Bagaimana Cara Mengukur Usia Bumi?

Bagikan Artikel ini di:

Ditulis oleh Shafa Salsabila Kurniawan

Pada 1956, Claire Cameron Patterson mempublikasikan hasil penelitiannya mengenai perkiraan usia bumi, yaitu: 4.55 ± 0.7 miliar tahun—nominal yang cukup mendekati usia bumi yang disepakati hingga kini oleh para saintis. Namun, bagi manusia sendiri, 100 tahun sudah merupakan waktu yang sangat panjang untuk hidup. Lantas bagaimana saintis tersebut menghitung usia bumi?

Jawaban dari pertanyaan klise tersebut bermuara pada kilas balik ketika Henry Becquerel menemukan fenomena radioaktivitas pada 1896. Pada waktu itu, Becquerel melakukan eksperimen dengan menggunakan garam uranium yang terekspos sinar matahari diletakkan di atas plat fotografi dan dibungkus dengan kain hitam. Yang terjadi kemudian, Uranium memancarkan radiasi internal yang menyebabkan plat fotografi menghitam, yang kemudian dinamakan dengan fenomena radioaktivitas[1]. Becquerel bersama-sama dengan Marie dan Pierre Curie pun meneliti serta mengembangkan penelitian mereka yang memiliki titik tengah pada fenomena radioaktivitas dan dianugerahi hadiah Nobel di bidang Fisika atas hasil kerja mereka pada 1903—yang menjadikan Marie Curie sebagai wanita pertama yang memenangkan hadiah Nobel.

Seperti yang kita semua tahu, hadiah Nobel hanya dinominasikan kepada orang-orang yang kontribusinya dalam bidang-bidang yang tercakup telah terbukti secara nyata. Lalu, di mana letak revolusionernya hasil kolaborasi dari Becquerel dan sejoli Curie ini?

Sebelum ditemukannya fenomena radioaktivitas, semua orang percaya bahwa atom suatu unsur tidak dapat berubah menjadi atom dari unsur lain—seperti yang tersurat dalam teori atom Dalton. Namun bertahun-tahun setelah penemuan fenomena radioaktivitas dipublikasikan, anggapan yang telah mendarah daging dan menjadi dasar dari ilmu kimia tersebut patah seketika. Dengan patahnya pondasi dari suatu disiplin ilmu, maka perlu penyusunan ulang yang sedikit-banyak akan menyebabkan perubahan pada aspek-aspek dari disiplin ilmu tersebut. Dengan ditemukannya radioaktivitas serta penemuan Polonium dan Radium, pengembangan yang dilakukan pada bidang ini dapat dilakukan secara masif dalam waktu yang relatif singkat. Salah satu hasil dari pengembangan besar-besaran ini adalah penemuan senjata nuklir dalam bentuk bom atom, yang kemudian membentuk stereotipe yang populer di antara masyarakat awan bahwa nuklir tidak seharusnya digunakan karena berbahaya dan mematikan. Anggapan itu tidak sepenuhnya salah, mengingat seberapa parahnya kondisi pasca pemboman di Hiroshima dan Nagasaki pada Agustus 1945. Namun, pada sisi lain, penemuan fenomena radioaktivitas ini membuka jalan bagi pengembangan disiplin ilmu fisika nuklir serta pengembangannya di bidang medis, instrumentasi, serta berbagai bidang lain. Salah satu dari hasil pengembangannya yang manfaatnya telah dikenal luas adalah teknik pendataan radiometrik (radiometric dating).

Apa itu Pendataan Radiometrik?

Pendataan radiometrik adalah suatu teknik untuk mengetahui umur suatu material atau benda dengan menggunakan prinsip radioaktivitas[2]. Teknik ini umumnya digunakan untuk mengukur umur fosil atau batuan. Nah, sekarang pertanyaannya menjadi: bagaimana prinsip radioaktivitas dapat digunakan untuk menentukan umur suatu material?

