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