CHIANG MAI UNIVERSITY
งานวิจัยบรรจุภัณฑ์ชีวภาพสำหรับลำไยอบแห้งจากพอลิเมอร์และแร่ดินเหนียว
โดย | 20 พ.ค. 2558

บรรจุภัณฑ์ชีวภาพสำหรับลำไยอบแห้งจากพอลิเมอร์และแร่ดินเหนียว

          ทีมวิจัย มช. พัฒนาบรรจุภัณฑ์ชีวภาพสำหรับลำไยอบแห้ง จากพอลิเมอร์และแร่ดินเหนียว ที่ดัดแปรด้วยอนุภาคเงิน เหมือนที่ใช้ในตู้เย็นยุคใหม่ ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาได้นานถึง 308 วัน มากกว่าเดิมเป็น 2 เท่า ย่อยสลายได้เองตามธรรมชาติ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม พร้อมเพิ่มขีดความสามารถในการส่งออกต่างประเทศ
   

         ลำไยเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ทางการเกษตรซึ่งประเทศไทยเป็นผู้ผลิตและส่งออกที่สำคัญ รวมไปถึงลำไยอบแห้งด้วย ทีมวิจัยมหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ประกอบด้วย ดร. ภัทร์นฤน  วรจิตติพล ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. วินิตา บุณโยดม  คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่  ดร. สุทธิรา สุทธสุภา ดร. เจิมขวัญ สังข์สุวรรณ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และดร. ธนาวดี ลี้จากภัย ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ จึงได้ร่วมกันพัฒนาผลงานวิจัย “การพัฒนาบรรจุภัณฑ์ชีวภาพสำหรับลำไยอบแห้งและการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของบรรจุภัณฑ์ชีวภาพและบรรจุภัณฑ์ทางการค้า”  จนประสบผลสำเร็จ ซึ่งเป็นการพัฒนาสูตรการผลิตบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายทางชีวภาพสำหรับลำไยอบแห้งเพื่อเป็นบรรจุภัณฑ์ชีวภาพที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เพื่อแก้ปัญหาบรรจุภัณฑ์ที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ  วัสดุที่ใช้ทำบรรจุภัณฑ์เป็นพอลิเมอร์ผสมระหว่างพอลิ(แลคติก แอซิด) (พีแอลเอ, PLA) พอลิ (บิวทิลีน อะดิเพท-โค-เทอเรฟทาเรท) (พีบีเอที, PBAT) สารเพิ่มความเข้ากันได้ และผงแร่ดินเหนียว (หรือผง

เคลย์) ที่ดัดแปรด้วยอนุภาคเงิน ซึ่งเป็นอนุภาคที่ใช้ในตู้เย็นยุคใหม่เพื่อยืดอายุอาหารโดยอาศัยการยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่มีอยู่ในอาหาร จากนั้นทำการขึ้นรูปเป็นถุงโดยการอัดรีดเป่า ทดสอบสมบัติที่จำเป็นสำหรับการนำไปใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ เช่น สมบัติความยืดหยุ่น ความสามารถในการป้องกันความชื้นจากภายนอก  จากนั้นได้ใช้อนุภาคเงินนี้เป็นสารช่วยพัฒนาสมบัติให้บรรจุภัณฑ์สามารถยืดอายุลำไยอบแห้งให้นานยิ่งขึ้น จากการทำนายอายุการเก็บรักษา  พบว่าแร่ดินเหนียวนี้ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาลำไยอบแห้งยาวถึง 308 วันซึ่งยาวนานเป็นประมาณ 2 เท่าของอายุลำไยอบแห้งที่มีบรรจุภัณฑ์เป็นถุงพอลิเมอร์ที่ไม่ได้มีแร่ดินเหนียวนี้เป็นองค์ประกอบ  การใช้แร่ดินเหนียวทำให้บรรจุภัณฑ์มีความหนาแน่นสูงขึ้น ความชื้นหรือไอน้ำจึงแพร่ซึมผ่านเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ได้ยากขึ้นเนื่องจากเส้นทางที่ไอน้ำต้องแพร่ผ่านมีความยาวมากขึ้น ปริมาณน้ำที่จำเป็นต่อการเติบโตของจุลชีพจึงลดลงตามไปด้วย ประกอบกับการที่แร่ดินเหนียวสามารถปล่อยอนุภาคเงินออกมาได้จึงเกิดบริเวณยับยั้งการเติบโตของจุลชีพได้อย่างมีประสิทธิภาพ
  