Untuk mempermudah, mari kita ambil contoh dari cara penentuan umur fosil dengan teknik ini. Meski tidak disadari, semua makhluk hidup di muka bumi menyerap isotop radioaktif C-14 (radiokarbon). Radiokarbon terbentuk secara alami ketika radiasi kosmik yang berasal dari luar angkasa berinteraksi dengan nitrogen di atmosfer yang kemudian teroksidasi dan menghasilkan CO2 yang akan diserap oleh tumbuhan hijau. Asupan CO2 yang diserap tumbuhan akan terus terakumulasi selama tumbuhan tersebut hidup dan ketika tumbuhan tersebut mati, dimakan hewan atau manusia, maka isotop radiokarbon akan berpindah. Baru ketika makhluk hidup tersebut mati, pengakumulasian isotop radiokarbon berhenti dan jumlahnya akan berkurang secara konstan. Maka, dengan mengetahui jumlah atom radiokarbon awal dan akhir, kita dapat mengetahui berapa lama usia fosil[3]. Konsep ini analog dengan cara yang digunakan untuk mengukur usia bumi oleh Clair Cameron Patterson. Namun, yang digunakan oleh Patterson untuk mengukur usia bumi adalah sampel dari meteorit.

Mengapa Meteorit Digunakan?

Dalam sejarah, tercatat ada sederet ilmuwan yang mempublikasikan hasil perkiraan mengenai usia bumi dengan berbagai metode, namun hanya Clair Cameron Patterson-lah yang berhasil melakukan perhitungan dengan tingkat akurasi yang sangat tinggi, mendekati usia bumi sebenarnya. Patterson menggunakan teknik radiometric dating, atau tepatnya, lead-lead dating. Sesuai namanya, teknik ini dilakukan dengan menganalisis kadar isotop timbal radioaktif. Sampel dengan kandungan isotop timbal radioaktif yang dianalisis Patterson diambil dari meteorit[4]. Mengapa begitu?

Bumi kita tersusun atas mineral dan batuan yang membentuk berbagai lapisan. Sebagian besar batuan mineral di bumi tersusun atas unsur-unsur tertentu dan tidak terkontaminasi oleh unsur lain, namun ada sebagian lain batuan yang mengandung isotop radioaktif[5]. Batuan jenis ini unsur-unsur penyusunnya akan berubah seiring dengan berjalannya waktu dan pada akhirnya akan menghasilkan suatu unsur stabil yang non-radioaktif. Maka dengan prinsip yang sama yang digunakan untuk menghitung usia fosil, dapat diketahui usia batuan tersebut.

Gampangnya, bila kita ingin memperkirakan usia bumi, kita bisa mengukur usia batuan tertua yang ada di bumi. Namun pada praktiknya, hal tersebut cukup sulit dilakukan karena siklus pembaruan yang terus menerus terjadi pada batuan, sehingga akan terbentuk lapisan-lapisan baru pada permukaan bumi yang menimbun lapisan-lapisan yang lebih tua, dan pada akhirnya, lapisan yang lebih tua tersebut akan mengalami reformasi lagi[5].

Solusi Patterson untuk mengatasi ini adalah dengan mengambil meteorit sebagai sampel. Ia berasumsi bahwa meteorit dan bumi seharusnya terbentuk pada waktu yang kurang lebih sama (karena meteorit merupakan benda angkasa yang jatuh ke bumi, dapat ditarik kesimpulan meteorit tidak mengalami dinamika seperti yang dialami batuan di bumi)[6]. Maka, diambillah sampel-sampel meteorit dari beberapa tempat, salah satunya adalah dari kawah Arizona, yaitu meteorit Canyon Diablo. Meteorit Canyon Diablo dipilih karena ukurannya yang cukup besar dan merupakan representatif dari meteorit langka karena mengandung mineral sulfida, alloy nikel-besi, dan mineral silikat[7].

Bagaimana Cara Mengukur Usia Bumi?

Setelah mendapatkan sampel, tentunya, proses berikutnya adalah persiapan sampel. Meski terlihat sepele, namun jika langkah ini tidak dilakukan dengan cukup teliti, akan berdampak cukup signifikan, seperti yang dialami Patterson di awal penelitiannya. Selama beberapa tahun penelitian, hasil perhitungan yang ia dapatkan fluktuatif dan setelah 6 tahun, barulah Patterson menyadari bahwa sampel yang ia gunakan tercemar timbal. Kemudian ia merombak ulang penelitiannya, mendirikan lab baru, dan mensterilkan semua peralatan dengan asam beserta sampel yang akan ia gunakan.

