TEKNOLOGI BAHAN MAKANAN DAN PANGAN
FUNGSIONAL
PENGAWETAN MAKANAN DENGAN RADIASI
SINAR GAMMA
Disusun oleh :
Bimo Bayu Aji (181910401016)
PROGRAM STUDI
REKAYASA/TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK
MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS
JEMBER
September,2019
DAFTAR
ISI
DAFTAR ISI..................................................................................................................... i
KATA PENGANTAR...................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN................................................................................................. 1
1.1 Latar Belakang............................................................................................................ 1
1.2 Tujuan.......................................................................................................................... 1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA..................................................................................... 2
2.1 Teknik
Irradiasi........................................................................................................... 2
2.2 Sumber
Irradiasi.......................................................................................................... 2
2.3 Dosis
Radiasi................................................................................................................ 2
2.4 Dosis Serap................................................................................................................... 3
BAB III METODOLOGI................................................................................................. 6
3.1 Pengujian
Mikroba...................................................................................................... 6
3.2 Proses
Penyinaran....................................................................................................... 6
3.3 Pengujian
Sampel........................................................................................................ 6
BAB IV PEMBAHASAN................................................................................................. 8
BAB V PENUTUP............................................................................................................ 11
5.1 Kesimpulan.................................................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................... 12
KATA PENGANTAR
Dengan
menyebut nama Allah Yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, puji syukur kami
panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan Rahmat, Hidayah, dan
Inayah-Nya sehingga saya dapat merampungkan penyusunan makalah pengawetan bahan
makanan tepat pada waktunya.
Penyusunan
makalah saya upayakan semaksimal mungkin dan didukung bantuan berbagai pihak,
sehingga dapat memperlancar dalam penyusunannya. Untuk itu tidak lupa saya
mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam
merampungkan makalah ini. Namun tidak lepas dari semua itu, saya menyadari
sepenuhnya bahwa masih terdapat kekurangan baik dari segi penyusunan bahasa dan
aspek lainnya. Oleh karena itu, dengan lapang dada saya membuka
selebar-lebarnya pintu bagi para pembaca yang ingin memberi saran maupun kritik
demi memperbaiki makalah ini.
Akhirnya
penyusun sangat mengharapkan semoga dari makalah sederhana ini dapat diambil
manfaatnya dan besar keinginan saya dapat menginspirasi para pembaca untuk
mengangkat permasalahan lain yang relevan pada makalah-makalah
selanjutnya.
Jember,
29 September 2019
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Makanan
adalah bahan yang umumnya mudak mengalami kerusakan (perishable) karena kadar air pada makanan itu. Pengawetan makanan
adalah salah satu cara untuk memperpanjang umur simpan dan mempertahankan sifat
fisik dan kimia dari makanan. Pengawetan makanan memiliki beberapa macam, yaitu
pengawetan secara biologi, kimia, dan fisika. Pengawetan biologi adalah cara
pengawetan makanan dengan melibatkan aktivitas mikroorgamisme untuk mengawetkan
makanan, contohnya adalah fermentasi dan peragian. Pengawetan kimia adalah cara
pengawetan dengan menggunakan bahan-bahan kimia sebagai pengawet, contohnya
pengasinan dan manisan. Pengawetan fisika adalah cara pengawetan tanpa
melibatkan bahan kimia maupun mikroorganisme, contohnya adalah pengeringan dan
pembekuan.
Cara pengawetan yang digunakan bergantung
pada jenis bahan makanan yang akan diawetkan. Cara pengawetan yang saat ini
banyak digunakan adalah dengan menambahkan bahan kimia kedalam makanan, baik
bahan kimia alami maupun buatan. Bahan pengawet buatan lebih sering digunakan
karena lebih efektif dan murah. Bahan pengawet buatan yang terlalu sering
dikonsumsi dapat menyebabkan efek yang kurang bagus bagi tubuh. Pengawetan
makanan dengan memanfaatkan radiasi sinar gamma adalah salah satu cara
pengawetan tanpa menggunakan bahan tambahan kedalam makanan.
1.2
Rumusan Masalah
1.
Bagaimana proses
pengawetan makanan dengan radiasi sinar gamma ?
2.
Bagaimana
pengaruh jarak dan waktu radiasi terhadap jumlah mikroba dalam makanan ?
1.3
Tujuan
1.
Mengetahui
proses pengawetan makanan dengan radiasi sinar gamma.
2.
Mengetahui
pengaruh jarak dan waktu radiasi terhadap jumlah mikroba dalam makanan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Teknik Irradiasi
Irradiasi adalah proses aplikasi radiasi pada suatu
sasaran seperti makanan. Menurut Henrique (2008), irradiasi adalah teknik pemakaian
energi radiasi secara sengaja dan terarah. Sedangkan menurut Winarno (1980),
irradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk penyinaran bahan dengan menggunakan
sumber irradiasi buatan.
