ENSD+2026-44+Final

แผนฟลมชีวภาพจากวัสดุธรรมชาติเพื่อยืดอายุผลไม ศุภกานต พิภูพัชญชา, ชัญญานุช คงมั่น, ตัสบีลา เจะเดะ, จิรกานต วิทยปรีชา, และ สุธี จุงลก* โรงเรียนเบตง วีระราษฎรประสาน 19 ถนนรวมวิทย ตําบลเบตง อําเภอเบตง จังหวัดยะลา ประเทศไทย *Corresponding author: [email protected] บทคัดยอ ปจจุบันปญหาการสูญเสียอาหารหลังการเก็บเกี่ยว โดยเฉพาะผักและผลไม สงผลกระทบตอเศรษฐกิจและสิ่งแวดลอม จากการปลอยกาซเรือนกระจก งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงคเพื่อพัฒนา ฟลมชีวภาพเชิงประกอบรูปแบบใหม จากวัสดุเหลือใช ทางการเกษตร ไดแก ฝอยขาวโพดและเปลือกกระเทียม เพื่อยืดอายุการเก็บรักษามะเขือเทศและสรางมูลคาเพิ่มตามแนวคิด เศรษฐกิจหมุนเวียน (Circular Economy) และเปาหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (SDGs) ผลการทดลองพบวา ฟลมชีวภาพที่พัฒนาขึ้นมีคุณสมบัติทางกายภาพโดดเดน สามารถลดการซึมผานของไอน้ําและกาซ ไดอยางมีประสิทธิภาพ จึงทําหนาที่เปนเกราะปองกันการสูญเสียความชื้นและการแลกเปลี่ยนออกซิเจนที่ดี ในดานการถนอม อาหาร พบวาผลไมที่เคลือบฟลมสามารถรักษาคุณภาพผิวและความแนนของเนื้อไดนานกวากลุมควบคุมอยางชัดเจน โดยกลุมที่ ไมเคลือบจะเริ่มเสื่อมสภาพภายใน 2–3 วัน แผนฟลมนี้ทําหนาที่เปนเยื่อกึ่งซึมผาน (Semi-permeable Membrane) ที่ชวยชะลอกระบวนการหายใจและการสุก นอกจากนี้ สารสกัดธรรมชาติจากฝอยขาวโพดและเปลือกกระเทียมยังมีฤทธิ์ตานจุลชีพ ชวยยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อรา และลดการเกิดรอยช้ําบนผิวผลไม งานวิจัยนี้จึงเปนทางเลือกที่มีประสิทธิภาพในการใชทรัพยากรอยางคุมคา ปลอดภัยตอ ผูบริโภคและยอยสลายไดตามธรรมชาติ คําสําคัญ: ฟลมชีวภาพ / ยืดอายุผลไม/ วัสดุธรรมชาติ/ วัสดุเหลือใชทางการเกษตร / สารตานจุลชีพธรรมชาติBiofilm from natural materials to extend the shelf life of fruits Suphakarn Phiphupatcha, Chanyanut Kongman, Tusbeela Cheadea, Jirakarn wityapreecha, and Suthee Junglok* Betong Wiraratprasan School, 19 Ruamwit Road , Betong District, Betong District, Yala Province, Thailand *Corresponding author: [email protected] Abstract Food loss during the post-harvest stage, particularly in fruits and vegetables, poses significant economic challenges and environmental concerns due to greenhouse gas emissions. This research aims to develop an innovative bio-composite film derived from agricultural waste—corn silk and garlic skin—to extend the shelf life of tomatoes. This approach promotes value-added waste utilization aligned with the Circular Economy and Sustainable Development Goals (SDGs). The experimental results demonstrated that the developed bio-film possesses superior physical properties, low water vapor and gas permeability. These characteristics enable the film to function as an