Setelah disterilkan, sampel-sampel meteorit yang didapat Patterson diukur kadar berbagai isotop timbalnya (Pb-206/Pb-204, Pb-207/Pb-204, dan Pb-208/Pb-204) dengan spektrometer massa, hingga didapat data seperti pada Tabel 1[4].

Tabel 1. Kadar isotop timbal pada berbagai meteorit yang diuji oleh Clair C. Patterson[4]

Rasio timbal dari 3 meteorit pertama memiliki estimasi error 2%, sedangkan sisanya memiliki estimasi error 1%. Data kadar isotop tersebut kemudian dikalkulasi dengan persamaan berikut untuk mendapatkan perkiraan usia bumi:

dimana R1 = Pb-206/Pb-204 dan R2 = Pb-207/Pb-204 dari meteorit yang berbeda a dan b, k = U-238/U-235 saat ini (137.8), λ1 = konstanta peluruhan U-235 (9.72 x 10-10 tahun-1), λ2 = konstanta peluruhan U-238 (1.537 x 10-10 tahun-1), dan T adalah usia material (komposisi)[4].

Dari data rasio Pb-206/Pb-204 dan Pb-207/Pb-204, dapat diplot grafik berupa garis lurus yang slope-nya memberikan nilai 4.55 x 109 tahun dengan margin error 1,5% yaitu sekitar 70 juta tahun, sehingga usia bumi dapat dituliskan sebagai: 4.55 ± 0.07 x 109 tahun—seperti yang kita kenal sekarang[4].

DAFTAR PUSTAKA

[1] Blaufox, M. 1996. Becquerel and the discovery of radioactivity: Early concepts. Seminars in Nuclear Medicine. DOI : 10.1016/S0001-2998(96)80019-5

[2] IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the “Gold Book”). Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. DOI : https://doi.org/10.1351/goldbook.

[3] Wood, Rachel. 2012. Explainer: what is radiocarbon dating and how does it work?. Diakses dari: https://theconversation.com/explainer-what-is-radiocarbon-dating-and-how-does-it-work-9690 pada tanggal 15 Mei 2019.

[4] Patterson, C. 1956. Age of meteorites and the Earth. Geochimica et Cosmochimica Acta, 10 (4): 230–237, Bibcode:1956GeCoA..10..230P. DOI : 10.1016/0016-7037(56)90036-9

[5] Peppe, Daniel J., Deino, Alan L. 2013. Dating Rocks and Fossils Using Geologic Methods.  Diakses dari: https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/dating-rocks-and-fossils-using-geologic-methods-107924044 pada tanggal 10 Mei 2019.

[6] Morley, Caroline. 2012. Astrophysical Classics: Measuring the Age of the Earth.  Diakses dari: https://astrobites.org/2012/08/26/astrophysical-classics-measuring-the-age-of-the-earth/ pada tanggal 10 Mei 2019.

[7] The Meteoritical Society. 2019. Meteoritical Bulletin Database: Canyon Diablo. Diakses dari: https://www.lpi.usra.edu/meteor/metbull.php?code=5257 pada tanggal 15 Mei 2019.

Bagikan Artikel ini di:

SpaceX Luncurkan 60 Satelit Penyedia Internet Starlink

Bagikan Artikel ini di:

Perusahaan besutan bilyuner Elon Musk, SpaceX kembali membuat gebrakan dalam bidang teknologi. Perusahaan yang telah dikenal dalam bidang jasa peluncuran satelit tersebut, meluncurkan 60 satelit Starlink menuju orbit Bumi rendah pada tanggal 23 Mei 2019.

Tumpukan 60 satelit Starlink saat diluncurkan menuju orbit Bumi rendah (SpaceX)

Tentang Starlink

Proyek Starlink merupakan usaha SpaceX dalam menyajikan internet tanpa kabel yang dapat menjangkau setiap bagian di permukaan Bumi. Usaha ini dilakukan dengan cara menempatkan ribuan satelit kecil di orbit Bumi rendah yang dapat menunjang internet cepat dengan latensi lebih rendah dibandingkan satelit di orbit geostasioner maupun orbit medium (MEO).[1]

Masing-masing satelit Starlink memiliki desain antena tipis dan datar dengan satu bentangan panel surya di sisi sebaliknya, serta memiliki massa sebesar 227 kg per satelit. Berbeda dengan satelit pada umumnya, desain Starlink yang ramping memungkinkan puluhan satelit untuk ditumpuk dan diluncurkan bersamaan dalam satu roket yang akhirnya dapat menghemat biaya peluncuran.

