Jawa Pos Radar Lawu - Botol plastik bekas biasanya berakhir di tempat sampah atau tempat pengolahan limbah. Namun, ilmuwan kini mencoba memberikan kehidupan kedua yang benar-benar tidak biasa. Dengan bantuan ragi yang direkayasa, senyawa dari sampah plastik dan limbah pertanian diubah menjadi bahan makanan yang kemudian dicetak menjadi cookie kaya protein.
Teknologi tersebut dikembangkan oleh peneliti dari Southern Illinois University (SIU) Carbondale dalam proyek yang sebagian didukung NASA Deep Space Food Challenge. Produk yang mereka buat diberi nama µBites atau microbites. Cookie ini dibuat menggunakan bahan hasil pengolahan plastik PET dan limbah tanaman, kemudian dicetak menggunakan printer 3D.
Jika terus dikembangkan, teknologi tersebut tidak hanya berpotensi membantu mengurangi limbah plastik, tetapi juga menyediakan sumber makanan di lokasi yang sulit mendapatkan pasokan, termasuk kawasan bencana, kapal selam, hingga misi manusia ke Bulan dan Mars.
Dari Sampah Menjadi Bahan Makanan
Ide tersebut berangkat dari dua persoalan yang berbeda: limbah plastik dan kebutuhan pangan.
Para peneliti melihat bahwa keduanya sebenarnya memiliki satu kesamaan penting, yaitu sama-sama mengandung karbon. Plastik PET, yang banyak digunakan untuk membuat botol minuman, memiliki molekul kaya karbon yang dapat dipecah menjadi senyawa lebih sederhana.
Lahiru Jayakody, profesor madya di SIU Carbondale, menjelaskan alasan timnya mengarahkan teknologi plastic upcycling ke produksi makanan.
"We were trying to develop technologies for plastic upcycling to make more valuable products. We thought, why not focus on making food? Because plastic is carbon and food is carbon,"
Daripada hanya mengubah plastik menjadi produk nonpangan lainnya, tim tersebut mencoba memanfaatkan karbonnya sebagai bahan awal untuk menghasilkan komponen makanan.
Namun, plastik tentu tidak bisa langsung dimakan. Material tersebut harus melalui sejumlah tahapan agar molekulnya dapat dimanfaatkan oleh mikroorganisme.
Baca Juga: Bukan Sekadar Pelengkap Menu, 10 Makanan Ini Punya Energi Melindungi Tubuh dari Risiko Kanker
Ragi Direkayasa Menjadi “Pabrik” Makanan
Kunci dari teknologi ini berada pada ragi yang telah direkayasa secara biologis.
Para peneliti menggunakan beberapa jenis ragi, termasuk ragi yang umum dipakai dalam pembuatan roti. Mikroorganisme tersebut diprogram agar mampu memanfaatkan molekul yang berasal dari plastik dan limbah pertanian.
Sebelum diberikan kepada ragi, material seperti PET, batang dan daun jagung yang sudah tidak terpakai, serta biomassa lainnya harus dipecah terlebih dahulu.
Tim menggunakan teknik bernama oxidative hydrothermal dissolution. Proses ini memanfaatkan air dan oksigen pada suhu serta tekanan tinggi untuk memecah material yang sulit diuraikan menjadi molekul yang lebih mudah digunakan mikroorganisme.
Setelah mendapatkan bahan yang lebih sederhana, ragi mengolahnya menjadi berbagai komponen, termasuk:
•Protein
•Lemak
•Asam
•Vitamin
•Senyawa pemberi rasa
Jayakody menggambarkan pendekatan tersebut dengan mengatakan:
"Microbes are very clever. So, we are using their traits to solve the problems we created."
Menurutnya, kemampuan alami mikroorganisme dimanfaatkan untuk membantu menangani persoalan yang sebelumnya diciptakan manusia sendiri.
Hasilnya Dicetak Menjadi Cookie 3D
Setelah ragi menghasilkan berbagai bahan yang dibutuhkan, peneliti belum langsung mendapatkan cookie siap santap.
Bahan hasil fermentasi tersebut masih perlu dicampurkan dengan serat, pati, dan pemanis. Campuran kemudian dimasukkan ke dalam printer 3D untuk membentuk cookie yang diberi nama µBites.
Produk tersebut dirancang sebagai makanan yang memiliki kandungan protein tinggi sekaligus mudah diproduksi.
Data yang tersedia menunjukkan µBites aman untuk dimakan. Namun, peneliti masih menunggu persetujuan institusi sebelum melakukan pengujian rasa secara resmi.
Untuk sementara, peserta penelitian baru diminta menilai aromanya. Sebagian besar mengatakan mereka bersedia mengonsumsi cookie tersebut dalam kondisi ketika persediaan makanan terbatas.
Bukan Cuma Protein, Ragi Juga Bisa Membuat Vitamin dan Rasa
Peneliti tidak berhenti pada pembuatan protein.
Sandhya Jayasekara, mahasiswa pascasarjana yang terlibat dalam penelitian, mengembangkan strain ragi yang dapat menghasilkan bahan tambahan untuk membuat µBites lebih menarik.
