Daftar isi Peranan Biopolimer dalam Menunjang Industri Pangan Ramah Lingkungan
(Suharwadji Sentana)
PERANAN BIOPOLIMER DALAM MENUNJANG PANG AN RAMAH LINGKUNGAN
INDUSTRI
Suhanvadji Sentana Pusat Penelitian Fisika (P2F)-LfPf JI. Cisitu 211154D, Sangkuriang, Kompleks LfPf, Bandung
ABSTRAK PERANAN BIOPOLIMER
DALAM MENUNJANG
INDUSTRI PANGAN RAMAH LlNGKUNGAN.
Kewajiban penggunaan kemasan ramah lingkungan dan mudah dimusnahkan secara organik mulai akhir tahun 1900-an telah mendorong industri dan insitusi penelitian untuk mengembangkan bahan kemasan dimaksud. Oleh karena itu berbagai perusahaan besar, lembaga penelitian dan perguruan tinggi mengarahkan perhatiannya kepada bahan-bahan pertanian dan limbahnya untuk diproses menjadi edibel dan biodegradabel polimer film sebagai pengemas ramah lingkungan dan mudah dimusnahkan. Polimeryang dihasilkan dari bahan-bahan pertanian bersifat termoplastik sehingga dapat dibentuk dan dicetak menjadi film kemasan, tersedia sepanjang waktu dan mudah hancur secara alami. Film biopolimer telah terbukti dapat memperpanjang umur simpan berbagai bahan pangan. Pad a makalah ini akan diuraikan kondisi kemasan saat ini, potensi bahan baku sebagai sumber biopolimer, karakteristik biopolimer, produk yang berhasil dikemas dengan biopolimer dan prospek biopolimer dalam menunjang industri pangan ramah lingkungan. Kata kunci: Bahan pengemas, film biopolimer, pengemas ramah lingkungan, limbah pertanian
ABSTRACT THE ROLE OF BIOPOLYMER IN SUPPORTING OF ENVIRONMENTALLY FRIENDLY FOODS. Around 1990, using the environmentally friendly and biodegradable packaging were ordinary applied worldwide. As a consequent, research subjects of many companies, research institutions and universities were focused on the biodegradable polymer films for environmentally friendly packaging materials. Biopolymer films come agricultural wastes are thermoplastic materials, those can therefore can be formed and mould as packaging films which are available whole years and can naturally be degraded easily. Biopolymer films have been proven in prolonging the storage life of various food products. State of the art of biopolymer packaging, raw materials, processing, characteristics, examples of products which can be successfully stored using biopolymer films and their prospect in supporting organic agricultural will be discussed. Key words: Agricultural wastes, biopolymer films, environmentally friendly packaging films, packaging raw materials
PENDAHULUAN Pada tahun 2003, produksi buah dan sayur di Indonesia mencapai 12,5 juta ton, tetapi 20% di antaranya rusak dikarenakan penanganan pascapanen yang belum memadai [1]. Angka tersebut belurn mencakup produk pangan lainnya. Pengemasan termasuk penanganan pascapanen yang belurn dilakukan secara profesional. Produk ekspor Indonesia juga pemah ditolak oleh negara tujuan karena pengemasan yang kurang memadai [2]. Produk agroindustri Indonesia yang dipamerkan di Singapura tahun lalu hampir semua kemasannya kalah menarik dibandingkan dengan
negara-negara tetangga, yaitu Malaysia, Filipina, Vietnam dan Thailand [3]. Oi samping itu, kemasan produ..1(pangan yang dihasilkan para pengusaha kecil Indon~sia masih belurn profesional. Oewasa ini Indonesia mengenal berbagai jenis bahan pengemas, dari yang sederhana, antara lain: daun dan tanah liat sampai yang moderen, seperti: logam/kaleng, karduslkertas, alurnuniurn foil, gelas dan plastik. Berbagai produk pangan dikem~s: secara beragam dari bahan, bentuk sampai warna. Plastik merupakan bahan pengemas yang paling banyak digunakan,