Antena yang digunakan adalah empat susunan antena berfase dengan beberapa antena high-throughput spektrum Ku-band, Ka-band, serta V-band. Panel surya simpel yang hanya terdiri dari satu bentangan dapat meminimalisasi risiko kegagalan akibat desain yang kompleks. Apabila digabungkan, seluruh panel surya pada 60 satelit yang diluncurkan dapat menghasilkan daya listrik lebih besar daripada Stasiun Luar Angkasa Internasional.

Starlink menggunakan sistem pendorong elektrik “Hall Effect” dengan propelan Kripton, sedikit berbeda dengan pendorong elektrik lain yang umumnya menggunakan Xenon. Sistem pendorong ini memungkinkan tiap satelit untuk menjaga slot orbitnya serta melakukan manuver perpindahan orbit apabila dibutuhkan.

Bersama sistem pendorong, Starlink juga memiliki pelacak objek di orbit yang dapat mendeteksi objek yang dianggap membahayakan. Apabila terdapat suatu objek yang berpotensi tabrakan, Starlink dapat melakukan manuver menghindar menggunakan sistem pendorongnya. Sistem pendorong Starlink juga dapat digunakan untuk menjatuhkannya kembali ke atmosfer Bumi diakhir usia pakainya.

Untuk perhitungan arah, posisi, dan orbit satelit, SpaceX menggunakan sistem yang diadopsi dari wahana antariksa Dragon yang bernama startracker. Sesuai namanya, startracker melacak bintang-bintang untuk mendapatkan informasi posisi dan orientasi satelit.[2]

Animasi satelit Starlink

Ribuan satelit yang saling berhubungan

Jaringan konstelasi Starlink direncanakan berada dalam 3 ketinggian orbit yang berbeda. Pada fase pertama, SpaceX akan meluncurkan 1584 satelit menuju orbit setinggi 550 km diatas permukaan Bumi. Orbit tersebut memiliki inklinasi sebesar 55° serta 40 bidang orbit yang berbeda dengan masing-masing bidang memiliki 66 satelit. Setelah itu, SpaceX akan mulai mengisi dua ketinggian orbit lainnya. Mereka akan mengisi 7518 satelit menuju orbit setinggi 340 km serta 2841 satelit untuk ketinggian 1200 km.[3]

Fase pertama membutuhkan 24 peluncuran dengan 60 satelit di tiap peluncuran untuk dapat mencapai jangkauan global, namun hanya membutuhkan 6 peluncuran untuk dapat menyajikan internet di Amerika Utara. SpaceX berencana melakukan satu hingga lima peluncuran Starlink lagi hingga akhir tahun ini.

Pengguna Starlink nantinya akan dapat mengirim informasi dalam bentuk sinyal radio menuju satelit di luar angkasa. Informasi yang didapat satelit akan dikirimkan ulang menuju satelit lain menggunakan komunikasi antar satelit berupa laser. Informasi tersebut akan dipancarkan ke penerima setelah informasi yang dikirimkan mencapai satelit yang berada diatas jangkauan penerima.

Sistem komunikasi antar satelit (intersat link) merupakan instrumen yang penting dalam bekerjanya jaringan Starlink. Meskipun demikian, CEO SpaceX Elon Musk mengonfirmasi bahwa satelit-satelit pertama Starlink tidak memiliki mekanisme intersat link. Sebagai gantinya, mereka membutuhkan antena di darat sebagai penghubung antar satelit.[4]

Dilansir dari Business Insider, Starlink mampu menyediakan internet dengan latensi yang lebih rendah dibandingkan fiber optic hingga 47% lebih cepat. Perlu diketahui, latensi adalah delay yang disebabkan oleh beberapa faktor seperti jarak pengirim dengan penerima, bagaimana gelombang radio merambat melalui media jaringan, dsb. Semakin rendah latensi, maka semakin cepat internet dan informasi yang didapat semakin mendekati real-time.[5]

Setahun sebelumnya, SpaceX telah menguji teknologi yang serupa dengan Starlink pada dua satelit bernama Tintin A dan Tintin B. Pusat kendali mengklaim bahwa uji coba yang dilakukan menggunakan kedua satelit tersebut berhasil dilakukan, bahkan mereka sempat melakukan streaming video 4K dan bermain video game menggunakan satelit Tintin.