Jenis irradiasi yang aman digunakan untuk pengawetan
makanan adalah elekrtomagnetik yaitu jenis radiasi yang menghasilkan foton
berenergi tinggi yang dapat menyebabkan terjadinya ionisasi dan eksitasi pada
materi yang dilalui. Jenis radiasi ini sering disebut radiasi pengion,
gelombang elektromagnetik γ adalah radiasi pengion
yang sering digunakan (Henrique,2008).
2.2
Sumber Irradiasi
Dua jenis pengion yang umum digunakan dalam
pengawetan makanan adalah sinar γ , yang dipancarkan oleh radionuklida Co-60
(Cobalt-60) dan Cs-137 (Cesium-137) dan berkas elektron dari partikel-partikel
bermuatan listrik. Kedua jenis radiasi pengion ini memiliki pengaruh yang sama
terhadap makanan yaitu makanan yang disinari suhunya tidak berubah atau tidak
terjadi kenaikan suhu yang nyata suhunya sekitar 4oC. Perbedaan
keduanya adalah pada daya tembusnya. Sinar gamma mengeluarkan energi sebesar 1
MeV untuk dapat menembus air dengan kedalamam 20-30 cm sedangkan berkas
elektron dapat menembus air sedalam 3,5 cm dengan energy sebesar 10 MeV.
2.3
Dosis Radiasi
Menurut Herman (1991), dosis radiasi adalah jumlah
energi radiasi yang diserap kedalam material dan merupakan faktor utama pada
irradiasi makanan sering kali untuk tiap jenis makanan 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 menurut Winarno (1991), jika dosis berlebihan, makanan mungkin akan
rusak sehingga tidak dapat diterima konsumen. Besarnya dosis radiasi yang dipakai dalam
pengawetan makanan tergantung dari jenis bahan makanan dan tujuan irradiasi.
Tabel 1. Penerapan dosis dalam berbagai irradiasi pangan
Pengukuran dosis agar bahan pangan dapat menerima
dosis irradiasi secara tepat dilakukan dengan menggunakan suatu sistem dosimetri-dosimetri
merupakan suatu metode pengukuran dosis serap (absorbsi) radiasi terhadap
produk dengan teknik pengukuran yang didasarkan pada pengukuran ionisasi yang disebabkan
oleh radiasi menggunakan dosimetri (Bryun, 2002).
2.4
Dosis Serap
Dosis serap merupakan jumlah energi yang diserahkan
radiasi atau banyaknya energi yang diserap oleh bahan permassa bahan itu jadi
dosis serap merupakan banyaknya energi yang diberikan oleh radiasi pengion
kepada medium (Akhadi,2000). Secara matematis dosis serap dituliskan dalam
rumus:
keterangan
:
dE
: Energi yang diserap oleh medium (J)
dm
: Massa (Kg)
D
: Dosis serap (J/Kg)
Turunan
dosis serap terhadap waktu disebut laju dosis serap dan dirumuskan dengan persamaan:
keterangan:
Ď
: Laju dosis serap (Gy/s-1)
dD
: Dosis Serap (J/Kg)
dt
: Waktu pada saat penyerapan (s-1)
Dosis
total radiasi
Suatu medium yang berada dalam suatu medan radiasi
akan menerima dosis radiasi yang besarnya sebanding dengan lamanya penyinaran, semakin
lama penyinaran, akan semakin besar dosis radiasi yang diterima, demikian
sebaliknya secara matematis dosis total radiasi dirumuskan dengan persamaan :
keterangan:
D : Dosis
akumulasi (Ci)
Ď : Laju dosis
(Ci/jam)
t : Waktu (Jam)
Jarak radiasi
Jarak pada suatu radiasi berkaitan dengan fluks (ф)
radiasi, fluks radiasi pada suatu titik akan berkurang berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara titik tersebut dengan sumber radiasi. Untuk
mengetahui pengaruh jarak terhadap fluks radiasi sumber yang memancarkan radiasi
dengan jumlah pancaran S (radiasi/S). Fluks radiasi didefinisikan sebagai
jumlah radiasi yang menembus luas permukaan masing-masing adalah:
Dimana:
Φ : Fluks
radiasi (S/cm2)
S : Pancaran
radiasi (Ci)
BAB III
METODOLOGI
Bahan
yang digunakan sebagai sample pada penelitian ini adalah bubuk cabai yang mudah
didapatkan, namun belum diketahui apakah ada mikroba atau tidak dalam serbuk
cabai tersebut.
3.1
Pengujian Mikroba
Sampel yang telah didapatkan kemudian diuji dengan
menggunakan metode ALT (angka lempeng total) yang dilakukan di laboratorium
Mikrobiologi. Sumber radiasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah radiasi
berenergi tinggi yang dikenal dengan nama radiasi pengion (sinar gamma (Co-60))
yang telah tersedia dilaboratorium.
