พอลิเมอร์ชีวภาพบริโภคได้จากสารสกัดเจลาตินจากเกล็ดปลาทับทิมที่ผสมด้วยสารประกอบ ฟีนอลิก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ธัญ​จิ​รา​ คล้ายผูก, วรรณพร ภู่กันงาม

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ณัฐภัสสร เหล่าเนตร์

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย พิษณุโลก

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

เกล็ดปลา เป็นของที่มีในธรรมชาติเหลือจากการนำเนื้อปลาไปประกอบอาหาร ถ้าเก็บไว้หรือทิ้งไว้ในสภาพสด ๆจะมีกลิ่นเหม็นเป็นของสกปรกถูกทิ้งเป็นเศษขยะ ซึ่งเมื่อนำเกล็ดปลามาสกัดจะได้เจลาตินที่สามารถในไปใช้ประโยชน์ได้อย่างหลากหลาย (กันติชา หงส์เจ็ดและคณะ, 2558) สารก่อเจลเป็นสารไฮโดรคอลลอยด์ ที่สามารถจับกับน้ำได้ โดยเมื่อนำมาละลายหรือกระจายตัวอยู่ในน้ำร้อน จะให้สารละลายที่ได้มีความหนืดสูงหรือให้เนื้อสัมผัสกลายเป็นเจลเมื่อทิ้งไว้ให้เย็น ทางด้านอุตสาหกรรมอาหารมีการนำสารก่อเจลชนิดต่างๆ มาใช้เป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์อาหารอยู่หลายชนิด เพื่อเพิ่มความยืดหยุ่น ความข้นหนืด และความคงตัวในผลิตภัณฑ์อาหาร ทางอุตสาหกรรมยามีการนำเจลาตินไปผลิตเป็นแคปซูลยา นอกจากนี้ยังมีการใช้วุ้นหรือ อะกาโรสไปใช้งานด้านปฏิบัติการเคมีและจุลินทรีย์

สารก่อเจลส่วนใหญ่เป็นสารไบโอพอลิเมอร์ที่ได้จากธรรมชาติ มีทั้งสารในกลุ่มพอลิแซ็กคาไรด์ เช่น วุ้น หรือสารในกลุ่มโปรตีน เช่น เจลาติน (Karim and Rajeev, 2009)

บรรจุภัณฑ์ประเภทรูปทรงยืดหยุ่น (Flexible Forms) เป็นวัสดุที่ทำมาจากวัสดุอ่อนตัวมีลักษณะเป็นแผ่นบาง ได้รับความนิยมสูงเนื่องจากมีราคาถูก มีน้ำหนักน้อย โดยสามารถพบได้อย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด อาหารกึ่งสำเร็จรูป อย่างเช่นพวกบะหมี่กึ่งสำเร็จรูป ที่สามารถหาซื้อได้ตามห้างสรรพสินค้า ร้านค้าปลีก ทั้งนี้การบรรจุภัณฑ์เพื่อห่อหุ้มอาหารหรือใช้ปิดภาชนะเพื่อป้องการสัมผัสการปนเปื้อนของสิ่งสกปรกต่าง ๆ ส่วนใหญ่เป็นพลาสติกแอลดีพีอี ( LDPE ) คุณสมบัติเหนียวและมีความยืดหยุ่นสูง ป้องกันการซึมผ่านของความชื้นได้ดี เป็นวัสดุที่ทำให้เกิดกลิ่นหืนได้ง่าย