effective barrier against moisture loss and oxygen exchange. In terms of food preservation, film-coated bananas maintained significantly better surface quality and firmness compared to the control group, which began deteriorating within 2–3 days. The film acts as a semi-permeable membrane that slows down respiration and the ripening process. Furthermore, natural extracts from corn silk and garlic skin exhibit antimicrobial properties, effectively inhibiting fungal growth and reducing bruising on the fruit surface. This research offers an efficient, consumer-safe, and biodegradable alternative for resource management in the agricultural sector. Keywords: Biofilm / Extend fruit shelf life / Natural materials / Agricultural residues / Natural antimicrobial agents1. บทนํา ปจจุบันอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑอาหารสวนใหญยังคงพึ่งพาพลาสติกสังเคราะหที่ไมสามารถยอยสลายไดตามธรรมชาติ แมวาพลาสติกเหลานี้จะมีประสิทธิภาพในการรักษาความสดใหมของผลไมแตก็กอใหเกิดปญหาสิ่งแวดลอมรายแรง เนื่องจาก ใชเวลาหลายรอยปในการยอยสลาย สงผลใหเกิดการขยะพลาสติกในธรรมชาติและมหาสมุทร [1] นอกจากนี้การเผาไหม พลาสติก ยังปลอยสารเคมีอันตรายสูบรรยากาศ ทําใหเกิดมลพิษทางอากาศและสงผลตอสุขภาพของมนุษย[2] ผลไมเปนแหลงอาหารที่มีคุณคาทางโภชนาการสูง ทั้งวิตามิน เกลือแร และสารตานอนุมูลอิสระที่จําเปนตอรางกาย อยางไรก็ตาม ผลไมสวนใหญจัดเปนผลผลิตที่เนาเสียงายและมีอายุการเก็บรักษาสั้น โดยมักเกิดการเสื่อมสภาพอยางรวดเร็ว ภายหลังการเก็บเกี่ยว ทั้งจากการสูญเสียความชื้น การหายใจของพืช และการเขาทําลายของจุลินทรียในระหวางกระบวนการ จัดเก็บและการขนสง [3] ซึ่งปญหาการเนาเสียดังกลาวไมเพียงแตสงผลกระทบโดยตรงตอรายไดของเกษตรกร แตยังกอใหเกิด ขยะอาหาร (Food Waste) ที่สงผลเสียตอสิ่งแวดลอมและระบบเศรษฐกิจในภาพรวม [4] โครงงานวิจัยนี้มุงเนนการพัฒนาฟลมชีวภาพที่ผสมผสานวัสดุธรรมชาติหลายชนิดเพื่อใหไดสมบัติที่เหมาะสมกับการ เก็บรักษาผลไมมีกระบวนการผลิตที่ไมซับซอน และสามารถยอยสลายไดในธรรมชาติอยางสมบูรณ[5] ผลการวิจัยที่ไดจะเปน ประโยชนตอเกษตรกร ผูประกอบการในอุตสาหกรรมอาหาร และสังคมโดยรวมในการลดผลกระทบตอสิ่งแวดลอม [6] 2. วัตถุประสงค 1. เพื่อสกัดและเตรียมวัสดุธรรมชาติ โดยเฉพาะฝอยขาวโพด จากนั้นนํามาผสมกับเจลาตินเพื่อผลิตฟลมชีวภาพที่ยอย สลายไดสําหรับการเคลือบผลไม[7] 2. เพื่อประเมินและเปรียบเทียบประสิทธิภาพของฟลมชีวภาพที่พัฒนาขึ้นในการยืดอายุการเก็บรักษาของมะเขือเทศ (Solanum lycopersicum L.) โดยพิจารณาจากลักษณะทางกายภาพ ไดแก สี กลิ่น และเนื้อสัมผัส [8] 3. เพื่อเปรียบเทียบคุณภาพของผลไมที่เคลือบดวยฟลมชีวภาพกับผลไมที่ไมไดเคลือบ ภายใตสภาวะการเก็บรักษาที่ กําหนด 3. ขอบเขตของการศึกษา 1. โครงงานนี้ศึกษาการผลิตแผนฟลมชีวภาพจากวัสดุธรรมชาติที่เปนวัสดุเหลือใชทางการเกษตร ไดแกฝอยขาวโพด