(1) Los tallos de uva y el aquafaba (Aq) de garbanzos son subproductos agrícolas prometedores con aplicaciones potenciales en el desarrollo de materiales biocompuestos sostenibles debido a su contenido de lignocelulosa y proteínas. (2) Este estudio tuvo como objetivo evaluar la incorporación de Aq y aceite esencial de canela (CEO) en materiales a base de tallos de uva para mejorar las propiedades mecánicas y prevenir la contaminación microbiana. Se prepararon cuatro formulaciones y se evaluaron sus propiedades mecánicas, fisicoquímicas y antifúngicas. (3) La incorporación de CEO redujo significativamente la absorción de agua, mientras que las formulaciones que contenían Aq exhibieron la mayor resistencia mecánica, probablemente debido a interacciones sinérgicas entre proteínas y polisacáridos que modificaron la microestructura de las fibras de celulosa. Las imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) respaldaron estos hallazgos. Además, las muestras tratadas con CEO mostraron resistencia a la contaminación fúngica, a diferencia de las muestras no tratadas, que fueron colonizadas por el hongo. Las pruebas de biodegradabilidad indicaron una degradación más lenta para las muestras tratadas con CEO (10 semanas) en comparación con las que no contenían CEO (5-7 semanas). (4) Los resultados sugieren que la combinación de Aq y CEO crea un material prometedor para su uso en envases de alimentos, aunque se necesita más investigación para comprender completamente los mecanismos de refuerzo.