MAKALAH
HUBUNGAN BIOLOGI DENGAN FISIKA
PEMANFAATAN TEKNOLOGI IRADIASI UNTUK PENGAWETAN MAKANAN
Disusun untuk memenuhi tugas
mata kuliah Fisika Dasar
Meika Novarya Larasati
11/316199/BI/08754
Fakultas Biologi
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Yogyakarta
2011
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Di abad ke dua puluh satu ini empat masalah utama dihadapi dunia, yaitu masalah kependudukan, masalah lingkungan dan pemukiman, masalah energi dan masalah pangan. Untuk bidang yang terakhir ini telah dikembangkan berbagai teknologi untuk meningkatkan pengadaan pangan dan begitu pula berbagai teknologi telah dikembangkan untuk mengawetkan dan menyimpan bahan pangan dan makanan.
Dewasa ini dikenal berbagai teknologi pengawetan, dari teknologi yang paling kuno, yaitu pengeringan sampai ke teknologi yang paling mutakhir, yaitu fumigasi. Beberapa teknologi pengawetan, seperti teknologi dengan penggunaan bahan pengawet dan teknologi fumigasi, memberikan dampak negatif terhadap pemakai maupun lingkungan.
Teknologi radiasi yang telah diintroduksikan ke dunia industri dan masyarakat setengah abad yang silam kini telah dimanfaatkan secara luas dalam berbagai industri. Dalam era dengan cadangan energi yang harus selalu diperhitungkan, maka teknologi radiasi sebagai suatu teknologi modern yang hemat energi agaknya harus mulai diterapkan di masyarakat.
Dalam hal ini, banyak masyarakat awam bahkan kaum terpelajar belum menyadari bahwa aplikasi ilmu Biologi dengan Fisika telah berpadu dalam teknologi pengawetan makanan tersebut. Maka, untuk mengetahui hubungan antara terapan Biologi dan Fisika di masyarakat, penulis akan mencoba mengupasnya dalam makalah ini.
B. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah menunjukkan hubungan antara disiplin ilmu Biologi dengan Fisika dalam penerapan teknologi pengawetan makanan dengan radiasi.
C. Rumusan Masalah
1. Apakah teknik radiasi itu
2. Bagaimana penggunaannya dalam proses pengawetan makanan?
3. Apa saja keunggulan dan kekurangan dari teknologi ini?
4. Bagaimana hubungan disiplin ilmu Biologi dan Fisika dalam penerapan teknologi ini?
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Radiasi
Radiasi adalah tenaga dalam bentuk sinar atau partikel yang dipancarkan dari zat radioaktif. Radiasi sinar Gama atau Partikel Elektron dapat digunakan untuk mensterilkan benda tertentu karena energi radiasi yang tinggi dapat membunuh mikroba seperti bakteri, jamur (kapang), atau virus. Benda-benda yang perlu disterilkan misalnya alat-alat kedokteran, obat-obatkan, kosmetik, bahan pangan, jaringan biologi, kondom dan lain-lain. Dosis radiasi yang digunakan dalam proses sterilisasi akan tergantung kepada jenis bahan yang disterilkan, jenis mikroba, dan tingkat populasi mikroba. (Panji, 2009)
B. Teknik Iradiasi
Menurut Ridwan (1983) , dalam teknologi radiasi sumber radiasi yang dipakai dapat berupa sumber radiasi sinar gamma, yaitu 60Co atau 137 Cs dan dapat pula berupa sinar elektron,yang dihasilkan oleh akselerator elektron. Akibat interaksi radiasi dengan materi, dapat terjadi berbagai proses kimia yang diantaranya dapat menghambat sintesa DNA dalam sel hid up yang selanjutnya berakibat proses pembelahan sel terganggu. Bergantung pada dosis iradiasi yang dipakai maka penggunaan teknologi radiasi untuk mengawetkan makanan dapat dibagi atas berbagai tujuan seperti tertera pada tabel berikut:
Tabel 1. Besarnya dosis iradiasi untuk berbagai pengawetan
No.
Tujuan pengawetan
Besarnya dosis (kGy)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.Menghambat pertunasan
Menunda kematangan buah – buahan
Disinfestasi serangga
Menghilangkan parasit dalam daging segar
Menurunkan kandungan mikroba
Menghilangkan mikroba patogen
Membunuh semua mikroba yang ada
0,05 – 0,12
0,10 – 1,25
0,20 – 0,80
0,10 – 3,00
0,50 – 10,00
3,00 – 10,00
25,00 – 60,00
BAB III
PEMBAHASAN
A. Penggunaan Teknik Iradiasi dalam Pengawetan Makanan
Sejak Uni Soviet di tahun 1958 melepaskan ke masyarakat makanan yang diawetkan dengan iradiasi, maka kemudian banyak negara te1ah mengikuti 1angkahnya. Berbagai negara kemudian melepaskan makanan yang diiradiasi ke masyarakat seperti yang tertera pada tabel 2.
Tabel 2. Jenis makanan yang diiradiasi yang dilepaskan kemasyarakat dan negara pelepasnya serta tahun pelepasannya (Ridwan, 1983)
NoNama produk
Negara pemakai serta tahun pemberian izin
1Kentang
Rusia (1985), Kanada (1960), USA (1964), Israel (1967), Hongaria (1969), Spanyol (1969), Denmark (1970), Belanda (1970), Bulgaria (1972), Perancis (1972), Filipina (1972), Jepang (1972), Italia (1973), Chili (1974), Jerman (1974), Cekoslovakia (1976), Afrika Selatan (1977), dan Belgia (1980)
2Bawang bombay
Rusia (1967 / 1973), Kanada (1965), Israel (1968), Hongaria (1973), Spanyol (1975), Bulgaria (1972), Perancis (1977), Italia (1973), Belanda (1971 / 1975), Cekoslovakia (1976), Afrika Selatan (1978), Thailand (1973), dan Jepang (1980)
3Bawang putih
Bulgaria (1972), Italia (1973), Perancis (1977), dan Afrika Selatan (1978)
4Buah - buahan kering
Rusia (1964) dan Bulgaria (1972)
5Buah - buahan dan sayuran segar
Rusia (1964) dan Bulgaria (1972)
6Jamur merang
Belanda (1969) dan Cekoslovakia (1976)
7Asparagus
Belanda (1969)
8Arbei
Belanda (1969), Hongaria (1973), Afrika Selatan (1978), dan Belgia (1980)
9Mangga
Afrika Selatan (1978)
10Biji cokelat
Belanda (1969)
11Sayuran pengisi kroket
Belanda (1974)
12Tepung campuran adonan
Belanda (1974)
13Andevi
Belanda (1975)
14Rempah - rempah dan sambal
Belanda (1971) dan Hongaria (1974)
15Bebijian
Rusia (1959) dan Bulgaria (1972)
16Gandum dan tepung gandum
USA (1963) dan Kanada (1969)
17Daging setengah masak
Rusia (1964)
18Daging ayam
Rusia (1964), Belanda (1971 / 1976), Kanada (1973), dan Afrika Selatan (1978)
19Masakan daging
Rusia (1967)
20Udang
Belanda (1970)
21Daging ikan coddan haddock
Kanada (1966) dan Belanda (1976)
22Masakan pekatan kering
Rusia (1966) dan Bulgaria (1972)
23Makanan untuk pasien rumah sakit
Inggris (1969)
24Makanan beku rumah sakit
Belanda (1969) dan Jerman (1972)
25Makanan cair segar yang dikalengkan
Belanda (1972)
26Bawang merah
Perancis (1972) dan Belgia (1980)
27Bumbu campuran
Hongaria (1974)
28Campuran bumbu kering untuk daging cincang kaleng
Hongaria (1978)
29Kentang kupas
Belanda (1976)
30Sayuran hijau untuk sup
Belanda (1977)
31Pisang kering
Afrika Selatan (1977)
32Alpukat
Afrika Selatan (1977)
33Paha kodok beku
Belanda (1978)
34Udang beku
Australia (1978)
35Pepaya
Afrika Selatan (1978)
36Beras dan hasil olahannya
Belanda (1979)
37Roti cokelat ryea bread
Belanda (1980)
38Daging ikan coalfish, whirtng, dan plaice
Belanda (1976)
Dari Tabel 2 tersebut terlihat bahwa sejak tahun 1960, sebanyak 38 jenis makanan yang diiradiasi telah diizinkan untuk dilepaskan ke masyarakat oleh sebanyak 22 negara. Hal ini menunjukkan bahwa teknologi iradiasi layak untuk digunakan masyarakat dunia.
B. Proses Pengawetan Makanan dengan Radiasi
Ternyata bahan pangan baik dari tumbuhan maupun dari hewan tidak hanya bisa diawetkan dengan bahan pengawet, namun teknologi telah membantu manusia mengawetkannya, dengan bantuan iradiasi. Secara harfiah, iradiasi setaip prosedur dan perlakuan untuk melakukan radiasi ionisasi pada berarti makanan, baik dengan penyinaran tunggal maupun beberapa penyinaran. Iradiasi dimaksudkan untukmembunuh jamur, serangga dan bakteri perusaka sehingga makanan menjadi lebih tahan lama dan memiliki kondisi lebih baik. Jenis radiasi pengion bisa dari berbagai macam: sinar gamma dari nukleotida Co 60 atau Cs 137, sinar X maupun dari elektron.
Yang menimbulkan kekhawatiran adalah, apabila dosis radiasi berlebihan, makanan yang teriradiasi akan mengandung radikal bebas, sehingga menyebabkannya menjadi karsinogenik (menyebabkan kanker). Oleh karenanya, pemerintah telah menetapkan batas maksimum dosis penyinaran dalam proses iradiasi ini, seperti yang tercantum dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 826/Menkes/Per/XII/1987 dan Peraturan Menteri Kesehatan No. 152/Menkes/SK/II/1995 tentang makanan iradiasi.
Pemerintah menetapkan, jumlah dosis radiasi yang terserap oleh makanan tidak boleh lebih dari 10 KGy. Untuk produk hasil ternak, pemerintah menetapkan, iradiasi untuk daging sapi segar dan daging ayam yang bertujuan untuk mengurangi kontaminasi bakteri merugikan, dosis yang diijinkan sebesar 5-7 kGy.
Sementara untuk perlindungan konsumen, pemrrintah telah menetapkan, makanan iradiasi dalam kemasan harus diberi label dan bertuliskan ‘RADURA” disertai tulisan yang menyatakan tujuan iradiasi, seperti ‘bebas serangga’, masa simpan diperpanjang’, bebas bakteri patogen’, atau pertunasan dihambat’. (Andang, 2011)
Tabel 3. Penerapan dosis dalam berbagai penerapan iradiasi pangan
Pengawetan dengan cara iradiasi makanan itu menggunakan radioaktif dari Ko-balt 60. Menurut Fisikawan Laboratorium Pengujian Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN), Dr. Nada Marnada, M.Eng (2010) , unsur inti radioaktif ini tidak stabil. Inti Kobalt 60 meluruh dalam iradiator dan memancarkan partikel beta dan gamma. Setelah itu, Kobalt 60 berubah menjadi Nikel 60 yang jauh lebih stabil. (Andina, 2010)
Saat peluruhan, partikel beta tertahan selongsong iradiator. Sedangkan partikel gamma-nya keluar. Energinya mengionisasi molekul yang dilewatinya, kemudian memutus sel DNA mikroba, salmonela, dan lain-lain sesuai takarannya. Apabila sel DNA-nya terputus, mikroba atau organisme tak dapat bereplikasi dan akhirnya mati.
Bila partikel gamma digunakan untuk mengiradiasi makanan yang sudah dikemas dan kedap udara, mikroba pembusukan di dalamnya akan mati. Ini membuat makanan tidak mudah membusuk. Aturan mengenai iradiasi makanan kemasan termaktub dalam Peraturan Menteri Kesehatan tahun 2009, khususnya bagian iradiasi makanan.
Dalam Permenkes disebutkan, kemasan makanan yang boleh dilakukan iradiasi adalah plastik, aluminium bagian luarnya, atau kemasan kertas tebal. Sebelum iradiasi dilakukan, biasanya makanan - makanan berkemasan itu masuk ke laboratorium terlebih dulu. Di laboratorium, dilakukan pengujian berapa dosis yang tepat untuk jenis makanannya. Setelah didapatkan dosis yang tepat, dilakukanlah iradiasi produk secara keseluruhan.
Pada umumnya iradiasi dilakukan dengan hi-tungan tiap meter kubik. Biaya yang dibutuhkan adalah Rp 360.000,00 per meter kubik. Harga ini lebih ekonomis dibandingkan pengawetan makanan dengan teknik lain mengingat tingkat keawetannya.
Menurut Direktur Pusat Aplikasi Isotop dan Teknologi Radiasi BATAN, Zainal Abidin, iradiasi hanya membunuh bakteri tanpa mengubah rasa dan tanpa ada residu. Radioaktif yang digunakan bisa mengganggu enzim atau hormon dari bakteri di makanan atau medium lainnya. Ada dosis-dosis tertentu untuk membunuh kapang dan bakteri. Dosis sudah didesain sedemikian rupa hanya untuk mematikan bakteri saja, sehingga tidak ada sisa residu.
Keunggulan iradiasi adalah memiliki daya tembus tinggi. Karena itu, iradiasi bisa dilakukan ke sesuatu produk atau benda yang sudah ada dalam kemasan. Karena ada dosis-dosis tertentu untuk membunuh kapang dan bakteri. Dosis sudah didesain sedemikian rupa hanya untuk mematikan bakteri saja, sehingga tidak ada sisa residu.
Salah satu keunggulan iradiasi adalah memiliki daya tembus tinggi. Karena itu, iradiasi bisa dilakukan ke sesuatu produk atau benda yang sudah ada dalam kemasan, sehingga tidak terkontaminasi unsur-unsur lain dari luar.
Saat ini, ada dua lokasi yang bisa dipakai untuk melakukan iradiasi, yaitu di BATAN dan salah satu perusahaan milik swasta di Bekasi.
C. Keunggulan Teknik Iradiasi
Dari pembahasan sebelumnya, dapat disimpulkan kembali keunggulan teknik sterilisasi dengan radiasi di antaranya:
• Tidak merusak bahan yang disterilkan.
• Lebih efektif karena dapat mencapai 100% steril pada dosis tinggi.
• Dapat mesterilkan bahan dalam jumlah banyak untuk sekali proses radiasi.
• Ramah lingkungan karena tidak menghasilkan limbah.
• Biaya yang dibutuhkan lebih ekonomis, mengingat efektivitas dan efisiensi teknik iradiasi.
D. Hubungan Biologi dan Fisika dalam Penerapan Teknik Iradiasi Bahan Makanan
Dalam teknik iradiasi untuk pengawetan makanan, telah ditunjukkan secara jelas bahwa Fisika, khususnya ilmu fisika terapan, memberi kontribusi yang besar bagi perkembangan teknologi dalam masyarakat.
Radiasi yang selama ini lebih populer digunakan di dunia kesehatan, khususnya ilmu kedokteran modern, ternyata juga bisa diterapkan dalam proses pengawetan makanan. Biologi sebagai ilmu hayati yang mempelajari makhluk hidup, dalam hal ini hewan dan tumbuhan menjadi objek untuk penerapan ilmu fisika, yaitu iradiasi.
Manusia adalah konsumen dari tumbuhan dan hewan yang ada di alam. Segala jenis makanan dan minuman yang dikonsumsi oleh manusia pada dasarnya berasal dari tumbuhan dan hewan. Di zaman modern saat ini, dengan mobilitas tinggi, kebutuhan akan bahan makanan di segala penjuru dunia sangat tinggi. Dalam pendistribusian bahan makanan, akan dialami beberapa kendala, salah satunya jangka waktu bahan makanan tersebut mampu bertahan.
Maka, dengan dilakukan iradiasi untuk pengawetan makanan, masalah tersebut dapat terpecahkan tanpa menyebabkan gangguan kesehatan karena teknik iradiasi dilakukan secara teliti dan pegawasan ketat.
Jadi dapat disimpulkan dalam hal ini Fisika menjadi ilmu yang memberi solusi atas masalah ataupun kendala yang dialami oleh Biologi, khususnya dalam hal pengawetan makanan.
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
Biologi sebagai ilmu hayati yang mempelajari makhluk hidup, dalam hal ini hewan dan tumbuhan yang diketahui bersama menjadi bahan dasar semua jenis makanan. Dalam perjalanannya, kendala yang dialami Biologi adalah daya tahan makanan hanya mampu bertahan dalam jangka waktu yang pendek. Maka dari itu, Biologi menjadi objek untuk penerapan ilmu fisika, yaitu iradiasi, khususnya penerapan iradiasi untuk pengawetan makanan.
Jadi dapat disimpulkan dalam hal ini Fisika menjadi ilmu yang memberi solusi atas masalah ataupun kendala yang dialami oleh Biologi, khususnya dalam hal pengawetan makanan.
B. Saran
Teknologi iradiasi dapat menjadi salah satu potensi yang bermanfaat bagi manusia, khususnya dalam bidang pengawetan makanan. Apabila teknik iradiasi ini diterapkan secara massal, maka tidak perlu lagi ada bahan – bahan pengawet adiktif dalam makanan baik makanan industri rumah tangga maupun industri besar, bahkan bagi makanan cepat saji. Dengan begitu, dampak negatif dari penggunaan bahan adiktif yang berbahaya bagi kesehatan dapat dihindari. Selain itu, iradiasi juga tidak menimbulkan limbah sehingga aman bagi lingkungan.
Untuk itu, perlu dilakukan kerja sama yang sinergis antara Pemerintah Republik Indonesia, BATAN, Kementrian Kesehatan RI, dan juga industri makanan di Indonesia. Hal ini sangat penting karena menyangkut kesehatan dan kesejahteraan masyararakat.
DAFTAR PUSTAKA
Andang, 2011, Iradiasi untuk Pengawetan Makanan,http://www.poultryindonesia.com/modules.php?name=News&file=article&sid=21 (diakses 24 November 2011)
Andina, 2010, Pengawetan dengan Iradiasi Makanan, <http://bataviase.co.id/node/215143> (diakses 24 November 2011)
Ridwan, Mohammad, 1983, Pemanfaatan Teknologi Radiasi untuk Pengawetan Makanan, <http://digilib.batan.go.id/e-prosiding/File%20Prosiding/Kesehatan/Pgwetan_Mknn_Radiasi_Jkt_6-8_Juni_1983/Data_Artikel/Mohammad_Ridwan-59.pdf> (diakses 24 November 2011)