257
Prosiding Simposium Nasional Polimer V
dikarenakan memiliki berbagai keunggulan dibandingkan bahan lain, yaitu: fleksibel, transparan, tidak mudah pecah, tidak korosif dan harganya relatifmurah [4]. Namun demikian, plastikjuga mempunyai kekurangan yakni: tidak tahan panas, dapat mencemari produk dan tidak dapat dihancurkan dengan cepat oleh alam [4]. Akhir-akhir ini kemasan plastik (ton) II 10 12 97654328 I 13 menimbulkan permasalahan cukup serius, di berbagai tempat dapat Indonesia saksikan tumpukan sampah plastik yang menggunung disebabkan plastik tidak mudah hancur secara alami. Hal ini akan menimbulkan ba.hayabanjir dan pencemaran iingkungan lainnya. Apabila plastik dibakar masih akan menimbulkan pencemaran karena dioksin yang dihasilkan. Di samping itu, bahan baku pembuatan plastik adalah minyak bumi yang cadangannya semakin berkurang dan tidak dapat diperbaharui. Dengan demikian penggunaan bahan pengemas plastik tidak dapat lagi dipertahankan [4, 5]. Selain itu terdapat kewaj iban penggunaan pengemas ramah lingkungan dan mudah dimusnahkan secara organik sejak akhir tahun 1900-an [6]. Berdasarkan fakta dan uraian di atas diperlukan langkah-Iangkah untuk menggantikan bahan pengemas plastik dengan bahan lain yang mirip dengan plasik dan mudah hancur secara alami serta aman untuk manusia. Pada kesempatan iniakan diuraikan potensi bahanbaku biopolimer, karakteristik biopolimer, contoh produk dan prospek biopolimer. TEORI Potensi bahan baku untuk pembuatan biopolimer dapat dilihat pada Tabell. Pada tabel tersebut dapat dilihat produksi padi, jagung, singkong dan ubi jalar yang pada tahun 2004 mencapai 86.640.238 ton. Produksi mangga, jeruk, pepaya, pisang, nanas, kentang dan wortel pada tahun 2003 mencapai 9.903.068 ton belurn termasuk sagu, kedelai, apel, strawbeny, brokoli, semangka, iles-iles, ganyong, tomat, garut, tales, jerami padi dan bonggol jagung. Luas areal tanaman kelapa sawit dan rosela masing-masing sebesar 2.118.8 dan 1,6 Ha [7]. Selain itu, 258
ISSN 1410-8720
terdapat 50 j uta ton sekam padi per tahun, dan 13juta ton sekam padiltahun belurn dimanfaatkan [8]. Dengan demikian potensi bahan baku biopolimer cukup besar. Tabel J, Produksi tanaman pangan, dan sayuran di Indonesia [7] 2000 Areal Produksi -sawit Wortel 4.177.155 2003 626.745 Komoditi Rosela Jeruk1.529.824 Padi 2004 1.526.474 2.118.8 ha- - ( ha) Nanas 54.088.486 2003 677.089 355.802 2004 11.225.243 1.901.802 2003 12004 1.009.979 9.424.707 1,6 ha Mangga Ubi Jagung Pepaya Pisang jalar Kelapa Ubi Kentang kayu Tahun No
KARAKTERISTIK
perkebunan,
buah
BIOPOLIMER
Terdapat tiga kelompok biopolimer sebagai bahan dasar dalam pembuatan film kemasan biodegradabel [4], yaitu: I. Polimer campuran dari biopolimer dengan polimer sintetik, biasanya dibuat dari pati dengan polimer sintetik dan bahan tambahan sehingga mempunyai daya biodegradabilitas rendah _ bi~anya 2. dibuat Polimer dengan mikrobiologi bantuaC oliester), mikroba.A3ahan kemasan ini dapat terdegradaSlsempurna oleh mikroba, tetapi biaya produksinya mahal 3. Polimer pertanian, diproduksi seluruhnya dari bahan pertanian sehingga dapat dimakan dan mudah rusak secara alami (ramah lingkungan):Kelompok polimer ini misalnya: selulosa, ~Iosa aset;t;khitin dan pululan. Biopolimer mi mudah dibentuk dan dicetak menjadi film kemasan dan tersedia sepanjang waktu.