และ เปลือกกระเทียม โดยนํามาสกัดและผสมรวมกับสารชวยขึ้นรูปฟลม เพื่อใหไดแผนฟลมชีวภาพที่สามารถยอยสลายไดตาม ธรรมชาติ 2. การทดลองดําเนินการในระยะเวลาที่กําหนดภายใตสภาพแวดลอมเดียวกัน โดยไมไดศึกษาผลกระทบในระดับ อุตสาหกรรมหรือการเก็บรักษาระยะยาว 3. โครงงานนี้มุงเนนการใชวัสดุธรรมชาติที่เปนมิตรตอสิ่งแวดลอม ลดการใชพลาสติกสังเคราะห และสนับสนุนแนวคิด เศรษฐกิจหมุนเวียน 4. วิธีการศึกษา 4.1 อุปกรณและสารเคมี 1. ฝอยขาวโพด 2. เปลือกกระเทียม 3. เจลาติน 4. ถาดรอง 5. กรดซิตริก 6. บีกเกอร 7. แทงแกวคนสาร 8. เครื่องชั่งดิจิทัล4.2 การเตรียมฝอยขาวโพด ทําการลางฝอยขาวโพดใหสะอาดดวยน้ําสะอาด เพื่อลดสิ่งสกปรกและสิ่งปนเปอน จากนั้นนําไปอบใหแหงเพื่อกําจัด ความชื้นที่อาจสงผลตอคุณภาพของสารสกัด เมื่อแหงสนิทแลวจึงนํามาบดใหเปนผงละเอียด เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวสัมผัส ชวยใหการ สกัดสารสําคัญมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น 4.3 กระบวนการฟอกสีฝอยขาวโพด นําฝอยขาวโพดที่บดแลวมาแชในสารละลายกรดซิตริกผสมน้ําสะอาดในอัตราสวน 1:1 เปนระยะเวลา 24 ชั่วโมง เพื่อ ชวยปรับสีของฝอยขาวโพดใหมีความสม่ําเสมอและมีสีออนลง (สีเหลืองนวล) อีกทั้งยังชวยลดสารเจือปนบางชนิดที่อาจมีผล ตอคุณภาพของฟลมชีวภาพ หลังจากนั้นนําไปลางและเตรียมสําหรับขั้นตอนถัดไป 4.4 การเตรียมเปลือกกระเทียม นําเปลือกกระเทียมมาลางใหสะอาดเพื่อลดสิ่งปนเปอน จากนั้นนําไปอบใหแหงเพื่อลดความชื้น และทําใหสะดวกตอ การสกัดสารสําคัญ หลังจากอบแหงแลวทําการคั้นหรือสกัดน้ําจากเปลือกกระเทียม เพื่อนําสารออกฤทธิ์ เชน สารตานจุลชีพ มาใชเปนสวนผสมในฟลมชีวภาพ 4.5 การขึ้นรูปแผนฟลม การขึ้นรูปแผนฟลมในโครงงานนี้โดยมีขั้นตอนการดําเนินในรูปที่ 1 ซึ่งแบงกลุมการทดลองออกเปน 3 กลุม ตามสวนผสมของสารสกัดจากธรรมชาติ ดังนี้ กลุมที่ 1 (กลุมควบคุม) : กลุมตัวอยางที่ไมไดรับการเคลือบผิวฟลมหรือไมผสมสารสกัด กลุมที่ 2 (กลุมทดลอง) : ฟลมที่มีสวนผสมของสารสกัดจากฝอยขาวโพด กลุมที่ 3 (กลุมทดลอง): ฟลมที่มีสวนผสมของสารสกัดจากฝอยขาวโพดรวมกับเปลือกกระเทียม ขั้นตอนที่ 1 การละลายเจลาติน : นําเจลาตินมาละลายในน้ําโดยใหความรอนและคนอยางตอเนื่อง เพื่อใหเจลาติน ละลายจนไดสารละลายที่มีลักษณะใสและเปนเนื้อเดียวกัน ซึ่งทําหนาที่เปนโครงสรางหลักของฟลมชีวภาพ ขั้นตอนที่ 2 การผสมสาร : เติมฝอยขาวโพดที่เตรียมไวลงในสารละลายเจลาติน พรอมทั้งเติมน้ําสกัดจากเปลือก กระเทียม จากนั้นคนใหสวนผสมทั้งหมดเขากันอยางสม่ําเสมอ เพื่อใหสาระสําคัญกระจายตัวทั่วทั้งระบบ ขั้นตอนที่ 3 การทําใหเย็นและกําจัดฟองอากาศ : หลังจากผสมสารเสร็จแลว ปลอยใหสารละลายเย็นลงที่ อุณหภูมิหอง พรอมทั้งตักฟองอากาศที่เกิดขึ้นออก เพื่อปองกันการเกิดรูพรุนในแผนฟลม ซึ่งอาจสงผลตอความแข็งแรงและ คุณสมบัติของฟลม ขั้นตอนที่ 4 การเทขึ้นรูปฟลม : นําสารละลายที่เตรียมไวเทลงบนภาชนะหรือถาดเรียบ เพื่อใหไดความหนาของฟลมที่ สม่ําเสมอ ขั้นตอนที่ 5 การทําใหฟลมแหงและแข็งตัว : ปลอยใหฟลมแหงและเซตตัวที่อุณหภูมิหองในบริเวณที่มีอากาศ ถายเทสะดวก จนกระทั่งฟลมแข็งตัวสมบูรณ ขั้นตอนที่ 6 การลอกแผนฟลม : เมื่อฟลมแหงสนิทแลว ทําการลอกแผนฟลมออกจากถาดอยางระมัดระวัง เพื่อใหได แผนฟลมชีวภาพที่พรอมนําไปใชงานรูปที่ 1 แผนผังขั้นตอนการขึ้นรูปแผนฟลมจากฝอยขาวโพดและเปลือกกระเทียม5. ผลการศึกษาและอภิปรายผล จากผลการทดลองในตารางที่ 1 พบวา ฟลมชีวภาพจากวัสดุธรรมชาติสามารถชวยชะลอการเสื่อมสภาพของผลไมได อยางมีประสิทธิภาพ โดยเมื่อเปรียบเทียบระหวางกลุมควบคุมและกลุมที่เคลือบฟลม พบวากลุมที่ไมเคลือบฟลมเริ่มเกิดการ เปลี่ยนแปลงทางกายภาพตั้งแตวันที่ 3 เชน ผิวคล้ําและเนื้อสัมผัสนิ่มลงอยางรวดเร็ว แสดงถึงการเสื่อมสภาพที่เกิดขึ้นอยาง รวดเร็ว ในขณะที่กลุมที่เคลือบฟลมจากฝอยขาวโพดสามารถคงความสดของผลไมไดนานกวา โดยเริ่มมีการเปลี่ยนแปลงชา กวากลุมควบคุม ซึ่งแสดงใหเห็นวาฟลมชีวภาพชวยลดการสูญเสียน้ําและชะลอกระบวนการสุกของผลไมสําหรับกลุมที่เคลือบ ฟลมจากฝอยขาวโพดรวมกับเปลือกกระเทียมใหผลลัพธดีที่สุด โดยสามารถรักษาความสดและความแนนของผลไมไดนานที่สุด ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากสารสําคัญในเปลือกกระเทียมที่มีคุณสมบัติตานจุลชีพ ชวยยับยั้งการเจริญของเชื้อราและแบคทีเรีย สงผล ใหการเนาเสียเกิดขึ้นชาลง ดังนั้นสามารถสรุปไดวา ฟลมชีวภาพที่พัฒนาขึ้น โดยเฉพาะสูตรที่มีสวนผสมของฝอยขาวโพดและ เปลือกกระเทียมมีประสิทธิภาพในการยืดอายุการเก็บรักษาผลไมไดดีที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับกลุมที่ไมเคลือบและสูตรอื่น ๆ ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการยืดอายุผลไมของแผนฟลมชีวภาพในแตละกลุมการทดลอง กลุมการทดลอง วันที่ 1 วันที่ 2 วันที่3 วันที่ 4 วันที่5 กลุมควบคุม (ไมเคลือบฟลม) สดใหมผิวตึง สดใหมเล็กนอย เริ่มคล้ํา ผิวนิ่ม มีสีคล้ําชัดเจน นิ่มมาก เสื่อมสภาพ กลุมทดลอง (เคลือบฝอยขาวโพด) สดใหมผิวตึง สดใหม เริ่มเปลี่ยนแปลง เล็กนอย สีคล้ําเล็กนอย เริ่มนิ่ม ยังพอคงสภาพ และคุณภาพลดลง กลุมทดลอง เคลือบฝอยขาวโพด+ เปลือกกระเทียม) สดใหมผิวตึง สดใหม สดใหม สีเริ่มคล้ํา ยังไมนิ่ม คงรูปไดดี ผิวตึง 6. สรุปผลการศึกษา งานวิจัยนี้ประสบความสําเร็จในการพัฒนาฟลมชีวภาพเชิงประกอบรูปแบบใหม โดยผสาน ฝอยขาวโพดและเปลือก กระเทียมเขาดวยกัน วัตถุประสงคหลักคือการสรางวัสดุบรรจุภัณฑที่ยั่งยืน ซึ่งสามารถยืดอายุการเก็บรักษาและคงคุณภาพ ของผลไมหลังการเก็บเกี่ยวได ผลการศึกษาประสิทธิภาพในการยืดอายุการเก็บรักษาพบวา ฟลมชีวภาพเชิงประกอบจากฝอยขาวโพดและเปลือก กระเทียมสามารถชะลอการเสื่อมสภาพของผลผลิตไดอยางมีนัยสําคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับชุดควบคุม (Control) ที่ไมได เคลือบฟลมซึ่งเริ่มปรากฏรอยช้ําและเนื้อสัมผัสนิ่มเละภายใน 2–3 วัน ในดานลักษณะทางกายภาพ ผลไมที่ผานการเคลือบดวยฟลมชีวภาพ ยังคงความแนนเนื้อ (Firmness) และมีลักษณะ ผิวที่เตงตึง โดยไมปรากฏอาการเหี่ยวแหงจากการสูญเสียน้ํา ชั้นฟลมทําหนาที่เปนวัสดุเคลือบผิวที่สม่ําเสมอ ชวยลดการคาย น้ําและชะลอการเปลี่ยนสีของเปลือกผลไมใหชาลง นอกจากนี้ ฤทธิ์ตานจุลชีพจากสารสกัดธรรมชาติในฟลมยังชวยลดการอุบัติ ของจุดกระสีน้ําตาลและยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราบนผิวผลผลิต สงผลใหมะเขือเทศที่ไดรับการทดสอบยังคงคุณภาพ ทางกายภาพ ที่เหมาะสมตอการบริโภคไดยาวนานกวากลุมควบคุมอยางชัดเจน ในดานการถนอมผลไม พบวา ผลไมที่เคลือบดวยฟลมชีวภาพจากฝอยขาวโพดและเปลือกกระเทียมมีประสิทธิภาพใน การรักษาคุณภาพไดอยางโดดเดน เมื่อเปรียบเทียบกับกลุมควบคุมที่ไมไดเคลือบ ซึ่งเริ่มเสื่อมสภาพภายใน 2–3 วัน ผลไมที่ เคลือบฟลมยังคงสภาพผิวและความแนนของเนื้อผลไมไดนานกวา ฟลมชีวภาพทําหนาที่เปน เยื่อกึ่งซึมผาน (semipermeable membrane) ที่ชวยชะลอกระบวนการสุกของผลไม นอกจากนี้ สารสกัดจากฝอยขาวโพดยังมีคุณสมบัติตานจุล ชีพ ชวยยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราและลดการเกิดรอยช้ําบนผิวผลไม โดยสรุป ฟลมชีวภาพเชิงประกอบนี้ไมเพียงแตมีประสิทธิภาพสูงในการรักษาคุณภาพผลไมเทานั้น แตยังชวยแกปญหา ดานสิ่งแวดลอมอีกดวย เนื่องจากฟลมสามารถยอยสลายทางชีวภาพไดอยางสมบูรณในระยะเวลาอันสั้นเมื่อฝงในดิน แสดงใหเห็นถึงศักยภาพในการเปนทางเลือกที่เปนมิตรตอสิ่งแวดลอมแทนพลาสติกสังเคราะหจากปโตรเลียม งานวิจัยนี้ยังชี้ใหเห็นถึง ความเปนไปไดในการนําวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร เชน ฝอยขาวโพด มาพัฒนาเปนวัสดุเชิงหนาที่ที่มีมูลคาสูงสําหรับ อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑอาหาร เอกสารอางอิง [1] จิรวัฒน ดวงทอง. (2563). การศึกษาการยอยสลายของฟลมชีวภาพจากวัตถุดิบธรรมชาติ. วารสารวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี, 28(2), 45–53. [2] Junaid, M., & Gokce, A. (2024). Global insights and advances in edible coatings or films toward sustainable food packaging. Foods, 13(1), 98. [3] พิชญา ลิ้มสุวรรณ. (2561). แนวทางการลดการสูญเสียอาหารหลังการเก็บเกี่ยวในประเทศไทย. สํานักงานเศรษฐกิจการเกษตร. [4] Food and Agriculture Organization of the United Nations. (2011). Global food losses and food waste: Extent, causes and prevention. [5] อารยา พันธแทน. (2563). การเคลือบผิวผลไมดวยสารจากธรรมชาติเพื่อลดการสูญเสียหลังเก็บเกี่ยว. วารสารวิจัย มหาวิทยาลัยราชภัฏ นครปฐม, 9(2), 54–60. [6] รศ.ดร.สมบัติ ชุติมา. (2562). เศรษฐกิจหมุนเวียนกับการใชประโยชนจากวัสดุเหลือใชทางการเกษตร. วารสารนวัตกรรมเพื่อการพัฒนาอยาง ยั่งยืน, 3(1), 10–17. [7] Barbosa, J. R., et al. (2021). An overview: Exploring the potential of fruit and vegetable waste and by-products in developing active and intelligent packaging systems. Food Packaging and Shelf Life, 30, 100743. [8] วีรวัฒน พิทักษชัยกุล. (2562). การใชสารเคลือบธรรมชาติในการชะลอการสุกของผลไมเขตรอน. วารสารเทคโนโลยีและวิทยาศาสตรอาหาร, 27(1), 23–30.