Tahukah anda bahawa plastik merupakan penyumbang kedua tertinggi kepada sisa pepejal global selepas sisa makanan? Malah, plastik yang digunakan untuk membungkus makanan menyumbang hampir dua pertiga daripada jumlah sisa pepejal pembungkusan di dunia.

Umum mengetahui bahawa plastik konvensional seperti polietilena (PE), polipropilena (PP), polietilena tereftalat (PET), dan polistirena (PS) yang diperbuat daripada petroleum sukar untuk terurai.

Penggunaannya dalam jangka masa yang panjang akan menyebabkan peningkatan sisa pepejal. Peningkatan sisa pepejal yang berterusan tanpa pengurusan sisa yang baik akan menyumbang kepada beberapa masalah alam sekitar dan memberi kesan buruk terhadap hidupan di darat dan lautan.

Sebagai contoh, lambakan sisa plastik akan menggalakkan pembentukan gas rumah hijau yang membawa kepada pemanasan global dan memberi kesan kepada iklim. Selain itu, plastik yang dibuang ke lautan pula akan menyebabkan hidupan akuatik seperti penyu semakin pupus kerana termakan plastik yang disangka makanan.

Alternatif plastik

Kesan buruk penggunaan plastik konvensional terhadap persekitaran membawa kepada usaha untuk menghasilkan plastik daripada bahan alternatif seperti biopolimer. Biopolimer mempunyai potensi yang besar untuk menggantikan plastik konvensional kerana sifatnya yang mesra alam dan mudah terurai.

Biopolimer ialah polimer yang terdiri daripada unit monomer yang terikat secara kovalen dan membentuk rantaian molekul. Awalan ‘bio’ menunjukkan bahawa biopolimer boleh terbiodegradasi atau terurai melalui proses biologi.

Biopolimer diuraikan secara semula jadi melalui tindakan mikroorganisma di dalam tanah dan menghasilkan produk sampingan seperti karbon, hidrogen, dan nitrogen yang terbukti selamat terhadap persekitaran.

Biopolimer boleh dikategorikan kepada dua kumpulan, iaitu biopolimer sintetik dan biopolimer semula jadi.

Kemajuan teknologi dalam bidang biopolimer membawa kepada penghasilan biopolimer sintetik seperti polilaktik asid (PLA), polikaprolakton (PCL), asid poliglikolat (PGA), polivinil alkohol (PVA), dan polibutilena suksinat (PBS). Plastik yang dihasilkan daripada biopolimer sintetik hampir setanding dengan plastik konvensional.

Bagaimananapun, penghasilan biopolimer sintetik melibatkan proses yang rumit dan kos yang tinggi. Hal tersebut mendorong penyelidik giat berusaha untuk menghasilkan plastik daripada biopolimer semula jadi terutamanya untuk aplikasi bahan pembungkus makanan.

Bahan Semula jadi

Biopolimer semula jadi seperti kanji, selulosa, kitosan, rumpai laut, gelatin, gluten, alginat, dan kolagen sangat mudah diperolehi, tidak bertoksik, dan selamat untuk digunakan sebagai pembungkus makanan. Contohnya, biopolimer yang berasaskan kanji seperti jagung, beras, keladi, kentang, dan ubi kayu boleh digunakan untuk menghasilkan bahan pembungkus makanan yang bersifat elastik dan fleksibel.

Proses menghasilkan bahan pembungkus makanan daripada biopolimer semula jadi tidak melibatkan bahan kimia berbahaya, proses yang rumit, dan kos yang tinggi. Bagaimanapun, penggunaan biopolimer semula jadi sebagai bahan pembungkus makanan masih terhad kerana ketahanannya yang lemah terhadap tekanan, haba, air, dan udara.

Menambah baik Ciri Plastik

Terdapat pelbagai cara untuk menambah baik ciri-ciri plastik yang diperbuat daripada biopolimer semula jadi supaya ia setanding dengan plastik konvensional dan plastik yang diperbuat daripada biopolimer sintetik.

Penambahan agen pemplastik seperti gliserol, sorbitol, dan xylitol ke dalam biopolimer dapat membaiki sifatnya yang rapuh sekaligus menghasilkan plastik yang elastik dan fleksibel. Plastik yang elastik dan fleksibel sangat penting untuk memudahkan proses pembungkusan dan penyimpanan makanan tanpa merosakkan makanan dan juga plastik.

Penambahan bahan pengisi atau filler seperti kitosan, selulosa, dan zink oksida ke dalam biopolimer dapat menghasilkan biokomposit yang jauh lebih kuat dan mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap tekanan, haba, air, dan udara berbanding biopolimer tanpa bahan pengisi.

Bahkan, kemajuan nanoteknologi telah membuktikan bahawa penambahan bahan pengisi yang bersaiz nano (1 hingga 100 nm) seperti nanopartikel ke dalam matriks biopolimer lebih berkesan untuk menambah baik sifat biopolimer berbanding pengisi yang bersaiz lebih besar.

Hal ini kerana saiz nanopartikel yang sangat kecil dengan luas permukaan yang sangat besar mampu meningkatkan tindak balas nanopartikel tersebut dengan matriks biopolimer. Tindak balas yang baik di antara molekul biopolimer dan nanopartikel membentuk struktur biokomposit yang lebih padat, kuat, dan mempunyai ketahanan yang tinggi.

Terdapat juga agen pengisi yang mempunyai sifat antimikrobial dan antioksida seperti nanopartikel kitosan yang dapat memberikan nilai tambah kepada bahan pembungkus makanan.

Penggunaan nanopartikel kitosan dalam bahan pembungkus makanan boleh memanjangkan jangka hayat makanan kerana ia boleh membantutkan proses pengoksidaan makanan seperti sayur-sayuran dan buah-buahan. Selain itu, nanopartikel kitosan juga terbukti mampu menghalang pertumbuhan bakteria yang menyebabkan keracunan makanan tanpa meninggalkan bahan sampingan yang merbahaya kepada manusia.

Hasil kajian oleh sekumpulan penyelidik di Universiti Putra Malaysia telah membuktikan bahawa penambahan nanopartikel kitosan ke dalam matriks kanji ubi kayu mampu menghasilkan biokomposit yang mempunyai sifat fizikal, mekanik, termal, halangan air, dan halangan gas yang baik. Biopolimer tersebut turut mempunyai sifat antimikrobial yang mampu memanjangkan jangka hayat makanan, seterusnya berpotensi tinggi untuk dijadikan sebagai bahan pembungkus makanan.

Penyelidikan berterusan

Para penyelidik wajar meneruskan usaha untuk membangunkan biopolimer sebagai bahan pembungkus makanan yang setanding dengan ciri-ciri plastik konvensional. Kesedaran pengguna untuk menggunakan bahan pembungkus makanan yang diperbuat daripada biopolimer perlu diberi perhatian yang serius demi memelihara alam sekitar.

Usaha-usaha ini dapat memastikan kelestarian alam sekitar, sekali gus menyokong Dasar Teknologi Hijau Negara.

-- BERNAMA

Prof. Madya Dr. Siti Hajar Othman merupakan Pensyarah dan Penyelidik, Ketua Bidang Penyelidikan Kejuruteraan Pembungkusan Jabatan Kejuruteraan Proses dan Makanan, Fakulti Kejuruteraan, Universiti Putra Malaysia (UPM)