Susu dari Jamur? Kok Bisa! Mengulas 'Precision Fermentation' sebagai Terobosan Inovasi Bioteknologi Pangan

Latar Belakang

Peningkatan konsumsi protein hewani, khususnya yang berasal dari daging dan susu sapi, telah menjadi isu global yang berkaitan erat dengan dampak lingkungan. Sistem peternakan tradisional berkontribusi besar terhadap emisi gas rumah kaca, terutama melalui produksi metana dari proses pencernaan sapi serta penggunaan bahan bakar fosil dalam kegiatan pertanian. Seiring berjalannya waktu, kondisi tersebut menjadi semakin kompleks dengan pertumbuhan populasi global yang diproyeksikan mencapai 10 miliar jiwa pada tahun 2050.

Salah satu solusi yang ditawarkan untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah penggunaan teknologi precision fermentation atau fermentasi presisi. Teknologi ini memanfaatkan mikroorganisme untuk menghasilkan protein yang identik dengan protein hewani, seperti β-laktoglobulin pada susu, tetapi tanpa melibatkan peternakan sapi. Dibandingkan dengan metode konvensional, precision fermentation menawarkan berbagai keunggulan, yaitu waktu produksi yang lebih cepat, kebutuhan lahan yang lebih kecil, serta emisi karbon yang lebih rendah.

Ingin publikasi Artikel, Opini, Berita dan Essay di Media Mahasiswa Indonesia?

Atau di Media Online Nasional, Hubungi Redaksi MMI

Chat WA Kirim Email

Dengan kemampuannya menghasilkan protein yang serupa baik dari segi struktur maupun fungsi, teknologi ini berpotensi menjadi solusi strategis dalam memenuhi kebutuhan protein global secara berkelanjutan tanpa mengubah preferensi konsumsi masyarakat secara drastis.

Baca juga: Mengenal Rhizopus oryzae: Jamur Serbaguna dalam Fermentasi dan Bioteknologi

Metode

Berbeda dengan proses fermentasi tradisional pada pembuatan tempe atau yoghurt yang mengandalkan metabolisme alami untuk menghasilkan campuran metabolit kompleks, precision fermentation menggabungkan pemuliaan mikroorganisme dengan teknik rekayasa genetika tingkat tinggi agar target produksinya lebih spesifik.

Berdasarkan tinjauan literatur, berikut adalah mekanisme kerja terobosan biologis ini:

Para peneliti menggunakan jamur filamen Trichoderma reesei sebagai inang karena kemampuannya menyekresikan protein dalam jumlah besar.
Sekuens DNA pengode protein β-laktoglobulin (Beta-laktoglobulin), yaitu protein utama pada susu, disisipkan ke dalam genom jamur tersebut.
Hasil rekayasa genetika ini membuat jalur metabolisme jamur mampu menyekresikan protein susu secara ekstraseluler ke dalam media pertumbuhannya.
Untuk menghasilkan energi dan menunjang proses tersebut, mikroba diberi bahan baku (feedstock) berupa gula bit, sirup jagung tinggi fruktosa (high-fructose corn syrup atau HFCS), maupun biomassa rumput.
Mikroorganisme diinkubasi dalam bioreaktor. Proses inkubasi berlangsung selama 72–120 jam dan membutuhkan energi listrik sebesar 8,43 kWh per kilogram protein. Dalam kondisi yang optimal dan terkontrol, mikroba memfermentasi gula dan menghasilkan protein spesifik yang disekresikan ke dalam cairan di sekitarnya di dalam tangki bioreaktor.

Baca juga: Inovasi Fermentasi dan Pemanfaatan Limbah Pangan: Solusi Berkelanjutan untuk Ketahanan Pangan di Era Pertumbuhan Populasi

Temuan Utama

Selama ini masyarakat terbiasa memahami bahwa protein susu hanya dapat diperoleh dari peternakan sapi. Namun, temuan penelitian ini menunjukkan bahwa dari lahan bit gula seluas sekitar 392.000 hektare di Jerman, teknologi precision fermentation berpotensi menghasilkan hingga 684.000–685.000 ton protein β-laktoglobulin per tahun. Jumlah tersebut jauh melampaui produksi β-laktoglobulin melalui jalur konvensional yang hanya sekitar 100.000 ton per tahun dari seluruh produksi susu sapi di Jerman. Artinya, dengan luas lahan yang relatif sama, pendekatan ini mampu menghasilkan protein hampir tujuh kali lebih banyak.

Yang tidak kalah menarik adalah skenario pemanfaatan surplus gula. Gula yang selama ini diproduksi melebihi kebutuhan konsumsi domestik sekitar 1,93 juta ton per tahun ternyata dapat dikonversi menjadi sekitar 451.000 ton protein tanpa memerlukan perluasan lahan sama sekali. Hal ini menunjukkan bahwa sumber daya yang selama ini kurang dioptimalkan justru menyimpan potensi besar untuk menjawab tantangan kebutuhan protein global yang terus meningkat, terutama di tengah tekanan populasi dunia yang diproyeksikan mendekati 10 miliar jiwa pada tahun 2050.

