Sebuah tim di Universitas Binghamton telah memelopori metode untuk mengubah sampah makanan menjadi plastik yang dapat terurai secara hayati, yang berpotensi merevolusi pengelolaan sampah dan mengurangi polusi plastik.
Di tengah meningkatnya kekhawatiran akan sampah makanan dan polusi plastik, para peneliti di Universitas Binghamton, Universitas Negeri New York, telah mencapai kemajuan yang inovatif: mengubah sampah makanan menjadi plastik biodegradable. Proses inovatif ini berpotensi mengatasi dua tantangan lingkungan yang mendesak secara signifikan.
Menurut Departemen Pertanian AS, 30% hingga 40% pasokan makanan nasional berakhir terbuang sia-sia, menyumbang pada emisi metana dan karbon dioksida dari tempat pembuangan sampah.
Bersamaan dengan itu, sampah plastik terus menumpuk secara global, meningkatkan kekhawatiran kesehatan tentang mikroplastik dalam ekosistem kita.
Bayangkan mengubah sebagian sampah makanan ini menjadi plastik biodegradable — sebuah solusi ramah lingkungan yang dapat mengurangi sampah dan polusi plastik. Tim peneliti perintis ini, yang dipimpin oleh kandidat doktor Tianzheng Liu, bersama Sha Jin, seorang profesor teknik biomedis, dan Kaiming Ye, seorang Profesor Terhormat SUNY dan Ketua Teknik Biomedis, telah diterbitkan temuan mendasar mereka dalam jurnal Bioresource Technology.
"Bioresource Technology adalah jurnal berkualitas tinggi, sehingga publikasi yang cepat menunjukkan pentingnya penelitian ini," ujar Jin dalam siaran pers. "Para peninjau berkomentar bahwa 'naskah ini menunjukkan manfaat ilmiah yang signifikan, kebaruan, dan relevansi lingkungan.'"
Penelitian ini dibangun berdasarkan minat awal Jin yang dipicu oleh hibah tahun 2022 dari Negara Bagian New York untuk mengeksplorasi pemanfaatan limbah makanan.
“Kita dapat memanfaatkan limbah makanan sebagai sumber daya untuk diolah menjadi begitu banyak produk industri, dan polimer biodegradable hanyalah salah satunya,” tambahnya.
Tim tersebut tidak hanya bertujuan untuk menghargai limbah makanan tetapi juga untuk menurunkan biaya produksi polimer ramah lingkungan.
Produksi plastik biodegradable saat ini mahal karena kebutuhan akan substrat gula rafinasi dan kultur mikroorganisme murni. Tim Binghamton mengatasi hal ini dengan memberi makan nekator Cupriavidus bakteri dengan asam laktat yang difermentasi dari sampah makanan, dikombinasikan dengan amonium sulfat.
Bakteri ini mensintesis plastik polihidroksialkanoat (PHA), yang dapat dipanen dan dicetak menjadi berbagai produk biodegradable. Hebatnya, sekitar 90% PHA yang dihasilkan bakteri ini dapat dimanfaatkan kembali.
Liu, yang berlatar belakang penelitian sel punca, merasa transisi ke proyek ini menantang tetapi bermanfaat.
"Biokonversi sampah makanan menjadi asam organik relatif mudah. Budidaya bakteri penghasil plastik cukup sulit, karena awalnya saya tidak berpengalaman dalam fermentasi bakteri untuk menghasilkan biopolimer," ujarnya dalam siaran pers.
Namun, ketekunan membuahkan hasil saat tim menyempurnakan prosesnya.
Kesuksesan mereka tak lepas dari dukungan Sodexo dan Layanan Makan Universitas Binghamton, yang menyediakan sampah makanan yang dibutuhkan. Jin menunjukkan bahwa kebijakan SUNY yang melarang pembuangan sampah makanan ke tempat pembuangan akhir dan praktik berkelanjutan Universitas turut membentuk inisiatif mereka.
Penelitian ini juga membahas pertanyaan praktis untuk peningkatan skala, seperti kelayakan menyimpan sampah makanan selama seminggu tanpa mempengaruhi proses biokonversi dan fleksibilitas yang dibutuhkan untuk berbagai jenis sampah makanan.
“Kami menemukan bahwa prosesnya sangat kuat, selama kami mencampur berbagai jenis makanan dengan rasio yang sama,” tambah Jin.
Dalam sebuah inovasi, tim ini mengembangkan residu padat yang tersisa dari fermentasi menjadi pupuk organik, mengusulkan alternatif yang lebih berkelanjutan terhadap pupuk kimia konvensional.
Ke depannya, Jin bermaksud untuk meningkatkan prosesnya, dengan mencari pendanaan hibah lebih lanjut atau kemitraan industri untuk memperluas produksi plastik yang dapat terurai secara hayati.
Terobosan ini dapat membuka jalan bagi praktik pengelolaan limbah berkelanjutan dan mengurangi dampak lingkungan dari limbah makanan dan plastik.
Sumber: Universitas Binghamton