Pengenalan
Plastik sintetik tidak terbiodegradasi dan menyumbang kepada masalah alam sekitar serta kesihatan. Di Malaysia, sisa plastik pembungkusan makanan dan sisa buah daripada pasar, gerai serta kilang pemprosesan sama-sama menjadi beban kepada tapak pelupusan (pengetahuan am). Menukar kulit buah, khususnya kulit pisang dan mangga, kepada filem bioplastik ialah satu cara menangani kedua-dua masalah serentak.
Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk “Transformation of banana peel into biodegradable film added with starch and carboxymethyl cellulose and its characterization” (Verma et al., 2024). Negara kajian tidak dinyatakan dalam abstrak. Objektifnya ialah membangunkan filem terbiodegradasi berasaskan pes kulit pisang dengan tambahan kanji jagung dan karboksimetil selulosa (CMC), serta mencirikan sifat mekanikal, terma dan halangannya. Dapatan dilengkapi oleh kajian bioplastik kulit mangga (Barrera et al., 2026), dua kajian filem berasaskan pektin kulit pisang (Chodijah et al., 2019; Muryeti et al., 2021) dan satu ulasan filem kulit pisang (Shiam et al., 2024). Tiada kajian dari Malaysia ditemui dalam carian ini.
Sorotan Kajian Lepas
Konsep sisa pertanian menjadi asas kajian ini. Obi et al. (2016) mentakrifkan sisa pertanian sebagai output bukan produk daripada pengeluaran dan pemprosesan hasil pertanian yang mungkin mengandungi bahan berguna, tetapi nilai ekonominya lebih rendah daripada kos pengumpulan, pengangkutan dan pemprosesan. Definisi ini menjelaskan mengapa teknologi penukaran mesti murah untuk berdaya maju.
Maraveas (2020) mengulas pengeluaran polimer mampan dan terbiodegradasi daripada sisa pertanian, dan menyimpulkan bahawa pengeluaran polimer berasaskan bio daripada sumber boleh baharu dan sintesis mikrob boleh ditingkatkan skala, mudah dan memberi kesan minimum kepada alam sekitar berbanding kaedah kimia yang bergantung kepada rawatan alkali dan asid atau pengadunan kopolimer.
Dari sudut formulasi, Xu et al. (2004) menghasilkan filem komposit kitosan-kanji dan menilai kekuatan tegangan, pemanjangan semasa putus dan kadar penghantaran wap air. Tongdeesoontorn et al. (2011) mengkaji kesan kepekatan CMC terhadap filem berasaskan kanji ubi kayu dan mendapati filem komposit kanji ubi kayu-CMC berpotensi menggantikan pembungkusan konvensional, sesuai untuk makanan berkelembapan rendah dan produk farmaseutikal.
Pelissari et al. (2013) membandingkan filem tepung dan kanji pisang plantain (Musa paradisiaca). Filem tepung pisang kurang tahan secara mekanikal tetapi lebih fleksibel berbanding filem kanji kentang, sedikit larut dalam air, dan kebolehtelapan wap airnya serupa dengan filem kanji.
Dapatan Utama
Formulasi filem kulit pisang. Verma et al. (2024) menyediakan filem daripada pes kulit pisang (BPP), kanji jagung (0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% w/w BPP), CMC garam natrium (15% daripada kanji jagung) dan gliserol sebagai pemplastik. Filem dibentuk dengan kaedah tuangan di atas piring petri dan dikeringkan.
Julat sifat filem. Kandungan lembapan 31.807–33.241%, ketebalan 0.211–0.318 mm, kebolehtelapan wap air (WVP) 1.668–2.948 g mm/d/m2/kPa, keterlarutan 31.269–36.105%, kekuatan tegangan 0.825–1.158 MPa, pemanjangan 18.976–25.516% dan kebolehbiodegradasian 65.034–70.002%.
Kanji 0.5% terbaik untuk kekuatan. Filem dengan 0.5% kanji memberikan kekuatan tegangan tertinggi (1.158 MPa). Apabila kandungan kanji meningkat, filem menjadi lebih telap kepada wap air dan lebih larut. Penulis menyimpulkan filem ini mempunyai kebolehbiodegradasian yang baik dan sifat yang boleh diterima.