Satelit uji coba Tintin A dan Tintin B sebelum meluncur (SpaceX)

Sempat beredar kabar bahwa paket internet Starlink memiliki harga antara Rp. 140 ribu hingga Rp. 420 ribu. Meskipun demikian, angka tersebut belum dapat dipastikan mengingat perubahan desain dan jumlah satelit di orbit.

Rintangan dalam menyediakan internet cepat

Dengan ribuan satelit di tiga orbit yang berbeda, tentu muncul pertanyaan tentang bertambahnya sampah antariksa. Jumlah sampah antariksa yang berada di orbit Bumi saat ini telah menjadi sebuah kekhawatiran. Sampah antariksa dapat menabrak satelit-satelit lain hingga wahana antariksa berawak seperti ISS.

Meskipun demikian, SpaceX menganggap proyek mereka tidak akan menambah jumlah sampah antariksa di orbit Bumi. Setiap satelit didesain untuk melakukan manuver jatuh menuju atmosfer di akhir usia pakainya. SpaceX juga telah menurunkan orbit satelit dari rencana sebelumnya. Dengan perubahan tersebut, memungkinkan satelit yang kehilangan kendali untuk jatuh ke permukaan Bumi dalam 1-5 tahun.[1]

Ilustrasi jaringan satelit Starlink (SpaceX)

Interferensi dengan jaringan satelit lain juga sempat menjadi perbincangan. Dengan spektrum Ku-band yang digunakan oleh Starlink, dikhawatirkan dapat menginterferensi konstelasi satelit internet pesaingnya. Meskipun demikian, Komisi Telekomunikasi Amerika Serikat (FCC) menyanggah hal tersebut. Mereka beranggapan bahwa dengan lebih rendahnya orbit Starlink daripada rencana semula, sinyal yang digunakan tidak akan terlalu kuat hingga menginterferensi satelit lain.

Beberapa jam pasca peluncuran, beberapa pengamat langit dari Indonesia dan Belanda mengamati beberapa titik panjang melintas di langit mereka. Berdasarkan analisis awal dari pengamat penerbangan antariksa Amerika Serikat, Jonathan McDowell, benda tersebut adalah 60 satelit Starlink yang baru saja diluncurkan. Peristiwa tersebut menandakan bahwa satelit Starlink dapat memantulkan cahaya Matahari dengan baik sehingga terlihat bercahaya dari permukaan Bumi.[6][7]

Kenampakan satelit di langit sudah lama menjadi gangguan bagi para astronom dalam mengamati objek astronomis. Kini, mereka harus bersiap dengan ribuan cahaya yang dapat menghalangi pandangan mereka selama beberapa detik.

Perlombaan dalam menyajikan internet berbasis satelit

Tarif yang akan dipatok untuk paket internet global perusahaan SpaceX

Starlink bukanlah satu-satunya proyek internet berbasis satelit yang tengah dikembangkan saat ini.

OneWeb, sudah mulai meluncurkan satelit mereka pada bulan Februari yang lalu. Perusahaan tersebut juga berusaha menyediakan internet berbasis satelit dengan jaringan satelit berjumlah lebih dari 600 buah yang diletakkan di orbit setinggi 1200 km.

CEO Amazon Jeff Bezos juga berencana melakukan hal yang serupa. Beberapa bulan lalu, Ia mencetuskan proyek internet yang bernama Proyek Kuiper. Proyek tersebut berencana menempatkan 3236 satelit di orbit Bumi dibawah kendali Amazon.

Selain ketiga perusahaan tersebut, masih banyak proyek lain yang telah menunjukkan perkembangan.

