Para ilmuwan Brasil telah mengubah kulit ikan budidaya Amazon menjadi biofilm bening dan tahan lama yang suatu hari nanti dapat menggantikan beberapa kemasan makanan plastik. Penelitian ini menyoroti cara baru untuk mengurangi limbah dan menambah nilai pada akuakultur.
Dengan mengubah apa yang biasanya dibuang menjadi sesuatu yang dapat membantu memecahkan masalah polusi global, para peneliti Brasil telah menciptakan biofilm transparan dan fleksibel untuk kemasan makanan menggunakan kulit ikan Amazon.
Material ini, yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Universitas São Paulo dan EMBRAPA Pecuária Sudeste, terbuat dari kulit ikan tambatinga, ikan budidaya yang merupakan persilangan antara tambaqui dan pirapitinga. Tim tersebut melaporkan bahwa film yang dihasilkan kuat, transparan, dan menghalangi sinar ultraviolet lebih baik daripada banyak material berbasis gelatin lainnya yang dijelaskan dalam literatur ilmiah.
Penelitian ini, yang didukung oleh Yayasan Penelitian São Paulo (FAPESP) melalui Pusat Penelitian Pangan (FoRC), adalah diterbitkan dalam jurnal Makanan.
Penelitian ini memanfaatkan dorongan yang semakin meningkat untuk mengganti plastik berbasis minyak bumi dalam kemasan makanan dengan alternatif yang dapat terurai secara hayati. Film plastik konvensional murah dan efektif tetapi bertahan di lingkungan selama beberapa dekade, menyumbat tempat pembuangan sampah, sungai, dan lautan.
Menurut Paulo José do Amaral Sobral, seorang insinyur pangan dan profesor di Departemen Teknik Pangan di kampus Pirassununga Universitas São Paulo, film berbahan dasar kulit ikan yang baru ini merupakan hasil upaya selama beberapa dekade untuk menemukan bahan-bahan yang lebih berkelanjutan.
“Kami telah bekerja selama lebih dari 25 tahun dalam pengembangan film berbasis biopolimer, seperti protein dan polisakarida, dengan tujuan menerapkan material ini pada kemasan makanan dan mengurangi dampak lingkungan, karena ada banyak masalah yang terkait dengan akumulasi kemasan sintetis di alam,” kata Sobral dalam siaran pers.
Tambatinga sudah dihargai dalam budidaya perikanan karena pertumbuhannya yang cepat dan sebagai sumber kolagen yang kaya, yaitu protein yang memberi struktur pada kulit dan jaringan ikat. Karena spesies ini berasal dari perairan tropis, kulitnya mungkin mengandung kadar asam amino tertentu yang lebih tinggi, yang dapat meningkatkan sifat fungsional dan struktural gelatin yang diekstrak darinya.
Dalam penelitian baru ini, Sobral bekerja sama dengan ahli zoologi Manuel Antonio Chagas Jacintho dan insinyur pangan Fernanda Ramalho Procopio, keduanya dari EMBRAPA. Mereka memulai dengan membersihkan kulit ikan secara menyeluruh, kemudian mengekstrak gelatin menggunakan air panas dan asam asetat untuk menghilangkan kotoran.
Para peneliti kemudian menyiapkan larutan pembentuk film menggunakan dua gram gelatin untuk setiap 100 gram larutan. Ketika dikeringkan menjadi lembaran tipis, campuran ini menghasilkan film transparan dan seragam yang fleksibel namun tahan terhadap tekanan mekanis.
Pengujian menunjukkan bahwa film berbahan dasar tambatinga memiliki beberapa fitur yang menjanjikan untuk pengemasan. Film ini sangat tahan, menunjukkan bahwa film ini dapat menahan penanganan dan pengangkutan. Film ini juga memblokir sinar ultraviolet lebih efektif daripada banyak film gelatin lainnya, yang dapat membantu melindungi makanan yang sensitif terhadap cahaya dari degradasi. Selain itu, film ini memiliki permeabilitas uap air yang lebih rendah daripada bahan berbasis gelatin lainnya yang dilaporkan dalam literatur, yang berarti film ini memperlambat masuknya kelembapan lebih baik daripada banyak film biopolimer serupa.
Sifat-sifat tersebut menunjukkan cara untuk mengubah kulit ikan, yang sering dianggap sebagai limbah industri, menjadi bahan baku terbarukan dan bernilai tinggi untuk kemasan berkelanjutan. Penggunaan produk sampingan tersebut dapat mengurangi jejak lingkungan dari budidaya perikanan dan industri pengemasan dengan mengurangi limbah dan menggantikan beberapa plastik berbasis bahan bakar fosil.
Namun, material ini belum siap untuk menggantikan plastik pembungkus di rak-rak supermarket. Salah satu keterbatasan utamanya adalah film ini sensitif terhadap kelembapan, yang membatasi apa yang dapat dikemas dengan aman.
“Oleh karena itu, untuk saat ini, bahan tersebut hanya dapat digunakan dalam produk yang dikeringkan, seperti kacang-kacangan dan kastanye,” tambah Sobral.
Artinya, penggunaan nyata pertama, jika teknologi ini ditingkatkan skalanya, kemungkinan besar akan digunakan untuk mengemas makanan kering yang tidak memerlukan penghalang kelembaban tinggi, seperti kacang-kacangan, biji-bijian, atau beberapa jenis permen.
Tim tersebut melihat ini sebagai titik awal, bukan titik akhir. Penelitian lebih lanjut akan berfokus pada peningkatan ketahanan film terhadap kelembapan, mungkin dengan mencampur gelatin ikan dengan biopolimer lain, menambahkan aditif alami, atau menerapkan lapisan pelindung. Para peneliti juga ingin menguji bagaimana material tersebut berperilaku dalam kondisi penyimpanan dan transportasi nyata serta mengevaluasi keamanan dan kinerjanya untuk berbagai jenis makanan.
Selain kemasan makanan, para ilmuwan percaya bahwa film gelatin yang lebih terkontrol dari kulit tambatinga pada akhirnya dapat digunakan dalam produk farmasi dan biomedis, bidang di mana bahan berbasis kolagen sudah digunakan untuk kapsul, perban luka, dan perancah rekayasa jaringan. Aplikasi semacam itu akan memerlukan pengujian tambahan dan persetujuan peraturan.
Jika film-film ini dapat disempurnakan dan diproduksi dalam skala besar, film-film tersebut dapat menambah nilai ekonomi pada sektor akuakultur dengan menciptakan pasar baru untuk kulit ikan yang seharusnya dibuang. Hal itu, pada gilirannya, dapat mendukung rantai produksi yang lebih terintegrasi dan bertanggung jawab terhadap lingkungan di wilayah tempat budidaya tambatinga dilakukan.
Proyek ini juga menggambarkan bagaimana keanekaragaman hayati regional dan industri lokal dapat mendorong inovasi. Dengan mengamati secara saksama ikan budidaya umum dari cekungan Amazon, para peneliti mengidentifikasi sumber daya yang dapat membantu mengatasi tantangan global: mengurangi ketergantungan pada plastik yang persisten.
Seiring para ilmuwan terus mencari material yang fungsional sekaligus ramah lingkungan, biofilm tambatinga menawarkan gambaran sekilas tentang masa depan di mana sampah kemarin menjadi kemasan berkelanjutan di masa depan.