Kontribusi STE(A)M dalam Memenuhi Kebutuhan Pangan yang Terus Meningkat

Sumber: FREEPIK/DCStudio

Pangan merupakan kebutuhan pokok yang paling mendasar bagi kehidupan masyarakat. Pangan sebagai sumber energi tidak hanya sebatas memenuhi kebutuhan fisiologis tubuh saja, namun juga berperan dalam menjaga kesehatan, meningkatkan produtivitas serta menjamin stabilitas sosial. Ketersediaan pangan yang cukup dan bergizi ialah hak dasar dari setiap individu untuk mencapai kesejahteraan masyarakat dalam memenuhi ketahanan pangan. Perkembangan populasi dunia terus meningkat setiap tahunnya dan akan terus bertambah. Diperkirakan pada tahun 2030-2050 penduduk dunia akan bertambah sekitar 8,5-9,7 miliar jiwa. Hal ini tentunya menjadikan kebutuhan akan pangan juga semakin meningkat seiring dengan bertambahnya pupulasi penduduk.

Menurut data statistik dari FAO diketahui bahwa sekitar sepertiga dari makanan yang diproduksi terbuang setiap tahun karena masa simpan yang habis dan terjadinya kerusakan akibat aktivitas mikroba. Sekitar 40-50% buah dan sayuran, 35% ikan, 30% sereal dan 20% produk susu dan daging terbuang setiap tahun (Motelica et al. 2020). Berdasarkan data tersebut, pemenuhan kebutuhan akan pangan terhadap penduduk yang terus bertambah sangat sulit untuk dicapai. Oleh karena itu, dibutuhkan inovasi untuk mendukung ketersediaan pangan yang memiliki umur simpan lebih panjang dengan tingkat keamanan pangan yang memadai. Sebagai individu yang mendalami ilmu pangan tentunya memiliki tanggung jawab untuk ikut berkontribusi dalam menghadapi tantangan yang ada. Khususnya dengan pendekatan lintas disiplin ilmu pangan dalam konteks STE(A)M (Science, Technology, Engineering, (Arts), and Mathematics) yang dapat berperan penting dalam menjawab tantangan global terkait pemenuhan kebutuhan pangan bagi penduduk yang terus bertambah.

STE(A)M dalam ilmu pangan merupakan konsep dan aplikasi praktis dari ilmu pangan, teknologi, rekayasa, serta seni dan matematika yang terkait dengan pengolahan dan pengembangan produk pangan. Inovasi dapat dilakukan baik dari segi proses pengolahan maupun pengamasan pangan. Kemasan memiliki peran penting dalam melindungi makanan dari berbagai bahaya seperti kerusakan fisik, faktor lingkungan, kontaminasi kimia dan pertumbuhan mikroba serta memastikan keamanan dan kualitas makanan, sehingga dapat memperpanjang masa simpan produk selama penyimpanan dan distribusi (Sharma et al. 2020). Pemenuhan kebutuhan pangan bagi penduduk yang terus bertambah tidak hanya berfokus pada ketersediaan dan nilai gizinya saja, namun juga harus memperhatikan terkait dengan keamanan pangannya. Ketersediaan pangan dengan kualitas dan nilai gizi yang baik serta keamanan pangan yang teruji dapat menjadi standar dalam memenuhi kebutuhan pangan bagi masyarakat.

Science dalam bidang pangan berperan memberikan landasan untuk memahami sifat kimiawi, fisik maupun biologis suatu bahan pangan. Sifat kimiawi, fisik dan biologis suatu pangan berkontribusi besar dalam menentukan mutu pangan seperti kelayakan konsumsi, daya terima dan umur simpan. Kimia dalam konteks science food memberikan pemahaman terkait reaksi-reaksi kimia yang dapat terjadi baik selama pengolahan maupun pengemasan. Selain itu, pemahaman terkait dengan senyawa bioaktif dalam suatu pangan memberikan peluang untuk dilakukannya pengambangan kemasan bioaktif yang ramah lingkungan, khususnya melalui identifikasi dan pemanfaatan senyawa bioaktif seperti antimicrobial dan antioksidan alami dalam bahan pangan. Adanya rekayasa genetika secara biologis dalam industri pangan membantu pemenuhan kebutuhan pangan baik dari segi nutrisi maupun ketersediannya. Salah satu manfaat adanya rekayasa genetika dalam pangan ialah mampu meminimalisir penggunaan sumber daya alam terbatas dan juga dapat merancang genetically modified food (GMF) untuk meningkatkan karakteristik tertentu dalam suatu bahan pangan. Selain itu, pengetahuan dan pemanahan terkait dengan mikrobiologi pangan juga menjadi salah satu hal penting yang harus diketahui dalam memproduksi suatu pangan untuk dapat mencapai keamanan pangan yang telah ditetapkan.

