IRRADIASI - Institut Pertanian Yogyakarta · 2020. 12. 23. · Irradiasi Iradiasi makanan:...
Transcript of IRRADIASI - Institut Pertanian Yogyakarta · 2020. 12. 23. · Irradiasi Iradiasi makanan:...
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.