ข้อมูลงานวิจัย หมึกพิมพ์ตัวชี วัดเวลาและอุณภูมิฐานสีย้อมเบตาเลน

ข้อมูลส่วนตัว
    • ชื่อ-นามสกุล (ภาษาไทย)ผศ.ดร.สุรชัย ขันแก้ว
    • ชื่อ-นามสกุล (ภาษาอังกฤษ)ผศ.ดร.Surachai Khankaew
    • ตำแหน่งทางวิชาการผู้ช่วยศาสตราจารย์
    • ตำแหน่งปัจจุบันผู้ช่วยศาสตราจารย์
    • คณะ/หน่วยงานคณะเทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
    • โทรศัพท์0864944XXX
    • E-Mail Addressurachai@rmutt.ac.th
    • สาขาวิชาการที่มีความชำนาญวัสดุทางการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
    อัพเดทล่าสุด
    07 ก.ค. 2565
    00139
    จำนวนคนดู
ข้อมูลโครงการงานวิจัย
ชื่อโครงการ หมึกพิมพ์ตัวชี วัดเวลาและอุณภูมิฐานสีย้อมเบตาเลน
ชื่อโครงการภาษาอังกฤษ Betalain Dye-based, Time-temperature Indicator Inks
หน่วยงาน คณะเทคโนโลยีสื่อสารมวลชน
หัวหน้าโครงการ ผศ.สุรชัย ขันแก้ว
ผู้ร่วมวิจัย
พี่เลี้ยง
ที่ปรึกษา
ปีงบประมาณ 2562
คำสำคัญ หมึกพิมพ์ย่อยสลายได้, หมึกพิมพ์ตัวชี้วัด, ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิ, การบรรจุแบบอัจฉรียะ
บทคัดย่อ (ภาษาไทย)
บทคัดย่อ (ภาษาอังกฤษ)
หลักการและเหตุผล ปัจจุบันเทคโนโลยีทางการบรรจุมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง อันเกิดจากสภาพเศรษฐกิจที่มีการฟื้นตัวอย่างรวดเร็ว ภายใต้มาตรการต่างๆ ที่หลายประเทศกำหนดขึ้นเพื่อยกระดับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ การใช้งานผลิตภัณฑ์ และสิ่งแวดล้อม เพื่อตอบสนองการบริโภคอย่างทั่วถึงในทุกภาคส่วน (Rooney, 1995; Thanavipas, 2004) นอกจากนี้เทคโนโลยีทางด้านการบรรจุ ยังมีเป้าหมายเพื่อการแก้ไขปัญหาหลายประการอันเกิดขึ้นจากการบริโภคอาหารที่ผ่านการบรรจุลงในบรรจุภัณฑ์ที่ไม่เหมาะสมหรือมีกระบวนการบรรจุที่ไร้ซึ่งคุณภาพและไม่เป็นที่ยอมรับ และอาจรวมไปถึงความบกพร่องของการสื่อสารข้อมูลการบริโภคแก่ผู้ใช้งาน ดังตัวอย่างในประเทศสหรัฐอเมริกา แต่ละปีจะมีประชากรผู้ซึ่งได้รับความเจ็บป่วยจากการบริโภคอาหารเป็นจำนวนมากเฉลี่ย 76 ล้านคนต่อปี ในจำนวนนั้นเจ็บป่วยสาหัสต้องเข้ารักษาตัวในโรงพยาบาลเฉลี่ย 325,000 คน และอย่างน้อย 5,000 คน เจ็บป่วยถึงขั้นเสียชีวิต (Ko et al., 2015) สำหรับประเทศไทย ข้อมูลจากสำนักระบาดวิทยา กรมควบคุมโรค กระทรวงสาธารณสุข (2553) พบว่ามีผู้ป่วยจากโรคอุจจาระร่วงฉับพลันอันเกิดจากการรับประทานอาหารเป็นพิษมากกว่า 1 ล้านคนต่อปี หรือคิดเป็นอัตรา 2,102.78 ต่อประชากรแสนคน และเสียชีวิตด้วยโรคนี้ 0.09 ต่อประชากรแสนคน หนึ่งในตัวอย่างที่เป็นข่าวใหญ่ในปี พ.ศ. 2556 ที่กล่าวถึงการปนเปื้อนเชื้อแบคทีเรียครอสตริเดียม โบทูลินัม (Clostridium botulinum) ในผลิตภัณฑ์บางอย่างของนม และหางนม ที่ผลิตและจำหน่ายจากบริษัท ฟอนเทียรา ประเทศนิวซีแลนด์ โดยผู้ผลิตมีการแจ้งเตือนการเร่งตรวจสอบสินค้าและเรียกเก็บสินค้าคืนใน 8 คู่ค้าใน 6 ประเทศรวมถึงประเทศไทยด้วย (เดลินิวส์, 2556; คมชัดลึก, 2556) ทั้งนี้เนื่องจากอาหารเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความซับซ้อนในองค์ประกอบมีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ-ชีวภาพอย่างต่อเนื่อง