Malanginsprirasi.com – Botol plastik dan kue tampak tak saling berhubungan. Namun para peneliti kini berhasil menghubungkan keduanya. Dengan merekayasa ragi, ilmuwan mengembangkan sistem yang mengubah senyawa dari plastik dan limbah pertanian menjadi protein, vitamin, perasa, serta bahan pangan lain yang layak dikonsumsi.
Pendekatan ini berpotensi menjadi cara baru mendaur ulang limbah yang sulit terurai sekaligus membantu produksi pangan di lokasi yang pasokan konvensionalnya terbatas. Aplikasinya mencakup wilayah bencana di Bumi hingga misi antariksa manusia yang jauh.
Hasil temuan itu dipaparkan pada pertemuan musim gugur American Chemical Society (ACS) dalam simposium “Undergraduate and Graduate Research in Biochemistry and Chemical Biology” di McCormick Place.
Polusi plastik dan kerawanan pangan merupakan dua tantangan global utama. Peneliti di Southern Illinois University (SIU) Carbondale mengeksplorasi apakah satu masalah dapat membantu mengatasi masalah lainnya. Target mereka memanfaatkan mikroorganisme untuk mengubah bahan limbah menjadi makanan yang aman dikonsumsi manusia.
Daur Ulang Plastik Jadi Makanan
Riset ini tumbuh dari proyek yang dipimpin NASA. Proyek tersebut berfokus pada produksi pangan dalam kondisi sumber daya terbatas saat eksplorasi antariksa, di mana astronaut tidak dapat bergantung pada kiriman makanan rutin dari Bumi.
“Kami berusaha mengembangkan teknologi daur ulang plastik untuk menghasilkan produk yang lebih bernilai. Kami berpikir, mengapa tidak fokus membuat makanan? Karena plastik adalah karbon dan makanan adalah karbon,” jelas Dr. Lahiru Jayakody.
Sasaran utamanya adalah polyethylene terephthalate (PET), plastik yang banyak digunakan pada botol soda dan air mineral. PET mengandung molekul kaya karbon yang berpotensi dipecah dan disusun ulang menjadi senyawa bermanfaat, termasuk komponen protein.
Para ilmuwan dapat melakukan sebagian transformasi tersebut menggunakan reaksi kimia dan pelarut laboratorium. Tim SIU Carbondale justru beralih ke mikroba yang mampu menjalankan proses biokimia kompleks secara alami.
“Mikroba sangat cerdas. Jadi kami memanfaatkan sifat-sifat mereka untuk menyelesaikan masalah yang kita ciptakan sendiri,” kata Jayakody.
Baca Juga:
Krisis Iklim Ancam Ketahanan Pangan, Penyesuaian Tanaman ‘Tahan Stres’ Jadi Solusi
Rekayasa Ragi
Pemanfaatan mikroorganisme untuk memproduksi zat bermanfaat sudah mapan. Ragi, misalnya, dapat diprogram secara genetik untuk menghasilkan molekul bernilai tinggi. Insulin yang dahulu diperoleh dari pankreas hewan kini diproduksi menggunakan mikroba hasil rekayasa.
Jayakody dan mahasiswa pascasarjana Sandhya Jayasekara menerapkan gagasan serupa pada limbah. Mereka memprogram beberapa jenis ragi, termasuk ragi roti, agar mengambil molekul turunan plastik dan sisa pertanian lalu mengubahnya menjadi protein, vitamin, dan senyawa perasa.
Sebelum ragi dapat menggunakan bahan-bahan tersebut, limbah harus dipecah terlebih dahulu menjadi bagian yang lebih mudah dikelola.
Para peneliti memproses plastik PET, batang dan daun jagung yang dibuang, serta biomassa lain menggunakan teknik berpemilik yang dikenal sebagai oxidative hydrothermal dissolution. Teknik ini dikembangkan oleh Guru Besar Geologi SIU Carbondale Ken Anderson.
Proses tersebut menggabungkan air dan oksigen pada suhu serta tekanan tinggi untuk memecah material keras menjadi senyawa yang dapat diakses mikroba.
Molekul-molekul yang lebih kecil itu kemudian diberikan kepada ragi hasil rekayasa. Mikroorganisme tersebut lalu mengubahnya menjadi komponen pangan baru, termasuk protein, lemak, dan asam.
Setelah bahan turunan ragi diproduksi, peneliti menggabungkannya dengan serat, pati, dan pemanis. Campuran itu lalu didorong melalui printer 3D untuk menghasilkan kue kaya protein bernama µBites (dibaca “microbites”).
Aman Dikonsumsi
Data yang tersedia menunjukkan bahwa µBites aman dimakan. Para peneliti masih menunggu persetujuan institusi sebelum melakukan uji rasa formal. Untuk saat ini, partisipan menilai kue tersebut berdasarkan aromanya. Sebagian besar menyatakan bersedia memakan µBites dalam situasi ketika sumber pangan langka.
Para peneliti juga berupaya membuat kue itu lebih menarik bagi orang-orang yang memiliki pilihan makanan lain.
Jayasekara merekayasa galur ragi yang mampu menghasilkan bahan pangan tambahan. Ragi roti kini dapat menghasilkan perasa vanila dari biomassa tanaman. Galur ragi lain memanfaatkan ethylene glycol turunan PET untuk memproduksi beta karoten, yang dapat diubah tubuh manusia menjadi vitamin A.
“Kami menggunakan mikroba untuk mengembangkan kue menjadi produk yang lebih menarik dan ramah konsumen,” ujar Jayasekara.
Tim pada akhirnya ingin mikroba memproduksi lebih banyak bahan yang dibutuhkan untuk µBites, termasuk pati, serat, dan pemanis yang saat ini masih harus ditambahkan secara terpisah.
Jayakody berharap kue tersebut dapat siap dikonsumsi publik dalam beberapa tahun ke depan.
Di luar penggunaan sehari-hari di Bumi, teknologi ini bisa sangat berharga di lingkungan yang sulit membawa atau mengirim makanan dalam jumlah besar. Kemungkinan penerapannya mencakup kapal selam, wilayah bencana, dan pada akhirnya permukiman manusia di Bulan atau Mars.
Para peneliti juga memandang teknologi ini sebagai salah satu kemungkinan respons terhadap tekanan yang meningkat pada pasokan pangan global.
“Permintaan pangan global diperkirakan naik 35-56 persen pada tahun 2050, dan sekitar 30 persen populasi dunia akan berisiko kelaparan di masa depan. Cara untuk mengatasinya, menurut saya, adalah dengan menggunakan mikroba,” pungkas Jayakody.
