inovasi_pertanian_terpadu

Dalam kenyataan, Indonesia memiliki keunggulan komparatif yang berupa kekayaan sumber daya alam baik berupa kekayaan sumber daya alam baik berupa berbagai mineral alam sebagai bahan baku pembuatan produk dan sumber energi, dan keragaman hayati flora dan fauna dalam jumlah yang luar biasa.

Namun, sumber daya tersebut masih belum banyak diberikan nilai tambah sehingga belum dapat dijadikan sebagai penentu daya saing bangsa.

Pemanfaatan sumber daya alam tersebut baru berupa eksploitasi dengan kuantitas yang besar dan belum banyak diolah sehingga masih bernilai sangat rendah (misalkan mineral pasir besi, kuarsa, tembaga, emas dll).

Dilain sisi, letak geografis dan jumlah penduduk yang sangat besar, menjadikan Indonesia menjadi pasar perekonomian yang menjanjikan oleh karena itu, pengembangan nano teknologi harus dapat diarahkan untuk mengelola dan memberikan penambahan nilai secara signifikan bagi sumber daya alam Indonesia, sehingga meningkatkan daya saing bangsa dalam dunia pertanian dan pangan.

Beberapa focus pengembangan nano teknologi yang perlu dilakukan berdasarkan potensi yang dimiliki adalah:

nanoteknologi pangan
Teknologi pangan sumber Katadata
  1. Pemanfaatan nano teknologi untuk pembuatan nanomaterial yang ditargetkan untuk mensuplai bahan baku produk nano.
  2. Pemanfaatan nono-bioteknologi yang ditargetkan untuk peningkatan hasil pangan dan pertanian.
  3. Pemanfaatan nano teknologi dibidang farmasi dan kesehatan yang ditargetkan untuk peningkatan kualitas obat di Indonesia.
  4. Pemanfaatan nano teknologi untuk pemenuhan dan konversi energi nasional.
  5. Pemanfaatan nano teknologi untuk meningkatkan hasil perikanan dan perudangan.

Nano teknologi yang terus dikembangkan di Indonesia, diharapakan akan selaras dan berjalan untuk industri-industri tersebut. Kekuatan industri sejalan kekuatan nano teknologi akan dapat memberikan manfaat dan kualitas yang sangat terjamin dan diakui di dalam negeri dan juga diakui di dunia Internasional.

Penelitian dan pengembangan nano teknologi di Indonesia sudah dimulai dibeberapa lembaga riset (LIPI, BATAN, BPPT, LAPAN, MRC, DLL)

Perkembangan ilmu pengetahuan di bidang biokimia, kimia fisika, mikroskopi dan rekayasa teknik pada dasawarsa terakhir telah berakhir menguak sifat-sifat menajubkan dari partikel berukuran nano beserta potensi aplikasinya pada berbagai produk.

Inovasi teknologi terkini telah memungkinkan untuk dilakukannya rekayasa partikel super mini seperti dendrimer, quantum dot, nanoshell, nanotube, buckyball (fullerene) dan sebagainya.

Sekarang ini diketahui lebih dari 1000 produk berbasis nano teknologi.

Produk berbasi nanoteknologi tersebut antara lain:

  • Plastik kemasan
  • Pasta gigi
  • Kosmetik
  • Skincare
  • Anti noda
  • Anti air
  • Kaca swa bersih
  • Cat mobil Anti gores
  • Perlengkapan olah raga
  • Peralatan elektronik

Berbicara Nano teknologi untuk pangan dalam perannya meningkatkan jumlah pertanian dan menghindari krisis pangan.

Sekarang ini diperkirakan masih banyaknya negara-negara berkembang selalu berharap dari import pangan termasuk juga Indonesia

PBB dalam (FAO) Organisasi pangan dan pertanian pada tahun 2030 mendatang penduduk dunia diperkirakan akan mencapai 8 miliar jiwa, dan akan meningkatkan kebutuhan pangan sebesar 270 juta ton pada tahun 2030.

Permasalahan pangan ini harus diatasi sesegera mungkin, salah satu strateginya adalah dengan pemanfaatan teknologi yang dapat meningkatkan produktifitas pertanian.

Proses Nano teknologi pada industri pertanian dan pangan

Nano teknologi yang dipandang sebagai teknologi revolusis industri abad ini, diprediksi akan memberikan dampak pada segala sektor termasuk pada industri pertanian. Penerapan nano teknologi pada bidang pertanian memiliki potensi untuk merevolusi industri pertanian (agroIndustri) secara radikal.

Mulai dari produksi, proses, pengemasan, transportasi, hingga pola konsumsi. Survey yang dilakukan oleh PBB mengenai potensi aplikasi nano teknologi di negara berkembang menunjukan bahwa dari 10 prioritas aplikasi nano teknologi dalam mewujudkan pembangunan berkelanjutan, peningkatan, produktifitas pertanian menempati urutan kedua, sementara konvensi energi menempati urutan pertama sementara konvensi energi menempati urutan pertama dan pengolahan air menempati urutan ketiga.

Beberapa perusahaan dunia telah menyadari impak nano teknologi pada industri pangan, dan telah membangun fasilitas riset dan aktif melakukan pengembangan nano teknologi. Diperkirakan jumlah perusahaan yang terlibat akan meningkat secara tajam, dari sekitar 69 perusahaan di tahun 2002 menjadi beberapa ribu ditahun 2021.

Menurut laporan group konsultan Helmut Kaiser yang telah mengkaji bertahun tahun mengenai isu nano teknologi lebih dari 180 aplikasi nano teknologi dibidang pangan telah dikembangkan dan beberapa diantaranya telah masuk pasar.

Pasar nano pangan diperkirakan akan melonjak tajam, dari 2,6 milyar USD (2003) dan 7 milyar USD (2006) menjadi 20.4 milyar USD di tahun 2010, dengan target pasar terbesar adalah asia ( Joseph and Morisson,2006)

Aplikasi Nano teknologi pada pertanian

Dibandingkan dengan bidang lain seperti elektronik, material dan sebagainya, aplikasi nano teknologi pada bidang pertanian baru dimulai explorasinya. Namun demikian, potensi nano teknologi dalam merevolusi pada bidang industri pertanian sangat besar dengan hadirnya metode baru dalam:

  • Penanganan penyakit secara molekular
  • Deteksi dini penyakit dan peningkatan kemampuan tanaman dalam menyerap nutrisi yang dibutuhkan.
  • Sensor dan sistem penghantar pintar dapat membantu industri pertanian melawan virus dan bakteri pathogen lainnya.
  • Katalis nanostruktur dapat juga digunakan dalam peningkatan efesiensi pestisida dan herbisida untuk mengontrol kekurangan maupun kelebihan dosis pemberian.
  • Nano teknologi juga akan melindungi lingkungan secara tidak langsung melalui penggunaan suplai energi alternative/terbarukan dan filter/katalis untuk membersihkan polutan.

Pertanian Tepat Guna

Pertanian tepat guna memiliki tujuan jangka panjang berupa output maksimum (melimpahnya hasil panen) dan input minimal (pupuk, pertisida, herbisida dan sebagainya) melalui pemantauan variable lingkungan dan pelaksanaan aksi tertarget.

Sistem Penghantar Pintar

Dimasa mendatang , devais berskala nano yang dimiliki karakteristik baru dapat diaplikasikan untuk pertanian dengan sistem pintar. Sebagai contoh , devais ini dapat digunakan untuk mengindentifikasi kesehatan tanaman secara dini,

Teknologi seperti enkapsulasi dan metode pelepasan terkontrol telah merevolusi penggunaan perisida dan herbisida. Banyak perusahaan telah berhasil membuat formula 100-250 nm yang lebih efektif larut dalam air (sehingga aktifitas meningkat).

Ada pula perusahaan yang menggunaan suspensi partikel skala nano (Nanoemulsi), baik yang berbasis nano partikel pestisida atau herbisida dengan urukaran 200-400 nm.

Suspensi ini dengan mudah dapat dicampurkan dalam bermacam media seperti gel, krim, cairan dan sebagainya, dan memiliki banyak aplikasi seperti untuk deteksi pencegahan, pengobatan atau untuk perlindungan produk panen

Salah contoh produ penghantar pintar yang sudah pernah diaplikasikan adalah regulatar pertumbuhan tanaman, nano emulsi yang digunakan untuk mengurangi daun, menghentikan pertumbuhan rumput dan untuk pembibitan.

Produk salah satunya adalah nano suspensi yang mengandung zat aktif lamba-cyhalothirn (insektisida sistensi) terenkapsulasi, dimana ekapsulat baru akan melepaskan zat aktif setelah bersentuhan dengan daun.

Dibidang lainnya, para ilmuan juga tengah mengembangkan berbagai teknologi untuk membuat sitem penghantar pupuk dan pestisida yang dapat merespon perubahan lingkungan.

Tujuan utamanya adalah merancang produk yang akan melepaskan muatan secara terkontrol (apakah cepat atau lambat) sebagai respon terhadap sinyal yang berbeda, seperti medan magnet, panas, ultrasonic, kelembaban dsb. Ada pula penelitian baru yang bertujuan untuk membuat agar tanaman menggunakan air dan pupuk secara efesien.

Pertanian merupakan tulang punggung dari sebagian besar negara berkembang. Seperti halnya perkembangan sistem monitoring kondisi lingkungan dan sistem penghantar nutrisi atau pestisida yang tepat, nano teknologi dapat meningkatkan pemahaman kita tentang biologi dari berbagai tanaman, sehingga akan membantu meningkatkan jumlah produksi atau nilai nutrisi, serta dapat memberikan nilai tambah tanaman. Salah satu contohnya adalah Partikel Farming (pertanian partikel), yang berarti produksi nano partikel dengan menggunakan tanaman.

Contohnya adalah, penelitian telah membuktikan bahwa tanaman Alfalfa yang tumbuh di tanah yang kaya akan emas, dapat menyerap nano partikel emas ini melalui akar dan mengumpulkannya dalam jaringan. Nano partikel emas ini dapat dipisahkan dari jaringan tanaman secara mekanik, dan dapat dipanen hasilnya (Kalugher, 2002)

Aplikasi Nano teknologi pada Industri Pangan

Nano teknologi mempunyai potensi besar untuk diaplikasikan pada bidang ilmu dan teknologi pangan, yang meliputi material, proses, produk dan keamanan pangan.

