การเตรียมแผ่นฟิล์มต้านเชื้อจุลินทรีย์ของพอลิแอลแลคติกแอซิด/เซลลูโลสสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร

Abstract

ในงานวิจัยนี้ ได้ทำการศึกษาการเตรียมแผ่นฟิล์มคอมพอสิทของพอลิแอลแลคติกแอซิดที่มีสมบัติต้านเชื้อจุลินทรีย์สำหรับใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหารโดยวิธีการระเหยตัวทำละลาย โดยใช้เซลลูโลสเป็นพอลิเมอร์ผสมเพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกล ในขั้นตอนแรก ได้ทำการเตรียมแผ่นฟิล์มพอลิแอลแลคติกแอซิดผสมอนุภาคนาโนเงินที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 56.2 นาโนเมตร โดยใช้อิมัลเจน 150 และกลีเซอรอลเป็นสารลดแรงตึงผิว และสารเพิ่มความยืดหยุ่นตามลำดับ พบว่าค่าความแข็งแรงเชิงเส้นของแผ่นฟิล์มที่ได้เป็น 207.57 เมกกะปาสคาล และค่าการยืดตัว ณ จุดขาดเป็น 62.18 % แผ่นฟิล์มที่ได้นี้มีความแข็งแรงต่ำสำหรับการนำไปใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร จึงได้ทำการปรับปรุงสมบัติเชิงกลโดยการผสมกับเซลลูโลสซึ่งเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพที่นิยมใช้เป็นสารเสริมแรงในอุตสาหกรรมพลาสติก โดยขั้นตอนที่สองได้ทำการเตรียมแผ่นฟิล์มพอลิแอลแลคติกแอซิดคอมพอสิทผสมอนุภาคนาโนเงินโดยใช้เซลลูโลส 3 ชนิด คือ เอทิลเซลลูโลส คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากเยื่อกระดาษและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากแบคทีเรีย โดยศึกษาปริมาณเซลลูโลสที่เหมาะสมที่ทำให้แผ่นฟิล์มพอลิเมอร์คอมพอสิทที่ผสมอนุภาคนาโนเงินมีค่าความแข็งแรงเชิงเส้นสูงที่สุด พบว่าเมื่อใช้คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสทั้งที่เตรียมได้จากเยื่อกระดาษและแบคทีเรียทำให้แผ่นฟิล์มพอลิเมอร์คอมพอสิทมีความแข็งแรงมากกว่าการใช้เอทิลเซลลูโลส โดยค่าความแข็งแรงเชิงเส้นและค่าการยืดตัว ณ จุดขาดเป็น 698.60 เมกกะปาสคาล และ44.30 % ตามลำดับ ในกรณีของการใช้คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสที่เตรียมจากเยื่อกระดาษ ในทำนองเดียวกัน การผสมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากแบคทีเรียทำให้มีค่าความแข็งแรงเชิงเส้นเป็น 669.40 เมกกะปาสคาล และค่าการยืดตัว ณ จุดขาด 46.12 % ซึ่งน่าจะเนื่องจากเกิดแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของพอลิแอลแลคติกแอซิดกับคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส ทำให้มีความแข็งแรงเพิ่มขึ้น สุดท้ายทำการทดสอบสมบัติการต้านเชื้อแบคทีเรียสองชนิด คือ Escherichia coil และ Stapphylococcus aureus พบว่าแผ่นฟิล์มพอลิเมอร์คอมพอสิทของพอลิแอลแลคติกแอซิด/อนุภาคนาโนเงินที่ผสมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสทั้งจากเยื่อกระดาษและแบคทีเรียสามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรียทั้งสองชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีโซนการยับยั้งเชื้อประมาณ 2.0 มิลลิเมตร ดังนั้น ในงานวิจัยนี้สามารถเตรียมแผ่นฟิล์มพอลิเมอร์คอมพอสิทของพอลิแอลแลคติกแอซิด/เซลลูโลส/อนุภาคนาโนเงินที่มีความแข็งแรงเชิงเส้นสูงโดยวิธีการระเหยตัวทำละลาย แผ่นฟิล์มที่เตรียมได้มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้ดี