Oleh: Dr Ain Nadirah Romainor

Kita sering kali mendengar istilah ‘Nanoteknologi’ dalam seminar-seminar penyelidikan dan pembangunan (R&D), wacana-wacana saintifik, jurnal-jurnal akademik malahan hingga dalam iklan-iklan pencuci pakaian atau tayar kenderaan sekalipun. Namun, apakah anda tahu apa yang dimaksudkan dengan nanoteknologi?

Sejarah ringkas Nanoteknologi

Istilah ‘Nano-technology’ pertama kali dipetik oleh saintis Jepun, Profesor Dr. Nario Tanguchi dari Tokyo University of Science pada awal 1970. "On the Basic Concept of ‘Nano-Technology’ (1974)" merupakan artikel akademik pertama yang secara jelas memetik dan membincangkan konsep nanoteknologi.

Konsep nanoteknologi secara mudah boleh difahami sebagai pengubahsuaian sifat fizikal partikel sesuatu bahan, sama ada objek pejal, cecair atau gas kepada saiz yang begitu kecil iaitu sekitar 1 hingga 1,000 nanometer. Perubahan struktur saiz terbukti memberi kelebihan nisbah luas permukaan per isi padu yang besar, ketahanan termal, pengaliran elektrik yang lebih baik sekali gus menampilkan sifat yang berbeza dan baharu daripada bahan asalnya.

Kelebihan ciri-ciri berkenaan menjadikan nanoteknologi sebagai bidang ever-green untuk diterokai meskipun telah separuh abad dikaji para saintis. Ciptaan-ciptaan berasaskan nanoteknologi telah merentasi pelbagai bidang sama ada bidang berteknologi tinggi (high-tech), kompleks dan berisiko tinggi seperti perubatan kanser hinggalah kegunaan harian dengan reka bentuk tayar serta pencuci pakaian nano.

Inovasi-inovasi yang begitu menakjubkan ini menimbulkan pula rasa ingin tahu tentang bagaimana boleh diaplikasikan nanoteknologi dalam bidang farmaseutikal dan seterusnya apakah mungkin dapat kita manfaatkan komoditi dan sumber lambak dengan suntikan nanoteknologi?

Meneroka prospek kanji

Meneroka ke dalam persoalan ini, penulis ingin membawa perhatian pembaca terhadap sumber alam yang jarang diberikan perhatian serius iaitu, kanji (starch) daripada hasil-hasil sagu.

Kanji adalah nutrisi karbohidrat dengan fungsi umumnya adalah membekalkan tenaga kepada manusia. Tumbuhan berkabohidrat tinggi antara jagung, ubi kayu, kentang dan sagu mempunyai komposisi kimia antaranya butiran polimer kanji kompleks berbentuk polisakarida.

Kanji polisakarida mengandungi amilosa dan amilopektin yang terbentuk melalui proses pempolimeran glukosa yang tersimpan di dalam sel-sel tumbuhan tersebut. Polimer glukosa berkanji inilah yang membekalkan tenaga kepada manusia untuk menjalani aktiviti sehari-hari.

Berasaskan beberapa kajian saintifik didapati kanji daripada sagu (Metroxylon sagu) mempunyai kualiti biodegradasi yang sangat serasi, kelembapan yang sesuai, bersifat lebih lestari dan murah untuk menggantikan beberapa bahan polimer yang kita gunakan secara konvensional dalam penghasilan ubatan seperti gelatin mahupun petrokimia.

Kanji nanopartikel dalam farmaseutikal

Antara kajian awal yang dilakukan mendapati aplikasi nanoteknologi terhadap molekul kanji mampu mengubah sifat asal keterlarutan kanji daripada tidak larut air kepada larut air. Bersandarkan kepada perubahan ciri-ciri berkenaan, ia merupakan indikator awal yang menunjukkan kemampuan molekul kanji nano sebagai agen sistem penyampaian ubat (drug delivery mechanism) yang mana kita boleh mencipta salut filem nano organik bersumberkan kanji yang lebih selamat dan lebih murah berbanding salut filem sintetik konvensional daripada petroleum seperti biopolimer Poly(Lactic Acid) (PLA) dan Poly-γ-Glutamic Acid (γ-PGA).

Selain itu, nanopartikel juga memberi kelebihan yang sangat signifikan terutamanya dalam aspek penggunaan ubatan terkawal yang mempunyai risiko kesan sampingan yang boleh membawa maut kepada pesakit.

Mungkin ada di antara kita pernah mengalami keadaan di mana kita merasakan pil-pil ubat yang ditelan tidak begitu ‘power’ menyebabkan kita bertindak mengambil lebih daripada dos dipreskripsikan doktor. Tanggapan ini salah dan tindakan itu sama sekali berbahaya. Menurut Di Martino et al., (2017), masalah utama yang dihadapi oleh sistem penghantaran ubat melalui kaedah oral adalah kadar pembebasan ubat secara mendadak dalam saluran oesophagus kerana cecair dalam persekitaran perut bersifat asid berupaya menghakis lapisan ubat yang diselaputi oleh filem salut. Implikasinya, ubat tidak dapat dibebaskan secara maksimum ke sel sasaran menjadikan ubat tersebut tidak begitu ‘power’.

Permasalahan ini boleh diatasi menggunakan formulasi molekul kanji nanopartikel bersama bahan yang mempunyai kumpulan berfungsi sensitif terhadap perubahan pH (ukuran kepekatan asid atau alkali). Modifikasi ini dikenali sebagai kanji nanopartikel peka terhadap perubahan pH. Ia mampu memberi rangsangan tindak balas terhadap perubahan pH dalam fisiologi badan manusia dan sekali gus mengawal kadar pembebasan ubat mengikut kondisi persekitaran fisiologi yang dikehendaki (Khlestkin et al., 2018 & Sonawane et al., 2017).

Kajian lanjutan oleh Chin et al., (2019) telah meneliti tindak balas kanji-sitrat bersaiz nano terhadap kadar pembebasan ubat parasetamol melalui simulasi model perubahan persekitaran fisiologi saluran gastrousus (pencernaan) badan manusia iaitu pada persekitaran perut, darah dan usus yang mempunyai pH 1.2, 7.4 dan 8.6.

Dalam eksperimen ini, pengkaji telah mensintesiskan kanji daripada sagu dengan asid sitrik untuk menghasilkan kanji sitrat melalui proses pengesteran (esterification) dan seterusnya kanji sitrat ini dimodifikasikan struktur molekulnya ke dalam bentuk nanopartikel filem salut (films).

Hasil kajian memperlihatkan filem salut nanopartikel kanji-sitrat membebaskan sebanyak 100 peratus dos paracetamol pada kadar yang perlahan dan konsisten pada jangka masa 32 jam pada pH 1.2. Manakala pada persekitaran pH darah dan usus, kadar pembebasan dos parasetamol dari nanopartikel kanji-sitrat adalah lebih cepat iaitu sebanyak 100 peratus pada jangka masa 16 dan 12 jam. Reaksi ini berlaku apabila interaksi ikatan hidrogen yang wujud antara kumpulan berfungsi asid sitrik dan asid perut membantutkan sifat pengembangan kanji nanopartikel, serta menghalang pembebasan ubat pada medium berasid.

Sebaliknya, pada persekitaran beralkali kanji nanopartikel berfungsi ini membebaskan ubat pada kadar yang optimum kerana tindakan pada kumpulan berfungsi padsa asid sitrik yang membantu pengembangan formulasi kanji nanopartikel untuk membebaskan ubat dengan kadar optimum.

Pendekatan ini dapat menangani masalah kadar pembebasan ubat secara mendadak pada persekitaran perut menggunakan biopolimer yang berasaskan sumber semulajadi yang bersifat biorosot (biodegradable) serta berkos rendah. Kajian itu juga menunjukkan bahawa nanopartikel yang diformulakan bebas daripada sebarang bahan bertoksik serta selamat digunakan dalam bidang bioperubatan dan farmaseutikal.

Dalam hal ini, potensi penggunaan kanji nano ini perlu dimanfaatkan sebaiknya terutama pemain industri farmaseutikal tempatan. Umum mengetahui, hampir semua syarikat-syarikat farmaseutikal Malaysia serta antarabangsa secara konvensional menggunakan filem salut import bersumberkan logam dan polimer sintetik.

Sekiranya prospek penggunaan bahan komoditi seperti kanji dalam sagu diberikan perhatian yang serius oleh syarikat-syarikat farmaseutikal gergasi tempatan, kita akan mampu meminimumkan kos penghasilan ubatan dan seterusnya mewujudkan saingan harga yang lebih kompetitif dalam pasaran farmaseutikal tempatan.

Untuk rekod, daripada Laporan tahunan MITI (2018), pada tahun 2018 sahaja import produk farmaseutikal Malaysia meningkat kepada RM6.9 bilion peningkatan 9.1 peratus dari tahun sebelumnya (2017: RM6.31 bilion).

Potensi industri sagu di sebalik perang dagang sawit

Kita sedia maklum, negara-negara Kesatuan Eropah (EU) kian kencang melancarkan perang dagang yang terhadap industri sawit di peringkat global. Serangan dagang ini merupakan ancaman serius kepada ekonomi negara kerana RM6 bilion hasil eksport sawit adalah sebahagian daripada Keluaran Dalam negara kasar (KDNK) Malaysia. Dalam pada masa yang sama, majoriti pemain-pemain industri komoditi utama negara bergantung nyawa pada naik turun sawit.

Yang jelas, impak negatif daripada perang dagang dan pandemik COVID-19 jelas memberi kesan kepada nilai komoditi sawit negara hingga pernah menjunam teruk kepada defisit 23 peratus pada nilai RM1,946 satu tan pada Mei tahun lepas berbanding nilai purata RM3.013.50 setan pada Januari tahun yang sama. Ini di tambah dengan ketegangan hubung diplomatik India–Malaysia, yang menjejaskan lagi eksport sawit suku pertama tahun lalu kerana India adalah pembeli tersebar minyak sawit tempatan.

