25 radar bogor

Pertanian Seluler Sebagai Prospek Masa Depan dan Tantangannya 

Penulis: Usman Maulana Ismail

Mahasiswa Program Studi Magister Teknologi Pangan Institut Pertanian Bogor

PERTANIAN Seluler adalah sebuah konsep dalam menghasilkan produk pertanian tumbuhan maupun hewan berbasis sel dengan sedikit atau tanpaketerlibatan hewan dan tumbuhan. 

Dapat dikatakan ini adalah bidang yang berfokus kepada produksi pertanian berbasis kultur sel. 

Pertanian model ini memanfaatkan teknologi kombinasi dari ilmu bioteknologi, rekayasa jaringan, biologi molekuler dan biologi sintetik untuk dapat membuat dan merancang metode baru dalam memproduksi protein, lemak, dan jaringan yang biasanya dihasilkan melalui pertanian tradisional. 

Pada pertanian seluler ini, difokuskan untuk menghasilkan produk secara cepat dan efisien tanpa menggunakan lahan yang luas guna menjawab tantangan kebutuhan pangan masa depan bagi manusia alih-alih dengan system pertanian tradisional yang membutuhkan waktu yang tidak sebentar dan lahan yang luas. 

Produk terkenal pada pertanian model ini kebanyakan masih terfokus pada produksi pangan hewani seperti daging, susu, dan telur yang diproduksi melalui kultur sel. 

Sudah sejak lama ketersediaan pangan yang cukup menjadi sebuah tantangan besar bagi pertumbuhan populasi manusia. 

Permasalahan ini semakin meningkat seiring dengan munculnya banyak permasalahan yang dihasilkan oleh pertanian tradisional. 

Sehingga meningkat pula kesadaran banyak pihak untuk mencoba menekan dampak lingkungan yang dihasilkan oleh pertanian tradisional ini. 

Banyak pihak yang meragukan bahwa permasalahan pangan ini dapat terselesaikan jika hanya mengandalkan system pertanian yang ada pada saat ini. 

Selain itu dunia juga tengah manghadapi kasus malnutrisi global dan kelaparan kronis sehingga menambah beban masalah pangan dunia.

Oleh karenanya maka dibutuhkan sebuah metode inovasi yang mampu menjawab tantangan tersebut dan itu adalah konsep pertanian secara seluler. 

Pertanian seluler memang sebuah inovasi baru dalam dunia pangan, selain itu juga dinilai memiliki lebih banyak manfaat jika dibandingkan dengan pertanian secara tradisional. 

Sebut saja mulai dari peningkatan terhadap kualitas lingkungan hidup, perubahan iklim, hingga kesehatan manusia yang lebih baik secara khusus dirasa mampu mengurangi masalah obesitas dan penyakit kardiovaskular. 

Pertanian selular juga menawarkan peluang yang baik untuk penghematan sumberdaya alam seperti penggunaan air dan tanah yang lebih sedikit dan menghasilkan lebih sedikit emisi gas rumah kaca. 

Hal ini sangat baik untuk dapat menekan dampak lingkungan hidup agar dapat memperpanjang usia bumi kita.

Terdapat dua teknik utama dalam pertanian seluler diantaranya adalah (i) rekayasa berbasis jaringan untuk membuat daging sapi, unggas, dan makanan laut berbasis sel; dan (ii) rekayasa berbasis protein untuk membuat analog kulit, susu, dan telur. 

Metode rekayasa berbasis jaringan mereplikasi seluruh sel hewan, kemudian membuat produk secara molekuler identik dengan daging hewan. 

Metode rekayasa berbasis protein tidak hanya mereplikasi protein yang terjadi secara alami pada produk hewani tetapi juga menambahkan bahan nabati seperti lemak nabati ke dalam produk akhir. 

Rekayasa berbasis jaringan sebenarnya juga mengadaptasi teknologi yang awalnya digunakan dalam bidang medis untuk menumbuhkan organ manusia atau jaringan otot. 