COO SpaceX Gwynne Shotwell mengungkapkan bahwa mereka berinvestasi lebih dari 10 milyar dolar AS (14,4 triliun rupiah) untuk meluncurkan seluruh satelit Starlink menuju orbit. CEO SpaceX Elon Musk menambahkan dalam sebuah konferensi pers bahwa mereka dapat menghasilkan 30 hingga 50 milyar dolar AS per tahun dari proyek ini. [5]

Referensi:

  1. https://www.starlink.com diakses pada 26 Mei 2019
  2. http://www.spacex.com/sites/spacex/files/starlink_mission_press_kit.pdf diakses pada 26 Mei 2019
  3. https://www.nasaspaceflight.com/2019/05/first-starlink-mission-heaviest-payload-launch-spacex/ diakses pada 26 Mei 2019
  4. https://www.universetoday.com/140539/spacex-gives-more-details-on-how-their-starlink-internet-service-will-work-less-satellites-lower-orbit-shorter-transmission-times-shorter-lifespans/ diakses pada 26 Mei 2019
  5. https://www.businessinsider.com/spacex-starlink-satellite-internet-how-it-works-2019-5 diakses pada 26 Mei 2019
  6. https://youtu.be/ytUygPqjXEc diakses pada 26 Mei 2019
  7. https://twitter.com/LzOskha/status/1131898398313816064?s=20 diakses pada 26 Mei 2019

Bagikan Artikel ini di:

Pulsed Electric Field: Cara Baru Pengolahan Susu Lebih Sehat

Bagikan Artikel ini di:

Ditulis Oleh : Uray Ulfah Nabilah (Mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pangan IPB)

Susu memiliki berbagai macam manfaat dan kegunaan, seperti misalnya susu sapi. Susu sapi mengandung empat komponen dominan yakni air, lemak, protein dan laktosa, sedangkan komponen minornya adalah mineral, enzim, vitamin, dan gas terlarut [1]. Keraguan konsumsi susu yang berlebihan sehingga beranggapan bahwa susu berbahaya bagi kesehatan telah di sanggah secara ilmiah oleh peneliti dari University of Copenhagen, Wageningen University, dan  University of Reading. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Thorning et al. (2016), diketahui konsumsi susu dapat mengurangi resiko penyakit kronis seperti risiko obesitas, diabetes tipe 2, kardiovaskular, stroke, kanker kolorektal, kanker kandung kemih, kanker lambung, dan kanker payudara. Maka secara ilmiah susu terbukti berdampak baik bagi kesehatan, sedangkan laporan mengenai efek samping dari konsumsi susu terbilang sedikit. Tak heran banyak orang yang mengkonsumsi produk susu.

Konsumsi susu tak hanya diminum langsung, tapi juga dalam bentuk produk seperti susu fermentasi, keju, permen, snack serta lainnya. Namun konsumsi susu tanpa di proses dapat berakibat fatal bagi kesehatan jika bakteri patogen pada susu tidak dimatikan atau diinaktivasi. Kandungan nutrisi yang kaya pada susu segar dapat menjadi medium pertumbuhan yang ideal bagi banyak mikroorganisme, termasuk mikroorganisme patogen seperti Salmonella, E. coli, Listeria dan Campylobacter [3]. Salah satu cara yang paling umum dilakukan untuk mengatasi cemaran mikroba tersebut adalah dengan cara pasteurisasi. Penggunaan panas bertujuan membunuh mikroorganisme patogen pada susu dan membuat produk lebih sehat serta memiliki umur simpan yang panjang. Waktu dan temperatur pemanasan telah dioptimasi agar degradasi mutu dapat dikurangi. Namun tetap saja tidak bisa dihindari, perlakuan panas tetap memberi pengaruh pada kandungan yang ada didalam susu.

Gambar 1. Pulsed Electric Field model kontinyu CV. Inovasi Anak Negeri

Salah satu cara baru dalam mengawetkan susu secara non termal (tanpa panas) adalah Pulsed Electric Field (PEF). Teknologi PEF termasuk baru di Indonesia, walaupun teknologi ini telah ada pada 1960an setelah ditemukannya fenomena eletroporasi. Salah satu perusahan di Indonesia yang memproduksi PEF adalah CV. Inovasi Anak Negeri seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 1. PEF sangat potensial di era dimana kesadaran akan pentingnya kesehatan semakin meningkat. Teknologi ini menawarkan kelebihan dalam mempertahankan kualitas nutrisi, citra rasa, dan kandungan lainnya dalam bahan pangan selama proses pengolahan [4]. Senyawa-senyawa kecil yang sensitif seperti vitamin tidak rusak dengan perlakuan proses PEF [5].

