Risalah Seminar Nasional Pengawetan Makanan Dengan Iradiasi, Jakarta, 6 - 8 Juni 1983
PEMBERANTASAN DIASI
KAPANG PERUSAK BERAS DENGAN IRA-
E.G. Siagian *, Harsojo *, dan Lidia Andini S. * ABSTRAK
- ABSTRACT
Pemberantasan kapang perusak beras dengan iradiasi. Beras merupakan bahan makanan pokok di Indonesia. Sejak dipanen gabah telah mengalami penanganan dan pengolahan yang cukup panjang sampai menjadi beras, sebelum disimpan di dalam gudang. Kerusakan beras yang disimpan di dalam gudang selain disebabkan oleh kapang juga oleh serangga. Pertumbuhan kapang sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti kelembaban udara dan kadar air bahan. Untuk mengetahui jenis-jenis kapang yang mengkontaminasi beras telah dilakukan isolasi dan identifikasi jenis-jenis kapang yang terdapat di dalam beras yang berasal dari gudang beras 8 wilayah di Jawa. Hasil yang diperoleh ialah 93 strain kapang yang terdiri atas Aspergillus oryzae (3,22%), A.niger (12,90%), A.flavus (10,75%), Rhizopus oligosporus (10,75%), Penicillium islandicum (8,60%), P.notatum (6,45%), P.citrinum (5,38%), Fusarium spp (4,30%), dan Monilia sitophila (1,07%). Harga DI 0 masing-masing strain kapang berkisar antara 0,35-0,80 kGy. Umumnya kapang ini dapat dibunuh dengan iradiasi sinar gamma di bawah dosis 10 kGy. Dengan media beras dalam kemasan kantong berlapis berkapasitas 10 kg diperlukan dosis 3,5-8,0 kGy. Rice mould eradication by irradiation. Rice is the staple food in Indonesia. After the pjlddy is harvested, it is handled and processed and the rice is stored and kept in the warehouse before distribution. The rice stored in the warehouse can be damaged by insect as well as by mould. The mould growth 'depends upon environmental factors, such as air humidity and water content of the commodity. For detecting mould contamination in rice, isolation and identification of mould from rice collected in a survey of 8 districts of Java had been done. The result showed that there were 93 strains of mould consisting of Aspergillus oryzae (3.22%), A.niger (12.90%), A.flavus (10.75%), Rhizopus oligosporus (10.75%), Penicillium islandicum (8.60%), P.notatum (6.45%), P.citrinum (5.38%), Fusarium spp (4.30%), and Monilia sitophila (1.07%). The D10 value of the mould strains varied between 0.35 and 0.80 kGy. Generally, the mould could be killed by gamma irradiation doses below 10 kGy. In 10 kg rice medium packaged in laminated bags the dose required is between 3.5 and 8.0 kGy.
PENDAHUWAN Beras merupakan makanan pokok Indonesia sehingga memiliki peranan yang penting dalam kehidupan ekonomi .masyarakat. Sejak dipanen, gabah telah mengalami penanganan dan pengolahan yimg cukup panjang, dan cara yang dipergunakan dalam pengolahan terse but akan menentukan mutu beras yang dihasilkan (1). Sejak padi dipanen, butirnya sudah mengandung spora kapang, dan spora tersebut akan tetap terbawa ke tempat penyimpanan. Kerusakan beras yang disimpan di dalam gudang selain disebabkan oleh kapang, juga oleh serangga gudang seperti Sitophilus oryzae, Tribolium confusum dan sejenisnya. Pertumbuhan kapang sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti kelembaban udara, kadar air dan lain sebagainya (2). Indonesia sebagai negara tropis memiliki kelembaban udara yang relatif tinggi yang mengakibatkan banyak makanan seperti beras,jagung, kacang hijau maupun makanan ternak, menjadi rusak karena serangan kapang. Sebagai pertanda kerusakan, bahan-bahan ini menggumpal seperti "cake", warna berubah mulai dari keku• Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN.
