Dosen UB Tawarkan Konsep Pemanfaatan Limbah Perikanan Jadi Bahan Dasar Biomaterial dan Membran

TIMESINDONESIA, MALANG – Provinsi Jawa Timur memiliki potensi sumber daya alam unggul dalam bidang perikanan dan kelautan. Hal ini karena Jatim memiliki luasan kawasan laut sekitar empat kali lipat luasan daratan, dengan wilayah garis pantai kurang lebih 2.916 km. Potensi geografis tersebut sangat mendukung terciptanya industri perikanan, yaitu perikanan tangkap dan perikanan budidaya.

Dosen program studi Teknik Bioproses Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian (FTP) Universitas Brawijaya (UB), Dr. Yusuf Wibisono, STP. MSc menerangkan, menurut data Badan Pusat Statistik Provinsi Jawa Timur pada tahun 2019 kapasitas produksi perikanan budidaya mencapai lebih dari 1.2 juta ton, sedangkan untuk perikanan tangkap data tahun 2017 mencapai lebih dari 400 ribu ton. Nilai ekspor produk perikanan Jawa Timur pada tahun 2020 mencapai lebih dari 200 miliar rupiah.

Hanya saja, berkembangnya industri pengolahan di bidang perikanan dan kelautan, menyisakan limbah pengolahan yang sangat besar.

"Diperkirakan limbah pengolahan ikan mencapai proporsi 30-40 persen dari total berat ikan, dengan limbah bagian kepala sekitar 12 persen, tulang 11.7 persen, kulit 4 persen, sirip 3.4 persen, duri 2 persen dan isi perut sekitar 4.8 persen. Potensi konversi limbah pengolahan produk
perikanan sangat besar, hanya saja belum dioptimalkan," ucapnya.

Yusuf mengatakan, selain untuk produk makanan (daging lumat, tepung tulang ikan, silase ikan, minyak ikan, petis ikan, kulit ikan) dan pakan hewan, limbah pengolahan ikan bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan biomaterial yang memiliki nilai ekonomi tinggi.

Salah satu potensi pengembangan biomaterial dari limbah perikanan adalah melakukan konversi menjadi biokeramik, atau material keramik yang digunakan untuk kebutuhan kesehatan tubuh dan gigi.

Yusuf melanjutkan, limbah perikanan banyak memiliki kandungan kalsium, misalnya pada tulang dan sisik ikan, termasuk cangkang crustacea seperti udang dan rajungan. Selain dimanfaatkan kandungan chitin dan chitosan, limbah perikanan yang mengandung banyak kalsium, dapat dikonversi menjadi biokeramik.

Salah satu material biokeramik yang memiliki keunggulan adalah hidroksiapatit. Hidroksiapatit memiliki keunggulan baik dari sisi fisik, yaitu kekerasan, karena memiliki struktur kristal heksagonal, dan dari sisi biokimia, yaitu biokompatibilitas, artinya sesuai untuk dipergunakan pada jaringan hidup dan tidak menimbulkan efek samping yang berbahaya bagi
tubuh.

"Oleh sebab itu, hidroksiapatit berpeluang untuk digunakan sebagai pengganti jaringan keras pada manusia, seperti pengganti tulang dan mahkota gigi. Hidroksiapatit bisa disintesis melalui berbagai skenario, diantaranya yang metode pengendapan kimia basah, metode sol-gel atau bisa pula dengan bantuan gelombang mikro," terangnya.

Pengembangan Membran Biokeramik

Membran adalah lapisan tipis semi permeabel yang membatasi dua fasa, dan digunakan untuk pemisahan molekul yang memiliki karakteristik yang berbeda, umumnya karena ukuran molekulnya. Pada umumnya membran dibuat dari material polimer, karena kemudahan dalam proses pembuatannya, mudah untuk dibentuk karakteristiknya dan relatif murah harganya.

