Makanan merupakan salah satu kebutuhan terpenting dalam kebutuhan
manusia . Oleh karena itu berbagai upaya telah dicoba dan dilakukan agar
kebutuhan akan pangan dapat terpenuhi dengan baik. Pada awalnya jumlah
atau kuantitas menjadi tujuan utama dari berbagai usaha memaksimalkan
hasil yang dilakukan , misalnya dengan intensifikasi dan ektensifikasi
pertanian. Upaya dengan orientasi jumlah ini masih dilakukan oleh negara
sedang berkembang dimana kekurangan akan bahan pangan masih sering
terjadi sebagai akibat kondisi lingkungan ataupun ketidakstabilan
politik. Sedangkan di negara maju , sudah mampu menerapkan cara-cara
memaksimalkan hasil untuk mencapai tujuan kuantitaf di dalam produksi,
sehingga jumlah produk bahan pangan sudah dapat memenuhi permintaan
sendiri bahkan berlebih. Karena hal tersebut mereka lebih menekan kan
upaya peningkatan kualitas produk bahan pangan yang dihasilkan .
Disamping itu surplus produk pangan yang dihasilkan mendorong negara
maju melakukan perdagangan dengan negara lain yang masih belum dapat
memenuhi kebutuhannya akan produk tersebut . Hal ini yang menjadi latar
belakng berkembangnya industri pengolahan bahan makanan.
Pasar yang sangat kompetitif menyebabkan teknologi sangat penting untuk
menjaga agar konsumen tetap loyal pada suatu produk tertentu. Konsumen
membutuhkan makanan dengan kualitas yang baik , sehingga dimasa yang
akan datang produk yang mempunyai karakteristik kaya rasa , tahan lama ,
segar dan aman akan menguasai pangsa pasar.
Teknologi nano yang merupakan teknologi yang relatif baru adalah
teknologi yang melibatkan pembuatan dan rekayasa material organik dan
anorganik untuk menghasilkan material nano . Material nano ini
selanjutnya dapat dipergunakan untuk pembuatan instrument nano. Metode
yang teliti dan efektif dapat dikembangkan dengan menggunakan instrumen
ini .
Kajian ini akan membahas mengenai berbagai macam metode pemanfaatan
teknologi nano terutama dalam bidang pemrosesan bahan makanan.
Pengertian Teknologi Nano
Definisi dasar dari teknologi nano adalah suatu proses rekayasa dari
fungsi sistem pada tingkat molekular. Teknologi ini mengacu pada
manipulasi atau perakitan diri dari atom , molekul atau kelompok molekul
menjadi material atau alat dengan sifat-sifat baru. Cara kerjanya
melalui proses “ top down “ ataupun “ bottom up “. Top down berarti
memperkecil ukuran sampai pada skala nano contohnya diterapkan pada
elektro nano dan rekayasa nano . Sedangkan bottom up merupakan kebalikan
proses dari top up , dimana pada proses ini atom-atom atau molekul
dimanipulasi sehingga menjadi susunan dengan skala nano . Hal ini lebih
menyerupai biokimia atom.
Nano sendiri berasal dari kata Yunani yang berarti kerdil , kemudian
diturunkan menjadi kata nanometer yang merupakan satuan pengukuran
panjang , dimana satu meter sama dengan satu miliar nanometer atau
selebar ukuran tiga atau empat atom. Teknologi nano secara umum
merupakan pengembangan teknologi yang mengacu pada material dengan skala
nano umumnya 0,1 sampai dengan 100 nanometer.
Teknologi nano mengalami perkembangan setelah diperkenalkan pertama
kali oleh K. Eric. Drexler pada tahun 1980 –an.Menurut Mihail ( mike )
Roco dari US National Nanotechnology Initiative .Perkembangan teknologi
nano dapat dibagi menjadi empat tahap.Tahap pertama merupakan periode
sampai tahun 2000 , dimana struktur nano masih bersifat pasif. Pada
periode ini partikel atau susunan nano didesign untuk melakukan hanya
satu tugas. Contohnya adalah struktur nano terdispersi misalnya aerosol
dan koloid serta produk yang berupa struktur nano misalnya coating ,
polimer dan keramik.
Tahap yang kedua berlangsung sampai dengan tahun 2005 . Pada tahap ini
struktur nano bersifat aktif ( active nanostructure ) dan dihasilkan dua
jenis sifat produk, yaitu :
1. Bio-active , produk jenis ini mempunyai efek terhadap kesehatan
Contohnya : targeted drugs , biodevice
2. Fisika –kimia aktif
Contohnya : 3D transistor , amplifier , actuator .
