IRRADIASI

Irradiasi

Iradiasi makanan: penggunaan radiasi dari isotop radioaktif dari

cobalt atau cesium dari pembangkit yang memproduksi sinar β

(beta), γ (gamma) atau sinar x yang jumlahnya terkendali sehingga

makanan tidak bersifat radioaktif.

Iradiasi memanfaatkan sinar β, γ, x yang diproduksi oleh Cobalt 60

dan Cesium 137

Dosis: jumlah 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

Radiasi

Irradiation terhadap mikroorganisme

Irradiasi dapat membentuk produk radiolytik /radikal bebas dari air (oH; oOH)

Radikal oOH merusak 90% DNA

Elektron menghancurkan rantai DNA selanjutnya mencegah reproduksi mikroorganisme

Gram negative bakteri < Gram positive bakteria/molds/yeast < spores dan virus

Perbedaan resistensi :

Struktur kimia dan phisical

dari mikrobia

Kemampuan recovery dari

injury radiasi

1. Sinar Ultraviolet (UV)

- Menyebabkan kematian sel

- Dalam pengawetan, sinar UV hanya mampu menembus permukaan

bahan dan mempercepat reaksi oksidasi (ketengikan, perubahan

warna, dll)

2. Sinar Beta

- Penetrasi sangat lemah, tidak dapat mempenetrasi kaleng bagian

dalam

3. Sinar Gamma

- Mampu melakukan penetrasi sampai dengan 40 cm

- Merupakan radiasi pengawetan yg paling murah

4. Sinar X

- Penetrasi baik, namun efisiensi rendah

- Tidak direkomendasikan untuk pengawetan pangan

5. Gelombang Mikro (microwave)

- Frekuensinya antara sinar IM dan gelombang radio

Perusakan DNA dan Bakteri setelah irradiasi

D-values Irradiasi bakteri

kGy

Organism Fresh (refrigerated) Frozen

Camplobacter jejuni 0.08 – 0.20 0.21 – 0.32

E. Coli O157:H7 0.24 – 0.27 0.31 – 0.44

Staphlococcus aureus 0.26 – 0.60 0.30 – 0.45

Salmonella spp. 0.30 – 0.80 0.40 – 1.30

Listeria monocytogenes 0.27 – 1.00 0.52 – 1.30

D-value adalah equivalent untuk dosis radiasi yang

dibutuhkan untuk menurunkan populasi bakteri 90%

Dosis radiasi yang dibutuhkan untuk berbagai organisme

Organisms Dose (kGy)

Higher animals 0.005 to 0.1

Insects 0.01 to 1

Non-spore forming bacteria 0.5 to 10

Bacterial spores 10 to 50

Viruses 10 to 200

Destruksi mikroorganisme

Irradiation

kGy dose 1 D

value

Contains 10

microorganisms

1 microorganism

survives

Irradiation

kGy dose 2

D value

Contains 10

microorganisms 1 microorganism

survives/10 steaks

Proses Irradiasi

Sterilisasi

Pasteurisasi

Disinfektasi

Menghambat pertunasan

Menunda pematangan

Memperbaiki physical

Dosis rendah (< 1kgy) : Radurization

Mengendalikan serangga pada biji-bijian; buah dan

sayuran

Mencegah pertunasan kentang

Mengendalikan cacing pita pada daging babi

Mencegah pembusukan pada buah dan sayur

Menghambat kematangan buah

Dosis rendah dan medium masih

perlu pendinginan.

Dosis medium ( 1-10 kgy) : RadicidationMengendalikan salmonella, yersinia dan

campylobacter pada daging, produk unggas dan

ikan.

Mencegah jamur pada buah.

Memperpanjang umur simpan

Menurunkan level mikrobia

Dosis tinggi ( > 10 kgy) : RappertizationMembunuh mikroba dan serangga pada rempah-

rempah

Sterilisasi makanan

Mematikan virus

Labelisasi makanan iradiasiApril 1986 semua makanan diiradiasi harus ada lambang “treated with radiation” atau “treated by irradiation”.

