Aplikasi Teknologi Biosensing dalam Evaluasi Kualitas Produk Pertanian

Oleh: Muhammad Achirul Nanda, Departemen Teknik Pertanian dan Biosistem, Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran

Evaluasi kualitas produk apel (sumber: https://www.freepik.com)

Pertanian modern semakin mengandalkan teknologi untuk meningkatkan efisiensi produksi dan memastikan kualitas hasil. Salah satu inovasi terkini yang memberikan dampak besar adalah aplikasi biosensing dalam evaluasi kualitas produk pertanian. Teknologi biosensing memungkinkan pengukuran secara akurat dan cepat terhadap berbagai parameter penting seperti kandungan nutrisi, kebersihan, keamanan, dan ketepatan waktu panen. Aplikasi biosensing memainkan peran penting untuk mendeteksi berbagai parameter yang penting dalam pertanian, seperti evaluasi kualitas internal dan eksternal produk pertanian.

Pentingnya Aplikasi Biosensing dalam Pertanian

Pertanian modern tidak hanya tentang memproduksi produk sebanyak mungkin, tetapi juga tentang memproduksi dengan kualitas yang tinggi dan aman bagi konsumen. Evaluasi kualitas produk pertanian tradisional sering kali memakan waktu dan biaya yang besar, serta dapat menghasilkan hasil yang kurang akurat. Teknologi biosensing merubah paradigma ini dengan memberikan solusi yang lebih efisien dan akurat. Salah satu aspek penting dari aplikasi biosensing adalah kemampuannya untuk mendeteksi kontaminan dan residu pestisida. Contohnya, sensor biosensing dapat digunakan untuk mengukur tingkat residu pestisida pada buah dan sayuran dengan cepat dan sensitif. Sebuah studi tentang deteksi residu pestisida pada buah-buahan dan sayuran melaporkan bahwa biosensor dapat mencapai tingkat deteksi lebih dari 95% dalam jangka waktu yang relatif singkat, yang jauh lebih cepat dibandingkan metode laboratorium tradisional yang bisa memakan waktu berhari-hari. Studi lain tentang kinerja biosensor pestisida organofosfat menunjukkan tingkat akurasi sebesar 99,497% dan 94,765% untuk deteksi residu pestisida, yang lebih menekankan efektivitas sensor biosensing dalam hal ini.

Selain itu, aplikasi biosensing juga digunakan untuk memonitor kandungan nutrisi dalam tanaman. Misalnya, sensor biosensing dapat mengukur kadar nitrogen, fosfor, dan kalium dalam tanah secara real-time, memungkinkan petani untuk melakukan penyesuaian pemupukan dengan lebih tepat dan efisien. Sebagai contoh, sebuah studi tentang penerapan sensor optik untuk pemupukan nitrogen pada tanaman melaporkan bahwa penggunaan sensor ini dapat meningkatkan hasil panen dan mengurangi penggunaan pupuk dengan mengoptimalkan aplikasi nitrogen. Studi lain tentang kelayakan ekonomi sensor optik untuk pemupukan nitrogen dengan tingkat variabel menemukan bahwa sensor-sensor ini dapat membantu menurunkan biaya budidaya dengan mengoptimalkan efisiensi penggunaan nitrogen.

Sebagai contoh konkrit, sebuah penelitian telah diusulkan untuk mengevaluasi kualitas buah stroberi selama penyimpanan secara non-destruktif. Sensor optik yang terintegrasi dengan aplikasi analisis data mampu kualitas stroberi seperti keasaman dan kekerasannya berdasarkan spektrum cahaya yang dipantulkan dari permukaannya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa teknologi ini dapat memprediksi kualitas buah dengan tingkat akurasi lebih dari 90%, dibandingkan dengan pengujian manual yang memakan waktu dan cenderung lebih tidak konsisten.

Dampak Terhadap Lingkungan

Penggunaan teknologi biosensing dalam pertanian juga memiliki implikasi signifikan bagi aspek ekonomi dan lingkungan. Dari segi ekonomi, penggunaan biosensing dapat mengurangi biaya produksi karena penggunaan bahan kimia yang lebih efisien dan pemantauan yang lebih akurat terhadap pertumbuhan tanaman. Studi ekonomi menunjukkan bahwa setiap dolar yang diinvestasikan dalam teknologi biosensing dapat menghasilkan pengembalian investasi hingga lima kali lipat dalam jangka panjang. Secara lingkungan, penggunaan teknologi biosensing dapat mengurangi dampak negatif pertanian terhadap lingkungan. Dengan meminimalkan penggunaan pestisida dan pupuk secara berlebihan, teknologi ini membantu dalam pelestarian kualitas tanah dan air, serta mengurangi polusi lingkungan yang disebabkan oleh pertanian intensif.

Tantangan dan Perkembangan Masa Depan

Meskipun manfaatnya yang jelas, implementasi teknologi biosensing dalam skala besar masih menghadapi beberapa tantangan. Salah satunya adalah biaya awal yang tinggi untuk pengadaan peralatan dan pelatihan petani dalam menggunakan teknologi ini. Namun, dengan perkembangan teknologi dan skala produksi yang lebih besar, biaya ini diharapkan akan turun seiring waktu. Perkembangan masa depan teknologi biosensing juga menjanjikan. Pengembangan sensor yang lebih sensitif dan terintegrasi dengan sistem kecerdasan buatan (AI) dapat meningkatkan kemampuan prediksi dan pengendalian dalam pertanian presisi. Misalnya, sensor yang dapat mendeteksi penyakit tanaman pada tahap awal atau perubahan iklim secara real-time akan menjadi langkah penting dalam membangun sistem pertanian yang lebih tanggap dan berkelanjutan. Sebagai teknologi yang terus berkembang, biosensing akan terus memainkan peran sentral dalam transformasi positif dalam sektor pertanian global.