Sampai dengan tahun 2010 merupakan tahap ketiga yang disebut sebagai
system of nanosystem . Pada tahap ini menonjolkan tentang sistem nano
dengan ribuan komponen yang berinteraksi , misalnya robotic dan jaringan
3 D.
Beberapa tahun kemudian diharapkan sudah berkembang sistem nano yang
terintegrasi dan dapat mempunyai fungsi menyerupai sel mamalia dengan
sistem hierarki di dalam sistem tersebut . Misalnya design atomic.
Gambar 1. Tahap-tahap perkembangan teknologi nano
Teknologi nano kadang disebut sebagai teknologi yang mempunyai
kegunaan umum, karena dengan adanya teknologi ini akan mempengaruhi
berbagai bidang industri pada khususnya dan sosial pada umumnya . Dengan
penerapan teknologi ini dalam industri maka akan tercipta produk yang
lebih baik , lebih awet , lebih bersih dan lebih pintar .
Didalam industri makanan , produk yang menerapkan teknologi nano di
dalam proses produksinya disebut sebagai “ nanofood “.Sehingga dapat
diambil suatu pengertian bahwa nanofood adalah makanan yang menerapkan
teknologi nano baik secara teknik maupun peralatan yang dipergunakan
dalam proses pengolahan , produksi maupun pengemasan . Nanofood bukan
berarti makanan yang dimodifikasi secara atomic ataupun diproduksi
dengan menggunakan mesin nano. . Meskipun ada pemikiran untuk mewujudkan
hal tersebut , tetapi hal itu masih sangat jauh dari kenyataan.
Penerapan Teknologi Nano dalam Industri Makanan
Secara umum penerapan teknologi dalam industri makanan dapat dibagi
menjadi beberapa bidang , yaitu : proses ( processing ) , pengawetan (
preservation ), peningkatan cita rasa dan warna ( flavor and colour
improvement ) , keamanan ( safety ) dan pengemasan ( packaging ).
1. Dalam bidang proses ( processing )
Teknologi nano memberikan alternatif dalam pemrosesan makanan sehingga
akan dihasilkan produk dengan kualitas yang lebih baik . Penerapan
teknologi ini dalam pemrosesan makanan meliputi dua hal , yaitu :
a. Sintesa bahan
Proses sintesa bahan meliputi pembuatan makanan fungsional ( interactive
food ) . Makanan fungsional merupakan makanan yang dapat merespon
kebutuhan tubuh akan suatu nutrien dan memenuhi kebutuhan itu dengan
cara yang efisien. Salah satu contoh yang sudah dikembangkan adalah
nanocapsule yang mengandung minyak ikan tuna ( sumber asam lemak omega 3
). Nanocapsule ini didesign untuk dapat pecah setelah mencapai perut ,
sehingga rasa tak enak dari minyak ikan tidak mengganggu .Produk lain
yang telah dikembangkan adalah Nano-Sized Self-Assembled Liquid
Structure ( NSSL ) yang merupakan teknologi yang dapat mengantarkan
nutrien dalam ukuran partikel nano ke dalam sel .
Partikel nano yang dipergunakan dapat berupa ” soft particle ” yang
berupa bahan organik atau ” hard particle ” yang berupa bahan non
organik. Partikel nano yang dapat dimakan ( edible ) dapat dibuat dari
bahan silikon atau keramik. Bahan yang lain juga dapat digunakan apabila
dapat bereaksi dengan panas tubuh atau secara kimia dapat bereaksi
dengan reaksi kimia dalam tubuh seperti polimer .
b. Proses pemecahan ( fraksinasi )
Proses fraksinasi secara umum adalah pemecahan ukuran molekul suatu
senyawa sampai dengan ukuran partikel nano ( ukuran diameter 1 – 100 nm
).Proses ini banyak digunakan pada pembuatan emulsi , gel dan foam .
Produk yang telah dikembangkan adalah ice cream rendah lemak dengan
kandungan lemak berkisar 16 % sampai dengan 1 % . Ice cream jenis ini
dibuat dengan cara memperkecil ukuran partikel emulsi sampai dengan
ukuran nano . Partikel emulsi ini akan memberi tekstur yang baik pada
ice cream.
2. Peningkatan cita rasa ( flavor and colour improvement )
Cita rasa adalah salah satu indikator kualitas dari suatu produk
makanan . Dalam hal ini konsumen sangat memegang peranan penting.
