Manfaat Biomaterial dan Bioproduk dalam Kehidupan Manusia

Admin

Jul 28, 2019

Biomaterial dan Bioproduk dalam Kehidupan Manusia

Definisi Biomaterial

Biomaterial memiliki definisi yang bisa didekati dengan dua pendekatan dan cara pandang, yaitu menurut ilmu teknik biosistem (Agricultural and Biosystems Engineering) dan menurut ilmu teknik biologi (Chemical and Biological Engineering).

Menurut ilmu teknik biosistem, biomaterial didefinisikan sebagai material berbasis biomassa atau merupakan material biologis yang memiliki nilai tambah dan dimanfaatkan baik dalam bidang pangan, energi dan kesehatan.

Biomaterial dalam kategori ini bisa disebut juga sebagai bioproduk, yaitu produk pangan, energi dan kesehatan yang berbasis bahan biologis atau biomassa. Beberapa biomaterial yang termasuk pada kategori ini misalnya, kayu, umbi, bijian, serat, produk hewani yang diubah menjadi biofuel, biooil, biodiesel, bioetanol, biochar, dan bioplastik.

Sedangkan dalam bidang teknik biologi, biomaterial adalah segala jenis material baik bahan alami maupun buatan manusia yang digunakan untuk menggantikan sebagian atau keseluruhan organ atau struktur hidup atau perangkat biomedik yang berfungsi, mendukung, atau menggantikan fungsi alami organ hidup.

Beberapa biomaterial dalam kategori ini adalah semua jenis material dari jenis logam, polimer, keramik atau komposit yang dimanfaatkan untuk interaksi dengan jaringan hidup.

Sifat paling utama dari material yang dipakai untuk tujuan tersebut adalah sifat biokompatibitas, yaitu kesesuaian fungsi dalam interaksinya dengan jaringan hidup, tanpa memicu terjadinya reaksi samping yang merugikan jaringan hidup tersebut.

Misalnya penggunaan logam jenis tertentu yang dipakai sebagai pembuka pembuluh koroner jantung yang terhambat oleh timbunan lemak atau yang lain, adalah contoh pemanfaatan biomaterial dan bioproduk dalam kategori ini.

Pemasangan Ring pada Jantung koroner

Selain penggolongan yang berbeda (distinctive) tersebut, terdapat irisan yang bisa mempertemukan kajian biomaterial dalam kedua bidang tersebut. Biomaterial dalam kategori pertama (bioproduk) juga bisa dimanfaatkan sebagai bahan dalam biomaterial dalam kategori yang kedua.

Contoh dari jenis biomaterial ini adalah biokeramik. Biokeramik adalah material jenis keramik yang dihasilkan dari sintesis kalsium dari bahan hidup.

Biokeramik pada umumnya mengandung tri kalsium fosfat atau hydroxyapatite, dan bisa dibuat dari bahan-bahan alamdari hewan dan tumbuhan yang banyak mengandung kalsium.

Biokeramik bisa disintesi misalnya dari produk hasil kelautan seperti sisik ikan, cangkang udang, cangkang rajungan atau produk hasil peternakan seperti tulang sapi. Biokeramik bisa dimanfaatkan sebagai bahan implan gigi ataupun pengganti tulang.

Pemanfaatan biomaterial untuk Implan Gigi

Biomaterial dan Bioproduk dalam Biorefinari

Dalam pemahaman Teknik Biosistem, biomaterial adalah produk turunan dari biomassa. Biomassa sendiri merepresentasikan sumberdaya terbarukan yang memiliki net zero carbon footprint atau carbon-neutral. Artinya jumlah karbon yang dilepaskan ke lingkungan pada pemanfaatan biomassa (carbon release) sama dengan jumlah karbon yang diserap (carbon sequestration).

Penggunaan istilah ini dalam konteks bahwa CO2 yang dihasilkan pada proses produksi energi, transportasi atau industri, akan diserap oleh penghasil biomassa, misalnya tanaman dan hutan.

Biomassa memiliki potensi yang sangat besar sebagai sumber bagi produksi bioenergi, biopower dan biomaterial untuk memenuhi kebutuhan manusia. Perkembangan teknologi dalam ilmu genetik, bioteknologi, proses kimia dan rekayasa memungkinkan untuk menghasilkan konsep konversi biomassa menjadi bahan bakar dan produk yang bernilai tinggi, melewati proses yang dikenal dengan sebutan Biorefinari.