Peranan Biopolimer da/am Menunjang Industri Pangan Ramah Lingkungan
Oi samping itu biopolimer mempunyai keuntungan sebagai berikut: 1. Arnan untuk dikonswnsi dan mudah rusak secara alami (ramah lingkungan) 2. Biopolimer bersifatantioksidan, antimikroba, dapat membentuk penghalang 02' CO2, uap air dan aroma [9 - 11] 3. Oapat diaplikasikan dengan earn dieelupkan, disemprotkan dan dibungkuskan [10, 11]. Oengan demikian biopolimer mempunyai karakteristik dan keuntungan berbeda-beda tergantung kepada bahan dasarlbakunya. Pada Tabel 2 dan Tabel 3 berturut-turut dapat dilihat perbedaan karakteristik antara bahan pengemas, indeks biaya dan indeks keramahan terhadap lingkungan. asam kedelai lemak sitrat dan 24769 buah 3 dan ltapioka tapioka aIginat vitaminC, biodegradabel biodL'grndabel apel serrongka blDh poOOoh pektin buah 8 ketela poOOn 1
Tube/ 2. Perbedaan pulp [12]
ical lulose fibre ng zero discharge
6
5
moulded agrojibre
dan
(Suharwadji Sentana)
CONTOHPRODUK Berbagai produk yang berhasil dikemas dengan film edibel dan biodegradabel baik yang sudah komersial maupun masih dalam taraf penelitian antara lain adalah: permen, apel, salak pondoh dan kelengkeng (Tabel 4). Bahan pengemas ini mengawetkan produk dengan berbagai eara, misalnya: memperlambat penurunan kadar air, kehilangan nutrisi, peneoklatan, perubahan tekstur, aroma, degradasi gula total / sukrosa dan memperkeeil susut bobot. Tabel
4. Produk-produk
dengan
film biopolimer
yang
sudah
berhasil
dikemas
Film sukrooa Pennen Krnroditi Pustaka Nature edibel seal Salak bobot dan tekstur, susut total bobot, arorm, tota1 Memperi<ecil (21) susut gula degradasi (20) Kertas Keternngpn padi hobot kecepatan Wrapping, korrersiaI (14) Cooling, (bahan (15) dasar: ~Iarrbat perubahan kadar air, Cooting, Cooling, Ipeoc,ok]atan rrengurangi Kelengkeng bobot dan penurunan Jref1lJCrlarrbat susut PengetroS Cooling FPure ilm edibel (19) pati (18) apel, Apel Wrapping minyak isolat dan (16) proteinrrerrperlarrbat sayur, penurunan kadar (17) (10) No Potongan kadardan air nutrisi gula ipelunakan gula selulosa) bobot, degrOOasi guIa, penUl1.D'Wl
moulded
Non-wood Wood years and non-wood Extensive chemical to bind extensive, Moulded fibre Free ofadhesive chemical Natural binding Processing is residues very Processing lignocellulose heavy istocapital fibre Abundant and very Expensive Annual crop processing Many Moulded pulp grow No Need discharge, polluting
Tube/3.
