Prof. Dr. Agus Dana Permana
Ketua Kelompok Keahlian
Agroteknologi dan Teknologi Bioproduk
Kelompok Keahlian Agroteknologi dan Teknologi Bioproduk (KK ATB) didirikan pada tahun 2012 dengan tujuan untuk memajukan pengembangan pertanian dan bioindustri secara berkelanjutan. Aspek yang dikaji dimulai dari proses hulu hingga hilir, yang mencakup peningkatan produktivitas biomassa tanaman secara terkendali, penyimpanan dan pemrosesan pasca panen, dan teknologi konversi biomassa secara terintegrasi antara satu proses dengan yang lainnya secara berkelanjutan menjadi beberapa bioproduk yang dapat diaplikasikan di bidang pangan, energi, kesehatan, dan lingkungan. Saat ini KK ATB memiliki 16 anggota dosen peneliti.
Program dan kegiatan fokus dari KK ATB yang telah dilakukan selama ini, di antaranya adalah peningkatan kapasitas anggota tim dalam mengkaji beberapa komoditas pertanian dan pemanfaatannya menjadi bioproduk bernilai ekonomi, pengolahan hasil pertanian yang berfokus pada efisiensi penggunaan lahan dan radiasi matahari, serta optimasi penggunaan media dan pestisida alami. Beberapa komoditas yang telah banyak dikembangkan oleh KK ATB, di antaranya adalah lalat tentara hitam (black soldier fly), lebah tanpa sengat Trigona, singkong dan berbagai jenis umbi langka, serta tanaman penghasil minyak atsiri. Penelitian dan pengembangan bioproduk dan teknologi juga dilakukan untuk proses hilirisasi hasil-hasil pertanian berupa pangan dan pakan, energi terbarukan dan zat aktif, seperti mocaf (modified cassava flour), pakan ternak, biodiesel, minyak atsiri, hidrolisat protein, propolis, enzim, serta pupuk organik padat dan cair. Di samping hal tersebut, KK ATB juga melakukan pengembangan laboratorium lapangan dan zona wisata edukasi melalui kerja sama baik dengan pemerintah ataupun pihak lainnya untuk memberikan manfaat kepada masyarakat.
Pada tahun 2021, anggota KK ATB telah merilis berbagai hasil penelitian dan pengabdian masyarakat dalam bentuk artikel pada jurnal nasional dan internasional, kegiatan diseminasi pendampingan masyarakat, maupun berbagai jenis luaran lainnya. Artikel dalam jurnal nasional maupun internasional yang telah dipublikasikan mencapai jumlah total sebanyak 21 artikel. Sebagai tambahan, KK ATB juga telah menghasilkan sebanyak 4 buku dan atau book chapter, 2 Hak Kekayaan Intelektual (HKI) dalam bentuk video karya cipta inovasi, serta 19 artikel atau berita yang dimuat di dalam berbagai jenis media massa. Di samping itu, KK ATB juga telah menyelenggarakan program Visiting Professor, dengan Dr. Juro Miyasaka dari Kyoto University, Jepang sebagai kolaboratornya. Program tersebut dilaksanakan dari tanggal 9 Oktober – 2 November 2021 yang terdiri dari diskusi potensi kerjasama, kuliah tamu, dan webinar internasional.
Sejak dari tahun 2012 sampai tahun 2021, KK ATB juga sudah menjalin kerjasama dengan 7 institusi pendidikan dalam negeri dan luar negeri, serta 18 perusahaan yang berdampak positif pada luasnya cakupan kegiatan penelitian dan pengabdian kepada masyarakat. Beberapa institusi nasional yang mengadakan kerjasama dengan KK ATB di antaranya adalah Kementerian Pertanian, Lembaga Penelitian Sayuran, Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) dan beberapa pemerintah daerah dalam mengembangkan bioproduk. Kerjasama dengan beberapa instansi di luar kampus tersebut telah diimplementasikan pada beberapa daerah seperti Bandung Barat, Sumedang, Lubuk Linggau, Tapanuli, dan Kalimantan Tengah, dalam hal pembuatan metabolit primer dan sekunder (pangan, pakan, propolis dan minyak atsiri), biokonversi biomassa, energi terbarukan, dan bahan-bahan lainnya, serta uji coba produksi nutraceutical untuk menunjukkan komitmen yang kuat dalam mendukung ITB mencapai Sustainable Development Goals (SDGs).
Peta Jalan Penelitian
Secara garis besar peta jalan (roadmap) penelitian dan pengembangan KK ABT adalah tahapan-tahapan menuju pembangunan sistem Pertanian–Bioindustri berkelanjutan di Indonesia yang dapat dicapai dengan menggunakan konsep biorefinery dan siklus bio-geo-kimiawi (Biogeochemical Cycles). Biorefinery adalah suatu konsep proses pengolahan keseluruhan biomassa untuk menghasilkan berbagai komponen bio-produk dengan input energi dan bahan eksternal yang serendah mungkin dan secara menyeluruh memberi nilai tambah maksimal bagi biomassa yang diolah. Skema inovatif dan strategis yang harus diterapkan dalam menopang keberlanjutan pertanian-bioindustri adalah pengolahan biomassa dengan konsep biorefinery dengan mempersyaratkan jaminan dan kemudahan daur ulang (recycle) sebagian besar unsur nutrisi utama ke lahan asal biomassa. Pengembalian unsur nutrisi utama ke lahan pertanian dapat meningkatkan produktivitas lahan dan menurunkan input unsur hara eksternal serta menjaga keselarasan interaksi tanaman dengan lingkungan khususnya dengan organisme yang menunjang keberlanjutan sistem ekologi di sekitar lahan pertanian tersebut.
