Bahan pembungkus makanan seperti kaca, kertas, dan plastik digunakan untuk memelihara dan memanjangkan jangka hayat produk makanan. Antara bahan pembungkus makanan tersebut, plastik digunakan secara meluas kerana sifatnya yang sangat baik. Walau bagaimanapun, plastik konvensional biasanya diperbuat daripada sumber petroleum yang tidak mampan dan tidak boleh terdegradasi, sekali gus meningkatkan sisa pepejal perbandaran di tapak pelupusan yang boleh menyebabkan pencemaran yang serius. Sebagai alternatif, bahan biopolimer seperti kanji mempunyai potensi yang besar untuk menggantikan plastik konvensional kerana biopolimer tidak bertoksik, tidak mencemarkan, boleh terbiodegradasi, boleh dimakan, dan sedia diperoleh daripada alam sekitar.

Walau bagaimanapun, sifat mekanikal, haba, dan halangan bahan biopolimer tidak setanding dengan plastik konvensional. Ini mengehadkan penggunaan biopolimer sebagai bahan pembungkus makanan. Kemajuan nanoteknologi mendedahkan bahawa penggabungan bahan bersaiz nano sebagai pengisi seperti nanopartikel kitosan (CNP) ke dalam matriks biopolimer kanji untuk menghasilkan bionanokomposit adalah lebih berkesan daripada pengisi bersaiz pukal untuk meningkatkan sifat biopolimer tersebut. Saiz pengisi yang amat kecil membawa peningkatan yang sangat besar kepada luas permukaan pengisi. Ini diperlukan dalam bionanokomposit bagi menghasilkan luas antara muka yang besar antara matriks biopolimer dan pengisi. Luas antara muka yang besar menyebabkan pengubahsuaian mobiliti dan sifat santaian molekul, seterusnya meningkatkan sifat bahan bionokomposit. CNP yang digabungkan dalam komposit juga mempunyai peranan aktif sebagai agen antimikrob dan antioksidan yang boleh memanjangkan jangka hayat dan mengekalkan kualiti makanan, sekali gus memastikan keselamatan dan keterjaminan makanan.

Apabila CNP pada kepekatan yang optimum dimasukkan ke dalam biopolimer kanji untuk menghasilkan bionanokomposit kanji/CNP, bahan bionanokomposit didapati mempunyai sifat lutsinar yang tinggi yang sesuai untuk aplikasi pembungkusan makanan. Kekuatan tegangan dan pemanjangan pada tahap putus masing-masing meningkat sebanyak 7.96 dan 0.35 kali ganda, disebabkan oleh pembentukan ikatan hidrogen antara molekul yang kuat antara rantaian kanji dan CNP. Sifat mekanikal bahan adalah setanding dengan plastik pembungkus makanan komersial terutamanya polietilena berketumpatan rendah (LDPE). Kestabilan haba bahan juga dipertingkatkan sebanyak 2 kali ganda. Sifat penghalang daripada segi kebolehtelapan wap air dan oksigen masing-masing meningkat sebanyak 4 dan 0.5 kali ganda, disebabkan oleh pembentukan laluan berliku dalam matriks biopolimer dengan kewujudan CNP.

Bionanokomposit kanji/CNP juga mempamerkan sifat antibakteria apabila diuji terhadap bakteria gram-positif (Bacillus cereus, Staphylococcus aureus) dan gram-negatif (Escherichia coli, Salmonella typhi). Bahan bionanokomposit kanji/CNP berjaya mengekalkan kualiti dan memanjangkan jangka hayat makanan terutamanya tomato ceri yang dibungkus dengan bahan tersebut kepada lebih daripada 10 hari. Ini membuktikan potensi bahan tersebut sebagai bahan pembungkus makanan.

Pengetahuan daripada penyelidikan ini adalah penting untuk pembangunan bahan pembungkus makanan yang mampan dan mesra alam serta aktif dan mempunyai sifat yang baik, sekali gus menyokong Dasar Teknologi Hijau Negara. Pengetahuan ini dapat memenuhi permintaan yang meningkat dalam masyarakat dan negara ke arah kemampanan, kelestarian alam sekitar, dan kualiti serta menyumbang kepada keselamatan dan keterjaminan makanan.

Prof. Madya Dr. Siti Hajar Othman
Ketua/Penyelidik Bersekutu
Laboratori Pemprosesan dan Teknologi Bahan Nano (NPTL)
Institut Nanosains dan Nanoteknologi
s.hajar@upm.edu.my

Tarikh Input: 02/03/2022 | Kemaskini: 07/10/2022 | roslina_ar