Biaya
... dan ..... dari berbagai
bahan
pengemas
[12]. environmental 0.48 Starch-based 0.86 Relative 2.35 friendless 0.30 0.68 0.59 0.12 0.70 0.97 1.25 1.85 1.80 1.20 1.00 Relative Polystyrene Plastics (PP, PE) Packaging Materials cost Moulded Laminated pulp pulp paper Agrofibre index
65
Oi samping itu, film edibel dari paprika, bungkil kedelai, alginat dan pati aren telah diteliti di Institut Pertanian Bogor, sedang film edibel dari protein jagung, pektin sitrus, tapioka, patijagung, alginat, nangka, garut dan melon sudah diteliti di UGM, Yogyakarta.Pada umumnya basilpenelitian mereka berhasil memuaskan. 259
Prosiding Simposium
Nasional Polimer V
PROSPEK BIOPOLIMER Pengemas biomaterial mempWlyaiprospek bagus, akan tetapi penelitian clanpengembangan dalam bidang ini masih pada tingkat yang rendah. WalaupWldemikian potensi pasar tetap terbuka lebar [12]. Hingga tahun 2003 material pengemas biodegradabel yang mampu bersaing dengail plastik belum dikomersialkan. Sejak tiga tahun terakhir telah ditemukan pengemas bioplastik di berbagaibelahan dunia, pengemas bioplastikyang dapat dikomposkan akan segera tersedia di berbagai supermarket di sel uruh Eropa [13]. Di Inggris pengemas ini biasa digunakan untuk mengemas buah dan sayuranorganik segar,sedang di Jerman pemasaran bioplastik dimulai tahun 2005 ini [13]. Konsumsi bioplastikdi Eropa pada tahun 2004 mencapai 50.000 ton, terutama dipakai untuk kantong limbah bahan organik. Di Italia bahan dasar yang dipakai biasanya selulosa dan patijagung. Total kapasitas produksi bioplastik di seluruh dunia adalah300.000 ton, sedang produksi polimer konvensional mencapai 200 juta ton. Hal ini menunjukkan bahwa teknologi tersebut masih dalam tahap awal pertumbuhan [13]. Industri bioplastik mempunyai masa depan yang cerah, 10010 pasarplastikakan diisi oleh bioplastik,namun bioplastik masih tergantung pada minyak bumi [13]. Berlainan dengan bioplastik, usaha untuk membuat film kemasan dari bahan dasar bahan pertanian atau limbahnya (biopolimer) tampaknya masih sui it untuk diterapkan, dikarenakan sifat hasil pertanian yang mudah rusak, sehingga produk yang dikemasjuga akan cepat rusak [5]. Penelitian dan pengembangan teknologi bahan pengemas biodegradabel di negara Indonesia dapat dikatakan masih terbatas, dikarenakan kemampuan sumber daya manusia dan dukungan biaya yang terbatas. Walaupun demikian, prospek pengembangan bahan pengemas biopolimer biodegradabel sangat terbuka lebar. Hal ini didukung oleh melimpahnya sumber daya alam yang tersedia sepanjang waktu. Bahan-bahan pertanian 260
ISSN 1410-8720
yang potensial dikembangkan antara lain jagung, sagu, kedelai, kentang, tapioka, dan khitin [4]. Berdasarkan potensi bahan baku biopolimer yang melimpah dan berbagai hasil penelitian penggunaan bahan pengemas biopolimer yang menjanjikan maka bahan pengemas biopolimer ini mempunyai masa depan yang cerah.Untuk mewujudkan hal itu diperlukan kerjasama antara berbagai pihak, terutama antara ahlipolimerdanahlipanganguna mengembangkan bahan pengemas yang edibel dan biodegradabel. Para ahli harus bertemu untuk menentukan Jangkah-Iangkah yang harus diambil guna mewujudkankeinginantersebut. Dengandemikian biopolimermempunyai peranan yang cukup besar dalam menunjang industri pangan ramah lingkungan. KESIMPULAN Beberapa hal menarik yang yang perlu dikemukakan pada kesempatan ini adalah sebagai berikut I. Bahan baku untuk pembuatan biopolimer