Prinsip kerja Pulsed Electric Field menggunakan kejutan energi listrik untuk menginaktivasi mikroorganisme pada bahan pangan. Pada prinsipnya mikroorganisme akan mengalami elektroporasi, yaitu peristiwa destabilisasi membran sel pada mikroorganisme. Membran sel mikrorganisme akan membengkak dan menimbulkan pori yang dapat bersifat reversibel ataupun irreversibel, keadaan tersebut tergantung dari energi kejutan yang diberikan seperti ditunjukkan oleh Gambar 2. Apabila lubang di mikroorganisme semakin banyak, maka membran tidak dapat mengatur transportasi zat intraseluler dan zat ekstraseluler dalam sel. Pada kondisi tersebut akan menyebabkan mikroorganisme mengalami kematian [6]. Proses inaktivasi dengan PEF memiliki kelemahan yakni hanya terbatas pada sel vegetatif saja, oleh karenanya tetap diperlukan bantuan energi panas untuk dapat menginaktivasi spora bakteri. Belum lama ini sebuah penelitian mengabarkan bawa efek destruksi yang dihasilkan oleh PEF dapat mencapai level sterilisasi, namun proses tersebut menggunakan panas dengan temperatur yang lebih rendah dibanding dengan temperatur sterilisasi [7].

Gambar 2. Proses Inaktivasi mikroba dengan PEF[8]

Berdaarkan hasil penelitian, proses pengolahan dengan pH PEF sekitar 6.72 dan voltase 55kV/cm tidak menimbulkan perubahan fiskokimia pada susu. Penggunaan PEF dapat meningkatkan umur simpan serta atribut sensori susu [8]. Kondisi proses ekstrim disaat menonaktifkan spora, viskositas susu dapat berubah akibat penggunaan intensitas voltase yang tinggi serta waktu proses yang lebih lama[9]. Namun jika dibandingkan dengan penggunaan panas pada kondisi inaktivasi mikroba yang setara, kerusakan susu akibat pengolahan PEF jauh lebih sedikit dibanding perlakuan termal. Industri PEF tak hanya berpotensi mengawetkan susu namun juga produk padat seperti kentang, umbi, buah serta lainnya.  Tak hanya itu teknologi PEF juga dapat menjadi cara baru dalam melakukan ekstraksi produk agar mendapatkan rendemen yang lebih besar.

Referensi

[1]        M. Guetouache, Guessas, Bettache, Medjekal, and Samir, “Composition and nutritional value of raw milk,” Issues Biol. Sci. Pharm. Res., vol. 2, no. 10, pp. 115–122, 2014.

[2]        T. K. Thorning, A. Raben, T. Tholstrup, S. S. Soedamah-Muthu, I. Given, and A. Astrup, “Milk and dairy products: Good or bad for human health? An assessment of the totality of scientific evidence,” Food Nutr. Res., vol. 60, no. 32527, 2016.

[3]        FDA, “Food Facts: The Dangers of Raw Milk Unpasteurized,” no. September, p. 7, 2018.

[4]        K. Bulski et al., “Effect of pulsed electric field treatment on shelf life and nutritional value of apple juice,” J. Food Sci. Technol., 2019.

[5]        G. V Barbosa-ca and O. Martı, “Milk processing by high intensity pulsed electric,” vol. 13, pp. 195–204, 2002.

[6]        S. Toepfl, “Pulsed Electric Field food treatment – scale up from lab to industrial scale,” Procedia Food Sci., vol. 1, pp. 776–779, 2012.

[7]        C. Siemer, S. Toep, and V. Heinz, “Inactivation of Bacillus subtilis spores by pulsed electric fi elds ( PEF ) in combination with thermal energy e I . In fl uence of process- and product parameters,” vol. 39, pp. 163–171, 2014.

[8]        P. Sharma, I. Oey, and D. W. Everett, “Effect of pulsed electric field processing on the functional properties of bovine milk,” Trends Food Sci. Technol., vol. 35, no. 2, pp. 87–101, 2014.

[9]        G. Barbosa-Cánovas and D. Bermúdez-Aguirre, “Pasteurization of milk with pulsed electric fields,” Improv. Saf. Qual. Milk, vol. 1, pp. 400–419, 2010.

Bagikan Artikel ini di: