Sebuah tim yang dipimpin oleh para peneliti Penn State telah mengembangkan metode inovatif untuk mengubah sisa ragi dari proses pembuatan bir dan farmasi menjadi serat yang dapat terurai secara hayati dan berkinerja tinggi, menawarkan alternatif berkelanjutan untuk tekstil tradisional dan membebaskan sumber daya untuk produksi pangan.
Para peneliti yang dipimpin oleh Penn State University telah menemukan cara inovatif untuk mengubah sisa ragi dari pembuatan bir, anggur, dan produksi farmasi menjadi serat berkualitas tinggi. Terobosan ini dapat mengatasi tantangan global utama seperti kelaparan dunia dan dampak lingkungan dari industri fesyen cepat.
Dengan memanfaatkan kembali biomassa ragi, yang umumnya dianggap limbah, para peneliti telah menciptakan serat yang lebih kuat daripada alternatif alami dan secara signifikan kurang merusak lingkungan.
"Sama seperti pemburu-pengumpul yang menjinakkan domba untuk diambil wolnya 11,000 tahun yang lalu, kita menjinakkan ragi untuk mendapatkan serat yang dapat menggeser fokus pertanian untuk memfokuskan lebih banyak sumber daya pada tanaman pangan," ujar penulis utama Melik Demirel, Profesor Teknik Pearce dan Ketua Huck dalam Material Biomimetik di Penn State, dalam siaran pers.
Diterbitkan Dalam Prosiding National Academy of Sciences yang terbit pada 3 November, studi ini menyoroti bagaimana tim mencapai produksi serat skala pilot. Dengan memproduksi lebih dari 1,000 kg serat di sebuah pabrik di Jerman, mereka menunjukkan bahwa produksi ini dapat ditingkatkan untuk produksi komersial.
Para peneliti juga melakukan penilaian siklus hidup, menganalisis total dampak lingkungan dan ekonomi serat dari produksi hingga pembuangan.
Temuan ini menunjukkan bahwa produksi serat berbasis fermentasi dalam skala komersial dapat mengungguli serat tradisional seperti wol dengan menggunakan sumber daya yang lebih sedikit. Biaya per kilogram serat ini sekitar $6, lebih rendah daripada biaya wol yang mencapai $10-$12 per kilogram. Selain itu, serat ini membutuhkan air dan lahan yang jauh lebih sedikit, serta menghasilkan emisi gas rumah kaca yang minimal.
"Kami berhasil menunjukkan bahwa material ini dapat diproduksi dengan murah — dengan biaya $6 atau kurang per kilogram, yaitu sekitar 2.2 pon, dibandingkan wol yang membutuhkan $10 hingga $12 per kilogram — dengan air dan lahan yang jauh lebih sedikit, tetapi kinerjanya lebih baik dibandingkan serat alami atau olahan lainnya, sekaligus hampir menghilangkan emisi gas rumah kaca," tambah Demirel. "Sumber daya yang dihemat dapat digunakan di tempat lain, seperti pemanfaatan kembali lahan untuk menanam tanaman pangan."
Dampak potensial dari inovasi ini melampaui industri fesyen. Dengan mengurangi kebutuhan lahan pertanian yang didedikasikan untuk tanaman serat, lebih banyak lahan dapat digunakan untuk produksi pangan.
“Bayangkan jika alih-alih menanam kapas, lahan, air, sumber daya, dan energi tersebut dapat digunakan untuk menghasilkan tanaman yang dapat memberi makan manusia,” tambah Demirel.
Pergeseran ini dapat membantu mengatasi kerawanan pangan global, sebuah isu yang mendesak. Pada tahun 2024, 733 juta orang menghadapi kerawanan pangan.
Proses pembuatan serat terinspirasi oleh akumulasi protein alami dan melibatkan pelarutan protein yang berasal dari ragi dalam larutan, kemudian dipintal menjadi serat. Serat-serat ini dapat terurai secara hayati, sehingga mengatasi masalah serius limbah poliester di tempat pembuangan akhir.
Penelitian ini telah meletakkan dasar bagi perubahan signifikan dalam manufaktur tekstil.
"Dengan memanfaatkan biomanufaktur, kita dapat memproduksi serat berkelanjutan dan berkinerja tinggi yang tidak bersaing dengan tanaman pangan untuk mendapatkan lahan, air, atau nutrisi," tambah Demirel. "Mengadopsi serat protein berbasis biomanufaktur akan menandai kemajuan signifikan menuju masa depan di mana kebutuhan serat terpenuhi tanpa mengorbankan kapasitas planet ini untuk memenuhi kebutuhan gizi populasinya yang terus bertambah. Kita dapat membuat langkah signifikan menuju pencapaian tujuan 'Tanpa Kelaparan', memastikan setiap orang dapat mengakses makanan bergizi sekaligus mempromosikan tujuan pembangunan berkelanjutan."
Demirel optimistis dapat membawa serat ini ke pasar massal, dengan penyelidikan lebih lanjut yang direncanakan untuk meningkatkan produksi.
Sumber: Universitas Negeri Pennsylvania