มก.กำแพงแสน ผลิตฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารจากเลือดหมู

“หมู” เป็นสัตว์เศรษฐกิจที่สำคัญชนิดหนึ่งของประเทศไทย ข้อมูลจากสมาคมผู้เลี้ยงสุกรแห่งชาติระบุว่า ในปี 2561 ประเทศไทยมีปริมาณการผลิตสุกร 19.88 ล้านตัว และปริมาณการบริโภคราว 1.45 ล้านตัน ส่งผลให้อุตสาหกรรมโรงฆ่าสัตว์มีปริมาณเลือดเป็นผลพลอยได้เพิ่มมากขึ้น ซึ่งส่วนมากจะถูกกำจัดทิ้งกลายเป็นมลภาวะต่อชุมชน มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่จะนำมาบริโภค การนำมาใช้ประโยชน์ด้านอื่นเพื่อเพิ่มมูลค่าและแก้ปัญหาเหลือทิ้งของเลือดสุกรเหล่านี้จึงกลายเป็นโจทย์ที่ท้าทาย...โดยเฉพาะในพื้นที่จังหวัดนครปฐมที่เป็นแหล่งเลี้ยงสุกรรายใหญ่ของประเทศไทย

รศ.ดร.รังสินี โสธรวิทย์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมการอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน และนักวิจัยของสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)  กล่าวว่า จังหวัดนครปฐมและจังหวัดโดยรอบถือเป็นพื้นที่ที่มีการเลี้ยงสุกรและยังมีโรงฆ่าสัตว์มากที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศไทย ปกติสุกรจะมีเลือด 3-5 เปอร์เซ็นต์ ของน้ำหนักตัว ซึ่งตนสนใจส่วนประกอบของเลือดที่เรียกว่า “พลาสมา (Plasma)” เนื่องจากมีมากถึงร้อยละ 60 และมีโปรตีนเป็นองค์ประกอบสูง มีสมบัติด้านอิมัลชันที่ดี ไม่ทำให้สี กลิ่นของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลง จึงเห็นถึงศักยภาพที่จะศึกษาเพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นฟิล์มพอลิเมอร์ชีวภาพ  เพื่อประยุกต์เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารที่สามารถบริโภคได้พร้อมอาหาร และสามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

สำหรับฟิล์มพอลิเมอร์ชีวภาพนั้นจะมีสมบัติป้องกันก๊าซออกซิเจนที่ดีเยี่ยม ซึ่งก๊าซออกซิเจนส่งผลต่อการเสื่อมเสียของอาหาร แต่ฟิล์มชนิดนี้มีข้อด้อยในเรื่องความสามารถในการป้องกันน้ำที่ยังทำได้ไม่ดีนัก จึงจำเป็นต้องมีการดัดแปร พลาสมาโปรตีนจากเลือดสุกรก่อนจะมีการขึ้นรูปเป็นฟิล์มบริโภคได้ (Edible film) เพื่อประยุกต์เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยในการนำเลือดสุกรมาใช้ประโยชน์ต้องคำนึงถึงความปลอดภัยของเลือดที่นำมาใช้ด้วย

“เลือดสุกรที่เรานำมาใช้จะนำมาจากโรงฆ่าสัตว์ที่ได้รับมาตรฐานและมีการตรวจหาเชื้อในเลือดก่อนนำมาใช้ จึงมั่นใจได้ว่าวัตถุดิบตั้งต้นมีความปลอดภัยแน่นอน ดังนั้นโจทย์หลักของเราจึงเป็นการหาปัจจัยที่จะเสริมสมบัติของพลาสมาโปรตีนให้มีความเหมาะสมต่อการนำไปใช้งานได้จริง” รศ.ดร.รังสินี กล่าวเสริม 

ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึงมีการดัดแปรพลาสมาโปรตีนให้เป็นฟิล์มบริโภคได้ที่มีคุณภาพทัดเทียมกับวัสดุสังเคราะห์ที่ใช้ตามท้องตลาด มีการเสริมสมบัติการป้องกันน้ำ แต่ยังคงสมบัติที่ดีของฟิล์มโปรตีนอยู่ โดยการนำเลือดจากสุกรมาหมุนปั่นเพื่อแยกพลาสมาออกมา และนำมาปรับ pH  ก่อนเติมสารเชื่อมประสาน (Cross-linking agent) ที่สกัดได้จากธรรมชาติแทนสารสังเคราะห์ โดยใช้สารกลุ่มพอลิฟีนอล (polyphenol) ชนิดต่างๆ ซึ่งงานวิจัยพบว่า “รูติน (Rutin)” มีประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้เชื่อมประสานพลาสมาโปรตีน จากนั้นจึงนำมาทำแห้งด้วยวิธีการแช่เยือกแข็ง (Freeze drying) ทำให้ได้ผงพลาสมาโปรตีนแห้ง ที่ยังคงสมบัติและองค์ประกอบของโปรตีนไว้ได้มากที่สุด เพื่อนำไปขึ้นรูปฟิล์มบริโภคเพื่อประยุกต์เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารต่อไป

“นอกจากนี้ พลาสมาโปรตีนจากเลือดสุกรยังสามารถนำมาใช้เป็นพอลิเมอร์ชีวภาพในการห่อหุ้มน้ำมันหอมระเหยหรือสารให้กลิ่นรสที่สูญเสียได้ง่าย ด้วยวิธีการห่อหุ้มหรือการเอนแคปซูเลชัน (Encapsulation) โดยได้นำพลาสมาโปรตีนและพลาสมาโปรตีนดัดแปรมาห่อหุ้มสารสกัดตามธรรมชาติที่เป็นน้ำมันหอมระเหย เช่น ตะไคร้ ขมิ้น และยูคาริปตัส เป็นต้น ในรูปสารละลายอิมัลชัน แล้วนำไปทำแห้งให้อยู่ในรูปแบบผงไมโครแคปซูลที่สะดวกต่อการใช้งาน ซึ่งผลจากงานวิจัยพบว่าผงไมโครแคปซูลที่มีสารสกัดจากขมิ้นให้ผลดีที่สุด”

รศ.ดร.รังสินี กล่าวต่อว่า อย่างไรก็ตามแม้เราจะสามารถขึ้นรูปฟิล์มจากการดัดแปรพลาสมาโปรตีนของเลือดสุกรได้แล้ว แต่เรายังต้องการสร้างจุดเด่นให้เป็น “Active Packaging” ให้มีสมบัติมากกว่าแค่การเป็นบรรจุภัณฑ์ธรรมดา โดยการเสริมสมบัติพิเศษในแง่การต้านปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยนำสารสกัดตามธรรมชาติที่ผ่านการเอนแคปซูเลชันมาผลิตเป็นฟิล์มแอกทีฟและนำมาประยุกต์ใช้เป็นฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับข้าวไรซ์เบอรรี่ เพื่อตอบสนองตลาดของคนรักสุขภาพเนื่องจากลดการสูญเสียคุณค่าทางโภชนาการได้เป็นอย่างดี ทั้งยังมีฤทธิ์ต้านแมลงและการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ได้ดี รวมทั้งยังมีสมบัติในการเก็บรักษาคุณภาพข้าวและข้าวหุงสุกได้เทียบเคียงกับบรรจุภัณฑ์พลาสติกพอลิโพรพิลีน (Polypropylene: PP) ทางการค้า ตลอดระยะเวลา 40 วัน เมื่อเก็บที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส โดยฟิล์มจากการดัดแปรพลาสมาโปรตีนของเลือดสุกรสามารถประยุกต์ใช้เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์อาหารเพื่อรักษาคุณภาพและยืดอายุการเก็บรักษาของอาหารและผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรได้อย่างหลากหลาย