3.2
Proses Penyinaran
Sebelum melakukan penyinaran dengan menggunakan
sampel terlebih dahulu ditentukan latar belakangnya yaitu perhitungan tanpa ada
sampel. Sinar gamma ditempatkan kearah yang terlindungi misalnya kearah
dinding, selanjutnya dicacah dengan menggunakan detektor selama 15 menit, 60 menit
dan 120 menit dengan jarak 25 cm, dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali sampai
dianggap stabil. Demikian pula pada jarak 45 cm. Setelah detektor dan sumber
radiasi dianggap stabil, bungkus plastik kosong diletakkan diantara detektor
dengan sumber radiasi kemudian disinari selama 15 menit, 60 menit dan 120 menit
pada jarak 25 cm untuk mendapatkan hasil cacahan tanpa ada sampel, setiap
bungkusan dilakukan pengulangan sampai 3 kali, demikian pula pada jarak 45 cm.
Setelah peralatan dianggap stabil sampel dimasukkan kedalam
bungkusan plastik, kemudian disinari dengan menggunakan sinar gamma. Selama 15 menit,
60 menit, dan 120 menit pada jarak 25 cm, setiap sampel dilakukan pengulangan
sampai 3 kali. Demikian pula pada jarak 45 cm pada perlakuan yang sama.
3.3
Pengujian Sampel
Pengambilan data untuk jarak penyinaran adalah
dengan variasi jarak sumber radiasi dengan sampel yaitu pada jarak 25 cm, dan
45 cm. Data yang didapatkan dilihat pada hasil cacahan. Setiap sampel disinari
selama 15 menit, 60 menit, dan 120 menit dan dicatat hasil cacahannya.
Perhitungan mikroba dilakukan sebelum dan sesudah penyinaran, sebelum melakukan
perhitungan mikroba dilakukan proses pengenceran. Pengenceran dilakukan
dengan
menggunakan pipet volume steril, 1 gr serbuk cabai dimasukkan kedalam tabung
reaksi steril yang berisi 9 ml aquades steril, lalu dikocok sampai homogen dan
diberi tanda 10-1 diambil 1 ml sampel dari tabung pertama dan
dimasukkan kedalam 9 ml aquades yang lain diberi tanda 10-2 dan
dilakukan sampai didapatkan pengenceran 10-5.
Setelah dilakukan proses pengenceran selanjutnya
dilakukan proses penanaman mikroba. Sebelum melakukan penanaman mikroba ruangan
dan tempat penanamannya harus steril. Dari setiap pengenceran diambil 1 ml dan
dimasukkan kedalam cawan petri serta dibuat duplo diantara lampu bunsen,
selanjutnya ditambahkan media dan diratakan dengan membentuk angka 8 sampai
media mengeras, diinkubasi pada suhu 25oC selama 24 jam dengan
posisi terbalik. Perhitungan mikroba dilakukan setelah diinkubasi selama 24
jam, perhitungan mikroba dilakukan dengan cara menggunakan metode hitung cawan
petri (plate cawan metode).
BAB IV
PEMBAHASAN
Data
hasil perhitungan jumlah mikroba sebelum dan setelah penyinaran dengan variasi
jarak dan waktu paparan radiasi disajikan dalam berntuk grafik. Grafik hasil
perhitungan jumlah mikroba sebagai berikut :
Gambar 4.1 Grafik
hubungan jumlah mikroba terhadap variasi waktu dan jarak
Grafik diatas menunjukkan bahwa pada jarak 25 cm
selama 15 menit waktu penyinaran jumlah mikroba yang terbunuh sebanyak 35 %
dari jumlah mikroba sebelum penyinaran. Mikroba sebanyak 70% dari sebelum penyinaran
terbunuh pada waktu penyinaran 60 menit untuk jarak yang, sedangkan dalam waktu
120 menit terbunuh jumlah mikroba sebanyak 90%. Sedangkan pada jarak 45 cm dari
sumber jumlah mikroba yang terbunuh selama 15 menit waktu penyinaran yaitu
hanya sekitar 6% dari sebelum penyinaran, untuk waktu penyinaran 60 menit
terbunuh sekitar 29%, dan pada waktu penyinaran 120 menit terbunuh sebanyak
89%.
Jumlah mikroba yang terbunuh itu sangat tergantung
dari jarak dan lamanya waktu penyinaran sehingga akan diperoleh fluks radiasi
yang berkesesuaian dan juga laju dosis dan dosis serap yang sesuai untuk
mengurangi jumlah mikroba pembusuk yang ada pada sampel
yang
disinari. Hal ini sesuai dengan pernyataan Akhadi (2000), yang menyatakan bahwa
dosis radiasi sebanding dengan lamanya penyinaran semakin lama penyinaran akan
semakin besar dosis yang diterima.