Prosesnya pertama-tama melibatkan pengambilan sampel sel punca dari hewan (sel non punca terkadang juga digunakan). 

Selanjutnya, sel tersebut ditempatkan di dalam bioreaktor dengan bahan perancah tiga dimensi yang menyediakan struktur bagi sel untuk tumbuh.

Perancah tersebut nantinya dapat terurai secara hayati atau diintegrasikan ke dalam produk akhir. Kemudian proses ini juga akan membutuhkan media kaya nutrisi yang mengandung garam, gula, asam amino, dan protein pemberi sinyal untuk kebutuhan perkembangan sel. 

Adapun protein pensinyalan nantinya akan mengontrol perilaku sel, seperti apakah sel berkembang biak; apakah mereka berkembang biak sebagai lemak, otot, atau jaringan ikat; dan bagaimana mereka menempel pada perancah. 

Di dalam bioreaktor, sel berkembang biak selama beberapa minggu hingga siap untuk dikonsumsi. 

Metode rekayasa berbasis protein adalah dengan cara memodifikasi ragi, yang menghasilkan protein selama fermentasi. 

Ragi kemudian dicampur dengan nutrisi dan gula dan ditempatkan di fermentor. Setelah itu ragi akan mengkonsumsi gula dan nutrisi untuk menghasilkan protein.

Teknologi ini sebenarnya sudah digunakan secara komersial untuk memproduksi insulin bagi penderita diabetes dan enzim makanan seperti rennet. 

Sebagaimana sistem produksi pada umumnya, pada pertanian seluler juga memiliki implikasi terhadap lingkungan. 

Analisis siklus hidup lingkungan pernah  dilakukan oleh Tuomisto dan Teixeira de Mattos pada tahun 2011 dengan cara  membandingkan penggunaan energi, emisi gas rumah kaca, penggunaan lahan, 

dan penggunaan air dari daging sapi, domba, babi, dan unggas dengan ekuivalen selulernya. 

Kemudian studi tersebut menemukan bahwa pertanian seluler menggunakan energi 7%–45% lebih sedikit daripada daging sapi, domba, dan babi yang diproduksi secara konvensional di Eropa, tetapi sedikit lebih banyak menggunakan energi daripada unggas. 

Pada tahun 2015 Mattick dan timnya melakukan analisis siklus hidup serupa untuk membandingkan daging sapi, babi, dan unggas dengan pertanian seluler yang setara dalam hal penggunaan energi industri, potensi pemanasan global, penggunaan lahan, dan potensi eutrofikasi. 

Seperti halnya penelitian Tuomisto dan Teixera de Mattos pada tahun 2011, mereka menemukan bahwa pertanian seluler menggunakan lebih sedikit lahan daripada system pertanian tradisional pada produksi daging sapi, unggas, dan babi tetapi dengan margin yang lebih kecil dari penelitian sebelumnya.

Mereka juga menemukan bahwa potensi eutrofikasi dari daging sapi dan babi yang dibesarkan secara tradisional secara substansial lebih tinggi daripada daging seluler dan bahwa daging seluler memiliki potensi eutrofikasi yang sebanding dengan unggas. 

Mattick juga memperkirakan lebih lanjut bahwa penggunaan energi industri untuk pertanian seluler lebih tinggi daripada pertanian hewan tradisional. 

Namun, mereka juga memperkirakan pengembalian investasi energi yang dapat dimakan manusia dan menemukan bahwa produk pertanian seluler menghasilkan persentase energi yang dapat dimakan yang relatif lebih tinggi dibandingkan energi yang diinvestasikan daripada produk ternak tradisional. 

Kemudian juga, mereka menemukan potensi pemanasan global yang diakibatkan dari produksi daging seluler jauh lebih rendah daripada daging sapi konvensional. Akan tetapi penelitian lebih lanjut mengenai hal ini dirasa perlu untuk memperkirakan dampak lingkungan dari pertanian seluler berdasarkan data empiris pada skala produksi. 

