teknologi nano (nanotechnology) di bidang pangan -ph...

30/09/2013

1

Purwiyatno Hariyadihttp://phariyadi.staff.ipb.ac.id/

[email protected]

Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]

Teknologi Nano(Nanotechnology)di bidang Pangan


[email protected]

Disampaikan pada acara:Food Day Festival (Foodival)

Himpunan Ilmu dan Teknologi Pangan (Himitepa)Tgl 29 September 2013

AMN Fateta IPB


Richard Feynman

Pemenang Nobel FisikaRichard Feynman, pada 29 Desember 1959, memberikan Presentasi di Pertemuan Tahunan Americal Physical Society, di Caltech.

• Judul presentasi “There's Plenty of Room at the Bottom”

• Pertama kali mengemukakan bahwa karakteristik bahan (material) pada skala nanometer akan memberikan berbagai peluang baru ke masa depan.

• SEJARAH ...

30/09/2013

2


[email protected]


Ahli Fisika dan penulis :

• Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology (1986

untuk umum, dan

• Nanosystems: Molecular Machinery, Manufacturing, and Computation (a quantitative, physics-based analysis)

untuk spesialist.

• Pertama kali menggunakan dan mempopulerkan istilah Nanotechnology/Nanosystem:

K. Eric Drexler

• SEJARAH ...


• Teknologi Nano (Nanotechnology) :

• Mencakup disain, karakterisasi, produksi dan aplikasi suatu stuktur (bahan), alat atau sistem pada skala nano.

• Mencakup kegiatan yang sangat luas lebih tepat disebut sebagai teknologi-teknologi nano ('nanotechnologies‘).

• TEKNOLOGI NANO. Apa itu?

30/09/2013

3


[email protected]


• NANO ?

Berasal dari Yunani; yang artinya “kerdil” kecil


• NANO ?

Berasal dari Yunani; yang artinya “kerdil” kecil

30/09/2013

4


[email protected]


• NANO ?

Berasal dari Yunani; yang artinya “kerdil” kecil- 1 nm = 10-9 m


• NANO: Seberapa kecil ?

10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 104 105 106

1 m =1 mikron 1 cm1 mm1 Å =

1 Angstrom

Skala nano

30/09/2013

5


[email protected]



10-1 101 102 103 104 105 106 107 108

Nanometer

Skala nano



10-1 101 107 108

Nanometer

Sukrosa :

102 103 104 105 106

30/09/2013

6


[email protected]



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 104 105 106

~ 5000 nm



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106

~ 5000 nm

~8*103 nm

104

30/09/2013

7


[email protected]



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106

~8*103 nm

104



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106

~8*103 nm

104

10 nm

30/09/2013

8


[email protected]



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106104

10 nm

2 nm diameter molekul DNA (helix)

5 nm diameter molekul insulin

6 nm diameter molekul hemoglobin

10nm ketebalan dinding sel bakteri gram negatif

200nm diameter bakteri terkecil



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106104

10 nm

• Teknologi Susu :– Misel kasein 50-300 nm

– Protein whey 4-6 nm

– Laktosa 0.5 nm

– Gobula lemak 300 nm

30/09/2013

9


[email protected]



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106104

10 nm

• Teknologi Nano tidak merupakan teknologi yang sama sekali BARU

• Hanya..

• Perkembangan peralatan dan instrumentasi telah memungkinkan perkembangan yg BARU



10-1 101 107 108

Nanometer

102 103 105 106104

10 nm

Microscopy: • scanning electron,• transmission electron, and• atomic force microscopy

30/09/2013

10


[email protected]


• NANO. Size matters !POTENSI karena ukuran kecilnya ‘Nano’ is best understood to mean fundamentally different

Skala Makro Skala Nano


Sifat-sifat baru (“nano-ness”)ini menciptakan

partikel atau bahan yang unik

(‘baru’)

Skala Makro Skala Nano

Potensi perubahan salah satu (atau lebih) sifat-sifat :

• Optis (warna, transparansi)? atau• Elektrik (konduktivitas)? atau• Fisik (kekerasan,titik leleh, difusifitas) atau• Kimia (reaktivitas, (konstant) laju reaksi)


30/09/2013

11


[email protected]