ในปัจจุบันมีการพัฒนาสารอื่นมาใช้แทนเจลาติน เช่น ไฮดร็อกซี่พรอเมทิลเซลลูโลส เป็นสารเพิ่มความหนืดหรือสารเพิ่มความคงตัว (สาโรจน์ รอดคืน, 2556) เจลาตินเป็นโปรตีนบริสุทธิ์ที่ได้จากการนำคอลลาเจนมาไฮโดรไลซิสบางส่วนด้วยกรด (partial acid hydrolysis) เรียกว่าเจลาตินชนิดเอ (type A gelatin) หรือการนำคอลลาเจนมาไฮโดรไลซิสบางส่วนด้วยด่าง (partial alkaline hydrolysis) เรียกว่าเจลาตินชนิดบี (type B gelatin) ได้มาจากคอลลาเจนของสัตว์ ได้แก่ กระดูกหรือหนังวัว กระบือ สุกรหรือปลา เป็นต้น เจลาตินที่ได้จากปลามีข้อดีหลายประการ ได้แก่ จุดหลอมเหลวต่ำ ทำให้ละลายได้เร็วในช่องปาก ปลามีคอลลาเจนสูง ซึ่งเป็นของเสียที่ได้จากอุตสาหกรรมการประมง มาใช้ประโยชน์และลดมลภาวะได้ เจลลาตินปลามีข้อด้อยเช่นกัน มีความแปรผันทางคุณภาพเจลาติน อาจมีกลิ่นตกค้างและมีราคาแพงกว่าเจลาตินจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 4-5 เท่า (เชาวลิต มณฑลและคณะ, 2557)

สารประกอบฟีนอลิก (phenolic) จัดเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ (antioxidant) ชนิดหนึ่งที่สามารถพบได้ตามธรรมชาติในพืชหลากหลายชนิด โดยการทำงานของสารต้านอนุมูลอิสระนั้นอาจเป็นได้หลายแบบ เช่น การลดพลังงานของสารอนุมูลอิสระ การขัดขวางและการหยุดปฏิกิริยาลูกโซ่ เป็นต้น โมเลกุลของสารต้านอนุมูลอิสระจะเข้าไปทำปฏิกิริยาด้วยการให้อิเล็กตรอนกับอนุมูลอิสระแล้วทำให้ปฏิกิริยาลูกโซ่ของสารอนุมูลอิสระสิ้นสุดลง และไม่เกิดเป็นสารอนุมูลอิสระตัวใหม่ เนื่องจากโมเลกุลของสารต้านอนุมูลอิสระมีความเสถียร ไม่ว่าในโครงสร้างหลังการเกิดปฏิกิริยาจะมีอิเล็กตรอนเดี่ยวหรือคู่ ถือได้ว่าสารต้านอนุมูลอิสระเป็นตัวขจัดปฏิกิริยาลูกโช่ที่จะเข้าไปทำลายโมเลกุลสารในร่างกาย การชะลอและป้องกันการเสื่อมสภาพของเซลล์ ดังนั้นจึงมีงานวิจัยต่างๆ ให้ความสำคัญในการหาปริมาณหรือแม้กระทั่งสกัดสารประกอบฟีนอลิกในพืชหลากหลายชนิด เพื่อนำมาใช้ประโยชน์เป็นส่วนประกอบในผลิตภัณฑ์อาหารสุขภาพและเวชสำอาง (อนุกุล บุญเลิศ, 2563)

ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะนำวัสดุที่ได้จากธรรมชาติและเหลือจากการใช้งานมาผลิตฟิล์มพอลิเมอร์กินได้ โดยการสกัดเจลาตินจากเกล็ดปลาทับทิมเพื่อนำไปขึ้นรูปเป็นฟิล์มพอลิเมอร์และผสมด้วยสารประกอบ

ฟีนอลิกเพื่อถนอมอาหารและกันกลิ่นหืน ซึ่งเกล็ดปลาทับทิมสามารถพบได้ง่ายในท้องถิ่น ในครัวเรือนและตลาด ซึ่งได้มีการทิ้งเกล็ดปลาโดยเปล่าประโยชน์ ผู้วิจัยจึงนำมาทำเป็นฟิมล์ถนอมอาหารเพื่อเพิ่มมูลค่า ลดปริมาณขยะ และสามารถนำผลิตภัณฑ์ที่ได้ไปประยุกต์ในด้านอุตสาหกรรมและการถนอมอาหารได้

ในอนาคต