Pengembangan material kemasan pangan berbasis biomaterial menjadi salah satu arah inovasi dalam teknologi pangan dan rekayasa material. Tantangan utama dalam pengembangan kemasan alternatif tidak hanya terletak pada kemampuan material untuk menggantikan kemasan konvensional, tetapi juga pada pencapaian karakteristik fungsional, seperti kekuatan mekanik, fleksibilitas, ketahanan terhadap air, serta kemampuan menghambat perpindahan uap air. Oleh karena itu, pendekatan pengembangan biokomposit melalui kombinasi beberapa material alami menjadi strategi yang menarik untuk menghasilkan material dengan karakteristik yang lebih optimal.
Salah satu sumber biomaterial yang potensial adalah jerami padi. Kandungan selulosa di dalamnya memungkinkan jerami padi dimanfaatkan sebagai bahan penguat (reinforcement) dalam sistem biokomposit. Melalui proses delignifikasi, komponen lignin dikurangi untuk memperoleh serat yang lebih kaya selulosa. Serat tersebut dapat dikombinasikan dengan matriks berbasis pati singkong yang memiliki kemampuan membentuk lapisan atau struktur padat melalui proses gelatinisasi. Namun, material berbasis pati umumnya memiliki keterbatasan berupa sifat hidrofilik, sensitivitas terhadap kelembapan, dan karakter mekanik yang perlu ditingkatkan.
Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, penelitian ini mengintegrasikan tiga komponen tambahan dengan fungsi yang saling melengkapi. Kitosan dipilih karena memiliki kemampuan membentuk film, sifat pembentuk jaringan polimer, serta potensi memperbaiki karakteristik mekanik dan ketahanan material. Sementara itu, Microcrystalline Cellulose (MCC) digunakan sebagai bahan penguat berbasis selulosa yang berpotensi meningkatkan kekakuan, stabilitas struktur, dan karakteristik mekanik biokomposit. Penambahan gliserol sebagai plasticizer berfungsi meningkatkan fleksibilitas material dengan mengurangi interaksi antarrantai polimer yang menyebabkan sifat terlalu kaku dan rapuh.
Penelitian ini mengembangkan sembilan formulasi biokomposit dengan menggunakan pati singkong sebanyak 10 gram, selulosa jerami padi terdelignifikasi sebanyak 8 gram, dan gliserol sebanyak 3 gram sebagai komposisi tetap. Variasi formulasi dilakukan melalui kombinasi konsentrasi kitosan sebesar 0; 0,1; dan 0,2 gram serta MCC sebesar 0; 0,1; dan 0,3 gram. Larutan asam sitrat 1% digunakan sebagai media pelarutan kitosan. Seluruh komponen dicampurkan melalui tahapan dispersi, gelatinisasi, pencampuran, dan homogenisasi untuk memperoleh campuran biokomposit yang selanjutnya dicetak menggunakan metode casting dan dikeringkan hingga membentuk lembaran material.
Karakteristik biokomposit dievaluasi melalui pengujian sifat fisik, mekanik, dan barrier, meliputi ketebalan, laju transmisi uap air (WVTR), permeabilitas uap air (WVP), penyerapan air, kelarutan dalam air, kuat tarik, dan elongasi saat putus. Pengujian tambahan berupa kadar air, swelling ratio, densitas, biodegradabilitas, contact angle, serta ketahanan terhadap minyak dilakukan untuk memberikan gambaran lebih menyeluruh mengenai potensi aplikasinya sebagai material wadah makanan. Analisis FTIR dan SEM juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi interaksi kimia antarkomponen serta mengamati morfologi dan distribusi bahan penguat dalam struktur biokomposit.
Melalui pendekatan rekayasa komposisi tersebut, penelitian ini diarahkan untuk memperoleh formulasi biokomposit berbasis jerami padi yang memiliki keseimbangan antara kekuatan mekanik, fleksibilitas, dan ketahanan terhadap kelembapan. Hasil pengembangan ini diharapkan menjadi landasan bagi inovasi wadah makanan berbasis biomaterial yang memanfaatkan sumber daya terbarukan, meningkatkan nilai tambah hasil pertanian, serta mendukung pengembangan teknologi kemasan pangan yang lebih berkelanjutan.