melimpah di Indonesia 2. Terdapat berbagai produkyang telah berhasil dikemas dengan film biopolimer 3. Biopolimermerupakan bahan pengemas masa depanyang ramah lingkungan clanberprospek cerah, sehingga mempunyai peranan yang cukup potensial dalm menunjang industri pangan ramah lingkungan 4. Diperlukan kerja sarna setidaknya antara ahli polimer dan ahli pangan untuk mengembangkanbahan pengernas yang edibel dan biodegradabel dalam mengoptimalkan peranan biopolimer dalam menunjang industri pangan ramah lingkungan. DAFfAR PUSTAKA [1]. MAHENDRA,
M. S., Tantangan berat pembangunan pertanian, Orasi Rmiah Guru Besar, Fakultas Pertanian, Universitas Udayana, (2005). [2]. ANONIM, a. http://www.mediaindo.co.id. (2003)
Peranan B;opolimer da/am Menunjang
Industri Pangan Ramah L;ngkungan
[3]. ANONIM, Mendesak Dibenahi, Kemasan ProdukAgro Indonesia, Pikiran Rakyat, 4 (2004) [4]. LATIEF, R., Teknologi Kemasan Plastik Biodegradable, Program Pascasarjana IP B, Bogor, (2001) [5]. PARAMAWATI, R., Perkembangan Teknologi Kemasan Pangan, Program Pascasarjana IPB, Bogor, (2000) [6]. ANONIM, Kemasan Kertas Ramah Lingkungan. F&B-Bulletin Food & Beverage Industry, Edisi keempat, Desember 2002: (2002) 18-20 [7]. BPS, http://www.bps.go.id/. (2005) [8]. ANONIM, 2003. Media Indonesia, 1 September 2003 [9]. KOH, M., Simply Incredible!. Asia Pacific Food Industry, August: (2004) 43 [lO].LEE, D., Edible Wrapping: It's All in the Flavour. Asia Pac~fic Food Industry, August: (2004) 42-44 [11].WAN, S., Convenience Food Packaging. Asia Pactfic Food Industry, August: (2004) 40-41 [12].ANONIM, Environmentally-Friendly Packaging: A green Cycle. Asia Pacific Food Industry, Jan-Feb., (2003) 24-25, 27 [13].KAEB, B., Earth-Friendly Plastics. Asia Pacific Food Industry. 17 (6) (2005) 28-29. [14].BALDWIN, E., A., M., 0., NISPEROSCARRIEDO dan R. A. BAKER, Improving the Storage Life of Cut Apple and Potato with Edible Coating. Postharvest Bio. Technol., 9 (1996) 151-163 [15].MCHUGH, T., Fruit and Vegetable Edible Wraps. Asia Food Tech, Jul/Aug., (2001) 18-20
(Suharwadji Sentana)
[17].WIDYASARI,L. E.A.,Aplikasi Edibel Fihn dari Isolat Protein Kedelai danAsam Lemak untuk Pengawetan Buah Salak Pondoh, Tesis Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor, (2000) [18].UTAMA, Z. dan D. WISESO, Perbaikan Sifat Fisik-Mekanik Edibel Film Pati Ketela Pohon SertaAplikasi untuk Mengawetkan Kelengkeng. Intisari Hasil Penelitian. Agritech, 20 (2) (2000) 118 [19].ESTHER dan W. M. DJAGAL, Perbaikan Sifat Fisik-Mekanik Edibel Film Pati Ketela Pohon SertaAplikasi untuk Mengawetkan Kelengkeng. Intisari Hasil Penelitian. Agritech, 20 (2) (2000) 118 [20].SULISTYOWATI,J. dan W. M. DJAGAL, 2000. Karakteristik Biodegradabel Film Tapioka dengan Plasticizer Gliserol dan Aplikasinya untuk Pengawetan Kelengkeng. Intisari Hasil Penelitian, Agritech, 20 (4) (2000) 214 [21].SARI, E. P., W. M. DJAGAL dan S. ANGGRAHENI, Karakteristik BiodegradabelFihnAlginatdenganPlasticizer Gliserol danAplikasinya untuk Pengawetan Kelengkeng. Intisari Hasil Penelitian, Agritech, 20 (4) (2000) 215
[16].ANUGRAHATI, N.A., HARYADI,danD. W. MARSENO, Some Properties of Composite Edible Film from Pectin of Watermelon (Citrullus Vulgaris Schard) Albedo and Tapioca, Proceeding International Conference on Redesigning Sustainable Development on Food and Agricultural System for Developing Countries.Gadjah Mada University, Yogyakarta, (2003) 720-731. 261