Pengembangan material fungsional baru, formulasi pangan, pengolahan pangan diskala mikro dan nano, pengembangan produk dan teknologi penyimpanan.

Material Fungsional

Material Nano dalam makanan telah digunakan sejak lama, terutama pada pengendalian proses pemanasan dan pendinginan yang menghasilkan partikel nano untuk menjaga emulsi (misalnya saus dan margarin) dan buih (pada minuman bir)

Partikel nano dapat digunakan untuk mengenkapsulasi zat gizi atau bahan makanan lainnya, sehingga dapat meningkatkan nilai gizi atau rasanya dan membuat nutris lebih mudah diserap oleh tubuh (meningkatkan penyerapan).

Sebagai contohnya adalah nano-kaotenoid, yang dapat didispersilkan kedalam air dan ini dapat meningkatkan penyerapan di dalam tubuh.

Partikel nano likopen sekarang ini sudah dalam uji tosisitas dan akan segera digunakan dalam berbagai makanan di Amerika Serikat.

Nanoteknologi untuk kemasan makanan sumber: Supermarketnews

Kemasan pangan

Pengembangan kemasan makanan yang cerdas (smart Packaging) untuk optimasi daya tahan produk telah menjadi tujuan banyak perusahaan. Sistem pengembangan sekarang ini memungkinkan untuk memperbaiki lubang/sobekan kecil, merespon kondisi lingkungan (perubahan temperatur dan kelembaban) dan mengingatkan konsumen ketika makanan sudah tercemar.

Nano teknologi dapat memberikan solusi masalah ini sebagai contoh, memodifikasi perilaku permentasi foil, meningkatan sifat penghalang kemasan, memperbaiki daya tahan mekanik dan panas, mengembangkan permukaan yang antimikroba dan antifungal dan sensor/sinyal perubahan mikrobiologi dan biokimia.

Selain itu, industri juga mencari cara untuk meningkatkan sensitifitas deteksi kontaminasi pada makanan menggunakan nano teknologi.

nanotechnology algiculture
Nanotechnology algriculture sumber : theconversation

Secara ekonomi, aplikasi nano teknologi pada kemasan sangat menjanjikan, pasar kemasan yang mencapai 1.1 milyar USD, pada tahun 2007 dan akan meningkat pada tahun 2010 sebesar 3.7 milyar USD, dan akan terus meningkat pada tahun 2021 ini jumlahnya bisa saja mencapai 50 milyar USD.

Pemrosesan Pangan

Selain pada kemasan, nano teknologi juga telah memberikan impak pada pengembangan pangan fungsional atau pangan interaktif, yang memberikan respon terhadap kebutuhan tubuh dan bisa menghantarkan nutrisi secara efisien. beberapa group riset tengah mengembangkan pangan “on demand” dimana nutrisi akan tersimpan ditubuh dan dihantarkan langsung ke sel ketika dibutuhkan.

Kunci dari riset ini adalah pengembangan nano kapsul yang dapat dicampurkan kedalam makanan untuk menghantarkan nutrisi. Pengembangan lainnya pada pemrosesan pangan adalah penambahan nano partikel pada pangan untuk meningkatkan penyerapan nutrisi.

Contohnya adalah pengembangan minyak ikan tuna yang kaya akan omega 3 dijadikan nano kapsul dan dicampurkan ke roti, akan terbuka ketika sudah sampai ke lambung. Agar rasa minyak ikan tersebut tidak menimbulkan rasa tidak sedap.

Nanocochleates yakni “nano partikel berbentuk gulungan dengan ukuran 50 nm, dan dapat digunakan sebagai matriks untuk menghantarkan nutrisi seperti vitamin, likopen, dan asam lemak omega secara efesien ke sel, tanpa mempengaruhi warna atau rasa makanan.

Nano keramik dapat mereduksi penggunaan minyak direstoran dan ditoko siap saji hingga separuhnya. Karena permukaan yang luas, nano keramik ini dapat mencegah oksidasi dan aglomerasi lemak di dalam penggorengan yang banyak lemaknya.

Kelebihan nano keramik adalah minyak panas lebih cepat, sehingga mengurangi energi yang dibutuhkan ketika memasak.

Penutup:

Nano teknologi menjanjikan terjadinya revolusi pada seluruh rantai pangan, mulai dari produksi, proses, penyimpanan hingga cara konsumsi. Nano teknologi ini benar benar sangat berguna bagi industri pertanian dan pangan

Sumber Buku:

NANO TEKNOLOGI : Meningkatkan Daya Saing Bangsa Pada Bidang Pertanian dan Pangan.

Penulis buku: Prof. Dr. Nurul Taufiqu Rochman, M.Eng, Ph.D dan Dr. Etik Mardliyati, M. Eng

Leave a Reply

Your email address will not be published.

EnglishIndonesia