Teknologi Nanokomposit Pada Proses Pengemasan Makanan
REP | 20 December 2011 | 23:05 Dibaca: 529 Komentar: 3 Nihil
Seperti yang telah kita ketahui, makanan merupakan salah satu kebutuhan pokok dalam
kehidupan manusia. Manusia dapat bertahan hidup karena mendapatkan energi yang
bersumber dari makanan yang dikonsumsinya. Makanan yang kita konsumsi haruslah
makanan yang sehat, yaitu makanan yang bergizi dan bersih. Makanan bergizi adalah
makanan yang mengandung 4 sehat 5 sempurna, juga terjaga kebersihannya. Bersih disini
dalam artian makanan dalam kondisi steril.
Kesehatan dan makanan merupakan bagian terpenting yang harus diperhatikan oleh semua
penduduk di dunia. Apabila makanan yang kita makan tidak bersih, maka akan
menyebabkan penyakit dan mengganggu produktifitas suatu negara. Makanan yang bersih
berawal dari proses pengolahan dan pengemasannya. Proses pengemasan yang tidak sesuai
pada suatu produk olahan makanan atau minuman mengakibatkan menurunnya kualitas dari
makanan atau minuman tersebut. Rendahnya kualitas produk ini berbahaya terhadap
kesehatan masyarakat yang mengkonsumsi produk tersebut. Sebagai contoh, produk yang
akan dikemas adalah susu, bila proses pengemasan tidak sempurna atau material yang
digunakan pada kemasan tidak sesuai dengan produk, maka akan memudahkan kontaminan
masuk dan mempengaruhi kualitas produk. Pada tulisan ini kami akan membahas mengenai
salah satu teknologi pengemasan makanan dan minuman.
Makanan dan minuman yang tersedia di pasaran sekarang ini kebanyakan telah melalui
suatu teknik pengemasan tertentu. Tujuan pengemasan adalah untuk melindungi dan
mengawetkan makanan, untuk menjaga kualitas dan keamanan makanan, dan untuk
mengurangi sampah makanan (Bradley et al., 2011).
Material dan teknologi pengemasan makanan yang ada saat ini telah cukup untuk
memegang peranan dalam memberikan keamanan dalam penyuplaian makanan. Namun
industri makanan dan minuman selalu mencari teknologi baru untuk bisa menambahkan
kualitas, umur dan keselamatan dari produk mereka. Datangnya teknologi nano, yang
melibatkan manufaktur dan pengunaan material dalam rentang ukuran sekitar 100 nm, telah
membuka peluang-peluang baru untuk pengembangan material baru dengan sifat yang
terimprovisasi, yang salah satunya adalah pada material kemasan makanan. Chaudhry et al.
(2008) melaporkan bahwa telah terdapat sejumlah perusahaan besar di bidang makanan
yang aktif mengeksplor potensi penggunaaan nanomaterial dalam pengemasan makanan.
Teknologi lain yang saat ini baru berkembang dalam bidang pengemasan makanan antara
lain, penggunaan jenis plastik baru, formulasi biodegradable materials, preservasi
menggunakan radiasi ionisasi, preservasi menggunakan pemanasan microwave, dan
preservasi menggunakan tekanan tinggi. Teknologi-teknologi tersebut perlu dievaluasi
untuk mengetahui potensial bahaya dan keuntungannya, begitu juga dengan nanoteknologi.
Potensi aplikasi nanoteknologi dalam material kemasan makanan antara lain:
Dari metode-metode tersebut, aplikasi yang memiliki banyak dampak besar terhadap
kualitas pengemasan adalah aplikasi nanokomposit. Sebab, dengan menggunakan
nanomaterial sebagai material utamanya, kemasan tersebut akan memiliki properti yang
jauh lebih baik dari properti yang bukan nanomaterial. Dan ini sangat berpegaruh terhadap
daya tahan dari kemasan itu sendiri. Selain itu, bila nanomaterial tersebut memiliki sifat
antimikrobial juga, maka nanokomposit ini juga akan berperan sebagai surface biocides.
Dan ada kemungkinan dengan penggunaan bahan baku kemasan akan lebih sedikit karena,
karena dengan kuantitas yang sedikit telah memiliki kualitas yang sangat baik.
Manfaat teknologi nano-komposit
Dewasa ini, nano-komposit telah diaplikasi dalam berbagai macam bidang, terutama dalam
hal pengemasan pada industri makanan. Pada pengemasan nano-komposit digunakan dalam
sistem pengemasan tanpa refrigerasi sehingga dapat mempertahankan kesegaran pada
makan untuk beberapa tahun. Selain itu nano-komposit memiliki pencegahan (barrier)
terhadap gas luar untuk kontak terhadap bahan makanan di dalamnya, termasuk gas oksigen
dan karbondioksida. Hal ini dikarenakan, struktur partikel nano-komposit yang saling
menutup dengan pola batu bata (gambar dibawah)
Secara umum nano-komposit mememiliki keuntungan dalam sifat-sifat kimia, mekanis dan
fisiknya. Mengenai sifat-sifat mekanis nano-komposit, telah dikenal luas bahwa nano-
komposit memiliki kelebihan dalam stabilitasnya terhadap panas sehingga tidak mengalami
distorsi yang signifikan, selain itu tidak menghasilkan emisi gas saat terjadi pembakaran.