A=6*1cm2

A=6 cm2

1 kubusp=l=t=1cm

8 kubus@ p=l=t=0.5cm

A= 6*(0,5*0,5) cm2

A= 1,5 cm2

A= 8 *1,5 cm2

A= 12 cm2

64 kubus@ p=l=t=0.25cm

A= 6*(0,25*0,25) cm2

A= 0,375 cm2

A= 8*8 * 0,375 cm2

A= 24 cm2

Meningkatnya luas permukaan



0

50

100

150

200

250

0 0,5 1 1,5

Sisi kubus (cm)

Lu

as P

erm

uka

an T

OTA

L (

cm2)

A=6*1cm2

A=6 cm2

1 kubusp=l=t=1cm



30/09/2013

12


[email protected]


Risiko BARUPotensi BARU

Meningkatkan reaktivitas?

Meningkatkan Toksisitas?

50

Menurunkan dosis toksik? (LD50 <<)?

Mempengaruhi ekosistem permukaan?

Toksisitas baru? Karena rute/transport yg berbeda?

Meningkatnya bioavailabilitas

Dosis efektif lebih kecil

Meningkatnya kemampuan penetrasi

Mempercepat “onset of action”




Risiko BARU


J. Nanosci. Nanotechnol. 2007, 7, 3048. Contoh Nano-ness

There is an indication that nanoparticles interact with biological systems like molecules.

30/09/2013

13


[email protected]


• Emas :

• Dalam skala makro (bulk gold) berwarna kuning (emas)

Partikel emas (12 nm)

• Dalam skala nano berwarna merah


Contoh Nano-ness


• Zink :

• Dalam skala makro (bulk zink) berwarna putih dan opaque;

• Zinc nano : transparan

• Karbon :

• Carbon nanotubes : penghantar listrik


Contoh Nano-ness

30/09/2013

14


[email protected]


• Partikel ZnO ukuran makro:• Menahan cahaya UV• Menyebarkan cahaya tampa• Berwarna putih

• Partikel ZnO ukuran nano• Menahan cahaya UV• Tidak menyebarkan cahaya tampak• Transparan

• Application to sunscreen

• TiO2 : Application to sunscreen


Contoh Nano-ness


• Silver• Pada skala makro, perak inerrt• Pada kala nano : partikel perak , 1 nm - 100 nm.

• Campuran antara perak dan perak oksida. • Anti bakterial, anti kapang• Aplikasi :

• Refrigerator , AC ( pelapisan nano perak pada permukaan yang dilalui aliran udara).

• Bandage (plester)• Kaos kaki & pakaian dalam


Contoh Nano-ness

30/09/2013

15


[email protected]



• Silver

Contoh Nano-ness

http://www.theecologist.org/green_green_living/behind_the_label/340403/behind_the_label_nanosilver.html


http://www.sharperimagebest.com/zn021.html


• Silver

Contoh Nano-ness

30/09/2013

16


[email protected]



• Silver

Contoh Nano-ness


http://www.bluemoongoods.com/silver_nanoparticle_food_containers.htm


• Silver

Contoh Nano-ness

30/09/2013

17


[email protected]

Purwiyatno Hariyadi/seafast center, ipb. [email protected]://babydream.en.ec21.com


• Silver

Contoh Nano-ness


http://babydream.en.ec21.com

30/09/2013

18


[email protected]


• TEKNOLOGI NANO di Bidang PANGAN?

Pada 2008:104 Jenis pangan, bahan tambahan pangan, food contact materials (kemasan, dll), peralatan masak, dan kimia pertanian mengandung partikel nano (FOE, 2008)


Nanofood ?Food which has been cultivated, produced, processed or packaged usingnanotechnology techniques or tools, or to which manufactured nanomaterials have been added (Joseph and Morrison 2006).

Contoh : • Nano-ingredients, nanomaterial

additives • Nano iron or zinc, dll


Joseph T, Morrison M. 2006. Nanotechnology in Agriculture and Food. Nanoforum Report. Available at: http://www.nanoforum.org/dateien/temp/nanotechnology%20in%20agriculture%20and%20food.pdf?08122006200524 (accessed 17 January 2008).

