebagai akibat dari proses iradiasi.

Hasil penelitian mengenai efek kimia iradiasi pada berbagai macam bahan pangan hasil iradiasi (1 – 5 kGy) belum pernah ditemukan adanya senyawa yang toksik. Pengawetan makanan dengan menggunakan iradiasi sudah terjamin keamanannya jika tidak melebihi dosis yang sudah ditetapkan, sebagaimana yang telah direkomendasikan oleh FAO-WHO-IAEA pada bulan november 1980. Rekomendasi tersebut menyatakan bahwa semua bahan yang diiradiasi tidak melebihi dosis 10 kGy aman untuk dikonsumsi manusia. Pernyataan ini dikeluarkan sehubungan dengan munculnya kekhawatiran konsumen akan keracunan sebagai pengaruh sampingnya.

Menurut Hermana (1991), dosis radiasi adalah jumlah energi radiasi yang diserap ke dalam bahan pangan dan merupakan faktor kritis pada iradiasi pangan. Seringkali untuk tiap jenis pangan diperlukan dosis khusus untuk memperoleh hasil yang diinginkan. Kalau jumlah radiasi yang digunakan kurang dari dosis yang diperlukan, efek yang diinginkan tidak akan tercapai. Sebaliknya jika dosis berlebihan, pangan mungkin akan rusak sehingga tidak dapat diterima konsumen Radiasi yang diserap oleh makanan tidak sama dengan jumlah radiasi yang dipancarkan pembangkit. Dosis ditentukan intensitas dan lama penyinaran. Satuannya gray (gy) 1 gray = 1 gy = 100 rads = 0,00024 kal/kg pangan. 1 kgy = 1000 gy

Dosis rendah (≤ 1kgy)

·         Mengendalikan serangga pada biji-bijian

·         Mencegah pertunasan kentang

·         Mengendalikan cacing pita pada daging babi

·         Mencegah pembusukan dan mengendalikan serangga pada buah dan sayur

Dosis medium ( 1-10 kgy)

·         Mengendalikan salmonella, versinia dan campylobacter pada daging, produk unggas dan ikan.

·         Mencegah jamur pada buah.

Dosis tinggi ( > 10 kgy)

·      Membunuh mikroba dan serangga pada rempah-rempah

·      Sterilisasi makanan

·      Dosis randah dan medium masih perlu pendinginan.

E.     Permasalahan Iradiasi

a.       Aspek Gizi

Masalah gizi pada makanan yang diiradiasi ialah kekhawatiran akan adanya perubahan kimia yang mengakibatkan penurunan nilai gizi makanan, yang menyangkut perubahan komposisi protein, vitamin dan lain-lain (Glubrecht, 1987). Berbagai penelitian telah membuktikan bahwa makanan yang diiradiasi sampai dosis 1 kGy tidak menimbulkan perubahan yang nyata, sedangkan pada dosis 1 – 10 kGy bila udara pada saat iradiasi dan penyimpanan tidak dihilangkan akan mengakibatkan penurunan beberapa jenis vitamin. Untuk itu telah dilakukan berbagai penelitian untuk mengetahui kondisi iradiasi yang tepat, sehingga pada prakteknya tidak akan terjadi perubahan nilai gizi dalam bahan pangan, terutama makronutrisinya sepperti karbohidrat, lemak dan protein (Purwanto dan Maha, 1993).

b.       Aspek Mikrobiologi

Dalam makanan iradiasi, masalah mikrobiologi yang mungkin timbul adalah sifat resistensi atau efek mutagenik dan peningkatan patogenitas mikroba (WHO, 1991 dalam Simatupang, 1983).

Daya tahan berbagai jenis mikroorganisme terhadap radiasi secara berurutan adalah sebagai berikut : spora bakterI > khamir > kapang > bakteri gram positif > bakteri gram negatif. Ternyata bakteri gram negatif merupakan yang paling peka terhadap radiasi. Oleh karena itu, untuk menekan proses pembusukan makanan dapat digunakan iradiasi dosis rendah (Jay, 1996).

c.       Aspek Toksikologi

Analisis kimia yang dilakukan terhadap makanan yang diawetkan dengan iradiasi tidak ditemukan senyawa yang berbahaya bagi kesehatan. Namun uji tersebut saja tidak cukup untuk meyakinkan keamanannya sehingga perlu dilakukan uji toksikologi.

Uji toksikologi terhadap makanan iradiasi dilakukan dengan prosedur yang jauh lebih teliti dan kompleks bila dibandingkan dengan pengujian sebelumnya, karena sejak awal keamanan makanan iradiasi sangat banyak dipertanyakan.