Irradiasi yang dilakukan pada sampel ini menunjukkan
telah terjadi pengurangan jumlah mikroba pembusuk secara signifikan pada saat
sebelum dan sesudah pennyinaran sehingga metode irradiasi ini dapat menjadi
salah satu alternatif proses pengawetan bahan makanan. Karena dengan
terbebasnya sampel dari mikroba pembusuk maka masa simpan bahan makanan
tersebut relatif lebih lama. Untuk menghasilkan sampel yang terbebas dari jamur
atau bakteri pembusuk maka dapat disinari pada sampel makanan yang akan
diawetkan. Begitu juga dengan pengamatan terhadap jumlah mikroba yang hilang
setelah penyinaran dengan fluks, laju dosis dan dosis serap yang dihasilkan
sumber pada jarak penyinaran 25 cm dan 45 cm dengan lama waktu penyinaran 15
menit. 60 menit dan 120 menit.
Gambar 4.2 Grafik
hubungan dosis serap terhadap jumlah mikroba pada jarak 25 cm
Grafik diatas menunjukkan pada jarak 25 cm dengan
sampel 1 gr dan dosis serap 27 μGy jumlah mikroba yang mati sangat sedikit
yaitu dengan jumlah mikroba 3020 dari 4746 mikroba yang ada, ketika dosis
radiasi ditingkatkan menjadi 108 μGy jumlah mikroba yang mati pun akan semakin
meningkat yaitu sebesar 2138 dari 7308 mikroba, dan ketika dosis serap
ditingkatkan lebih besar yaitu sekitar 216 μGy maka jumlah mikroba yang mati hampir
semuanya yaitu 937 dari 9537 mikroba yang terdapat dalam serbuk cabai tersebut.
Gambar 4.3 Grafik
hubungan dosis serap terhadap jumlah mikroba pada jarak 45 cm
Ketika jarak sampel dengan sumber radiasi menjadi 45
cm dosis serap yang diterima sampel akan semakin kecil yaitu sebesar 8.30 μGy
maka jumlah mikroba yang matipun sebesar 5047 dari 5370 mikroba yang ada, dan ketika
waktu penyinaran ditingkatkan maka dosis serap yang dihasilkan juga meningkat
sebesar 33,21 μGy maka jumlah mikroba menjadi 2813 dari 4004 mikroba sebelum
penyinaran, selanjutnya peningkatan waktu penyinaran menghasilkan laju dosis
serap ditingkatkan menjadi 66,42 μGy maka jumlah mikroba yang mati sebanyak 126
dari 6836 mikroba yang ada. Hal ini disebabkan semakin dekat sampel dengan
sumber radiasi akan semakin besar dosis serapan yang diterima sampel sehingga
jumlah mikroba yang matipun semakin banyak. Begitu pula pada jarak 45 cm
semakin jauh sampel dengan sumber radiasi akan semakin kecil dosis serap yang
diterima sampel dan jumlah mikroba yang matipun semakin sedikit.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Metode irradiasi makanan dapat digunakan sebagai
salah satu alternatif dalam system pengawetan makanan. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa pengujian 1 gr sampel dengan jarak sampel terhadap sumber 25
cm yang disinari selama 15 menit, didapati mikroba yang terbunuh sebesar 35 %.
Sedangkan untuk penyinaran selama 60 dan 120 menit, mikroba yang terbunuh
masing-masing 70 % dan 90 %. Untuk pengujian dengan jarak sampel terhadap sumber
45 cm dan lama penyinaran 15, 60, dan 120 menit, mikroba yang terbunuh adalah masing-masing
6 %, 29 % dan 89 % dan didapati pengurangan jumlah mikroba 90% untuk penyinaran
120 menit pada jarak 25 cm. Berdasarkan hasil ini, dapat disimpulkan penggunaan
Co-60 dalam kondisi aman dapat dipakai sebagai suatu teknik pengawetan makanan.
DAFTAR PUSTAKA
Akhadi, M. 2000. Dasar-Dasar Proteksi Radiasi.
Jakarta. Rineka Cipta.
Bryun, I, et al. 2002. Dosimetery for Food
Irradiation. International Atomic Energy Agency Technical Report Series no. 409
Henrique,
J.S. et al. 2008. Effects of Gamma-Irradiation on Caprolactam Level from Multilayer
PA-6films for Food Packaging: Development and Validation of a Gas Chromatographic
Method. Radiation Physics and Chemistry, 77, 913– 917
Safitri, R. 2010. Kajian Pemanfaatan Radiasi Sinar
Gamma ( Co-60 ) Pada Sistem Pengawetan Makanan. 13(2), 115–122.