Bioplastik kulit mangga. Barrera et al. (2026) menggunakan ekstrak kulit mangga (MPE) pada 5%, 10% dan 15% (g/100 mL). Bioplastik 15% MPE paling menonjol: perubahan warna ?E ? 10.87, pemanjangan 77%, kekuatan tegangan ? 2.65 MPa dan kekuatan tusukan 1.03 N, serta permukaan yang seragam dan homogen. Namun, bioplastik 5% MPE terurai lebih cepat, iaitu 57% dalam 28 hari. Kepekatan MPE yang lebih tinggi cenderung mengurangkan kadar biodegradasi.
Pektin kulit pisang. Chodijah et al. (2019) mengekstrak pektin kulit pisang dengan asid sitrik untuk mengurangkan pemerangan. Pektin mempunyai kandungan air 11.56%, abu 3.060% dan metoksil rendah 3.906% (<7%). Filem terbaik dengan 5 gram pektin mencatat ketebalan 0.00387 cm, rintangan air 63.63%, kekuatan tegangan 10.5620 MPa dan pemanjangan 58.33%.
Filem boleh makan kulit pisang tanduk. Muryeti et al. (2021) menggunakan pektin kulit pisang tanduk (Musa corniculata Rumph) 6 g, CMC 3%, gliserol 0.5 ml dan tepung ubi kayu (0 g; 0.6 g; 1.2 g; 1.8 g). Nilai optimum kekuatan tegangan 8.22 MPa, pemanjangan 40.4% dan modulus Young 0.20347 MPa diperoleh pada 1.2 g tepung ubi kayu.
Ulasan. Shiam et al. (2024) menegaskan kanji, selulosa dan pektin dalam kulit pisang penting untuk pembentukan filem, tetapi kekuatan mekanikal dan kebolehlaksanaan komersial masih perlu dipertingkatkan.
| Parameter | Nilai | Sumber |
|---|---|---|
| Kekuatan tegangan (0.5% kanji) | 1.158 MPa | Verma et al. (2024) |
| Kebolehbiodegradasian | 65.034–70.002% | Verma et al. (2024) |
| Kekuatan tegangan / pemanjangan (15% MPE) | ? 2.65 MPa / 77% | Barrera et al. (2026) |
| Biodegradasi (5% MPE) | 57% dalam 28 hari | Barrera et al. (2026) |
| Kekuatan tegangan (pektin 5 g) | 10.5620 MPa | Chodijah et al. (2019) |
| Kekuatan tegangan (1.2 g tepung ubi kayu) | 8.22 MPa | Muryeti et al. (2021) |
Perbincangan
Kesemua kajian menunjukkan kulit pisang dan mangga boleh dijadikan filem bioplastik yang terbiodegradasi. Namun, kekuatan tegangan berbeza besar mengikut formulasi: filem pes kulit pisang Verma et al. (2024) hanya mencapai 1.158 MPa, manakala filem berasaskan pektin mencapai 8.22 MPa (Muryeti et al., 2021) dan 10.5620 MPa (Chodijah et al., 2019). Ini mungkin menunjukkan bahawa pengekstrakan komponen seperti pektin dapat menghasilkan filem yang lebih kuat berbanding penggunaan pes kulit secara terus, walaupun prosesnya lebih panjang; namun formulasi ini turut berbeza dari segi bahan tambahan. Perbandingan langsung perlu berhati-hati kerana kaedah ujian dan ketebalan filem berbeza antara kajian.
Satu pertukaran penting jelas dilihat: formulasi yang lebih kuat tidak semestinya lebih cepat terurai. Barrera et al. (2026) mendapati kepekatan MPE tinggi menambah baik sifat mekanikal tetapi mengurangkan kadar biodegradasi, manakala Verma et al. (2024) mendapati tambahan kanji meningkatkan keterlarutan dan kebolehtelapan wap air. Filem dengan keterlarutan sekitar 31–36% dan kekuatan rendah mungkin lebih sesuai untuk kegunaan ringan seperti makanan berkelembapan rendah, selaras dengan cadangan Tongdeesoontorn et al. (2011) bagi filem kanji-CMC, dan belum boleh menggantikan sepenuhnya beg plastik.
