“Active Packaging” ฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารจากเลือดหมู

จากเทรนด์ “รักษ์สิ่งแวดล้อม” ที่กำลังมาแรงในทุกมุมโลก วันนี้นักวิจัยไทยได้พยายามคิดหาวิธีสร้างบรรจุภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมได้เป็นผลสำเร็จ…

“สุกร” สัตว์เศรษฐกิจที่สำคัญชนิดหนึ่งของประเทศไทย ข้อมูลจากสมาคมผู้เลี้ยงสุกรแห่งชาติระบุว่า ในปี 2561 ประเทศไทยมีปริมาณการผลิตสุกร 19.88 ล้านตัว และปริมาณการบริโภคราว 1.45 ล้านตัน ส่งผลให้อุตสาหกรรมโรงฆ่าสัตว์มีปริมาณเลือดเป็นผลพลอยได้เพิ่มมากขึ้น ซึ่งส่วนมากจะถูกกำจัดทิ้งกลายเป็นมลภาวะต่อชุมชน มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่จะนำมาบริโภค การนำมาใช้ประโยชน์ด้านอื่นเพื่อเพิ่มมูลค่าและแก้ปัญหาเหลือทิ้งของเลือดสุกรเหล่านี้จึงกลายเป็นโจทย์ที่ท้าทาย…โดยเฉพาะในพื้นที่จังหวัดนครปฐมที่เป็นแหล่งเลี้ยงสุกรรายใหญ่ของประเทศไทย

รองศาสตราจารย์ ดร.รังสินี โสธรวิทย์ อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมการอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน และนักวิจัยของสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.)  กล่าวว่า จังหวัดนครปฐมและจังหวัดโดยรอบถือเป็นพื้นที่ที่มีการเลี้ยงสุกรและยังมีโรงฆ่าสัตว์มากที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศไทย ปกติสุกรจะมีเลือด 3-5 เปอร์เซ็นต์ ของน้ำหนักตัว ซึ่งตนสนใจส่วนประกอบของเลือดที่เรียกว่า “พลาสมา (Plasma)” เนื่องจากมีมากถึงร้อยละ 60 

นอกจากนี้ ยังมีโปรตีนเป็นองค์ประกอบสูง มีสมบัติด้านอิมัลชันที่ดี ไม่ทำให้สีกลิ่นของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลง จึงเห็นถึงศักยภาพที่จะศึกษาเพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นฟิล์มพอลิเมอร์ชีวภาพ  เพื่อประยุกต์เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารที่สามารถบริโภคได้พร้อมอาหาร และสามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

สำหรับฟิล์มพอลิเมอร์ชีวภาพนั้นจะมีสมบัติป้องกันก๊าซออกซิเจนที่ดีเยี่ยม ซึ่งก๊าซออกซิเจนส่งผลต่อการเสื่อมเสียของอาหาร แต่ฟิล์มชนิดนี้มีข้อด้อยในเรื่องความสามารถในการป้องกันน้ำที่ยังทำได้ไม่ดีนัก จึงจำเป็นต้องมีการดัดแปร พลาสมาโปรตีนจากเลือดสุกรก่อนจะมีการขึ้นรูปเป็นฟิล์มบริโภคได้ (Edible film) เพื่อประยุกต์เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยในการนำเลือดสุกรมาใช้ประโยชน์ต้องคำนึงถึงความปลอดภัยของเลือดที่นำมาใช้ด้วย

“เลือดสุกรที่เรานำมาใช้จะนำมาจากโรงฆ่าสัตว์ที่ได้รับมาตรฐานและมีการตรวจหาเชื้อในเลือดก่อนนำมาใช้ จึงมั่นใจได้ว่าวัตถุดิบตั้งต้นมีความปลอดภัย โจทย์หลักของเราจึงเป็นการหาปัจจัยที่จะเสริมสมบัติของพลาสมาโปรตีนให้มีความเหมาะสมต่อการนำไปใช้งานได้จริง” รศ.ดร.รังสินี กล่าวเสริม  

