Membangun Daya Saing Pangan Lokal di Pasar Modern
Jul 8, 2014
Mobe Bisa Jadi Pengawet Alami
Jul 10, 2014

Manfaat Teknologi Nuklir di Bidang Pangan

Bagi sebagian orang, teknologi nuklir seringkali memberikan kesan menakutkan. Berbagai gambaran menyeramkan segera muncul di kepala begitu mendengar kata ini. Padahal, sejatinya teknologi nuklir telah memberikan manfaat yang besar di berbagai bidang. Selain di bidang energi yang telah banyak dikenal, teknologi ini telah memberikan kontribusi yang besar di bidang kesehatan, industri, pertanian dan sebagainya. Patut disayangkan adanya pendapat bahwa teknologi ini harus dijauhi dan bahkan “diharamkan”. Oleh sebab itu, memandang teknologi ini dengan jernih, tidak dicampuri dengan pandangan pandangan yang keliru, merupakan bekal yang penting untuk lebih memanfaatkan teknologi ini secara luas.

Di bidang pertanian, teknologi nuklirtelah berperan dalam meningkatkan ketersediaan dan kualitas pangan. Di bidang ini, pemanfaatan teknologi nuklir banyak ditempati oleh peran radioisotop dan radiasi nuklir. Radioisotop adalah isotop yang senantiasa memancarkan radiasi sehingga keberadaannya dalam jumlah kecil pun dapat dideteksi dengan mudah dari radiasi yang dipancarkannya. Radioisotop dapat dideteksi dengan mudah meskipun terhalang oleh suatu benda karena radiasi yang dipancarkan memiliki daya tembus yang besar. Sebagian besar radioisotop memancarkan radiasi dengan energi tinggi sehingga dapat menyebabkan ionisasi dan terbentuknya radikal. Oleh sebab itu, radiasi ini sering dinamakan dengan radiasi pengion (ionizing radiation). Berbagai efek dapat dilahirkan dari terbentuknya ion atau radikal tersebut. Radiasi dengan energi tinggi tersebut dapat pula memutuskan ikatan kimia antar atom sehingga meyebabkan terjadinya perubahan struktur molekul.

Pemuliaan tanaman

Terputusnya ikatan kimia serta terbentuknya ion dan radikal akibat radiasi dapat menyebabkan mutasi genetika apabila perubahan tersebut terjadi pada material genetika. Perubahan material genetika ini bersifat menurun, dapat diwariskan kepada generasi berikutnya. Dari hasil mutasiradiasi dapat dihasilkan beberapa galur mutan yang memiliki keberagaman sifat. Dari beberapa galur mutan tersebut selanjutnya diseleksi dan dipilih galur galur yang memiliki sifat yang diharapkan. Galur galur harapan yang telah diperoleh selanjutnya diuji lebih lanjut termasuk uji multilokasi. Setelah melewati serangkaian pengujian, apabila galur harapan tersebut terbukti memiliki karakterisitik yang sesuai dengan kriteria yang telah ditentukan oleh badan regulasi, galur tersebut akan disetujui sebagai varietas baru yang dapat ditanam secara luas di masyarakat.

Beberapa jenis varietas tanaman pangan seperti padi, kedelai dan sorgum telah dihasilkan dari radiasi. Beberapa diantaranya telah terbukti memberikan produktifitas yang tinggi, berumur pendek, tahan terhadap hama serta beberapa kelebihan lainnya.Sampai saat ini di Indonesia telah dihasilkan lebih dari 20 varietas tanaman pangan hasil dari iradiasi. Jumlah varietas tanaman pangan dari hasil mutasi radiasi diharapkan terus mengalami peningkatan.