Penelitian ini juga menganalisis skenario konversi lahan jagung seluas 472.000 hektare yang berpotensi menghasilkan sekitar 520.000–660.000 ton protein per tahun. Meskipun hasilnya menjanjikan, skenario ini perlu dipertimbangkan secara hati-hati karena berpotensi mengganggu pasokan pakan ternak dan produksi biogas yang juga bergantung pada lahan jagung.

Dari sisi efisiensi lahan secara keseluruhan, produksi protein susu secara konvensional membutuhkan sekitar 19–68 meter persegi per kilogram protein. Sementara itu, sebagian besar skenario precision fermentation berbasis bit gula dan jagung mampu berada di bawah atau bahkan setara dengan kisaran tersebut. Dengan kata lain, lahan yang sama dapat menghasilkan protein dalam jumlah yang jauh lebih besar apabila dikelola melalui pendekatan fermentasi presisi.

Temuan ini menegaskan bahwa teknologi precision fermentation merupakan pendekatan yang secara ilmiah terbukti mampu menjadi solusi nyata dalam membangun sistem pangan global yang lebih efisien, berkelanjutan, dan tidak lagi sepenuhnya bergantung pada sektor peternakan konvensional.

Baca juga: Fermentasi Pakan Ternak: Alternatif Nutrisi Berkualitas untuk Peternak Dusun Pringapus, Gunung Kidul

Tantangan di Masa Depan

Meskipun penelitian ini menjanjikan masa depan pangan yang lebih ramah lingkungan, teknologi fermentasi presisi masih menghadapi sejumlah tantangan besar. Para peneliti menilai bahwa produksi protein menggunakan mikroorganisme membutuhkan pasokan energi terbarukan dalam jumlah besar serta bahan baku berkelanjutan seperti gula dan amonia hijau. Jika kebutuhan energi tersebut masih bergantung pada sumber energi fosil, manfaat lingkungan yang diharapkan dapat berkurang secara signifikan.

Selain itu, teknologi ini masih harus membuktikan bahwa produksinya dapat dilakukan dalam skala industri dengan biaya yang kompetitif. Saat ini, sebagian besar data yang tersedia masih berasal dari proyek percontohan sehingga diperlukan penelitian lanjutan untuk memastikan kelayakan ekonominya di pasar global.

Tantangan lain yang tidak kalah penting adalah aspek regulasi dan penerimaan masyarakat. Karena proses fermentasi presisi pada umumnya menggunakan mikroorganisme hasil rekayasa genetika (genetically modified organisms atau GMO), produk yang dihasilkan tidak dapat langsung dipasarkan begitu saja. Produk tersebut harus melalui proses perizinan pangan baru yang ketat, dan produsen juga wajib memberikan informasi yang transparan kepada publik.

Di banyak negara, tingkat skeptisisme masyarakat terhadap produk pangan berbasis bioteknologi modern masih tergolong tinggi. Oleh karena itu, diperlukan upaya edukasi yang berkelanjutan serta komunikasi ilmiah yang mudah dipahami untuk meningkatkan kepercayaan konsumen terhadap teknologi ini.

Pada saat yang sama, penerapan fermentasi presisi dalam skala besar juga berpotensi menimbulkan dampak sosial dan ekonomi pada sektor peternakan konvensional. Ketika produksi protein mulai bergeser dari kandang-kandang peternak ke fasilitas fermentasi modern, mata pencaharian peternak lokal serta stabilitas rantai pasok industri susu tradisional berpotensi mengalami perubahan yang signifikan.

Melihat tantangan tersebut, masa transisi menuju sistem pangan berbasis fermentasi presisi tidak dapat dibiarkan berjalan tanpa arah. Pemerintah perlu hadir melalui kebijakan yang adil dan adaptif, yang mampu mendukung inovasi teknologi sekaligus menjaga kesejahteraan ekonomi dan sosial masyarakat yang selama ini bergantung pada sektor peternakan konvensional.

Baca juga: Di Balik Limbah Sawit: Peran Ekstraksi dan Klarifikasi dalam Industri CPO

Kesimpulan

Temuan penelitian ini menunjukkan bahwa teknologi precision fermentation berpotensi menjadi terobosan penting dalam industri pangan global. Dengan memanfaatkan mikroorganisme hasil rekayasa genetika, protein susu dapat diproduksi tanpa bergantung sepenuhnya pada peternakan sapi, bahkan dengan efisiensi lahan yang jauh lebih tinggi dibandingkan metode konvensional.

Meskipun masih menghadapi berbagai tantangan, mulai dari kebutuhan energi, regulasi, biaya produksi, hingga penerimaan masyarakat, inovasi ini dinilai menjanjikan sebagai salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan protein dunia yang terus meningkat. Ke depan, dukungan penelitian yang berkelanjutan, kebijakan yang tepat, serta edukasi kepada masyarakat akan menjadi faktor kunci agar teknologi ini dapat diterapkan secara luas tanpa mengabaikan aspek sosial, ekonomi, dan keberlanjutan lingkungan.

Penulis:
1. Indah Khaerunnisa
2. Indra Surya Gumelar
3. Fauziah Husna Amalia
4. Nada Fauziah
5. Nur Annisa Rahmani
6. Tarisa Fauzia Firmansyah
Mahasiswa Program Studi Pendidikan Biologi Universitas Pendidikan Indonesia (UPI)