และรวมถึงมีปัจจัยแวดล้อมที่เกี่ยวข้องต่างๆ มากมายอันส่งผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์อาหารทั้งภายในและภายนอกจนก่อเกิดความเสียหายได้บรรจุภัณฑ์จึงกลายเป็นส่วนหนึ่งในการยกระดับคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารให้ตอบสนองต่อการใช้งานทุกรูปแบบ เช่น การเป็นบรรจุภัณฑ์ซึ่งมีการปรับบรรยากาศภายในให้เหมาะสมแก่ผลิตภัณฑ์ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีความสดใหม่ หรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า บรรจุภัณฑ์ปรับบรรยากาศ (Modified Atmosphere Packaging, MAP) การเป็นบรรจุภัณฑ์ที่ทำหน้าที่ต่างๆ เพื่อปกป้องหรือยืดอายุของผลิตภัณฑ์ เช่น การป้องกันการเจริญเติบโตของเชื้อรา (Anti-Fungi) การดูดซับแก๊สบางชนิดหรือความชื้นที่พืชปลดปล่อยออกมาภายหลังการเก็บเกี่ยว (Ethylene or Moisture Absorbance) เป็นต้น ซึ่งเรียกกันโดยทั่วไปว่า บรรจุภัณฑ์แอคทีฟ (Active Packaging, AP) (Maneesin, 2004; Gutierrez et al, 2009; Matan et al., 2006; Nerin et al., 2006) และการทำหน้าที่เป็นบรรจุภัณฑ์ที่แสดงผลหรือแสดงสภาพการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีภายในผลิตภัณฑ์ เพื่อการสื่อสารให้กับผู้บริโภคได้สังเกตและเลือกใช้อย่างถูกต้อง ที่เรียกว่า บรรจุภัณฑ์ฉลาด หรือ การบรรจุแบบอินเทลลิเจนท์ (Intelligent Packaging, IP) (ภาณุวัฒน์, 2552; Kerry et al., 2006; Restuccia et al., 2010) เป็นต้น บรรจุภัณฑ์ฉลาด (Intelligent Packaging) หมายถึงรูปแบบของการบรรจุและวัสดุบรรจุภัณฑ์ ซึ่งทำหน้าที่อันอัจฉริยะต่างๆ เพื่อตอบสนองและเอื้อประโยชน์ต่อการบริโภคโดยอาศัยการเปิดเผยข้อมูล การแสดง การเปลี่ยนแปลง และสื่อสารข้อมูลรูปแบบต่างๆ นั้นออกมา (ภาณุวัฒน์, 2561; Restuccia et al., 2010) เช่น ตัวชี้วัดการสุกงอมของผักผลไม้ (Ripeness Indicator) ตัวชี้วัดสารพิษ (Toxin Indicator) เซ็นเซอร์ชีวภาพ (Biosensor) ตัวชี้วัดแก๊ส หรือการรั่วซึมของแก๊ส (Gas or Leakage Indicator) ตัวชี้วัดเฉพาะด้วยคลื่นวิทยุ (Radio Frequency Identification) และตัวชี้วัดด้านเวลาและอุณหภูมิ (Time-Temperature Indicators, TTI) เป็นต้น (Stauffer, 2005; Yam et al., 2005) ในปัจจุบันบรรจุ ภัณฑ์ฉลาดจึงถือเป็นนวัตกรรมทางการบรรจุที่ผู้ผลิตให้ความสนใจเป็นอย่างมาก เพื่อใช้เป็นเครื่องมือหนึ่งในการสร้างความน่าเชื่อถือ และความมั่นใจให้กับผู้บริโภคซึ่งต้องการผลิตภัณฑ์อาหารที่มีความสด ใหม่ และปลอดภัย นอกจากนั้นบรรจุภัณฑ์ฉลาดยังมีส่วนช่วยลดปัญหาในกระบวนการกระจายสินค้าและการขนส่งที่มีความซับซ้อนได้เป็นอย่างดี (Restuccia et al., 2010) ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิ หรือ TTi เป็นตัวชี้วัดหนึ่งที่สามารถตรวจติดตามการเปลี่ยนแปลงทางอุณหภูมิในสิ่งแวดล้อมที่ผลิตภัณฑ์และบรรจุภัณฑ์นั้นได้รับหรือผ่านมา โดยอุณหภูมิยังเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบทั้งโดยตรงและโดยอ้อมแก่ผลิตภัณฑ์ให้เกิดการเสื่อมสภาพ คุณภาพ และประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ผลิตภัณฑ์เนื้อสดแช่แข็งจะมีอายุการเก็บรักษาสั้นลงถึง 