Batasan utama ialah semua kajian dijalankan pada skala makmal. Tiada data tentang kos pengeluaran berskala komersial, dan tiada kajian tentang sisa buah tempatan lain seperti durian, nangka atau nanas ditemui dalam carian ini. Bagi Malaysia, sisa kulit pisang daripada industri kerepek dan sisa mangga daripada pemprosesan jeruk berpotensi menjadi bahan mentah (pengetahuan am), tetapi perlu kajian tempatan terlebih dahulu.
Implikasi kepada Pengusaha dan Agensi
1. Pengusaha pemprosesan pisang dan mangga boleh mengasingkan kulit sebagai bahan mentah berpotensi, bukan sekadar sisa.
2. Untuk kekuatan lebih tinggi, pertimbangkan pengekstrakan pektin berbanding pes kulit mentah.
3. Pilih formulasi mengikut kegunaan: kekuatan tinggi untuk pembungkusan, biodegradasi cepat untuk produk sekali guna.
4. Agensi dan universiti tempatan boleh menguji sisa buah tempatan seperti nanas dan nangka, termasuk analisis kos.
5. Uji keselamatan sentuhan makanan sebelum filem digunakan untuk produk komersial.
Kesimpulan
Sisa kulit pisang dan mangga boleh ditukar menjadi filem bioplastik terbiodegradasi dengan sifat yang boleh diterima pada skala makmal. Filem kulit pisang dengan 0.5% kanji mencapai kekuatan tegangan 1.158 MPa, filem pektin mencapai 8.22–10.5620 MPa, dan bioplastik kulit mangga 5% MPE terurai 57% dalam 28 hari. Cabaran utama ialah kekuatan mekanikal, keseimbangan dengan kadar biodegradasi, dan kos pengkomersialan.
Rujukan
1. Verma, P., Rani, R., Das, D., et al. (2024). Transformation of banana peel into biodegradable film added with starch and carboxymethyl cellulose and its characterization. Sustainable Chemistry and Pharmacy. https://doi.org/10.1016/j.scp.2023.101356
2. Barrera, P., Orizano-Ponce, E., Palma-Lozano, D. K., et al. (2026). The physical–mechanical, morphological characterization, and biodegradability evaluation of bioplastic from mango peel. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. https://doi.org/10.20937/rica.55726
3. Chodijah, S., Husaini, A., Zaman, M., et al. (2019). Extraction of pectin from banana peels (Musa Paradiasica Fomatypica) for biodegradable plastic films. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1167/1/012061
4. Muryeti, M., Ningtyas, R., Nugroho, H., et al. (2021). Mechanical properties of edible film from Tanduk banana (Musa corniculata Rumph) peels for food packaging. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1011/1/012060
5. Shiam, M. A. H., Alam, M. A., Biswas, M., et al. (2024). A review on biodegradable films from banana peel. Asian Food Science Journal. https://doi.org/10.9734/afsj/2024/v23i12756
6. Obi, F. O., Ugwuishiwu, B. O., Nwakaire, J. N., et al. (2016). Agricultural waste concept, generation, utilization and management. Nigerian Journal of Technology. https://doi.org/10.4314/NJT.V35I4.34
7. Maraveas, C. (2020). Production of sustainable and biodegradable polymers from agricultural waste. Polymers. https://doi.org/10.3390/POLYM12051127
8. Xu, Y., Kim, K. M., Hanna, M. A., Nag, D., et al. (2004). Chitosan-starch composite film: Preparation and characterization. Industrial Crops and Products. https://doi.org/10.1016/J.INDCROP.2004.03.002
9. Tongdeesoontorn, W., Mauer, L. J., Wongruong, S., Sriburi, P., Rachtanapun, P., et al. (2011). Effect of carboxymethyl cellulose concentration on physical properties of biodegradable cassava starch-based films. Chemistry Central Journal. https://doi.org/10.1186/1752-153X-5-6
10. Pelissari, F. M., Andrade-Mahecha, M. M., Sobral, P. J. A., Menegalli, F. C., et al. (2013). Comparative study on the properties of flour and starch films of plantain bananas (Musa paradisiaca). Food Hydrocolloids. https://doi.org/10.1016/J.FOODHYD.2012.08.007
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: bioplastik, kulit pisang, kulit mangga, pektin, filem terbiodegradasi, pembungkusan makanan, kekuatan tegangan, sisa buah