203
ning-kuningan sampai kehitaman tergantung dari jenis kapang yang menyerangnya.
t~p~n~
tmQOut t~lnh dilMm~M\ Usaha mengisolasi dan UntUI rnen~eta1lUijoni~ mengidentifIkasi jenis kapang yang terdapat dalam beras dari gudang, serta menentukan dosis iradiasi (Dl 0) masing-masing, yang kelak kiranya dapat digunakan dalam usaha pemberantasan kapang perusak beras terse but. TATA K.ERJA
Bahan Penelitian. Beras diperoleh dari hasil survei 8 wilayah gudang beras yang berada di Surabaya (4 gudang), Malang (2 gudang), Mojokerto (1 gudang), Kediri (1 gudang), Nganjuk (1 gudang), Madiun (1 gudang), Cirebon (20 gudang), dan Jakarta (20 gudang). Dari eontoh-eontoh beras terse but diambil sampel masingmasing ~ kg untuk penelitian kapang. Jumlah sampel yang diteliti sebanyak 67 eontoh beras. Beras. ini sudah berada di gudang antara 1-2 bulan sebelum pengambilan sampel dan dibawa ke laboratorium Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi (BATAN) dalam wadah plastik yang tertutup. Ruang penyimpanan di laboratorium berukuran 6 x 5 x 5 m. Suhu ruangan antara 26,99 ± 0,55°C - 28,79 ± 0,54°C, kelembaban antara 59,24 - 74,44% dan ruangan ini berventilasi baik. Cara Isolasi. Sampel beras yang diperoleh dikoeok homogen dalam wadah plastik. Kemudian ditirnbang 20 g dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer yang berisi 180 ml air suling steril yang mengandung larutan Tween-80 pada konsentrasi tertentu. Kemudian erlenmeyer dikoeok selama 60 menit pada alat pengoeok horizontal dengan keeepatan 150 putaran per menit. Dari hasil pengoeokan diambil seeara aseptis 1 mllarutan dan ditanam dalam cawan petri yang telah berisi medium Czapek Dox Agar ("Difeo") pada pengeneeran tertentu. Kemudian diinkubasi pada suhu 28°C selama 4-5 hari. Penghitungan jumlah kapang (TMC) dilakukan setelah pengeraman. Untuk mengidentifikasi seeara mikroskopis, askospora, hifa dan septa dengan pewarnaan'larutan "Laetophenol cotton blue" 1% dilakukan pemurnian. Identifikasi dilakukan berdasarkan metode AINSWORTH dkk. (3,4,5). Untuk mengelirninasi kapang dari beras gudang yang diinfeksi dengan eampuran kapang hasil isolasi dilakukan sebagai berikut: eampuran dari bermaeam-maeam kapang hasil isolasi ditanam dalam medium Czapek Dox Agar pada suhu 28°C selama 4-5 hari, kemudian beras yang telah disterilkan terlebih dahulu, diinfeksi dengan eampuran bermaeam-maeam askorpora kapang hasil isolasi dengan konsentrasi 2 x 108 per g sampel dan kemudian dieram pada suhu 28°C selama 4-5 hari. Setelah itu diiradiasi dengan dosis 0,2,3,4,5,6,7,8,9 dan 10 kGy di IRPASENA dengan laju dosis 10 kGyfjam .. Penentuan Harga D 10' Strain kapang hasil isolasi ditanam kembali pada media Czapek Dox Agar dan diinkubasi pada suhu 28°C selama 4-6 hari. Askospora yang terbentuk dikumpulkan dengan ose kemudian dimasukkan dalam larutan penyangga fosfat (pH 6,0), dikoeok dan kemudian disaring dengan kain kasa untuk memperoleh askospora yang murni dan bersih dari media pertumbuhan. Askospora terse but kemudian dibagi dalam tabung reaksi untuk diiradiasi dengan dosis 0, 0,5, 1,0,2,0, 3,0,4,0,5,0,6,0,7,0,8,0, dan 9,0 kGy. Setelah diiradiasi dilakukan pengeneeran bertingkat dan ditanam dalam eawan petri yang berisi media Czapek Dox Agar se204
lama 2-3 hari pada suhu 28°C. Kemudian dilakukan perhitungan TMC dan ditentukan kurva pertumbuhannya. HASIL DAN PEMBAHASAN
Bahan makanan yang sudah berkapang banyak membawa masalah antara lain berbau busuk, berasa pahit at au asam, berubah warna, terjadi produksi dan akumulasi mikotoksin. Dari hasil isolasi mikroorganisme, ternyata yang paling dominan ialah dari genus Aspergillus, Penicillium dan Fusarium. Kapang-kapang tersebut menghasilkan mikotoksin af)atoksin yang dihasilkan oleh A.flavus yang dapat menyebabkan kanker hati menahun. Jumlah penderita penyakit ini naik dengan nyata di Indonesia (6). Dengan adanya kapang-kapang gudang terse but maka kualitas bahan mungkin akan berkurang disamping dihasilkannya juga suatu toksin (7). Macam dan konsentrasi mikotoksin yang dihasilkan kapang bergantung pada jenis kapang dan