Pengawetan Makanan

PENGAWETAN MAKANAN DENGAN IRADIASI

Makanan adalah sesuatu yang sangat esensial bagi kelangsungan hidup manusia. Namun, umumnya makanan yang tersedia di alam memiliki masa penyimpanan (shelf-life) yang sempit. Sejak beratus-ratus tahun yang lalu, manusia terus berupaya untuk memproses makanan sedemikian rupa untuk memperoleh masa penyimpanan yang lebih lama. Berbagai usaha dicoba, entah itu dengan cara konvensional seperti pengeringan, pendinginan, dan penggorengan sampai kepada cara-cara yang inovatif seperti microwave heating dan food irradiation.

Sebanyak 38 negara telah mengizinkan irradiasi makanan sebagai salah satu cara untuk mengawetkan makanan; contohnya adalah Amerika Serikat, Kanada, dan Cina. Irradiasi atau ionizing radiation mengambil bentuk sinar gama dari isotop atau, yang jarang dilakukan dalam skala komersial, dari sinar-X dan elektron. Irradiasi dapat menghancurkan mikoorganime atau inhibisi dari perubahan biokimia.

Keunggulan utama dari irradiasi adalah:

·       tidak ada atau sedikit sekali proses pemanasan pada makanan sehingga hampir tidak ada perubahan dalam sensor karakteristik makanan,

·       dapat dilakukan pada makanan kemasan dan makanan beku,

·       dapat dilakukan pada makanan segar melalui satu kali operasi dan tanpa menggunakan tambahan bahan kimia,

·       hanya membutuhkan sedikit energi,

·       perubahan pada aspek nutrisi dapat dibandingkan dengan metoda pengawetan makanan lainnya, dan

·       proses otomatis terkontrol dan memiliki biaya operasi rendah.

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 (seperti Clostridium 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. Keuntungan utama dari penggunaan machine source adalah:

• dapat dimatikan, dan
• partikel elektron dapat diarahkan di atas kemasan makanan untuk memastikan distribusi radiasi yang lebih rata.

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

Pengawetan makanan memiliki berbagai keunggulan dan kemudahan dalam prosesnya. Namun demikian, pengawetan makanan dengan cara irradiasi juga memiliki kelemahan. Masalah utama dalam proses ini adalah:

• proses dapat digunakan untuk mengeliminasi bakteri dalam jumlah besar sehingga dapat membuat makanan yang tidak layak makan menjadi layak jual,
• jika mikro-organisme pembusuk dimusnahkan tetapi bakteria patogen tidak, konsumen tidak bisa melihat indikasinya dari bentuk makanan,
• makanan akan berbahaya bagi kesehatan jika bakteri penghasil racun dimusnahkan setelah bakteri tersebut mengkontaminasi makanan,
• kemungkinan perkembangan resistensi mikroorganisme terhadap radiasi,
• hilangnya nilai nutrisi makanan,
• sampai sekarang, prosedur analitik dalam mendeteksi apakah makanan telah diirradiasi belum mencukupi, dan
• resistensi publik disebabkan oleh kekhawatiran akan pengaruh radioaktif atau alasan lain yang berhubungan dengan kekhawatiran terhadap industri nuklir.