Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama Al Ghazali Cilacap / UNUGHA Cilacap)
Polihidroksialkanoat (PHA) merupakan salah satu biomaterial yang menjanjikan dengan aplikasi yang sangat luas, mulai dari kemasan ramah lingkungan hingga bahan untuk industri biomedis. Namun, salah satu tantangan utama dalam produksi PHA adalah tingginya biaya yang terkait dengan bahan baku budidaya dan kebutuhan untuk mensterilkan media pertumbuhan, yang memerlukan konsumsi energi yang tinggi. Hal ini membuat produksi PHA menjadi mahal dan kurang kompetitif dibandingkan dengan bahan konvensional seperti plastik berbasis petrokimia. Oleh karena itu, penelitian dan inovasi terus dikembangkan untuk mencari cara yang lebih efisien dan berkelanjutan dalam memproduksi dan memfungsionalisasi PHA, khususnya melalui pemanfaatan aliran limbah.
Salah satu pendekatan yang menjanjikan untuk mengurangi biaya produksi PHA adalah dengan memanfaatkan aliran limbah sebagai sumber bahan baku. Limbah organik, yang sebelumnya dianggap sebagai beban lingkungan, kini dapat diubah menjadi bahan bernilai tinggi melalui proses bioteknologi yang canggih. Proses ini tidak hanya mengurangi biaya bahan baku, tetapi juga mendukung konsep ekonomi sirkular dengan mengubah limbah menjadi produk yang berguna. Selain itu, penggunaan aliran limbah juga dapat mengurangi kebutuhan akan sterilisasi media, karena beberapa jenis mikroorganisme yang digunakan dalam produksi PHA mampu tumbuh dalam kondisi yang tidak steril, yang pada gilirannya dapat mengurangi konsumsi energi.
Untuk meningkatkan sifat fisik dan kimia PHA, berbagai teknik fungsionalisasi telah dikembangkan. Teknik kimia seperti epoksidasi, oksidasi, dan esterifikasi telah diterapkan untuk meningkatkan sifat-sifat material seperti kekuatan mekanik, ketahanan terhadap air, dan stabilitas termal. Misalnya, campuran PHA dengan asam polilaktat (PLA) dan serat selulosa telah terbukti meningkatkan kekuatan tarik material tersebut sebesar 24,45-32,08%, sambil mengurangi laju transmisi uap air dan oksigen. Hal ini menunjukkan bahwa fungsionalisasi PHA dapat meningkatkan kinerja material ini, menjadikannya lebih kompetitif dengan bahan konvensional.
Selain teknik kimia, metode enzimatik dan mikroba juga telah menunjukkan potensi besar dalam fungsionalisasi PHA. Metode ini lebih ramah lingkungan karena tidak memerlukan penggunaan bahan kimia keras dan dapat dilakukan dalam kondisi yang lebih lembut. Selain itu, metode enzimatik memungkinkan modifikasi PHA dengan cara yang lebih spesifik, yang dapat menghasilkan material dengan sifat yang diinginkan secara lebih tepat.
Pengembangan material komposit berbasis PHA juga menjadi fokus utama dalam penelitian terkini. Misalnya, campuran PHA dengan polikaprolakton (PCL) dalam rasio 1:1 telah menunjukkan perpanjangan putus yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan PHA murni, tanpa mengorbankan kekuatan tarik atau modulus elastisitasnya. Hal ini sangat penting dalam aplikasi yang membutuhkan material dengan fleksibilitas tinggi, seperti dalam industri kemasan atau biomedis.
Selain itu, film PHA yang dicampur dengan polietilen glikol dan natrium alginat teresterifikasi menunjukkan peningkatan kristalinitas dan penurunan hidrofobisitas. Peningkatan kristalinitas ini dapat meningkatkan sifat mekanik material, sementara penurunan hidrofobisitas dapat meningkatkan interaksi material dengan air atau cairan lainnya, yang penting dalam aplikasi biomedis dan kemasan pangan.
Inovasi dalam produksi dan fungsionalisasi PHA, terutama melalui pemanfaatan aliran limbah dan pengembangan material komposit, menawarkan peluang besar untuk mengatasi tantangan biaya dan efisiensi dalam produksi biomaterial ini. Dengan terus berkembangnya teknologi bioproses dan teknik fungsionalisasi, PHA memiliki potensi untuk menjadi alternatif yang berkelanjutan dan kompetitif terhadap plastik konvensional. Hal ini tidak hanya akan mendukung pertumbuhan ekonomi sirkular tetapi juga mengurangi dampak lingkungan dari produksi dan penggunaan material plastik. Penelitian lebih lanjut dan investasi dalam skala industri sangat diperlukan untuk merealisasikan potensi penuh PHA dalam berbagai aplikasi, dari kemasan ramah lingkungan hingga bahan biomedis canggih.
