Oleh: Kavadya Syska, S.P., M.Si. (Dosen Bidang Teknologi Pangan – Food Technologist, Universitas Nahdlatul Ulama)
Pengembangan bahan kemasan pangan yang ramah lingkungan dan memiliki performa tinggi terus menjadi topik penelitian yang sangat relevan dalam dunia teknologi pangan. Salah satu inovasi terbaru adalah pengembangan film komposit chitosan yang diperkuat dengan caffeic acid (CA) dan ion besi (Fe3+), yang menawarkan potensi besar dalam aplikasi industri kemasan pangan. Penelitian ini mengungkapkan bagaimana penambahan CA dan Fe3+ ke dalam larutan chitosan dapat meningkatkan sifat mekanik, antioksidan, ketahanan terhadap UV, dan sifat antimikroba film komposit.
Chitosan sendiri dikenal sebagai polimer alami yang memiliki banyak manfaat, seperti sifat antibakteri dan biodegradabilitas yang baik. Namun, untuk penggunaan praktis seperti dalam kemasan pangan, chitosan murni memiliki keterbatasan dalam hal kekuatan mekanik dan ketahanan terhadap faktor eksternal seperti cahaya UV dan kelembapan. Dalam penelitian ini, caffeic acid digunakan untuk memperkenalkan ikatan kovalen dan ikatan hidrogen, sementara Fe3+ digunakan untuk menambahkan ikatan koordinasi logam, membentuk sistem multi-crosslinked yang memperkuat jaringan film.
Penambahan CA ke dalam film chitosan menunjukkan peningkatan signifikan pada kekuatan tarik (TS). Dengan penambahan 0,3 mmol CA, kekuatan tarik film meningkat sebesar 36,6% dibandingkan dengan film chitosan murni. Lebih lanjut, dengan penambahan Fe3+ pada film chitosan/caffeic acid (CCA), kekuatan tarik meningkat dari 42,6 MPa menjadi 73,9 MPa, atau naik sebesar 73,5%. Ini merupakan peningkatan yang luar biasa dalam hal kekuatan mekanik, menjadikan film komposit ini lebih tahan lama dan kuat, ideal untuk digunakan sebagai bahan kemasan.
Selain peningkatan kekuatan mekanik, film komposit ini juga menunjukkan kemampuan antioksidan yang sangat baik. Tingkat scavenging radikal bebas pada film CCA dan CCAF meningkat masing-masing sebesar 155,7% dan 148,24% dibandingkan dengan film chitosan murni. Sifat ini sangat penting dalam kemasan pangan, terutama untuk melindungi produk dari oksidasi yang dapat merusak kualitas pangan, seperti perubahan warna, bau, dan rasa.
Keunggulan lainnya adalah ketahanan terhadap sinar UV. Film CCAF menunjukkan kemampuan menahan sinar UV yang luar biasa, dengan tingkat hambatan mencapai 99,99% pada panjang gelombang 365 nm. Ini menunjukkan potensi besar dalam menjaga stabilitas produk pangan yang sensitif terhadap cahaya UV, seperti produk susu, jus, dan makanan kering.
Sifat fisik lainnya yang diukur adalah transmisi uap air (WVT) dan permeabilitas uap air (WVP). Film CCAF menunjukkan penurunan WVT dan WVP sebesar 25,71% dibandingkan film chitosan murni. Pengurangan ini berarti bahwa film komposit ini dapat memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap kelembapan, mencegah penguapan air dari produk pangan dan memperpanjang umur simpan.
Selain itu, film komposit ini juga memiliki sifat antibakteri yang sangat baik. Sifat ini memberikan perlindungan ekstra terhadap kontaminasi mikroba, yang merupakan masalah utama dalam keamanan pangan. Dengan demikian, film komposit chitosan/caffeic acid/Fe3+ ini memiliki potensi besar sebagai bahan kemasan aktif yang tidak hanya melindungi produk dari faktor fisik, tetapi juga dari kontaminasi biologis.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa pengembangan film komposit chitosan yang diperkuat dengan caffeic acid dan Fe3+ menawarkan solusi inovatif dan ramah lingkungan untuk aplikasi kemasan pangan. Dengan kombinasi kekuatan mekanik yang tinggi, sifat antioksidan, ketahanan UV, dan sifat antibakteri, film ini memiliki potensi besar untuk menggantikan bahan kemasan sintetis konvensional, memberikan solusi yang lebih aman dan berkelanjutan dalam industri pangan.