lingkungannya. Suatu jenis kapang dapat menghasilkan beberapa macam mikotoksin yang bekerja secara sinergistis (6). Suhu optimal untuk perkembangan spora kapang terletak antara 24-28°C dan kelembaban antara 84-96% (8). Beras yang ditumbuhi A.flavus, apabila berkadar air di bawah 14%, maka di dalamnya tidak terdapat aflatoksin walaupun kapang ini tumbuh lebih dari sebulan, tetapi apabila kadar air di atas 14% maka sesudah 2-3 minggu terdapat aflatoksin dalamjumlah yang tinggi (9,10). Dalam penelitian ini jumlah perhitungan kapang per g beras (TMC) berkisar antara 1,70 x 102 - 3,60 x 103 (Tabell). Dari pemurnian diperoleh 93 strain kapang yang diidentifikasi dan terdiri atas: A.oryzae (14 strain), A.ochraceus (10 strain), A.nidulans (10 strain), A.versicolor (3 strain),A.niger (12 strain), A.flavus (10 strain), Rhizopus oligosporus (10 strain), P.islandicum (8 strain), P.notatum (6 strain), P.citrinum (5 strain), Fusarium spp (4 strain), dan Monilia sitophila (1 strain). Hasil penentuan harga D10 dari masing-masing strain kapang menunjukkan harga yang berkisar antara 0,35 - 0,80 kGy (Tabel 2). Umumnya kapang ini dapat dibunuh oleh iradiasi sinar gamma dalam keadaan padat di bawah dosis 10 kGy dan dosis ini untuk pengawetan makanan telah diperbolehkan oleh Joint Committee F AO-IAEA. Spora kapang jauh lebih mudah dibunuh oleh iradiasi (dosisnya di antara 3,5 - 8,0 kGy) jika dibandingkan dengan spora bakteri (dosisnya di antara 45 - 50 kGy). Banyak usaha telah dilakukan untuk menanggulangi bahaya mikotoksin yang terlanjur ada dalam bahan makanan karena sifatnya yang peka terhadap sinar ultraviolet maupun iradiasi sinar gamma. Dengan cara yang praktis bahan makanan dijemur 15 menit sampai 6 jam, dan sinar matahari sudah dapat menginaktifkan mikotoksin ini (9). Untuk memberantas kapang dalam beras dibutuhkan dosis iradiasi antara 3,5 - 8,0 kGy (Tabel 3). Dari segi praktisnya beras ini dibungkus terlebih dahulu dalam kantong berlapis ("laminated bags") yang masing-masing berisi 10 kg baru diiradiasi dengan dosis antara 3,5 - 8,0 kGy. Pada percobaan dengan makanan ternak jadi, dalam bentuk padat dosis 5 - 6 kGy sudah cukup untuk menghilangkan jenis-jenis kapang dalam makanan ternak (1 I, 12). Untuk beras, dosis optimum masih perlu diteliti lebih lanjut.
205
UCAP AN TERIMA KASIH
Terima kasih penulis ucapkan kepada Drs. M. Hudaya, Dra. Rosalina Sinaga, dan C.J. Soegiarto, M.Sc. atas kerjasama yang diberikan. PUST AKA 1. FARDIAZ, D., dan TJIPTADI, W., "Pengaruh kadar air terhadap timbulnya butir kuning selama penyimpanan gabah", Proc. Sem. Kadar Air dan Daya Tahan Gabah, IPB, Bogor (1975). 2. HALL, D.W., Handling and Storage of Food Grain in Tropical and Subtropical Areas, Food and Agriculture Organization of United Nations, Rome (1970). 3. AINSWORTH, G.C., RAPER, K.B., and FENNEL, D.I., The Genus Aspergillus, Williams and Wilkins, Baltimore (1965). 4. ALEXOPOULUS, CJ., Introductory Mycology, 2nd ed., John Wiley & Sons Inc., New York (1949). 5. RAPER, K.B., and THOM, C., A Manual of Penicillia, Williams & Wilkins Co., Baltimore (1949). 6. PANG, R.T.L., "Peranan aflatoksin pada penyakit hati", Simposium Nasional Penyakit Hati Menahun, Jakarta, 28-29 Maret (1978) 81. 7. OU, S.H., Rice Diseases, Commonwealth Mycological Institute, Kew Surrey (1972). 8. SURIAWIRIA, U., "Hubungan antara kadar air dan benda-benda asing dalam bentuk ga. bah hampa, dengan nilai kontaminasi jamur penghasil mikotoksin pada gabah tersimpan", Proc. Sem. Kadar Air dan Daya Tahan Gabah, IPB, Bogor (1975). 9. WINARNO, F. (1981), Komunikasi pribadi. 10. SAITO, M., ENOMOTO, M., and TATSUNO, Yellowed Rice Toxin, Academic Press, London & New York (1971). 11. SIAGIAN, E.G., dan SUSIANA, "Radiasi makanan ternak", Diskusi PanellImiah/Kolokium Aplikasi Teknik Nuklir di Bidang Pertanian dan Biologi, 9-11 Juni 1982, Jakarta (1982). 12. ITO, H., and IIZUKA, H., "Present status of radiation treatment of animal feeds in Japan", Decontamination of Animal Feeds by Irradiation (Proc. of an Advisory Group Meeting, Bulgaria, 1977), IAEA, Vienna (1979) 15.