Dalam payung umum platform biorefinery, beberapa kemungkinan platform spesifik yang dapat ditempuh menuju pertanian-bioindustri terpadu adalah: “carbohydrate and protein platform” yaitu berbasis karbohidrat (padi) dan protein (hortikultura), “oil and starch platform” yaitu minyak nabati (lipida) seperti biji jarak, biji karet, biji kemiri sunan dan pati (umbian-umbian), “terpenoid platform” yaitu minyak atsiri seperti kayu putih, serai wangi, kayu manis dan kemenyan dan “biological conversion platform” yang mengkonversi sumber daya hayati menjadi bioproduk bernilai tinggi dengan menggunakan agen hayati seperti lebah Trigona, lalat tentara hitam (BSFL) dan sapi. Pembangunan bioindustri yang terpadu secara spasial dengan penghasil biomassa akan meningkatkan nilai tambah biomassa hasil pertanian dan menciptakan lapangan pekerjaan pada off-farm di perdesaan dan membantu mewujudkan sistem pertanian-bioindustri berkelanjutan.
Kegiatan penelitian di KK ATB dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu riset dasar, riset terapan dan riset pengembangan yang mengacu pada Tingkat Kesiapan Teknologi (TKT) sesuai dengan Rencana Strategis SITH. Gambar 1 memperlihatkan road map KK ATB yang mengadopsi pola pengembangan atau pertumbuhan mengikuti pola “sigmoid”. Peta jalan pengembangan teknologi bioproduksi dan biokonversi berbagai sumber metabolit primer dan sekunder sejak tahun 2010 hingg 2025 mengikuti bentuk morfologi daun dengan bangunan dasar Oblongus (lonjong) yakni memanjang dengan sisi hampir sejajar. Tulang daun merefleksikan teknologi biokonversi, sedangkan helai daun bagian atas tulang daun mencerminkan carbohydrate and protein platform dan oil and starch platform. Helai daun bagian bawah tulang daun menggambarkan terpenes, phenolic, and nitrogen-compound platform. Road map ini disusun untuk 10 tahun ke depan dimulai dari tahun 2015-2025. Pembentukan Program Studi Rekayasa Hayati di SITH ITB pada tahun 2010 menjadi basis dimulainya kegiatan penelitian dan pengembangan KK ATB. TKT untuk budidaya carbohydrate and protein platform sudah berada di level 7 (riset pengembangan) yaitu demonstrasi prototipe sistem dalam lingkungan sebenarnya.
TKT untuk budidaya dan pemrosesan oil and starch platform berada di level 5 (riset terapan) yaitu validasi komponen/sub-sistem dalam suatu lingkungan yang relevan. Uji coba produksi biodiesel dari biji karet sudah didemonstrasikan di Palangkaraya pada tahun 2015 sedangkan program pemanfaatan biji kemiri sunan untuk menghasilkan bioproduk menggunakan konsep biorefinery sudah didesiminasikan di Jatigede pada tahun 2016. TKT untuk budidaya dan pemrosesan terpenes, phenolic, and nitrogen-compound platform masih berada di level 1 (riset dasar) yaitu prinsip dasar dari teknologi yang diteliti dan dilaporkan. Penelitian terkait minyak atsiri dari kayu putih sudah mulai diteliti dan dilaporkan sejak tahun 2010 dan sedangkan pemanfaatan daun serai wangi untuk menghasilkan minyak atsiri dan bioproduk lainnya menggunakan konsep biorefinery sudah mulai diteliti dan dilaporkan sejak tahun 2014. Sumber daya potensial lain sebagai bahan baku untuk menghasilkan metabolit sekunder (terpene, phenolic, dan nitrogen-containing compound) masih terus diidentifikasi antara lain kayu manis dan kemenyan yang akan dimulai pada semester dua tahun 2016.
TKT untuk biological conversion platform secara keseluruhan berada pada level 3 yaitu pembuktian konsep, fungsi dan/atau karakteristik penting secara analitis dan eksperimental. Penelitian yang dikembangkan di KK ATB didasari oleh konsep Input-Proses-Output (IPO). Input yang digunakan merupakan sumber daya hayati antara lain tanaman padi dan hortikultira serta makro dan mikro-alga sedangkan output yang dihasilkan adalah bioproduk seperti metabolit primer atau metabolit sekunder yang bernilai tinggi. Proses yang digunakan untuk mengkonversi input menjadi output adalah proses biologis yang menggunakan agen hayati baik tanaman, hewan atau mikroba. Contoh agen hayati yang digunakan dalam biological conversion platform diantaranya adalah lebah Trigona, BSFL, sapi dan juga jamur.
Untuk jangka panjang, penelitian dan pengembangan KK ATB tidak hanya berhenti pada level 9 seperti yang tercantum pada dokumen Rencana Strategi SITH tapi terus berlanjut ke level yang lebih tinggi yaitu level 10 dan 11. Level 10 adalah integrasi berbagai sumber daya hayati dan agen biokonversi dalam sebuah sistem pertanian terpadu untuk menghasilkan pembangunan sistem Pertanian–Bioindustri berkelanjutan. Level 11 adalah continuous improvement untuk meningkatkan produktivitas dan efisiensi konversi dalam rangka menuju sistem integrated polyculture-biorefinery yaitu budidaya berbagai tanaman dan organisme lain secara simultan untuk menghasilkan berbagai biproduk yang bernilai tinggi dengan menggunakan konsep biorefinery.