Teknologi nano mamberikan pengembangan makanan interactive yang
memberikan kebebasan konsumen untuk memilih rasa dan warna dari makanan
yang akan dimakan. Pembuatan nanocapsule yang berisi warna dan rasa
makanan memberikan peluang pada konsumen untuk memilih rasa dan warna
yang diinginkan. Nanocapsule ini akan bersifat inert sampai dengan
makanan dikunyah dalam mulut .
3. Pengawetan ( preservation )
Makanan merupakan komoditas dengan karakteristik mudah rusak dan tidak
tahan lama .Untuk mempertahankan kualitas agar sama dengan pada saat
diproduksi , maka produk makanan harus melalui proses pengawetan baik
secara fisik maupun kimia .Teknologi nano memberikan cara baru dalam
proses tersebut., diantaranya adalah :
- Pemberian nanopartikel silver dalam plastik pada saat produksi kaleng
untuk penyimpanan makanan . Nanopartikel silver dapt membunuh bakteri
yang hidup di makanan yang disimpan dalam kaleng. Hal ini dapat
mengurangi resiko adanya bakteri yang membahayakan kesehatan.
- Penggunaan nanopartikel silikat dalam plastik film yang digunakan
untuk pengemasan makanan. Partikel nano ini dapat berfungsi sebagai
penghalang yang dapat mencegah perpindahan gas seperti oksigen dan uap
air dari dan ke dalam kemasan makanan.Mekanisme ini dapat mencegah
terjadinya kerusakan makanan.
- Penambahan nanopartikel zinc oksida pada plastik yang dipergunakan
untuk pengemasan makanan. Partikel zinx oksida dapat menghalangi sinar
ultraviolet . Disamping itu partikel tersebebut memberikan efek
antibakteri , meningkatkan kekuatan dan stabilitas plastik film .
4. Keamanan ( safety )
Faktor keamanan juga merupakan salah satu hal yang dipertimbangkan
oleh konsumen sebelum mereka membeli suatu produk makanan. Produsen
harus mampu memberikan keyakinan kepada konsumen mengenai keamanan
makanan yang diproduksinya .
Teknologi nano mengembangkan cara untuk menjamin keamanan suatu produk
makanan. Penerapan nanosensor pada plastik yang dipergunakan untuk
pengemasan , memungkinkan untuk mendeteksi gas yang keluar dari makanan
yang sudah rusak . Gas tersebut akan memicu nanosensor sehingga
nanosensor akan memberi respon berupa perubahan warna pada kemasan .
Dengan perubahan warna tersebut , konsumen akan tahu bahwa makanan yang
ada di dalam makanan tersebut sudah tidak dapat dikonsumsi .
Penggunaan nanosensor tidak hanya pada kemasan , tetapi juga pada proses
produksi . Nanosensor dikembangkan untuk dapat mendeteksi bakteri dan
berbagai kontaminan seperti salmonella yang mungkin ada di dalam makanan
pada unit pengemasan. Dengan teknik ini , pengujian sampel dapat
dilakukan lebih sering tanpa harus mengirim sampel ke laboratorium dan
menekan biaya pemeriksaan.
5. Pengemasan ( packaging )
Pengembangan teknologi pengemasan ditujukan untuk memperpanjang umur dan
mempermudah distribusi produk kepada konsumen . Sistem pengemasan
untuk masa yang akan datang diharapkan mampu menutup lubang-lubang
kecil pada kemasan dan memiliki respon yang baik terhadap lingkungan (
contohnya perubahan suhu dan kelembaban). Teknologi nano yang sudah
diterapkan dalam bidang ini contohya adalah penggunaan ”clay
nanocomposite ”yang disebut imperm dalam botol ringan , karton dan
kemasan plastik film yang lain dan berfungsi sebagai penghalang yang
bersifat impermeable terhadap gas- gas seperti oksigen atau
karbondioksida .Nanocomposite ini banyak digunakan pada botol bir dan
minuman ringan yang membutuhkan kemasan bersifat impermeableterhadap gas
.
Kesimpulan
Dari uraian diatas dapat diambil suatu kesimpulan bahwa teknologi nano
yang diterapkan dalam industri pengolahan bahan makanan secara umum
bertujuan untuk meningkatkan kualitas dari produk makanan yang
dihasilkan sehingga dapat memenuhi keinginan dari konsumen .Penggunaan
teknologi nano dalam industri makanan masih terus dikembangkan sampai
saat ini .