10 เท่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้นเพียง 1-2 ?C ทั้งนี้ ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิจึงเป็นเครื่องมือทางการบรรจุประเภทหนึ่งที่สามารถตรวจติดตามการเปลี่ยนแปลงเชิงอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์ได้โดยง่าย และแสดงออกในลักษณะของการเปลี่ยนแปลงสีจากสีหนึ่งไปเป็นอีกสีหนึ่ง ซึ่งสามารถพิจารณาได้โดยง่ายด้วยตาเปล่า ทั้งนี้ ในปัจจุบัน มีนักวิจัยจำนวนมากพัฒนาตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิเพื่อยกระดับประสิทธิภาพ และนำไปสู่การพัฒนาเชิงพาณิชย์ ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิสามรถแบ่งออกเป็นประเภทย่อยตามหลักการทำงาน และกลไกการออกฤทธิ์ได้ 5 ประเภทย่อย ได้แก่ ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานการแพร่ (Diffusion-based) ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานเอนไซม์ (Enzyme-based) ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานพอลิเมอร์ (Polymer-based) ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานแบคทีเรีย (Bacterial-based) และตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานการแปลี่ยนแปลงสีของสีย้อม (Photochromic-based) ขณะเดียวกัน ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิแทบทั้งหมดมักใช้สารสังเคราะห์ที่มีหมู่ว่องไวต่อการเปลี่ยนแปลงด้วยอุณหภูมิและเวลาไม่ว่าจะเป็น โดยทางอ้อมหรือทางตรงก็ตาม งานวิจัยเรื่องนี้ มุ่งเน้นการพัฒนานวัตกรรมตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิโดยใช้สารให้สีประเภทเบตาเลน (Betalain) โดยในงานวิจัยนี้พิจารณาใช้เปลือกแก้วมังกรมาสกัดสารให้สี ร่วมกับนาโนเซลลูโลสจากเยื่อต้นกล้วยน้ำว้า ซึ่งเป็นสารที่สกัดได้จากธรรมธาติ และเปรียบเทียบประสิทธิผลในด้านการเปลี่ยนแปลงสี สำหรับนำมาประยุกต์ใช้เป็นสารยึดธรรมชาติสำหรับการพัฒนาหมึกพิมพ์ข้นเหนียว โดยคาดว่าผลจากการพัฒนาจะสามารถสร้างนวัตกรรมหมึกพิมพ์ โดยยกระดับคุณภาพหมึกพิมพ์ซึ่งเดิมมีองค์ประกอบหลักเป็นสารเคมีที่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม รวมไปถึงยกระดับความสามารถเชิงหน้าที่การเป็นตัวชี้วัดทางด้านเวลาและอุณหภูมิสำหรับการบรรจุภัณฑ์เพื่อผลิตภัณฑ์อาหารและยา รวมไปถึงเพื่อการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านวัสดุทางการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์ในอนาคตต่อไป
วัตถุประสงค์ 1. ได้สารให้สีและทราบคุณสมบัติของสารให้สีที่สกัดได้จากเปลือกแก้วมังกรแดง 2. ได้หมึกพิมพ์ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานชีวภาพที่ใช้สารให้สีที่สกัดได้จากเปลือกแก้วมังกรแดงสำหรับการพิมพ์ระบบสกรีน 3. ทราบคุณสมบัติหมึกพิมพ์ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานชีวภาพฯ 4. ทราบค่าพลังงานก่อกัมมันต์ของหมึกพิมพ์ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานชีวภาพฯ และแนวทางการประยุกต์ใช้ 5. ทราบคุณภาพงานพิมพ์ของหมึกพิมพ์ตัวชี้วัดเวลาและอุณหภูมิฐานชีวภาพฯ สำหรับการพิมพ์ระบบสกรีน