Pengaruh Iradiasi terhadap Bahan Pangan

• C – OH C = O  + H 2 H - C – OH • C – H O dehidrasi terjadinya disproporsionasi atau dehidrasi akan tergantung pada molekul ikatan C = O hasil dari produknya akan asam, keton atau aldehid. Radikal • OH dapat memecah pada molekul gula pada semua atom C-6 akan membentuk bermacam- macam kemungkinan. Von Sonntag’s telah mereview ada 34 produk radiolitik dari glukosa. Sedang elektron tersolvatasi dan atom hidrogen dari radiolisis air kurang berperan pada pemecahan terhadap karbohidrat Diehl 1995; IAEA 2002. Radiolisis Protein Protein merupakan susunan dari rantai asam amino dengan dihubungkan ikatan peptida, jika dikenai iradiasi akan terbentuk radikal sebagai berikut: PH 2  • PH 2 + + e - • PH + H + dimana, P berarti protein dan H + adalah ion hidrogen. Ion positif akan terbentuk menjadi dua atau lebih unit yang lebih kecil HP – P’H’  • PH + P’H + dengan adanya radikal . OH yang berasal dari air yang terdapat dalam komponen bahan pangan. Selanjutnya akan bereaksi dengan protein sehingga radikal OH akan terbentuk radikal protein sekunder dan kemungkinan lain akan menambah bagian aromatik asam amino memberikan perbedaan dengan radikal bebas yang ada, reaksi sebagai berikut • OH + PH 2  • PH + H 2 O • OH + PH 2  • HO – PH LH 2 radikal protein primer yang terbentuk akan sangat tergantung pada molekul protein itu sendiri pada saat konfigurasi yang lemah yaitu pada ikatan C – C atau C – H tergantung komponen saat split off pada energi ionisasi diberikan. Sedang radikal protein sekunder akan terbentuk tergantung reaktifitas komponen organik bahan pangan bereaksi dengan kandungan airnya CAST 1989. Radiolisis Lemak Berbeda dengan karbohidrat dan protein dimana pengaruh tidak langsung air sangat memegang peranan yang penting terbentuknya radikal bebas. Lain halnya dengan lemak, secara kualitatif diduga dinding membran lemak pada sel zat cair, jika lemak diiradiasi hasil radikal primer akan terjadi ionisasi dan eksistasi Diehl 1995; IAEA 2002.Pengaruh komponen lainnya seperti lemak yang diiradiasi secara umum akan terbentuk radikal lemak sebagai berikut 2  • LH 2 + + e • - LH + H + dimana, L berarti lemak dan H + adalah ion hidrogen. Terbentuknya radikal secara umum dimulai dengan deprotonasi, selanjutnya akan mengalami disosiasi dan dekarbonilasi atau dimerisasi. Sedang reaksi lainya pada molekul trigliserida tereksitasi. Radiolisis dari trigliserida asam lemak tidak jenuh prosesnya akan sama tetapi ada ikatan rangkap, terutama sekali jika konjugasi dalam produknya akan terjadi perbedaan spektrumnya Diehl 1995; IAEA 2002. Pengaruh oksigen akibat radiasi ionisasi Ada tidaknya oksigen selama iradiasi dapat memberikan pengaruh terbentuknya radiolisis. Udara dalam setimbang terhadap oksigen dengan kandungan udara yang rendah konsentrasinya kira – kira 0,27 mM suhu ruang. Atom hidrogen dapat mengurangi oksigen dengan sedikit mengoksidasi menjadi hidrokperoksil radikal, • H + O 2  • HO 2 dalam keadaan setimbang akan terbentuk radikal anion superoksida • HO 2 ⇔ H + + • O 2 - sedang pembentukan radikal superoksida lainnya dapat melalui reaksi elektron solvated dengan oksigen e - aq + O 2  • O 2 - dengan menghilangkan e - aq dan • H, • OH maka reaksi oksidasi menjadi lebih besar dalam larutan oksigen. Kedua radikal hidroperoksil dan superoksi dapat memacu terbentuknya hidrogen peroksida CAST 1989; Diehl 1995; IAEA 2002. 2 • HO 2  H 2 O 2 + O 2 • O 2 - + • HO 2 + H +  H 2 O 2 + O Perubahan kimia dapat terjadi dalam bentuk sederhana sampai kompleks yaitu terdiri atas beberapa tahap dan umumnya mencakup satu atau lebih senyawa antara. Reaksi kimia yang hanya berlangsung satu tahap disebut reaksi elementer yaitu reaksi yang produknya langsung dibentuk dari reaktan. Reaksi elementer 2

2.4 Kinetika Reaksi Kimia di dalam Sistem Pangan

Penggunaan kinetika dalam bidang pangan pada dasarnya merupakan penerapan prinsip kinetika yang digunakan dalam reaksi kimia berkaitan dengan mutu pangan. Kinetika kimia adalah suatu penelaahan laju reaksi kimia dan perubahan sifat kimia dalam suatu waktu perubahan konsentrasi C terhadap waktu t, secara matematis dinyatakan sebagai dCdt pada berbagai kondisi, seperti konsentrasi reaktan, suhu, katalis dan kondisi lingkungan yang berbeda Boekel 2009. Ada 2 teori yang mendasari laju reaksi yaitu teori tumbukan collision theory dan teori aktivasi activation theory. Dalam teori tumbukan dinyatakan bahwa reaksi yang terjadi adalah hasil dari tumbukan antar molekul-molekul yang mempunyai tingkat energi yang tinggi, yang menyebabkan terganggunya gaya tarik menarik alami diantara molekul-molekul tersebut. Sedangkan teori aktivasi adalah secara struktural, molekul mempunyai suatu bagian gugus yang bersifat labil. Jika tingkat energi pada gugus yang labil bertambah dengan cara meningkatkan suhu, maka akan terjadi reaksi pelepasan energi sehingga bisa diperoleh tingkat energi baru yang lebih rendah dan lebih stabil Toledo1991; Hariyadi 2004. dapat dinyatakan dalam molekuleritasnya, yang dinyatakan dengan reaksi unimolekuler, bimolekuler dan seterusnya Toledo 1991. Secara umum bentuk reaksi perubahan Holdsworth 2009; Villota Hawkes 1992; Singh 2009 yang terjadi adalah sebagai berikut: k Reaktan Produk 1 Jika t menyatakan waktu dan n adalah ordo reaksi, maka laju perubahan reaktan menjadi produk dinyatakan sebagai berikut: t [reaktan] δ δ = - k [reaktan] n o Ln [reaktan] [reaktan] t 2 Dalam hal ini reaktan bisa berupa konsentrasi atau faktor mutu yang diukur dan k adalah konstanta laju reaksi perubahan Pers 2. Untuk n = 1, maka persamaan 2 diintegrasikan, menghasilkan persamaan 3 = - k t 3 Ln [reaktan] t = Ln[reaktan] o – kt 4 Persamaan 4 menunjukkan bahwa plot antara nilai ln[reaktan] t terhadap waktu t akan menunjukkan hubungan garis lurus dengan kemiringan sebesar k. Pada bahan pangan, perubahan atau reaksi yang sering terjadi bisa dijelaskan dengan menggunakan model kinetika reaksi ordo nol atau ordo 1 Hariyadi 2004.