นวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ยั่งยืนด้วยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ สู่โอกาสและความท้าทายสำหรับประเทศไทย Sustainable Packaging Innovation with Bioactive Compounds: Opportunities and Challenges for Thailand

By:  กมลพร สิทธิไตรย์
Kamonporn Sitthitrai
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
fininfo.fin@gmail.com

 
รศ.ดร. ยุทธนา พิมลศิริผล
Assoc. Prof. Yuthana Phimolsiripol, Ph.D.
Dean
Faculty of Agro-Industry
Chiang Mai University
yuthana.p@cmu.ac.th

นวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ยั่งยืน: ทางออกใหม่เพื่อแก้ไขปัญหาพลาสติกในประเทศไทย
      เป็นที่ทราบกันดีว่า บรรจุภัณฑ์ช่วยปกป้องคุณภาพผลิตภัณฑ์ไม่ให้เกิดความเสียหาย และช่วยยืดอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์ แม้ว่าผู้บริโภคในปัจจุบันจะนิยมใช้บรรจุภัณฑ์ที่ทำจากวัสดุธรรมชาติเพิ่มขึ้น แต่ก็ยังมีข้อจำกัดเมื่อเทียบกับบรรจุภัณฑ์สังเคราะห์ทั่วไป ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนานวัตกรรมโดยนำสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (Bioactive compounds) หรือสารแอคทีฟมาใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของบรรจุภัณฑ์จากวัสดุธรรมชาติให้มีประสิทธิภาพเทียบเท่าหรือดีกว่าบรรจุภัณฑ์สังเคราะห์ นอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาจนได้เป็นนวัตกรรมบรรจุภัณฑ์บริโภคได้ (Edible packaging) เพื่อตอบสนองต่อความต้องการและความคาดหวังของผู้บริโภคในอนาคต รวมถึงยังช่วยลดปัญหาขยะพลาสติกที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และส่งเสริมการใช้ชีวิตที่ยั่งยืน

การประยุกต์ใช้สารแอคทีฟจากธรรมชาติในบรรจุภัณฑ์
บรรจุภัณฑ์ต้านจุลินทรีย์
     บรรจุภัณฑ์ต้านจุลินทรีย์เป็นทางเลือกหนึ่งที่ช่วยลดการเสื่อมเสียของผลิตภัณฑ์และการใช้วัตถุกันเสีย โดยส่วนใหญ่ผลิตจากพอลิเมอร์สังเคราะห์หรือพอลิเมอร์ชีวภาพ (Biopolymer) ที่เติมหรือเคลือบด้วยสารแอคทีฟจากธรรมชาติ เช่น สารต้านอนุมูลอิสระ สารต้านจุลินทรีย์ และน้ำมันหอมระเหย เป็นต้น โดยมีตัวอย่างการประยุกต์ใช้ ได้แก่ การยืดอายุแฮมปรุงสุกหั่นชิ้นแช่เย็นด้วยฟิล์ม PET/PE/EVOH/PE ที่เคลือบด้วย (1) น้ำมันหอมระเหยจากชาเขียว และ (2) น้ำมันหอมระเหยจากชาเขียวและออริกาโน ร่วมกับการปรับสภาวะอากาศในบรรจุภัณฑ์ (ไนโตรเจนร้อยละ 70 และคาร์บอนไดออกไซด์ร้อยละ 30) ซึ่งสามารถชะลอการเน่าเสีย การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสีและพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ทั้งนี้ ประสิทธิภาพการต้านจุลินทรีย์และคุณภาพของบรรจุภัณฑ์จะขึ้นอยู่กับชนิดของสาร กลไกของสารแอคทีฟ และเทคนิคที่ใช้ในการผลิต

บรรจุภัณฑ์บริโภคได้
     บรรจุภัณฑ์บริโภคได้ส่วนใหญ่ผลิตมาจากพอลิเมอร์ชีวภาพ (Biopolymer) เช่น พอลิแซ็กคาไรด์ โปรตีน และไขมัน เป็นต้น โดยในช่วงที่ผ่านมาสารสกัดจากสาหร่ายได้รับความสนใจอย่างมากในการพัฒนาเป็นบรรจุภัณฑ์บริโภคได้ เนื่องจากสาหร่ายอุดมไปด้วยสารประกอบชีวภาพที่หลากหลาย เช่น พอลิแซ็กคาไรด์ (อัลจิเนต ลามินาริน และฟูคอยแดน) โดยบรรจุภัณฑ์บริโภคได้ที่ทำจากพอลิแซ็กคาไรด์จากสาหร่ายนั้นจะมีคุณสมบัติที่สามารถย่อยสลายได้ ไม่เป็นพิษ มีฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระ และสร้างชั้นฟิล์มได้ดี อย่างไรก็ตาม บรรจุภัณฑ์ชนิดนี้ยังมีข้อจำกัดบางประการ ได้แก่ ความต้านทานแรงดึงต่ำ การป้องกันการซึมผ่านของไอน้ำและออกซิเจนต่ำ ละลายน้ำง่าย ทนความร้อนได้ต่ำ และมีสมบัติการต้านแบคทีเรียในระดับปานกลาง ดังนั้นการพัฒนาต่อยอดจึงมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงคุณสมบัติเหล่านี้


Sustainable packaging innovations: new solutions to Thailand’s plastic waste problem

     Packaging is well-recognized for protecting products from damage and extending their shelf life. While natural material packaging is becoming more popular among customers, it still has several drawbacks as compared to conventional synthetic packaging. To enhance the effectiveness of natural material packaging to a level comparable to synthetic packaging, innovative packaging has been developed using bioactive compounds or active substances. Additionally, innovative edible packaging has been developed to address the issue of non-biodegradable plastic waste while meeting consumers' demands and expectations in the future. This will result in a decrease in impacts and encourage sustainable living.

Application of natural active substances in packaging

Active packaging
     Active packaging is an option for reducing product deterioration and preservative usage. Most active packaging are made from synthetic or biopolymers added to or coated with natural active substances like antioxidants, antimicrobials, essential oils, etc. The applications of active packaging examples include shelf-life extension of chilled cooked and sliced ham using cling PET/PE/EVOH/PE film coated with (1) green tea essential oil and (2) green tea and oregano essential oils along with modified atmosphere (70% nitrogen and 30% carbon dioxide) that can slow down spoilage, oxidation, and changes in color and texture of products. However, the type of material, the mechanism of the active substance, and the production methods affect the packaging’s quality and antimicrobial efficacy.

Edible packaging
     Most edible packaging is made from biopolymers such as polysaccharides, proteins, and lipids. Seaweed extracts have recently attracted attention for development into edible packaging due to their high content of biological substances like polysaccharides (alginate, laminarin, and fucoidan). Algae polysaccharides can be used to create biodegradable, non-toxic, edible packaging with strong film-forming and antioxidant properties. However, this type of packaging has some limitations, including low tensile strength, low water vapor and oxygen permeability, high water solubility, poor heat resistance, and moderate antibacterial properties. Thus, the goal of this packaging type’s continued development is to enhance these attributes.