Perubahan pada makanan yang diradiasi

Hanya sedikit kenaikan suhu

Perubahan tekstur mirip pasteurisasi atau pembekuan

Pada peach: kulit melunak, pada daging : flavor berkurang

Perubahan kimia: 3H2O → H + OH + H2O2 + H2

90% perubahan kimia karena radiasi menghasilkan komponen yang alamiah (Misal : trigliserida→ asam lemak ; Protein → asam amino )

Asam askorbat berubah menjadi asam dehidroaskorbat.

Vitamin E mudah rusak jika ada 02.

Terbentuk radikal bebas

Protein dan komponen nitrogen sensitif terhadap iradiasi

Iradiasi lemak menghasilkan karbonil dan peroksida menyebabkanketengikan

Gambar

Dosis iradiasi

untuk

berbagai

proses

(Jay, 1970)

Faktor-faktor yang mempengaruhi efektifitas irradiasi mematikan mikroorganisme

Fase Pertumbuhan

Beberapa mikroorganisme (L. monocytogenes) lebih mudah diiradiasi dengan dosis rendah selama fase logaritmic kemudian fase stationary

Jenis bahan makanan

Jenis makanan lebih komplek, lebih besar kompetisi energi untuk bahan makanan dan kurang untuk mikroorganisme

Kandungan Lemak pada daging tidak merubah dosis yang diperlukan untuk mengeliminas iE. coli O157:H7

C. jejuni lebih resisten untuk irradiasi pada daging beku rendah lemak

Kadar Air

Aw bahan makanan lebih rendah, mengurangi pembentukan radikal bebas

dari air --> kerusakan DNA mikroorganisme kurang

Aw yang rendah akan menurunkan kemampuan resisten radiasi organisme

untuk recovery selama penyimpanan

Temperatur bahan makanan

Suhu lebih tinggi meningkatkan effek lethal irradias

Mekanisme recovery mikroorganisme dilemahkan pada suhu tinggi

Pembekuan : berakibat tidak bergerak dan mencegah diffusi radikal bebas

untuk mikroorganisme

Ada Oksigen

Koncentrasi oksigen lebih tinggi = lebih besar efek lethal radiasi terhadap

mikroorganisme

Kondisi Anaerobik = efek lethal radiasi berkurang terhadap mikroorganisme

Kondisi penyimpanan dapat meningkatkan recovery dari beberapa

mikroorganisme sesudah irradiasi

Food Approved Use Maximum Dose

Spices and dry

vegetable seasoning

decontaminates and controls

insects and microorganisms

30 kGy

Dry or dehydrated

enzyme preparations

controls insects and

microorganisms

10 kGy

All foods controls insects 1 kGy

Fresh foods delays maturation 1 kGy

Poultry controls disease-causing

microorganisms

3 kGy

Red meat (such as

beef, lamb and pork)

controls spoilage and disease-

causing microorganisms

4.5 kGy (fresh), 7

kGy (frozen)

U.S. Food & Drug Administration Approvals for Irradiated Foods

Publication No. (FDA) 98-2320. Gy=1 Gray, or 100 rad (radiation absorbed dose)/kilogram. kGy=1000 Grays.

Hurdle Concept

Proses pengolahan makanan menggunakan kombinasi dari

perlakuan pengendalian disebut “hurdle concept”.

Tiga perlakuan pengendalian yang utama adalah :

1. Pengendalian Aw (water activity ) dan atau pH dari bahan makanan

2. Penambahan bahan kimiawi, sebagai Bahan Tambahan Makanan

(BTM) atau substansi lain seperti garam secara langsung ke bahan

makanan.

3. Mengatur atmosphere sekitar bahan makanan menggunakan metode

pengemasan yang spesial.