ทีมวิจัยจึงมีการดัดแปรพลาสมาโปรตีนให้เป็นฟิล์มบริโภคได้ที่มีคุณภาพทัดเทียมกับวัสดุสังเคราะห์ที่ใช้ตามท้องตลาด 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 โดยนำสารสกัดตามธรรมชาติที่ผ่านการเอนแคปซูเลชัน มาผลิตเป็นฟิล์มแอกทีฟและนำมาประยุกต์ใช้เป็นฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับข้าวไรซ์เบอรรี่ เพื่อตอบสนองตลาดของคนรักสุขภาพ เนื่องจากลดการสูญเสียคุณค่าทางโภชนาการได้เป็นอย่างดี ทั้งยังมีฤทธิ์ต้านแมลงและการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ได้ดี รวมทั้งยังมีสมบัติในการเก็บรักษาคุณภาพข้าวและข้าวหุงสุกได้เทียบเคียงกับบรรจุภัณฑ์พลาสติกพอลิโพรพิลีน (Polypropylene: PP) ทางการค้า ตลอดระยะเวลา 40 วัน เมื่อเก็บที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส 

ฟิล์มจากการดัดแปรพลาสมาโปรตีนของเลือดสุกรสามารถประยุกต์ใช้เป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์อาหารเพื่อรักษาคุณภาพและยืดอายุการเก็บรักษาของอาหารและผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรได้อย่างหลากหลาย

“เมืองไทยเป็นเมืองเกษตรกรรม ในแง่ของอาจารย์และนักวิจัย ผลพลอยได้ (By-products) หรือวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรและอุตสาหกรรมอาหาร (Agricultural and food wastes) เป็นวัตถุดิบที่น่าสนใจ หากเราพยายามพิจารณาหามูลค่าในวัตถุดิบนั้นๆ เพื่อนำมาสร้างสรรค์งานวิจัย และแก้ปัญหาขยะให้กับสิ่งแวดล้อมได้ไม่มากก็น้อย และหวังว่าผลงานวิจัยในด้านนี้จะเป็นองค์ความรู้ตั้งต้นให้กับผู้ที่สนใจได้นำไปใช้ประโยชน์และสร้างมูลค่าเพิ่มในอนาคต ซึ่งเราเองก็ยินดีให้ผู้ประกอบการที่สนใจมานำความรู้ตรงส่วนนี้ไปใช้ต่อยอดในเชิงพาณิชย์ต่อไป” 

วันนี้ เลือดหมูไม่ได้มีคุณค่าแค่เป็นอาหารของมนุษย์ หรือเป็นแค่ส่วนหนึ่งในการนำไปทำอาหารสัตว์อีกต่อไป แต่ยังมีมูลค่าเพิ่มคือสามารถนำไปผลิตเป็นฟิล์มบริโภคได้เพื่อประยุกต์เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารที่เกิดจากการดัดแปรพลาสมาโปรตีนของเลือดสุกร จึงเป็นการใช้ความรู้ในงานวิจัยเพื่อเพิ่มมูลค่าให้แก่เลือดซึ่งส่วนใหญ่เป็นของเหลือทิ้งให้กลับมาสร้างประโยชน์และรายได้ได้อีกทางหนึ่ง ทั้งยังสามารถนำมาทดแทนส่วนหนึ่งของการใช้บรรจุภัณฑ์ที่เป็นพลาสติก เนื่องจากเป็นฟิล์มพอลิเมอร์ชีวภาพ ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ ไม่ก่อให้เกิดปัญหาให้กับสิ่งแวดล้อมและสังคม ที่สอดคล้องกับภาคนโยบายของทางรัฐที่ต้องการลดและยกเลิกการใช้พลาสติกเพื่อลดปริมาณขยะภายในประเทศไทย