Salah satu jenis ragi dapat menghasilkan rasa vanila dari biomassa tanaman. Sementara itu, strain lainnya mampu memanfaatkan etilen glikol yang berasal dari PET untuk menghasilkan beta karoten.
Beta karoten dapat diubah tubuh menjadi vitamin A.
Dengan pendekatan ini, sampah bukan hanya digunakan sebagai sumber karbon untuk satu bahan makanan. Mikroorganisme juga diarahkan untuk menghasilkan berbagai komponen yang dapat membuat produk akhirnya lebih lengkap.
Jayasekara mengatakan:
"We're using microbes to develop the cookie into a more attractive, consumer-friendly product,"
Artinya, tim sedang memanfaatkan mikroorganisme untuk membuat cookie tersebut semakin menarik dan lebih mudah diterima konsumen.
Target Berikutnya: Sebisa Mungkin Dibuat dari Limbah
Saat ini, masih ada sejumlah bahan yang harus ditambahkan secara terpisah ke dalam µBites, seperti pati, serat, dan pemanis.
Peneliti ingin mengurangi ketergantungan tersebut. Target berikutnya adalah membuat mikroorganisme mampu menghasilkan lebih banyak komponen yang dibutuhkan untuk membentuk cookie.
Jika berhasil, proses produksi dapat menjadi semakin terintegrasi. Limbah plastik dan biomassa pertanian akan menjadi bahan awal, kemudian mikroorganisme mengubahnya menjadi berbagai komponen yang diperlukan untuk menghasilkan makanan.
Jayakody berharap cookie tersebut dapat tersedia untuk konsumsi masyarakat dalam beberapa tahun mendatang.
Baca Juga: Jaga Kesehatan Dengan Menerapkan Pola Makan Vegan, Yang Bisa Cegah Penyakit Degeneratif
Disiapkan untuk Tempat yang Sulit Mendapat Makanan
Teknologi ini awalnya berkaitan erat dengan kebutuhan pangan dalam eksplorasi luar angkasa.
Dalam misi jauh dari Bumi, pengiriman makanan secara rutin tentu memiliki keterbatasan. Karena itu, kemampuan menghasilkan makanan dari sumber daya yang tersedia di lokasi bisa menjadi keuntungan besar.
Namun, penerapannya tidak hanya diarahkan ke luar angkasa.
Beberapa lokasi yang berpotensi memanfaatkan teknologi tersebut antara lain:
•Kapal selam, yang memiliki ruang dan sumber daya terbatas.
•Daerah bencana, ketika distribusi makanan terganggu.
•Lingkungan terpencil, yang sulit menerima pasokan pangan.
•Misi luar angkasa, termasuk kemungkinan perjalanan menuju Bulan atau Mars.
Dengan demikian, teknologi ini mencoba menggabungkan dua kebutuhan sekaligus: mengurangi limbah dan menghasilkan bahan pangan.
Apakah Benar-Benar Bisa Mengubah Plastik Menjadi Makanan?
Secara sederhana, ilmuwan tidak mengambil botol plastik lalu menggilingnya menjadi tepung untuk dimakan.
Yang dilakukan adalah memecah material plastik menjadi molekul yang lebih sederhana, kemudian menggunakan mikroorganisme yang telah direkayasa untuk mengubah molekul tersebut menjadi senyawa yang dapat digunakan sebagai bahan makanan.
Jadi, cookie µBites bukan terbuat dari potongan plastik secara langsung. Plastik berfungsi sebagai salah satu sumber bahan kimia yang kemudian diproses melalui rangkaian biologis dan kimia.
Konsep tersebut juga masih berada dalam tahap pengembangan. Walaupun data yang tersedia menunjukkan produk aman untuk dimakan, uji rasa formal belum dilakukan karena masih menunggu persetujuan institusi.
Bisa Jadi Solusi untuk Dua Masalah Sekaligus
Para peneliti melihat teknologi ini sebagai salah satu kemungkinan menghadapi meningkatnya kebutuhan pangan sekaligus persoalan limbah.
Jayakody menyebut proyeksi mengenai peningkatan kebutuhan pangan global dan risiko kelaparan sebagai alasan mengapa teknologi berbasis mikroorganisme perlu terus dikembangkan.
"Global food demand is expected to rise 35-56% by the year 2050, and about 30% of the world population will be at risk of hunger in the future. The way to address that, I believe, is by using microbes,"
Penelitian tersebut mendapat pendanaan dari NASA Deep Space Food Challenge dan program National Science Foundation Faculty Early Career Development Program (CAREER).
Untuk saat ini, cookie dari sampah plastik masih terdengar seperti sesuatu dari film fiksi ilmiah. Namun, eksperimen ini menunjukkan bagaimana limbah yang selama ini dianggap tidak berguna dapat diolah menjadi bahan baru melalui bantuan mikroorganisme.
Jika teknologi tersebut terus berkembang dan lolos berbagai pengujian keamanan serta penerimaan konsumen, suatu hari limbah plastik mungkin tidak hanya berakhir sebagai barang daur ulang, tetapi juga menjadi salah satu sumber bahan untuk memproduksi makanan.
(Silva Yudia Azizah, Magang Universitas Negeri Surabaya)
Editor : Tim Content Writer Radar LawuSumber : Science Daily