การศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมในการขนึ้รูปเจลจากเจลโลสและไคโตซานเพื่อทํา แผ่นดูดซับของเหลวที่ตกค้างในบรรจุภัณฑ์และยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย Pseudomonasในอาหาร
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ชิดชนก โพธิ์ศรีสุวรรณ, ธนเวทย์ แจ่มนาม
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ฐิตารีย์ ทองเทียนชัย
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
อาหารเป็นปัจจัยพื้นฐานในการดํารงชีวิตของมนุษย์แต่ทว่าหนึ่งในสามของอาหารที่ผลติ ออกมาในโลก กลายเป็นขยะอาหารซึ่งหมายถึงเศษอาหารที่ไม่สามารถนํามารับประทานได้ทงั้ที่อาหารเหล่านั้นอาจจะเป็น อาหารส่วนเกินที่สามารถนําไปรับประทานต่อได้ก็ตามแตก่ลับต้องทิ้งให้กลายเป็นขยะอาหารประมาณ1.6 พันล้านตันต่อปีซึ่งเป็นข้อมูลที่ได้จากการประมาณการณ์ขององค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (UNFAO)
โดยข้อมูลจากกรมควบคุมมลพิษเผยในปี 2560 พบว่า 64% ของขยะที่เกิดขึ้นในประเทศไทย เป็นขยะ อินทรีย์คิดเป็นปริมาณรวม17.6ล้านตันซึ่งเป็นเพียงข้อมูลเฉพาะขยะมูลฝอยที่จัดเกบ็โดยเทศบาลและยังไม่ นับรวมถึงขยะมูลฝอยหรืออาหารส่วนเกินท่ีภาคธุรกิจจ้างบริษัทเอกชนเข้ามาจัดการด้วย จึงสรุปได้ว่าคนไทย ทุกคนจะสร้างขยะอินทรีย์ที่บางส่วนเป็นอาหารขยะเฉลี่ยปีละ 254 กิโลกรัมเป็นอย่างน้อย และขยะอาหาร ไม่ใช่แค่เศษอาหารเหลือทิ้งเท่านั้น บางส่วนยังเป็นแค่อาหารส่วนเกินที่ทิ้งเพราะกินไม่ทัน ขายไม่ทนั เมื่อ คํานวนการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของทั้งโลกแล้ว อาหารที่ถูกทิ้งทั้งหมดปล่อยก๊าซเรือนกระจกถึง 8% เทียบเท่ากับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาคคมนาคม และมากกว่าการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาคการ บินทั่วโลกถึง 4 เท่า และเนื่องจากระบบอุตสาหกรรมอาหารทั่วโลกยังมีสายการผลิตที่ยาวกว่าระบบอื่นๆ ผลที่ ได้คือการสูญเสียอาหารและขยะอาหารจะส่งผลกระทบตอ่สิ่งแวดล้อม
ร้านค้าร้านอาหารหรือห้างสรรพสินค้าชั้นนําส่วนใหญ่มักเก็บรักษาและจดัจําหน่ายอาหารสดด้วย วิธีการวางบนถาดบรรจุแล้วปิดด้วยฟิล์มถนอมอาหารทําให้อาหารสดบางส่วนมีของเหลวไหลออกมาแล้ว ตกค้างอยู่ในบรรจุภัณฑ์ซึ่งเป็นแหล่งสะสมของจุลินทรีย์และแบคทีเรียทําให้อาหารเน่าเสียได้ง่ายและกลายเป็น ขยะอาหารต่อไป
มะขาม (Tamarindus indica Linn.) เป็นไม้ยืนต้นขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ มีการเพาะปลูกอย่าง แพร่หลายในประเทศไทย เนื้อของมะขามมีการบริโภคทั้งในรูปของฝักสดและผลิตภัณฑ์แปรรูปหลายรูปแบบ โดยในกระบวนการแปรรูปทําให้ เกิดของเหลือทิ้งในรูปของเปลือก รกฝักและเมล็ดมะขามจํานวนมาก ซึ่งส่วน ใหญ่ทิ้งเป็นขยะและมีบางส่วนถูกนําไปใช้เป็นปุ๋ย