30/09/2013

19


[email protected]


Strawberries in a conventional food container (upper row) and nano-silver container (lower row). (Test series and pictures: The Innovation Society Ltd.)http://www.nanowerk.com/news/newsid=9292.php#ixzz2CchTJQhr



Contoh aplikasi teknologi nano dan partikel nano pada bidang pangan, pertanian, dan kemasan pangan


30/09/2013

20


[email protected]


• TEKNOLOGI NANO di Bidang PANGAN?Contoh aplikasi teknologi nano dan partikel nano pada bidang pangan, pertanian, dan kemasan pangan



Source: www.sprayforlife.com, BASF, The Chemical Company

• Nano Synergy Energy Booster (Vitamin, Calcium, B-Complex)

• Lycopene (supplement carotenoid,phytosterols by BASF)

30/09/2013

21


[email protected]



Health Ingredient Main Reason for Formulation Nanopartikel

CarotenoidsBioavailability

Color StrengthSolid

Co-Enzyme Q10 Bioavailability Solid

Vitamin AStability through encapsulation

Droplet

Vitamin E Compressibility, use in tablets Droplet

Vitamin D, KStability through encapsulation

Droplet

PUFAsStability through encapsulation

Droplet



Nanoparticles: Vitamins and CarotenoidsPrinciples (BASF)

• Partikel nano bebas tidak bertahan dalam udara teroksidasi spontan

• Partikel nano perlu dilindungi dlm struktur matriks; berada dalam partikel bubuk makro

Powder Particle, 0.3 mm

30/09/2013

22


[email protected]


Nanoclay particle based Beer Bottle (Nanocor Inc)


• lebih ringan

•Lebih kuat

• Lebih mampu menahan gas

(minimisasi kehilangan CO2 pada

produk bir, (carbonated

products)



30/09/2013

23


[email protected]


A selection of major food and agriculture companies engaged in

nanotechnology research and development

(ETC Group 2004; Innovest 2006; Renton 2006; Wolfe 2005).




30/09/2013

24


[email protected]


• Cooking oil, teas• ‘Health’ supplements and diet

products• Colour and nutritional

additives for soft drinks, dairy and bakery products

• Food processing aids • Long-life packaging• Antibacterial kitchenware • Fertilisers, pesticides and

agrochemicals

Nano-foods now on sale include (FOE, 2008):


Contoh produk di US :

Perusahaan Nanoceuticals™ (RBC Life Sciences)

• Produk : “Slim Shake Chocolate”• Milkshake untuk diet; menggunakan

partikel nano silika dilapiskan pada “cocoa clusters”

• Meningkatkan citarasa dengan jumlah cocoa dan gula yg lebih sedikit

• Health risks?

30/09/2013

25


[email protected]


Precautionary principles :

The UK Royal Society recommended in 2004:• Full safety assessment of all products that

contain nano prior to market release

• All nano ingredients to be labelled

• Environmental release of nanomaterials to beavoided as far as possible

• Factories and research laboratories to treatnanomaterials as if they were hazardous


Masa depan?

Pertimbangan umum dalam evaluasi produk teknologi Nano :

• Karakterisasi• Keamanan• Dampak lingkungan

30/09/2013

26


[email protected]


Masa depan?

Jeffery, B. 2011. Food worries: Food Risk Eurobarometer


Terimakasih...

Purwiyatno Hariyadi:[email protected]

"The Next Big Thing Is Really Small”

30/09/2013

27


[email protected]


http://tulangsendisehat.com/anlene.php(Akses: May 17 2012)


http://tulangsendisehat.com/anlene.php(Akses: May 17 2012)

30/09/2013

28


[email protected]


http://www.kalbe.co.id/product-300-fatigon-spirit.html(Akses: May 17 2012)


BPOM SD 021504861

http://www.kalbe.co.id/product-300-fatigon-spirit.html(Akses: May 17 2012)

30/09/2013

29


[email protected]


http://www.propolisnano.org/p/propolis-nano-c9.html(Akses: May 17 2012)



30/09/2013

30


[email protected]


BPOM TI.084 627 821



http://www.bundaherbal.com/products-page/kopi-nano-goji/coffee-nano-goji(Akses: May 17 2012)

30/09/2013

31


[email protected]


BPOM MD 6499090006423

http://www.bundaherbal.com/products-page/kopi-nano-goji/coffee-nano-goji(Akses: May 17 2012)


Terimakasih...

Purwiyatno Hariyadi:[email protected]

"The Next Big Thing Is Really Small”

teknologi nano (nanotechnology) di bidang pangan -ph...

Documents