         การพัฒนาบรรจุภัณฑ์ชีวภาพสำหรับลำไยอบแห้งครั้งนี้ เมื่อเปรียบเทียบสมบัติต่างๆ รวมทั้งราคาต้นทุนเทียบกับถุงที่นิยมใช้กันในท้องตลาด หรือ ถุงแก้วใส พบว่าถุงที่ประกอบด้วยแร่ดินเหนียวจากงานวิจัยนี้และถุงแก้วใสมีต้นทุน 1.68 และ 0.44 บาท/ถุง ถึงแม้ราคาถุงที่พัฒนาขึ้นจะมีต้นทุนสูงกว่า แต่หากผลักดันให้มีการใช้งานได้จริงมากยิ่งขึ้นจะเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมเป็นอย่างมาก เพราะบรรจุภัณฑ์นี้สามารถย่อยสลายได้เอง และการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ชีวภาพนี้จะส่งผลกระทบทางเศรษฐกิจโดยจะเพิ่มช่องทางการจัดจำหน่ายไปสู่ตลาดระดับบน ทั้งในและต่างประเทศ ซึ่งเป็นตลาดที่ลูกค้าให้ความสำคัญเรื่องความปลอดภัยมากกว่าราคาสินค้าและเป็นการเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของลำไยอบแห้งของไทยในตลาดต่างประเทศ นอกจากนี้วัตถุดิบที่ใช้เตรียมได้มาจากผลิตผลมูลค่าต่ำทางการเกษตร เช่น อ้อย ข้าวโพด จึงเป็นการกระตุ้นให้เกิดเกษตรกรรมในประเทศมากขึ้นได้อีกวิธีหนึ่ง บรรจุภัณฑ์ชีวภาพนี้มีศักยภาพในการนำไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์เนื่องจากสามารถขยายกำลังการผลิตได้โดยใช้เครื่องผสมและขึ้นรูปขนาดใหญ่ได้ อันจะส่งเสริมให้เกิดระบบเกษตรและอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนภายในประเทศไทยได้ ซึ่งผลสำเร็จจากการวิจัย จะเป็นประโยชน์แก่กลุ่มเกษตรกรผู้ปลูกและผู้แปรรูปลำไยอบแห้ง รวมทั้งผู้ผลิตบรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จึงนับเป็นทางเลือกให้กับผู้แปรรูปลำไยอบแห้งที่ต้องการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับตัวสินค้า และผู้บริโภคที่ต้องการบริโภคสินค้าที่ปลอดภัย และสร้างความยั่งยืนให้กับสิ่งแวดล้อมและสังคมโดยรวม
  

         การวิจัยนี้ได้รับความร่วมมือจากโครงการ “Trade Standard Compliance and Innovations for Agri-Food Supply Chains in Thailand and Neighbouring Countries” หรือ ”โครงการ CIAS” ซึ่งเป็นโครงการหนึ่งที่ดำเนินงานภายใต้สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ภายใต้การสนับสนุนจากสหภาพยุโรป ในส่วนของการสมทบทุนวิจัยเพื่อต่อยอดในด้านการออกแบบบรรจุภัณฑ์ที่สามารถดึงดูดผู้บริโภคในระดับกลางถึงระดับบนของตลาดในประเทศและตลาดต่างประเทศ และการแนะนำสินค้าที่ได้รับการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ต่อผู้บริโภคในงานแสดงสินค้าอาหารระดับประเทศ โดยมีโครงการ CIAS และ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

เครือข่ายภายเหนือ (สวทช. ภาคเหนือ) เป็นผู้สนับสนุนทุนวิจัย
 

         ความสำเร็จจากงานวิจัยครั้งนี้ ที่ได้รับรางวัล Best Poster Award (First Prize) ของ Session “Environmentally Benign Polymers (ENVIR)” ในชื่อผลงาน PLA-PBAT Blends and Their Composites with Montmorillonite as Biodegradable Material for Packaging Applications: Preparation, Characterization and Testing จากการประชุมวิชาการนานาชาติ IUPAC World Polymer Congress 2014, The 45th International Symposium on Macromolecules (MACRO 2014)  เมื่อเดือนกรกฎาคม 2557 ที่ผ่านมา ณ ศูนย์ประชุมและแสดงสินค้านานาชาติเฉลิมพระเกียรติฯ จังหวัดเชียงใหม่ โดยมีคณะผู้วิจัย ประกอบด้วย กัลยาวัสถ์ วังคะวงษ์, สุธินี เกิดเทพ, อาจารย์ ดร.โรเบิร์ต มอลลอย, ดร.ธนาวดี ลี้จากภัย, อาจารย์ ดร. ภัทร์นฤน วรจิตติพล และผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร. วินิตา บุณโยดม