Pertanian seluler kedepannya diperkirakan akan menghadapi banyak tantangan keamanan pangan baru. Misalnya saja potensi pertumbuhan bakteri dalam bioreaktor, hal ini dapat menimbulkan risiko keamanan pangan yang serius apabila tidak dikelola dengan baik.

Demikian pula, potensi bahaya pada media pertumbuhan jika terkontaminasi bakteri berbahaya. 

Sebagaimana hasil inovasi pangan yang baru, terdapat juga hambatan yang cukup signifikan pada pertanian seluler ini seperti ketersediaan produk yang masih belum banyak di pasaran, biaya produksi yang tinggi, dan aspek sensori yang belum terpenuhi bagi konsumen yang terbiasa mengkonsumsi produk hasil pertanian tradisional. 

Sehingga hal ini menjadi tantangan tersendiri bagi produsen dan para peneliti untuk memenuhi standar makanan yang tidak mudah ini karena berurusan dengan makanan baru. 

Selain itu juga diperlukan inovasi lanjutan agar dapat meningkatkan daya terima di masyarakat luas terhadap hasil produksi pangan dari skala laboratorium hingga dapat tersedia secara luas di pasaran. 

Terkait dengan biaya dan harga yang mahal, hal ini tentunya akan menjadi tantangan tersendiri bagi industri yang terlibat pada saat ini. 

Mengingat hanya industri bermodal besar yang dapat melakukannya maka akan diperlukan juga riset bagaimana memproduksi dengan skala yang lebih besar namun tetap melibatkan industri-industri kecil atau stakeholder lainnya agar tidak memunculkan konflik sosial di masyarakat. 

Oleh karenanya produk pertanian seluler dapat diproduksi dengan biaya yang relative sama dengan pertanian tradisional. 

Permasalahan sosial yang dialami ini juga turut dibahas oleh Chiles dalam jurnalnya bahwa entitas yang saat ini memiliki posisi terbaik untuk memanfaatkan inovasi ini adalah perusahaan besar. 

Menurutnya, teknologi baru seperti kecerdasan buatan, pertanian cerdas, bioteknologi, biologi sintetis, dan printer 3D sebenarnya juga digunakan untuk mendesentralisasikan dan mempersonalisasi manufaktur makanan. 

Dengan kata lain mereka memiliki potensi untuk mendemokratisasikan kepemilikan dan memobilisasi organisasi ekonomi alternatif yang ditujukan untuk lisensi sumber terbuka, koperasi milik anggota, pembiayaan sosial, dan model bisnis platform.

Dengan begitu, pertanian seluler pada akhirnya juga dapat mengkonsentrasikan kepemilikan dan kekuasaan dalam sistem pangan global, yaitu dengan menggusur peternak, petani, nelayan dan industri pendukung. 

Kemungkinan terakhir inilah yang menimbulkan kekhawatiran luas bahwa pertanian seluler dapat memperkaya korporasi pribadi dan mengurangi partisipasi publik dalam pertanian. 

Bahkan mungkin menawarkan manfaat lingkungan dan nutrisi yang lebih sedikit daripada yang dijanjikan karena akan berorientasi hanya pada keuntungan saja. 

Berdasarkan hal-hal tersebut dapat disimpulkan bahwa pertanian seluler merupakan sebuah metode baru yang dapat menjawab permasalahan pangan baik dari aspek ketersediaan, keterbatasan lahan dan isu lingkungan. 

Namun juga perlu diingat bahwa pertanian seluler juga memiliki banyak potensi permasalahan lainnya yang perlu dicarikan solusinya seperti ketersediaan produk secara luas, ketersediaan SDM pendukung dalam industri ini, biaya yang mahal, status kehalalan produk, regulasi keamanan pangan, penerimaan sensori produk di masyarakat, dan juga potensi konflik sosial sehingga ketika metode ini diterapkan secara luas nantinya akan memitigasi resiko-resiko tersebut.