Abstract:
เทอร์โมพลาสติกสตาร์ช (TPS) เป็นวัสดุที่มีศักยภาพในการผลิตเป็นบรรจุภัณฑ์พลาสติกชีวภาพสำหรับอาหาร การผสม TPS กับพอลิเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE) จะช่วยลดปริมาณวัสดุฐานปิโตรเลียมในการผลิตบรรจุภัณฑ์ นอกจากนี้การใส่สารสกัดจากธรรมชาติจะเพิ่มความสามารถในการเป็นบรรจุภัณฑ์แบบแอคทีฟ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาบรรจุภัณฑ์อาหารแอคทีฟในรูปแบบฟิล์มพอลิเมอร์ผสมจาก LLDPE และ TPS (อัตราส่วน 60:40 และ 70: 30) ซึ่งประกอบด้วยสตาร์ช มันสำปะหลังที่ไม่ผ่านการดัดแปร สตาร์ชมันสำปะหลังดัดแปรอะซิทิลเลต และสตาร์ชมันสำปะหลังดัดแปรออคเทนิลซัคซิเนต ที่มีส่วนผสมของสารสกัดชาเขียว (GT) ทำการขึ้นรูปด้วยกระบวนการเป่าขึ้นรูปฟิล์ม จากการศึกษาพบว่าสารสกัดชาเขียวส่งผลกระทบต่อค่าดัชนีการหลอมไหลของเม็ดวัสดุผสม ซึ่งมีบทบาทสำคัญต่อโครงสร้างของฟิล์ม จากภาคตัดขวางของฟิล์ม LLDPE/TPS-GT บ่งชี้ให้เห็นถึงความไม่เป็นเนื้อเดียวกันและเกิดช่องว่าง ซึ่งมีผลต่อสมบัติทางกายภาพ และการปลดปล่อยสารต้านออกซิเดชันจากฟิล์มแอคทีฟ องค์ประกอบที่ไม่มีขั้วของสตาร์ชมันสำปะหลังดัดแปรอะซิทิลเลต และออคเทนิลซัคซิเนตช่วยเพิ่มการกระจายตัวใน LLDPE ลดอนุภาคบนผิวฟิล์มแต่ส่งผลให้สภาพให้ซึมผ่านของไอน้ำ ความชอบน้ำบริเวณผิวหน้าของฟิล์มและความสามารถในการละลายน้ำของฟิล์มสูงขึ้น เนื่องจากเกิดช่องว่างภายในโครงสร้างของฟิล์ม ซึ่งเพิ่มการปลดปล่อยสารประกอบฟีนอลและกิจกรรมต้านอนุมูลอิสระ DPPH และ FRAP ในอาหารจำลอง สภาพให้ซึมผ่านของออกซิเจนลดลงเมื่อเพิ่มปริมาณ TPS-GT เนื่องจากเพิ่มความมีขั้วของวัสดุ สมบัติเชิงกลของฟิล์มขึ้นอยู่กับโครงสร้างจุลภาค และความเข้ากันได้ระหว่าง TPS-GT และ LLDPE โดยการเพิ่มสัดส่วน TPS-GT จะทำให้วัสดุมีความแข็งแรงลดลง ฟิล์มแอคทีฟช่วยรักษาสีแดงของเบคอนและการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ซึ่งขึ้นกับความสามารถในการปลดปล่อยสารสกัดชาเขียวลงสู่อาหาร และช่วยลดการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำมัน โดยขึ้นกับสมบัติความไม่ชอบน้ำของวัสดุ ดังนั้นฟิล์มพอลิเมอร์ผสม LLDPE/TPS-GT มีประสิทธิภาพในการเป็นบรรจุภัณฑ์แอคทีฟที่รักษาคุณภาพอาหาร และลดการใช้วัสดุฐานปิโตรเลียมเพื่อเพิ่มความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
Thermoplastic starch (TPS) are potent materials to produce bioplastic food packaging. Blending of TPS and linear low-density polyethylene (LLDPE) reduces use of petroleum-based materials. Moreover, incorporation of plant extract possibly enhances active function of the films. This research aimed to develop active food packaging film from LLDPE and TPS blends containing green tea (GT). GT was compounded with TPS including native (NS), acetylated (AS) and octenyl-succinated (OS) starch. The active films containing LLDPE and TPS-GT (60:40 and 70:30) were produced using blown film extrusion. Results showed that melt flow index had major role on microstructure formation of the films. LLDPE/TPS-GT had non-homogeneous microstructures that governed the physical and release properties of the active films. The hydrophobicity of AS and OS possibly improved dispersion in LLDPE and reduced particles, however, increased water vapor permeability, slightly reduced surface hydrophobicity and increased film solubility because of pore formation within the matrices. Moreover, the release of phenolic and radical scavenging activity (DPPH and FRAP) was highly related to the microstructures. Mechanical properties of the films depended on compatibility between TPS and LLDPE as well as microstructures. The active films effectively stabilized redness of bacon and delayed microbial growth depending on GT release. The films also prevented lipid oxidation in packaged oil as influenced by hydrophobicity of the film matrices. The finding suggested the efficacy of LLDPE/TPS-GT film as an eco-friendlier active food packaging which can be produced by conventional extrusion.