เมล็ดมะขามเป็นของเหลือทิ้งในกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์มะขาม องค์ประกอบหลักของเมล็ด มะขามคือเปลือกหุ้มเมล็ดรอ้ยละ30และส่วนของเนื้อในเมล็ดร้อยละ70เมล็ดมะขามเป็นแหล่งสําคัญของ โปรตีน ไขมัน กรดอะมิโนที่จําเป็นและคาร์โบไฮเดรต เมล็ดมะขามประกอบไปด้วยสารพอลิแซกคาไรด์มากกว่า ร้อยละ 65 โปรตีนร้อยละ 15-21 โดยประมาณ และ ไขมันร้อยละ 3-8 โดยประมาณ รวมถึงเป็นแหล่งของสารต้านอนุมูลอิสระ กัมเมล็ดมะขามหรือทามารีนกัม (tamarind gum) สกัดได้จากเมล็ดมะขามในส่วนของเอนโด สเปิร์ม โครงสร้างเป็นพอลิแซกคาไรด์ประเภทไซโลกลูแคน ประกอบไปด้วยโมเลกุลของน้ําตาล 3 ชนิด คือ น้ําตาลกลูโคส น้ําตาลไซโลส และน้ําตาลกาแลกโทสต่อกันเป็นสายโซ่ยาว มีน้ําหนักโมเลกุลเฉลี่ยประมาณ 720,000-880,000 ดาลตัน โครงสร้างสายหลักของกัมเมล็ดมะขามนั้นประกอบไปด้วย (1→4) -β-Dglucan ต่อกันเป็นสายหลักในอุตสาหกรรมผงกัมทสี่กัดจากเมล็ดมะขามเรียกได้อีกชื่อหนึ่งว่าjelloseหรือpolyose สามารถละลายน้ำได้ดีทนทานต่อสภาวะที่เป็นกรดด่างได้ดีและเกิดเจลได้ในระบบที่มีน้ําตาล ซึ่งเป็นสมบัติและ ลักษณะที่คล้ายกับเพกทินจากผลไม้จึงนํามาใช้ในการสรา้งเจลที่คล้ายกับเพคตินในผลิตภัณฑ์ได้แต่มีความ แตกต่างจากเพกทินที่ได้จากผลไม้ คือ เจลของกัมเมล็ดมะขามอยู่ในสภาวะที่เป็นกลางจึงมีการนําไปประยุกต์ ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆอีกทั้งกัมจากเมล็ดมะขามยังมีความสามารถในการดูดซับน้ําและจะ เกิดการพองตัวขึ้น
ไคโตซาน(chitosan)เป็นสารพอลิเมอร์ธรรมชาติสกัดได้จากไคตินทพี่บในเปลือกกุ้ง กระดองปูและ แกนปลาหมึก เป็นต้นโดยมีหมู่อะมิโนที่แสดงสมบตัิในการละลายได้ในกรดอินทรีย์เจือจางสามารถจับกับ ไอออนของโลหะได้ดี และสารมีฤทธิ์ทางชีวภาพ ปัจจุบันมีการนําไคโตซานไปประยุกต์ใช้มากมาย เนื่องจาก ไคโตซานมสี มบัติพิเศษหลายประการ ได้แก่ ความไม่เป็นพิษ มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพ (biocompatibility) เสื่อมทางชีวภาพ (biodegradable) และไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม ไคโตซานเป็นสารธรรมชาติที่รู้จัก กันมานานกว่า100ปีแล้วแต่ไม่ได้มีการศึกษาเพื่อนํามาใช้จนกระทั่งปีพ.ศ.2518ได้มีการรวมตัวกันของ นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เพอื่ศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติของสารตัวนี้ ซึ่งคุณสมบัติพื้นฐานของไคโตซาน ที่ นักวิทยาศาสตร์ต่างศึกษาออกมาได้ผลตรงกันคือไคโตซานเป็นสารที่มีประจุบวกสามารถดักจับไขมันที่เป็น ประจุลบได้ไคโตซานมีสมบัติในการต่อต้านจุลินทรีย์และเชื้อราบางชนิดโดยมีกลไกคอืไคโตซานมีประจุบวก สามารถจับกับเซลล์เมมเบรนของจุลินทรีย์ที่มีประจุลบได้ทําให้เกิดการรั่วไหลของโปรตีนและสารอื่นของเซลล์ หรือการที่ไคโตซานเป็น chelating agent ซึ่งสามารถเลือกจับโลหะแม้ในปริมาณน้อยๆก็ได้ทําให้เกิดการ ยับยั้งการผลิตสารพิษและยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ในหลายประเทศได้ขึ้นทะเบียนไคตินและไคโตซานให้เป็นสารที่ใช้เติมในอาหารได้ โดยนําไปใช้เป็นสารกัดบูด สารช่วยรักษา กลิ่น รส และสารให้ความข้น ใช้ เป็นสารเคลือบอาหาร ผัก และผลไม้ เพื่อรักษาความสด
โครงงานนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในการศึกษาอัตราส่วนที่เหมาะสมในการขึ้นรูปของเจลจากเจลโลสและ ไคโตซานเพื่อนํามาทําแผ่นดดูซับของเหลวที่ตกค้างในบรรจุภัณฑ์และฆ่าเชื้อแบคทีเรียในของเหลวที่ถูกดูดซับ เพื่อช่วยยืดอายุอาหาร