Teknologi dan engineering yang terus berkembang menjadi pendukung untuk menciptakan pangan berkualitas dengan menyediakan teknologi pemrosesan dan pengemasan pangan yang sesuai dengan karakteristik dari masing-masing bahan pangan. Bahan pangan umumnya memiliki karakteristiknya masing-masing, sehingga memilih teknologi yang tepat untuk proses pengolahan dan pengemasannya menjadi sangat penting agar dapat menghasilkan produk pangan dengan kualitas terbaik. Teknologi berkontribusi dengan mengaplikasikan ilmu biokimia, mikrobiologi dan nutrisi pangan untuk mengolah, memproses, mengawetkan dan meningkatkan kualitas dari produk pangan. Penerapan hurdle technology dalam suatu produk pangan merupakan aplikasi yang dapat dilakukan untuk memperpanjang umur simpan suatu produk.

Teknologi dalam ilmu pangan memiliki hubungan erat dengan engineering yang merupakan dasar dari pengembangan dan perancangan sistem pemrosesan pangan. Engineering berperan untuk memastikan bahwa sistem dan teknologi yang digunakan dalam proses pengolahan mampu menghasilkan produk makanan yang diinginkan dengan keamanan yang baik tanpa merusak kandungan nutrisi dalam produk. Engineering pangan ialah penerapan prinsip-prinsip teknik seperti mekanika fluida, transfer panas dan massa serta termodinamika dalam sistem produksi pangan yang memiliki fokus pada optimalisasi operasional proses untuk pengolahan pangan secara efisien. Rekayasa proses, desain alat, pengembangan infrastruktur penyimpanan dan logistik merupakan bentuk kontribusi dari engineering dalam ilmu pangan untuk dapat menghasilkan produk pangan secara efisien dan berkualitas serta dapat meningkatkan aksesibilitas pangan segar.

Kandungan nutrisi dan kualitas dari suatu pangan perlu didukung dengan adanya art (seni) untuk dapat menciptakan produk pangan yang menarik secara visual dan dapat memenuhi estetika sebagai salah satu kebutuhan konsumen modern. Art atau unsur seni dalam pangan tidak hanya dapat membantu menciptakan inovasi pangan dengan memadukan keunggulan nutrisi produk serta keindahan desain pangan yang menarik dan ramah lingkungan tetapi juga dapat menciptakan kemasan yang menarik secara visual dan fungsional dan melindungi produk. Hal ini dapat meningkatkan daya terima dan daya tarik konsumen terhadap suatu pangan. Pendekatan ini juga sangat relevan dengan berkembangnya teknologi komunikasi yang dapat menjadi media bagi seni untuk memvisualisasi estetika produk pangan.

Permintaan pangan akan terus meningkat seiring dengan terus meningkatnya jumlah penduduk, sehingga matematika diperlukan untuk menjadi landasan dalam analisis data terkait perencanaan produksi dan distribusi untuk mengetahui ketercapaian ketahanan pangan. Matematika dalam pangan mengambil peran dalam mengumpulkan data besar untuk mengetahui pertumbuhan populasi dan tren konsumsi masyarakat, sehingga mampu mengantisipasi kebutuhan pangan. Adanya matematika mempermudah produsen untuk memprediksi kebutuhan pangan berdasarkan tren populasi dan pola konsumsi masyarakat. Penerapan matematika dalam analisis data yang baik memungkinkan dilakukannya optimalisasi rantai pasok untuk produksi pangan, sehingga produk pangan dapat didistribusikan secara merata dan lebih efisien ke wilayah-wilayah terkait.

Pendekatan STEAM dalam konteks ilmu pangan memainkan peran penting dalam membuka peluang dan mendorong adanya inovasi-inovasi dalam industri pangan. Adanya kolaborasi antara science, technology, engineering, (arts), and mathematics memberi peluang mengembangkan solusi pengolahan dan pengemasan yang memenuhi kebutuhan konsumen. Selain itu juga dapat memenuhi kebutuhan pangan bagi penduduk yang terus bertambah dengan tidak hanya berfokus pada ketahanan pangan saja namun juga dapat memenuhi keamanan pangannya.

Daftar Pustaka

Motelica L, Ficai D, Ficai A, Oprea OC, Kaya DA, Andronescu E. 2020. Biodegradable antimicrobial food packaging: Trends and perspectives. Foods. 9(10):1–36. doi:10.3390/foods9101438.