Kekhawatiran ini mungkin disebabkan adanya senyawa radioaktif pada makanan yang diiradiasi. Iradiasi pada suatu bahan pangan yang mengandung air menyebabkan ionisasi dari bagian molekul-molekul air dengan pembentukan hidrogen dan radikal hidroksil yang sangat reaktif. Radikal-radikal ini sangat berperan terhadap pengaruh biologis iradiasi pengion. Oleh karena itu terdapat pengaruh tidak langsung dari iradiasi jaringan-jaringan lembab yang disebabkan oleh air yang diaktivasikan. Hidrogen dan radikal hidroksil secara kimiawi dikenal sangat reaktif dan dapat bertindak sebagai zat pereduksi ataupun pengoksidasi.

Kekhawatiran ini dapat terjawab melalui beberapa penelitian yang dilakukan dan tidak ditemukan bukti yang menunjukkan bahwa makanan iradiasi berbahaya bagi kesehatan konsumen, sehingga berdasarkan hal tersebut, pada bulan Nopember 1980, para pakar dari FAO, WHO dan IAEA yang tergabung dalam Joint Expert Committee on Food Irradiation (JECFI) mengeluarkan rekomendasi yang menyatakan bahwa semua jenis bahan pangan yang diiradiasi sampai batas 10 Kgy adalah aman dikonsumsi.

F.          Penerapan Teknologi Iradiasi di Indonesia

Status  makanan iradiasi di Indonesia, dasar hukum untuk legalitas dan komersialisasi makanan iradiasi di Indonesia antara lain diatur di dalam :

1.             Peraturan DEPKES-RI : 826/MENKES/PER/XII/1987 dan 152/MENKES/SK/II/1995 yang intinya mengacu kepada : CODEX Alimentarius Commission untuk makanan iradiasi dan dokumen IAEA/JECFI/ICGFI (http:/www.iaea.org/icgfi)

2.             UU PANGAN RI  nomer 7/1996 dan PP nomer 28/2004

3.             PELABELAN MAKANAN nomer 69/1999 bab 34

4.             Peraturan Menteri Perindustrian dan Perdagangan RI

5.             Peraturan Internasional tentang Perdagangan Makanan Iradiasi

6.             Buku pedoman dan cara iradiasi yang baik untuk berbagai komoditi bahan pangan   yang diterbitkan Badan Pengawas Obat dan Makanan RI ( terdiri dari 10 seri - BPOM 2004).

Beberapa Kegiatan penelitian, pengembangan dan aplikasi iradiasi bahan pangan:

Tabel 1. Jenis komoditas bahan pangan yang telah diijinkan untuk diproses dengan iradiasi *)

No.	Komoditas	Tujuan Iradiasi	Batas Dosis Maksimal (kGy)
1	Rempah – rempah, daun-daunan dan bumbu kering	Mencegah / menghambat pertumbuhan serangga mikroba	10
2	Umbi – umbian	Menghambat pertunasan	0,15
3	Udang beku dan paha kodok beku	Menghilangkan bakteri Salmonella	7
4	Ikan kering	Memperpanjang masa simpan	5
5	Biji – bijian	Menghilangkan serangga dan bakteri patogen	5

*) Permenkes No. 152/Menkes/Sk/Ii/1995

Table 2. Jenis komoditas bahan pangan segar dan olahan yang telah dan sedang diteliti di PATIR – BATAN.

No.	Komoditas		Tujuan Iradiasi	Batas Dosis Maksimal (kGy)	Keterangan
Makanan siap saji steril
	a.	Pepes ikan mas	Sterilisasi dan menghilangkan bakteri patogen aerob dan anaerob	45	Skala semi pilot - Kemasan laminasi khusus vakum - Iradiasi kombinasi dengan CO2 padat - Penyimpanan suhu kamar (28 – 30˚ C)
	b.	Pepes ayam	-   idem   -	45	-   idem   -
	c.	Kare ayam	-   idem   -	45	-   idem   -
	d.	Semur ayam	-   idem   -	45	-   idem   -
	e.	Rendang daging sapi	-   idem   -	45	-   idem   -
	f.	Empal daging sapi	-   idem   -	45	-   idem   -
	g.	Semur daging sapi	-   idem   -	45	-   idem   -
Makanan olahan/ makanan ringan
	a.	Dodol	Dekomtaminasi dan memperpanjang masa simpan	3 -  5	Skala semi pilot
	b.	Bakpia	-   idem   -	3 -  5	Skala laboratorium
Buah dan Sayuran
	a.	Mangga	Memperpanjang masa simpan dan menunda pematangan	0,75	Skala semi pilot, kombinasi perlakuan dengan pencelupan air 55˚C, 5 menit
	b.	Pepaya	-   idem   -	0,75	Skala semi pilot, kombinasi perlakuan dengan pencelupan air 55˚C, 5 menit
	c.	Tomat apel	-   idem   -	1 - 2	Skala laboratorium
	d.	Pisang ambon	-   idem   -	0,25	Skala laboratorium
	e.	Brokolli	Memperpanjang masa simpan dan karantina	0,4	Skala laboratorium
	f.	Asparagus	Memperpanjang masa simpan dan menunda pertunasan	1	Skala laboratorium + blansir air 55˚ C, 5 menit