Sampah kemasan makanan merupakan jejak sampah yang paling banyak ditemukan, dan salah satu yang paling sulit terurai. Di Pantai-pantai Indonesia sering kali kita mendapati sampah kemasan dengan kode produksi bertahun-tahun lalu bahkan puluhan tahun yang lalu. Disamping pengelolaan sampah yang belum efektif dan perilaku oknum yang membuang sampah sembarangan, sampah kemasan yang ditemukan di alam menandakan sukarnya benda itu terurai secara alami. Maka ilmuwan datang dengan ide menyediakan kemasan yang mudah terurai, dan sudah banyak contoh produk yang saat ini digunakan.
Kemasan plastik di pasaran yang dapat terdegradasi dapat dikategorikan menjadi dua jenis utama: polimer yang berasal dari minyak bumi dan yang berbahan dasar hayati. Plastik berbahan hayati umumnya tersusun atas kimiawi alami seperti polisakarida, protein, dan lipid. Kombinasi substrat ini ditambah bahan-bahan fungsional seperti ekstrak tumbuhan dan nanopartikel bertujuan untuk memberi fungsi sifat antioksidan, antimikroba, dan antikabut, serta mengatur lingkungan mikro untuk meningkatkan pengawetan dan kesegaran makanan. Artikel ini akan membahas perkembangan kemasan biodegradable terbaru.
Pelapis yang dapat dikonsumsi
Pelapis jenis ini umumnya dikembangkan untuk menjaga kesegaran bahan alami seperti sayur-mayur dan buah-buahan. Dalam penelitiannya, Deng dkk mempelajari pengaruh dua jenis surfaktan (Tween 20 dan Span 80) untuk produk pelapis buah bluberi. Buah seperti bluberi rentan terhadap kerusakan biologis, fisik, dan kimia selama penyimpanan pascapanen yang sangat mempengaruhi kualitas dan keamanannya. Lapisan kemasan yang dapat dimakan dapat membentuk penghalang fisik pada permukaan buah dan sayuran untuk mengurangi kerusakan, menghambat pertumbuhan mikroorganisme, menurunkan aktivitas fisiologis, dan secara efektif memperpanjang masa penyimpanan blueberry.
Di antara bahan baku alami, natrium alginat adalah salah satu biopolimer yang paling menjanjikan sebagai pelapis karena biayanya yang rendah, kemampuan pembentukan film yang sangat baik, sifat penahan air yang baik, keamanan dan stabilitas, serta banyak digunakan untuk pengawetan makanan. Untuk membuat pelapis yang menyebar lebih mudah pada permukaan hidrofobik buah-buahan dan sayuran, surfaktan perlu ditambahkan ke material pelapis. Penelitian menunjukkan surfaktan jenis Tween 20 meningkatkan keseragaman dan sifat mekanik film yang dihasilkan. Sementara penambahan Span 80 meningkatkan ketahanan film terhadap air, dan membantu mengurangi penurunan berat blueberry.
Secara keseluruhan, Lapisan natrium alginat dengan viskositas rendah dan keseimbangan lipofilik hidrofil medium menunjukkan kinerja pelapisan yang unggul yang dapat menghambat metabolisme blueberry dengan lebih baik, dan dengan demikian menekan degradasi untuk mengurangi hilangnya kualitas blueberry. Sedangkan untuk mendapatkan spesifikasi khusus pada pelapis, pemilihan jenis surfaktan dapat didesuaikan dengan kebutuhan.
Kemasan Responsif pH
Selain menjaga produk didalamnya, kemasan yang dapat menunjukkan kesegaran produk akan sangat bermanfat bagi penjual dan pelanggan. Liu dkk mengembangkan kemasan yang responsive terhadap perubahan pH produk dengan komposit polivinil alcohol dan agar yang mengandung cochineal untuk memantau kesegaran daging babi. Cochineal memilihi pH berkisar antara 2 hingga 12 dengan perubahan warna dari oranye menjadi merah. Selain sensitif terhadap perubahan pH, Cochineal juga memberikan efek antioksidan dan antibakteri yang baik pada film.