Nano-komposit juga memiliki ketahanan atau konduktifitas listrik yang baik. Pada bahan
kimia, nano-komposit memiliki resitensi terhadap beberapa zat kimia untuk tidak
mengalami korosi.
Dengan kelebihan pada sifat-sifat yang dimiliki oleh nano-komposit tersebut, tentu akan
memberikan keuntungan dalam aplikasinya dalam pengemasan selain sebagai barrier gas.
Dengan resistensinya terhadap panas serta tidak mudah rapuh, memberikan kemampuannya
dalam proses pada mikrowave, pasterisasi, serta sterilisasi yang membutuhkan suhu yang
tinggi.
Potensi Perkembangan Penelitian Packaging Bio-Nanocomposite di Negara
Berkembang.
· Korea
Di negara korea sudah mengaplikasikan teknologi packaging bionanocomposites dengan
berbagai fungsi seperti antimikroba, self-cleaning, pintar dan cerdas diharapkan menjadi
pendorong utama dalam pengembangan teknologi kemasan makanan. Di dalam jurnal
Rhim et al. (2006) kitosan berbasis nanokomposit dan diuji aktivitas antimikroba terhadap
bakteri gram-positif (Staphylococcus aureusdan Listeria monocytogenes) dan Gram-
negatif (Salmonellatyphimurium dan Escherichia coli O157: H7). Mereka menemukan
kitosan / organoclay (Cloisite 30B) film nanokomposit memiliki aktivitas bakterisidal kuat
terhadap bakteri gram-positif dengan aktivitas bakteriostatik yang jelas terhadap bakteri
Gram-negatif. Bionanocomposite memiliki potensi besar sebagai generasi berikutnya bahan
kemasan dengan sifat mekanik dan penghalang ditingkatkan tanpa menghilangkan sifat
biodegradasi. Nanoteknologi termasuk bionanocomposite akan menjadi pendorong utama
dalam pengembangan teknologi kemasan.
· Swedia
Swedia, merupakan negara yang memiliki divisi manufaktur dan desain kayu dan
bionanocomposite, bekerja sama dengan institut teknologi Grenoble, di Perancis sedang
mengembangkan bio-nanokomposit dengan bahan baku selulosa yang memiliki berbagai
keuntungan yang signifikan misalnya, biaya rendah dari bahan baku; kepadatan rendah;
alam terbarukan; konsumsi energi yang rendah, sifat spesifik yang tinggi ;
Biodegradabilitas; ketersediaan hampir tak terbatas. Untuk aplikasi penguatan, nanopartikel
selulosa hadir beberapa kelemahan, misalnya, penyerapan kelembaban tinggi, wet ability
rendah, ketidakcocokan dengan sebagian besar matriks polimer dan pembatasan suhu
dalam pengolahan. salah satu dari bentuk selulosa itu
ialahmicrofibrillated cellulose (MFC). Teknologi dilakukan dengan tekanan yang tinggi
hingga partikel nano terbentuk. Namun satu kelemahan yang terkait dengan penggunaan
selulosa untuk nanocomposites polimer adalah kesulitan yang melekat padanya
karena untuk memecah mediumnya bersifat non-polar, sedangkan permukaan kutub mereka
polar. Dengan kata lain, penggabungan dari nano kristal selulosa sebagai
bahan penguat sejauh ini terutama terbatas pada lingkung-an berair atau polar. Terdapat dua
teknik yang digunakan untuk menyiapkan polisakarida nanokompositynya yaitu:
- Air atau penguapan pelarut organik
- Extrusion dengan beku-kering nanopartikel selulosa.
Teknik pertama adalah yang paling umum digunakan.
Dari kedua contoh negara di atas potensi untuk mengembangkan bio-nanocomposite dalam
aplikasi kemasan di Indonesia sangat memungkinkan. Bila dilihat dari bahan baku yang
digunakan penelitian dari negara swedia, negera tersebut menggunakan selulosa. Indonesia
merupakan negara yang memiliki bahan selulosa yang melimpah. Namun saat ini dari
penelitian yang dilakukan di LIPI . Indonesia bekerja sama dengan universitas di Jepang
dan industri otomotif melakukan penelitian dengan target berat badan mobil seringan
mungkin namun kuat dan konstruksi bangunan lainnya dengan aplikasi bahan ini. Maka
untuk kedepannya diharapkan Indonesia dapat mengembangkan bio-nanocomposite ini
dapat di aplikasikan untuk kemasan makanan dan minuman.
Referensi:
Bradley, Emma L, et al. 2011. Applications of nanomaterials in food packaging with a
consideration of opportunities for developing countries. Trends in Food Science &
Technology 22 (2011) 604e610