Tren pengemasan makanan di masa depan bergeser ke penggunaan bahan alami dan ramah lingkungan yang dikembangkan dari biopolimer seperti pati dan hidrokoloid lainnya, khususnya untuk mengurangi polusi dari polimer sintetis. Polimer sintetik berbasis plastik banyak digunakan dalam kemasan makanan modern yang berkontribusi pada produk akhir berupa limbah plastik, yang terakumulasi dan mencemari lingkungan darat dan perairan. Meskipun terdegradasi oleh proses fisik dan kimia, plastik besar terdegradasi menjadi puing-puing kecil dan disimpan di dalam tanah dan air. Misalnya, sampah plastik kecil (mikroplastik (MPs)), menumpuk di lapisan atas dan bawah tanah serta ekosistem air tawar dan laut. Oleh karena itu, pengembangan biodegradable edible film (BEF) dapat menjadi alternatif menggantikan plastik sebagai bahan kemasan makanan; Selain itu, BEF dapat dikembangkan untuk menjaga kualitas dan memperpanjang umur simpan beberapa produk makanan.
Edible film, dimanfaatkan untuk penggunaan kemasan makanan utama, terbuat dari polimer food grade dan biodegradable. Oleh karena itu, edible film digunakan untuk membungkus produk makanan untuk menghambat penyerapan air, memperpanjang umur simpan, dan secara opsional dapat dikonsumsi bersamaan dengan makanan; sehingga, edible film diharapkan menghasilkan hampir nol limbah setelah dibuang. Film yang dapat dimakan dibuat dari polimer alami, seperti polisakarida, protein, dan lipid; misalnya, polisakarida seperti pati, yang memiliki sifat fungsional yang menguntungkan. Berdasarkan literatur, pati adalah bahan yang paling cocok untuk mengembangkan bahan film yang dapat dimakan dengan pemrosesan termoplastik. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan edible film (BEF) yang ramah lingkungan menggunakan campuran polimer (pati garut dan iota-karagenan) yang secara hipotesis dapat meningkatkan kinerja sifat film untuk memenuhi akseptabilitas industri.
Oleh karena itu, dilakukan penelitian dengan mengkarakterisasi sampel BEF meliputi sifat sifat fisiko-mekanis dan sifat penghalang terhadap uap air dan udara; sifat morfologi permukaan menggunakan pemindaian mikroskop elektron (SEM) dan mikroskop laser; sifat termal dengan pemindaian kolorimetri diferensial (DSC) dan analisis termogravimetri (TGA); karakterisasi gugus fungsi menggunakan Fourier transform infrared (FTIR); dan sifat kristalinitas menggunakan Difraksi sinar-X. Selanjutnya , biodegradabilitas edible film biodegradable iota-karagenan disimulasikan dalam kondisi tanah dan air laut yang dikomposkan. Selain itu, potensi kemasan makanan dari edible film diselidiki dalam mencegah penurunan berat badan tomat ceri.
Metode dan Hasil Penelitian
Pati garut (AS) (3,5, 3, 2.5, dan 2%) dan iota-carrageenan (IC) (0,5, 1, 1,5, dan 2%) dicampur untuk mengembangkan biodegradable edible film (AS/IC-BEF), yang dibandingkan dengan AS-BEF (4%, kontrol). AS-BEF menunjukkan permukaan yang halus, transparansi yang tinggi, dan biodegradasi tanah pengomposan yang lengkap dalam 7 hari sedangkan sampel AS/IC-BEF menunjukkan kekuatan tarik yang lebih tinggi, kelarutan dalam air, sifat pengembangan, dan sifat penghalang, tetapi biodegradasi selesai setelah 30 hari. Analisis XRD menunjukkan fraksi IC berkontribusi terhadap peningkatan derajat kristalinitas (28,35o) dan FTIR menandakan interaksi ikatan hidrogen yang kuat antar polimer. Sampel AS/IC-BEF menunjukkan suhu leleh antara 158-190 oC sedangkan suhu transisi gelas berkisar antara 153-176 oC, yang menghasilkan penurunan berat maksimum sekitar 50-55% pada suhu leleh.
Film yang terbuat dari campuran pati garut (AS) dan iota-carrageenan (IC) menunjukkan sifat fisiko-mekanik, penghalang, dan termal, yang mendukung karakterisasinya sebagai film yang dapat terurai secara hayati (biodegradable edible film (BEF)) dan membuktikan pencampuran biopolimer yang efektif untuk menghasilkan film yang berpotensi aplikasi dalam kemasan makanan. Sifat ketebalan dan fleksibilitas, yang merupakan atribut yang diinginkan dari bahan kemasan makanan, dikaitkan dengan pati garut dan menegaskan potensinya sebagai polimer yang menjanjikan dalam edible film. Di sisi lain, peningkatan kekuatan tarik, indeks pembengkakan yang lebih tinggi, dan pengurangan WVP dikaitkan dengan fraksi IC. Selain itu, sampel komposit AS/IC-BEF menunjukkan peningkatan kekasaran permukaan (dikonfirmasi oleh SEM), nilai opasitas yang lebih tinggi, dan menunjukkan penundaan biodegradasi dalam tanah pengomposan selama 30 hari; oleh karena itu, fraksi IC (1%) menunjukkan lebih sedikit kekurangan dan direkomendasikan sebagai rasio polimer yang optimal. Sampel AS/IC-BEF menunjukkan keuntungan tambahan untuk memperpanjang umur simpan dan kualitas makanan yang menegaskan aplikasi potensial mereka dalam industri makanan yang berupaya mengurangi penggunaan dan ketergantungan pada polimer sintetik. Selain itu, akan dilakukan penelitian lebih lanjut untuk merancang dan mengembangkan sensitized edible film yang dapat memantau kesegaran berbagai produk makanan dengan menambahkan pewarna alami halo-chromic seperti antosianin.
Penulis: Annur Ahadi Abdillah
Sumber artikel lengkap: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.09.141