Dalam penelitiannya, film komposit polivinil alcohol dan agar yang mengandung cochineal yang diaplikasikan pada daging babi menunjukkan perubahan warna dari oranye menjadi ungu tua, yang menunjukkan pembusukan daging babi. Kemasan responsif terhadap pH yang melacak kesegaran makanan segar kaya protein dengan cara yang tidak merusak seperti komposit cochineal memiliki potensi pasar yang besar dalam hal fungsi dan kemanjuran pengawetannya.
Kemasan Daur Ulang
Jika plastik yang didapatkan dari daur ulang plastik lain sudah banyak dijumpai, maka peneliti mengembangkan kemasan yang memanfaatkan limbah produk agrikultur. Polisakarida alami merupakan salah satu sumber terbarukan dengan potensi besar untuk menggantikan bahan kimia yang berasal dari minyak bumi sebagai prekursor untuk menghasilkan film yang dapat terbiodegradasi. Substrat ini banyak terdapat pada produk pertanian pangan serta limbahnya. Beberapa penelitian telah mengeksplorasi penggunaan bahan-bahan seperti pati jagung, kitosan, pati singkong, dan galaktomanan. Banyak dari bahan-bahan ini dicampur komponen lain yang kompatibel dengan matriks polimer, seperti bahan penguat. Nanofiber yang diekstraksi dari berbagai limbah pertanian pangan telah dilaporkan sebagai penguat nanofiller yang menjanjikan untuk bahan kemasan.
Penelitian oleh Fronza dkk mengembangkan film biopolimer berdasarkan campuran galaktomanan kacang belalang dan polisakarida kulit singkong yang digabungkan dengan serat nano selulosa yang diekstraksi dari kulit singkong. Bahan baku pembuatan film ini semuanya berasal dari limbah singkong dan kacang belalang. Pemanfaatan bahan baku yang berasal dari limbah untuk sintesis film dapat secara efektif mengurangi limbah pertanian dan meningkatkan pemanfaatan dari sumber daya tersebut. Film yang disiapkan memiliki sifat mekanik, penghalang, kimia, dan struktural yang baik. Selain itu, bio-nanokomposit ini tetap stabil pada kondisi pH asam dan basa selama periode pengujian 12 hari. Semua film yang disiapkan bersifat biodegradable, dan terurai sempurna dalam waktu lima hari, sehingga berkontribusi terhadap pengurangan dampak lingkungan yang disebabkan oleh pembuangan limbah singkong dan kemasan sintetis yang tidak tepat.
Referensi:
Ma, W.; Li, L. Trends and Prospects in Sustainable Food Packaging Materials. Foods 2024, 13, 1744. https://doi.org/10.3390/foods13111744
Deng, W.; Zheng, H.; Zhu, Z.; Deng, Y.; Shi, Y.; Wang, D.; Zhong, Y. Effect of Surfactant Formula on the Film Forming Capacity, Wettability, and Preservation Properties of Electrically Sprayed Sodium Alginate Coats. Foods 2023, 12, 2197. https://doi.org/10.3390/foods12112197
Liu, D.; Zhong, Y.; Pu, Y.; Li, X.; Chen, S.; Zhang, C. Preparation of pH-Responsive Films from Polyvinyl Alcohol/Agar Containing Cochineal for Monitoring the Freshness of Pork. Foods 2023, 12, 2316. https://doi.org/10.3390/foods12122316
Fronza, P.; Batista, M.J.P.A.; Franca, A.S.; Oliveira, L.S. Bionanocomposite Based on Cassava Waste Starch, Locust Bean Galactomannan, and Cassava Waste Cellulose Nanofibers. Foods 2024, 13, 202. https://doi.org/10.3390/foods13020202