Sinar matahari terdiri dari tiga spektrum utama, yaitu spektrum ultraviolet (UV), tampak (visible), dan infrared (IR). Pembagian spektrum radiasi elektromagnetik dan pembagian spektrum sinar UV dapat dilihat pada Gambar. 1. Sinar ultraviolet (UV) merupakan radiasi elektromagnetik yang frekuensinya lebih tinggi dibandingkan sinar tampak namun energinya lebih rendah dibandingkan sinar X dengan kisaran panjang gelombang 200 nm hingga 400 nm (Narayanan, Saladi, Fox, 2010:979). Berdasarkan panjang gelombang sinar UV, spektrum UV dibagi menjadi tiga kelompok: UVA, UVB, dan UVC.
Gambar 1. Spektrum radiasi elektromagnetik dengan pembagian spektrum cahaya pada sinar tampak dan sinar UV dalam 3 jenis yang berbeda (www.zontec.net/files/uvSpectrum.gif)
Apa perbedaan dari ketiga sinar UV tersebut? Berikut penjelasannya!
1. UV-A (320 nm – 400 nm)
UV-A memiliki panjang gelombang 320-400 nm dan merupakan bagian terbesar sinar ultraviolet matahari yang mencapai permukaan bumi. Paparan sinar UVA dapat menembus kaca dan menembus lapisan kulit (dermis) yang lebih dalam dibandingkan paparan sinar UVB. Oleh karena itu, dapat merusak kolagen pada kulit sehingga menyebabkan penuaan dini (skin ageing), kulit kering, fotosensitifitas (photosensitivity), dan kanker kulit.
Sinar ini dapat menyebabkan kerusakan DNA dengan membentuk reactive oxygen species (ROS) atau radikal bebas, yang menyebabkan oksidasi dan modifikasi basa DNA, memecah rantai ganda DNA, dan menyebabkan mutasi. Hal ini berkontribusi terhadap peningkatan risiko kanker kulit (Ngoc et al., 2019).
2. UV-B (280 nm – 320 nm)
Sinar UVB berperan penting dalam sintesis vitamin D, namun paparan yang terlalu lama dapat membakar kulit dan menyebabkan kanker kulit. UVB dapat secara langsung merusak DNA dengan membentuk dimer pirimidin yang menyebabkan terjadinya apoptosis atau kesalahan dalam replikasi DNA sehingga menyebabkan mutasi dan kanker (Ngoc et al., 2019).
3. UV-C (200 nm – 280 nm) (Dutra; et all, 2004:381).
Radiasi UVC tidak berbahaya karena terhalang oleh lapisan ozon. Seperti yang Anda lihat dari Gambar. 2, Spektrum UVC, pada panjang gelombang 254 nm memiliki efek germisida yang kuat sehingga mampu membunuh virus dan bakteri dengan efektif. Kemampuan desinfeksi sinar UVC inilah yang dimanfaatkan dalam teknologi sterilisasi non-termal pada industri minuman kemasan.
Gambar 2. Penonaktifan sel tergantung pada panjang gelombang sinar UV yang terpapar dan panjang gelombang merkuri yang dioperasikan (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Germicidal_Effectiveness _for_LP_%26_MP_mercury_lamp.png.mw-jump-to-license)
Bagaimana sinar UVC dapat mendesinfeksi minuman?
UVC pada rentang panjang gelombang 200-280 nm dianggap termasuk dalam rentang germisida karena dapat secara efektif menginaktifkan mikroorganisme seperti bakteri, virus, dan protozoa. Panjang gelombang 253,7 nm memiliki efek germisida terbaik, sebab sebagian besar foton diserap oleh DNA mikroorganisme pada panjang gelombang spesifik ini. Cahaya dengan panjang gelombang di bawah 230 nm paling efektif untuk pemisahan senyawa kimia (Koutchma et al., 2009).
Sinar UVC menonaktifkan mikroorganisme terutama dengan cara menginduksi pembentukan dimer pirimidin dalam DNA (Goodsell, 2001). Sinar UVC diserap oleh ikatan hidrogen rangkap dua atau rangkap tiga yang masing-masing menghubungkan pasangan basa adenin-timin dan guanin-sitosin dalam untai DNA, serta ada kemungkinan terbentuknya dimer siklobutana dari dimer 6,4-pirimidin-pirimidin. Di antara keduanya, dimer yang pertama lebih sering ditemukan, dan dimer kedua lebih bersifat mutagenik. Produk reaksi fotokimia tersebut menyebabkan kerusakan DNA sehingga menghambat DNA dan RNA polimerase sehingga mengakibatkan terhambatnya replikasi dan ekspresi gen sehingga menyebabkan kematian sel mikroba (Jaspers, 2001).
Salah satu faktor penting dalam proses desinfeksi menggunakan teknologi UV adalah tingkat dosis ultraviolet (UV) yang digunakan untuk menginaktivasi mikroorganisme. Dosis UV (D) merupakan hasil dari intensitas cahaya (I) dikalikan oleh lama waktu penyinaran sinar UV (t UV). Hal ini harus diperhatikan sebab dapat berpengaruh terhadap keamanan makanan dan kualitas produk apabila dosis yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
Adianingsih, O.R., Puspita, O.E. and Rububiyah, D.R., 2022. Kosmetologi. Universitas Brawijaya Press.
Koutchma, T. ed., 2019. Ultraviolet LED Technology for Food Applications: From Farms to Kitchens. Academic Press.
Lastriyanto, A., Kuncahyo, E.D. dan Komar, N., 2011. Desain Dan Uji Prototipe Alat Pasteurisasi Susu Berbasis Teknologi Irradiasi Ultraviolet (Kajian Dosis Uv). Jurnal Rekayasa Mesin, 2(1), pp.7-16.
Mengenal Sinar Ultraviolet: Pengertian, Jenis, dan Dampaknya (2023) Diakses pada 27 November 2023 dari https://www.bloombergtechnoz.com/detail-referensi/33/mengenal-sinar-ultraviolet-pengertian-jenis-dan-dampaknya#:~:text=Pengertian%20dan%20Jenis%20Sinar%20Ultraviolet,C%2C%20tergantung%20pada%20panjang%20gelombangnya