Padi Sidenuk

Gambar 1. Padi sidenuk, hasil dari pemuliaan tanaman dengan teknik nuklir (www.batan.go.id)

Kedelai Rajabasa

Gambar 2. Kedelai Rajabasa, hasil dari pemuliaan tanaman kedelai dengan teknik nuklir (www.batan.go.id)

Pengendalian hama

Radiasi dengan dosis yang tinggi dapat meyebabkan rusaknya sistem reproduksi suatu organisme. Kondisi ini dapat menyebabkan kemandulan. Efek ini dapat dimanfaatkan untuk pengendalian hama tanaman dengan memanfaatkan hama/serangga jantan yang telah dimandulkan. Teknologi ini sering disebut dengan teknik serangga mandul (sterile insect technique, SIT).

Di bidang budidaya tanaman pangan, teknologi ini dapat dimanfaatkan untuk beberapa jenis hama. Misalnya, pengendalianlalat buah bactrocera carambolae. Hasil penelitian menunjukkan bahwa radiasi dengan dosis sekitar 90 Gy dapat menyebabkan kemandulan pada lalat jantan. Lalat jantan yang mandul tersebut selanjutnya disebar ke wilayah terserang hama tersebut. Lalat lalat jantan tersebut membuahi lalat-lalat betina namun telur yang dihasilkan tidak menetas. Sebagai hasilnya, populasi lalat buah akan mengalami penurunan. Selain di bidang pangan, teknologi ini juga dapat dimanfaatkan di bidang kesehatan, yaitu dalam pengendalian populasi serangga vektor penyakit.

Prinsip kerja teknik serangga mandul

Gambar 3. Prinsip  kerja teknik serangga mandul (source: www.nature.com)

Pengolahan dan pengawetan makanan

Pengawetan makanan dilakukan agar bahan makanan  tidak mudah rusak selama penyimpanan. Secara tradisional, pengawetan makanan dapat dilakukan melalui pengeringan, pemanasan, pengasapan dan sebagainya. Namun cara cara ini memiliki keterbatasan dan dapat merubah sifat makanan.

Teknik nuklir menawarkan manfaat dalam pengawetan makanan dengan menggunakan sifat sifat radiasi nuklir.  Efek radiasi dapat dimanfaatkan untuk mematikan bakteri bakteri pembusuk yang ada di dalam bahan makanan sehingga dapat memperpanjang masa simpan. Beberapa jenis rempah rempah dan tanaman obat dapat dibebaskan dari kuman (sterilisasi) menggunakan radiasi. Selain membunuh kuman, radiasi nuklir dapat pula menghambat tumbuhnya tunas. Efek ini telah dimanfaatkan untuk pengawetan beberapa jenis bahan makanan seperti bawang, kentang, kunyit dan sebagainya. Radiasi nuklir dapat pula menunda kematangan buah . Efek ini dapat dimanfaatkan untuk memperpanjang masa simpan buah segar.

Pengawetan bahan makanan dengan radiasi nuklir memiliki berbagai kelebihan. Diantara kelebihan tersebut adalah dapat dilakukan setelah pengemasan, tidak menggunakan bahan tambahan, tidak merubah sifat bahan makanan serta dapat dilakukan untuk berbagai bentuk bahan makanan, termasuk dalam kondisi beku. Berbagai kelebihan ini terus dikembangkan manfaatnya untuk pengawetan berbagai bahan makanan, khususnya bahan makanan yang tidak dapat diawetkan dengan metode lain.

Tabel 1. Jenis jenis pemanfaatan radiasi pengion yang telah disetujui oleh badan pengawas obat dan makanan Amerika Serikat (US FDA).

ProductDose (kGy)PurposeDate
Wheat, wheat flour0.2-0.5Insect disinfestation1963
White potatoes0.05-0.15Sprout inhibition1964
Enzymes (dehydrated)10 maxMicrobial control4/18/86
Fruits1 maxDisinfestation,

Ripening delay

4/18/86
Vegetables1 maxdisinfestation4/18/86
Herbs30 maxMicrobial control4/18/86
Spices30 maxMicrobial control4/18/86
Vegetable seasonings30 maxMicrobial control4/18/86
Poultry, fresh or frozen3 maxMicrobial control5/2/90
Meat, frozen44 minsterilization3/8/95
Animal feed and pet food2-25Salmonella control9/28/95
Meat, uncooked, chilled4.5 maxMicrobial control12/2/97
Meat, uncooked, frozen7.0 maxMicrobial control12/2/97

Dikutip dari publikasi US-FDA

Sebagai perunut pertanian

Seperti telah dinyatakan di atas bahwa salah satu sifat radioisotop adalah dapat dideteksi dengan mudah. Sifat ini dapat dikombinasikan dengan sifat bahwa radioisotop memiliki sifat kimia yang sama dengan isotop isotop lain dalam satu unsur. Sifat kimia suatu atom ditentukan oleh konfigurasi elektron, bukan oleh struktur inti atomnya. Oleh sebab itu perbadaan struktur inti atom antara radioisotop dengan isotop lainnya tidak menyebabkan perbedaan sifat kimia. Misalnya unsur fosfor. Fosfor di alam  tersusun dari isotop P-31. Radioisotop P-32 yang dibuat dari isotop S-31 memiliki sifat kimia yang sama dengan P-31.

Kesamaan sifat kimia ini dapat dimanfaatkan untuk menelusuri gerakan atau dinamika suatu senyawa tertentu. Misalnya di bidang pertanian, dinamika senyawa fosfat dapat ditelusuri dengan menggunakan fosfat bertanda P-32. Fosfat bertanda P-32 adalah fosfat dimana atom P yang ada didalamnya telah diganti dengan P-32. Fosfat jenis ini dapat digunakan untuk menelusuri dinamika fosfat di dalam tanah dan di dalam tanaman. Informasi tersebut sangat bermanfaat dalam pengembangan metode budidaya tanaman pangan.

Sebaran fosfor hasil injeksi

Gambar 4. Sebaran fosfor hasil injeksi di dalam tanaman dapat diamati dengan mudah menggunakan perunut radioisotop P-32 (sumber: http://spm-chemistry.wikispaces.com)

Penutup

Teknologi nuklir telah terbukti memiliki manfaat yang besar di berbagai bidang. Lingkup dan skala pemanfaatannya pun terus menunjukkan peningkatan. Sangat disayangkan bahwa banyak anggota masyarakat, khususnya generasi muda, yang kurang memahami manfaat dari teknologi nuklir. Bahkan  beberapa pihak menolak kehadirannya tanpa landasan informasi dan pengetahuan yang dapat dipertanggung jawabkan kebenarannya.  Tingkat rasionalitas masyarakat Indonesia dalam mensikapi teknologi nuklir dapat menjadi salah satu indikator tingkat kesiapan masyarakat dalam  menerima perkembangan perkembangan baru di berbagai bidang, khususnya perkembangan di bidang teknologi.

Dr. Rohadi Awaludin
Dr. Rohadi Awaludin
Dr. Rohadi Awaludin merupakan salah seorang ilmuwan MITI yang merupakan peneliti di bidang pengembangan teknologi produksi radioisotop dan radiofarmaka. Beberapa teknologi produksi radioisotop telah berhasil dikembangkan dan dimanfaatkan di bidang kesehatan, industri, pertanian dan pengelolaan sumber daya alam. Dr. Rohadi menyelesaikan pendidikan S1 di Universitas Kanazawa Jepang, dan pendidikan S2 dan S3 di Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST). Selain sebagai peneliti bidang radioisotop dan radiofarmaka, Dr. Rohadi juga menaruh minat pada masalah masalah knowledge management dan innovation system.

2 Comments

  1. Saya tertarik dengan tulisan Anda.
    Saya juga mempunyai artikel mengenai teknik yang bisa anda kunjungi di http://www.leptek.gunadarma.ac.id

Leave a Reply