"Hanya saja, membran berbasis polimer memiliki kelemahan dari sifat mekanik dan sifat kimia, misalnya tidak tahan pada lingkungan ekstrim seperti suhu tinggi atau pH yang terlalu rendah," tuturnya.

Pria yang menempuh studi doktoralnya dalam bidang teknik kimia pengkhususan teknologi dan proses membran di University of Twente Belanda itu melanjutkan, membran keramik, pada beberapa pemanfaatan dapat bekerja pada lingkungan ekstrim dan memberikan kekuatan mekanik yang lebih tinggi, walaupun disisi lain lebih rapuh.

"Membran keramik mempunyai stabilitas termal yaitu tahan pada suhu rendah atau tinggi, sifat mekanis yang baik yaitu tahan pada tekanan operasional yang tinggi, resistansi terhadap bahan kimia yang baik bahkan rentang pH operasional bisa bekerja pada pH 0-14, bahkan sebagian besar bersifat bioinert dan resistan terhadap bakteri, sehingga lebih rendah berpotensi menimbulkan biofouling pada saat operasionalnya," jelasnya.

Apalagi secara operasional mudah dibersihkan menggunakan backwash baik dengan air permeat, campuran antara air dan udara, bahkan dengan campuran bahan kimia korosif sehingga mengoptimalkan pengembalian fluks  membran seperti sedia kala. Karakter permeabilitas membran keramik juga pada dasarnya lebih baik dibandingkan membrane berbahan polimer.

Potensi Membran Biokeramik untuk Industri

Membran biokeramik umumnya bisa dibentuk untuk menghasilkan porositas tertentu yang masuk pada rentang kinerja membran mikrofiltrasi dan ultrafiltrasi. Fabrikasi membran biokeramik umumnya dilakukan dengan melakukan sintering pada partikel biokeramik, dengan kondisi sintering tertentu sehingga menghasilkan membran dengan porositas yang tepat untuk aplikasi tertentu.

"Sifat biokompatibilitas membran biokeramik yang berbahan dasar hidroksiapatit, bisa dimanfaatkan untuk industri baik sebagai perancah biologi (tissue scaffolds) atau untuk pemisahan bahan biologi (bioseparation). Pada industri pengolahan pangan, membran biokeramik bisa dimanfaatkan untuk mikrofiltrasi misalnya untuk klarifikasi jus buah, atau untuk ultrafiltrasi misalnya fraksinasi susu atau minyak tumbuhan," kata Yusuf.

Fraksinasi komponen susu, misalnya pemisahan oligosakarida. Oligosakarida adalah senyawa bioaktif yang dikandung oleh susu, khususnya susu kambing yang memiliki struktur oligosakarida yang mirip dengan air susu ibu. Pemisahan oligosakarida dari susu kambing, bisa dipergunakan untuk memberikan nutrisi bagi bayi dan anak-anak, khususnya bagi bayi yang sang ibu tidak mampu menyediakan asupan air susu ibu yang cukup.

Pemisahan oligosakarida dari susu dengan menggunakan reaksi enzimatis akan menghasilkan galakooligosakarida yang tidak persis sama secara struktur kimia dengan oligosakarida, sehingga nutrisi yang disediakan dibawah oligosakarida.

Pemisahan secara kromatografi dan elektroporesis juga mahal. Pemisahan dengan membran ultrafiltrasi berbahan dasar biokeramik yang biokompatibel akan memberikan pemisahan yang optimal dalam kapasitas yang besar dengan biaya yang murah.

Selain itu, pemisahan minyak tumbuhan dengan membran biokeramik bisa dimanfaatkan untuk memisahkan kandungan trigliserida pada minyak tumbuhan sehingga bisa dimanfaatkan untuk berbagai produk bahan pangan hingga bahan bakar biologi.

"Pemisahan pigmen warna pada minta tumbuhan menggunakan membran biokeramik bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan produk pewarna untuk industri pangan, kosmetik dan obat-obatan," pungkas Yusuf. (d)