Dalam perkembangan teknologi biorefinari saat ini, telah mulai muncul produk komersial yang siap berkompetisi untuk kebutuhan pasar, misalnya biodiesel dan bioetanol. Dukungan teknologi maju dan kebijakan yang tepat akan mampu mengantarkan pada perubahan di dalam penggunaan sumber daya alam dengan konsep integrasi total dari sumber daya tanaman yang inovatif, sintesis dari biomaterial, dan generasi baru biofuels dan biopower.

Sumber daya tanaman yang inovatif maksudnya adalah upaya inovatif untuk meningkatkan produksi biomassa dengan faktor pengali dua atau lebih. Inovasi yang dilakukan melalui berbagai penelitian untuk meningkatkan efisiensi dan produksi biomassa misalnya:

Peningkatan produksi biomassa per satu satuan luas dengan menurunkan persepsi dari lingkungan terdekat dengan manipulasi respon fotomorfogenik dari fitokrom merah/merah jauh menggunakan sistem persepsi cahaya.

Meningkatkan proses fotosintesis dengan optimisasi respon fotoperiodik dan arsitektur daun.

Meningkatkan resistensi tanaman terhadap hama dan penyakit, toleransi terhadap kekeringan dan perubahan suhu ekstrim, serta sterilisasi bunga.

Penundaan pelayuan daun dan dormansi tanaman.

Peningkatan efisiensi akar dan memaksimalkan biomassa yang tumbuh diatas tanah.

Optimalisasi penggunaan nitrogen.

Potensi Biomaterial dan Bioproduk Indonesia

Indonesia memiliki sumber biomassa yang sangat melimpah dengan jenis yang sangat beragam. Sektor kelautan misalnya, memberikan potensi hasil laut yang menjadikan Indonesia termasuk ke dalam salah satu negara pengekspor hasil perikanan terbesar di dunia.

Berdasarkan data Kementerian Kelautan dan Perikanan pada tahun 2014 produksi perikanan di Indonesia dari tahun 2009 hingga 2014 mengalami kenaikan yang cukup signifikan yaitu dari 9.817.000 ton/tahun pada tahun 2009 meningkat menjadi 20.722.000 ton/tahun pada tahun 2014 Industri pengolahan perikanan umumnya memproduksi ikan dalam kemasan kaleng maupun ikan filet, dimana pada proses pengolahan dihasilkan limbah tulang dan sisik ikan yang cukup banyak.

Biasanya sisik ikan hanya dibuang atau dijadikan sebagai bahan campuran pakan ternak. Sisik ikan sebagai byproduct memiliki kandungan kolagen serta kalsium fosfat yang tinggi. Kalsium fosfat merupakan komponen utama senyawa biokeramik. Biokeramik ini merupakan salah satu jenis biomaterial yang bisa dipergunakan untuk aplikasi di bidang biomedis. Potensi bio-waste ini bisa dikembangkan untuk bahan baru yang memiliki nilai ekonomis yang jauh lebih besar.

Sektor perkebunan Indonesia, memberikan potensi sebagai penghasil kelapa sawit terbesar di dunia. Industri sawit ini juga menghasilkan by-product dalam proses pengolahannya menjadi minyak, yaitu salah satunya adalah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS). Menurut BPTP Jambi, limbah TKKS di Indonesia mencapai 6 (enam) juta ton setiap tahun.

Selama ini pemanfaatan yang umum dilakukan adalah dengan menjadikanya mulsa di kebun atau sebagai pupuk melalui proses pengomposan. TKKS memiliki kandungan selulosa dan hemiselulosa berkisar antara 62-64%. Kedua kandungan tersebut 3 memiliki kemampuan adsorpsi udara dan air yang baik.

Sintesis selulosa dari limbah sawit ini bisa dikembangkan menjadi nanofiber yang bisa dipergunakan sebagai bio-absorber yang bisa dimanfaatkan untuk menyerap berbagai polusi air maupun udara. Hal ini tentu saja akan menjadi peluang untuk meningkatkan nilai tambah bagi bio-waste kelapa sawit.

Demikianlah artikel pemanfaatan biomaterial dan bioproduk dalam kehidupan manusia, semoga dapat menambah wawsan kita. Tetap kunjungi www.dinginaja.com untuk mendapatkan artiikel pengetahuan lainnya.