206
Tabe1l. Hasil perhitungan jum1ah kapang per m1 (TMC) dari berbagai gudang dalam media Czapek Dox Agar.
--
Kode
Madiun Kediri Jakarta Cirebon TMC Asa1 7,5 2,5 103 102 2,6 3,5 3,4 1,4 1,7 2,3 Ma1ang 9,6 3,8 2,2 6,3 2,9 1,5x103 1,lx103 103 Surabaya 7,3 1,7x103Mojokerto Nganjuk 5,0 1,6 3,6 xx 102 103 4,3
207
Tabe12. Haria DI ~ ~kGrldari berba§aiJeniS karan~ hasi! ~~ol~slq~r~berqp~~jDUo dang beras. Jenisjamur yang diisolasi
J umlah isolasi
Aspergillus oryzae A.ochraceus A. nidulans A'-versicolor A.niger A.flavus Rhizopus oligosporus Penicillium islandicum P.notatum P.citrinum Fusarium sp. Monilio sitophila
14
10 10
3 12 10 10
8 6 5 4
1
Harga Dl
0
0,585 0,658 0,800 0,460 0,515 0,355 0,505 0,768 0,493 0,625 0,567 0,675
Tabel3. Pereobaan eliminasi kapang dari beras gudang yang diinfeksi dengan eampuran askospora kapang 2 x 108 per gram sampel dalam media Czapek Dox Agar. Dosis
208
100 10 40621positif 60 40 200 Jumlah 10 10 10 berasmedia kapang % Sampel yang positif
DlSKUSI
GUSNADI HASAN: Saudara dalam penelitian ini, ternyata dapat mengidentifikasi sekian banyak jenis kapang, lengkap dengan spesies dan strainnya. Suatu kemampuan yang luar biasa! Umumnya penentuan spesiesnya saja sudah memerlukan waktu yang relatif lama. Untuk itu saya ingin mengetahui secara ringkas metodejcara yang digunakan oleh saudara dengan waktu yang relatif singkat dapat mengidentifikasikan kapang secara. lengkap dan sempurna. E.G. SIAGIAN : 93 spesies kapang telah diisolasi dan diidentifikasi dari beras gudang. Pemurnian kapang dilakukan dan kemudian diidentinkasikan berdasarkan analisa mikroskopis, askospora, adanya hypha dan septa setelah diwarnai dengan larutan lactofenol cotton blue 1%. Identifikasi selanjutnya dilakukan berdasarkan metode Ainsworth dkk., Raper, dan lain-lain. Juga pengalaman-pengalaman peneliti sendiri. Waktu penelitian cukup lama karena penelitian ini dilakukan sejak tahun 1976, dilakukan oleh 3 peneliti.
1. 2.
1.
2.
SUNARY A : Dalam rangka pemberantasan kapang, manakah yang lebih efisien, dengan iradiasi at au dengan car a lain (konvensional). Perlu dipikirkan adanya analisa sosial ekonomi dalam penelitian pemanfaatan radiasi agar hasil penelitian yang dilakukanoleh BATAN ini betul-betul merupakan suatu paket teknologi yang siap untuk diterapkan di masyarakat dalam menyongsong legalisasi pemanfaatan iradiasi untuk makanan oleh Ditjen POM Depkes. E.G. SlAG IAN: Radiasi bukanlah suatu hal yang selalu nomor satu (unggul) dari teknik konvensional, tetapi ditinjau dari efisiensi iradiasi lebih baik dari konvensional, karena aman, dan mudah dipakai, tidak ada residu dan merupakan proses nsika. Analisa sosial ekonomi dalam penelitian yang dilakukan oleh BATAN, memang akan dilakukan, hanya sampai sekarang sedang mencari partner yang sesuai. L. LAKSMI D. SISWOPUTRANTO :
Apakah bahan dengan kadar air di atas 18% masih cukup efektif untuk dilakukan pengawetan dengan cara iradiasi? E.G. SIAGIAN : Ya, bergantung pada bahannya, bahkan makin basah makin baik (reaksi berantai). Tetapi dalam hal ini kadar air 20% masih cukup baik, tetapi optimum adalah 14% bagi beras.
209