Melihat kepada turun naik (votality) pasaran sawit, Malaysia sebenarnya dari beberapa tahun yang lalu telah cuba mencari jalan keluar dengan menghasilkan high-end product sawit seperti bahan api biologi (biofuel) sawit. Namun, ia dilihat tidak mampu memberi jalan keluar dan keuntungan jangka panjang kepada negara.

Ini kerana, masalah industri sawit adalah bukan masalah produk, tetapi masalah pasaran itu sendiri. Menurut Pengarah Urusan Lembaga Minyak Sawit Malaysia (MPOB), Dr Ahmad Parveez Ghulam Khadir, serangan terhadap industri sawit sebenarnya bukanlah tentang isu alam sekitar seperti yang dimomok-momokkan. Akan tetapi, ini kerana negara-negara Eropah terdesak untuk melindungi pasaran minyak sayuran mereka.

Nyata dan jelas, kita tidak boleh bergantung kepada pasaran sawit semata-mata. Kita perlu membuka mata dan telinga untuk melihat sumber kekayaan baharu negara. Satu daripada alternatif adalah kita mempunyai sumber sagu yang cukup banyak. Ini merupakan sebagai satu kerugian yang sangat besar. Permintaan untuk sagu low-end di peringkat antarabangsa sahaja berjumlah 50 juta tan metrik permintaan setahun, tetapi, jumlah maksimum pengeluaran hanyalah sejumlah 20 juta tan metrik dan Malaysia merupakan negara pengeksport terbesar kanji daripada sagu.

Melihat kepada prospek ini, mungkin sudah tiba masanya kita mencari alternatif baharu. Ekonomi kita perlu menjadi ekonomi mandiri. Kita boleh mengurangkan peningkatan beban import produk-produk farmaseutikal saban tahun yang mencecah berbilion ringgit kerana kita mempunyai alternatif yang lebih jimat dan sumber yang besar.

Statistik Jabatan Pertanian menunjukkan pada 2017 penghasilan kanji sagu oleh pekebun kecil sendirian sahaja merupakan penghasilan industri tanaman kedua tertinggi selepas kelapa (212,447.6 tan metrik). Tambah menarik apabila hasil pengeluaran ini hanyalah 31.8 peratus daripada luas keseluruhan kawasan bertanam iaitu 43,613 hektar.

Bayangkan jika kita mula memberikan perhatian serius kepada industri sagu. Selain itu, daripada tinjauan pada 2013 hingga 2017, konsistensi pengeluaran sagu nyata lebih kukuh berbanding pengeluaran hasil kelapa. Laporan tahunan Jabatan Pertanian merekodkan jumlah hasil pengeluaran adalah sebanyak tan metrik 180,900.6 (tahun 2013), 183,405.7 (tahun 2014), 184,163.4 (tahun 2015), 209,216.2 (tahun 2016) dan 212,447.6 (tahun 2017). Ia dilihat lebih konsisten berbanding hasil pengeluaran kelapa yang menurun daripada 624,727.0 tan metrik (2013) kepada 517,588.5 tan metrik (2017).

Industri ini diyakini mampu menjanjikan pulangan yang lumayan kepada bakal-bakal pemain industri sekiranya mereka bijak merebut peluang. Kita telah tersedia mempunyai ekosistem mapan dalam industri sagu negara. Kita mempunyai ramai penyelidik pakar yang berpengalaman yang boleh memberi sumbang peranan dalam penyelidikan dan pembangunan sagu dalam bidang farmaseutikal.

Malah, kerajaan negeri Sarawak juga mula memberi perhatian serius terhadap industri tersebut dengan penubuhan Lembaga Sagu Sarawak dengan inisiatif geran sejumlah RM5 juta kepada CRAUN Research Sdn Bhd. Cumanya inisiatif ini perlulah disambut kementerian berwajib dengan mungkin menubuhkan Lembaga Sagu Malaysia di peringkat Persekutuan.

Jika kita lihat, kesemua ini adalah petunjuk-petunjuk bahawa industri sagu adalah pasaran yang lebih baik. Ia menjanjikan pulangan tinggi, pasaran yang mapan dan semakin berkembang. Yang kita perlukan lagi adalah pemain-pemain industri yang berani dan bijak untuk mengambil peluang menghasilkan produk high-end product contohnya dalam bidang farmaseutikal.

Akhirnya, dengan kekuatan industri ini, kita tidak lagi perlu bergantung semata-mata kepada industri berisiko tinggi seperti sawit dan kelapa semata-mata. Industri ini mampu menjadikan ekonomi Malaysia lebih mandiri dan mapan terhadap ancaman pasaran pada masa kini dan akan datang.

-- BERNAMA

Dr Ain Nadirah Romainor merupakan Pensyarah Kimia di Universiti Perdana, Kuala Lumpur.