ฟิล์มบริโภคได้จากพืช: นวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ยั่งยืนที่น่าจับตามอง Plant-based Edible Film: A Noteworthy Sustainable Packaging Innovation

By:   ผศ.ดร. สุฐพัศ คำไทย
Asst. Prof. Suthaphat Khamthai, Ph.D.
Department of Packaging Technology
Faculty of Agro-Industry
Lanna Rice Research Center
Chiang Mai University
suthaphat.k@cmu.ac.th

แนวทางการพัฒนาฟิล์มบริโภคจากพืช (Plant-based edible film)
     จากที่กล่าวมาแล้วข้างต้นจะเห็นได้ว่าพอลิเมอร์ชีวภาพที่ใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตฟิล์มหรือบรรจุภัณฑ์บริโภคได้นั้นสามารถผลิตเป็นฟิล์มบริโภคได้ชนิดต่างๆ รวมถึงมีข้อดีและข้อด้อยที่แตกต่างกัน จึงได้มีการพัฒนาสูตรฟิล์มให้มีสมบัติต่างๆ ที่ตอบโจทย์ต่อการใช้ประโยชน์ในปัจจุบัน จากข้อมูลการเติบโตของตลาดบรรจุภัณฑ์บริโภคได้นั้นมีการคาดการณ์ว่า มูลค่าตลาดบรรจุภัณฑ์บริโภคได้มีแนวโน้มขยายตัวเพิ่มถึง 4 เท่าในอีก 10 ปีข้างหน้า โดยมีมูลค่าเพิ่มขึ้นจาก 1.10 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในปี พ.ศ. 2566 เป็น 4.18 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในปี พ.ศ. 2576 คิดเป็นอัตราการเติบโตเฉลี่ย (CAGR) ในปี พ.ศ. 2566-2576 ที่ร้อยละ 14.31 จากตัวเลขชี้วัดของอัตราการเติบโตดังกล่าว จึงทำให้นักวิจัยจากศูนย์วิจัยข้าวล้านนาและคณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ มีความพยายามในการค้นคว้าวิจัยและพัฒนาสูตรส่วนผสมฟิล์มชนิดใหม่ที่ตอบโจทย์การใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันของผู้บริโภคมากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น ฟิล์มบริโภคได้จากพืชที่ผลิตจากการผสมพอลิเมอร์ชีวภาพในกลุ่มพอลิแซ็กคาไรด์ ได้แก่ คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (carboxymethyl cellulose; CMC) ที่ผลิตจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร เช่น ฟางข้าว ชานอ้อย เปลือกข้าวโพด เปลือก และแกนกัญชง ฯลฯ นำมาผสมร่วมกับพอลิเมอร์ชีวภาพในกลุ่มของโปรตีน เช่น โปรตีนจากถั่ว โปรตีนจากข้าว และอื่นๆ โดยมีสารเชื่อมขวางพอลิเมอร์ที่ผลิตจากเยื่อฟางข้าว ได้แก่ ไดอัลดีไฮน์คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (dialdehyde carboxymethylcellulose; DCMC) แสดงดังภาพที่ 1 ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมขวางระหว่างพอลิแซ็กคาไรด์ และโปรตีน ส่งผลทำให้ฟิล์มบริโภคได้จากพืชมีสมบัติเด่นด้านการละลายน้ำได้อย่างรวดเร็ว สามารถสกัดกั้นน้ำมันได้ดี มีความยืดหยุ่นสูง และสามารถปิดผนึกได้ด้วยความร้อน

     จากคุณสมบัติของฟิล์มจากพืชดังกล่าวจึงสามารถนำไปใช้บรรจุเครื่องปรุงรสบะหมี่กึ่งสำเร็จรูป ผงเครื่องดื่มชาและกาแฟ หรือของเหลวต่างๆ ที่สามารถละลายได้ทั้งในน้ำร้อนและน้ำเย็น โดยฟิล์มสามารถละลายได้ 100% ในน้ำร้อนที่อุณหภูมิมากกว่า 80 องศาเซลเซียส ภายในระยะเวลา 2 นาที ซึ่งฟิล์มประเภทนี้นอกจากจะมีความปลอดภัยกับผู้บริโภคแล้ว ยังมีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย จึงถือเป็นนวัตกรรม “บรรจุภัณฑ์รักษ์โลก” ที่น่าจับตามองในอนาคต

Prospects for Plant-based Edible Film Development
     As previously mentioned, biopolymers have various advantages and disadvantages, making them suitable as the main components of a wide range of edible films and packaging designed to address diverse functional needs. The edible packaging market is projected to grow significantly, with its value expected to increase fourfold from USD 1.10 billion in 2023 to USD 4.18 billion by 2033, representing a 10-year CAGR of 14.31%. This promising forecast has prompted a research team at the Lanna Rice Research Center and the Faculty of Agro-industry, Chiang Mai University, to embark on a research and development project to create novel edible films that better meet consumers’ daily needs. For instance, an edible film can be synthesized using carboxymethyl cellulose (CMC), a polysaccharide biopolymer produced from agricultural waste such as rice straw, bagasse, corn husk, hemp husk, or hemp shive, combined with protein-based biopolymers like soy or rice protein. In this formulation, the addition of dialdehyde carboxymethylcellulose (DCMC), a polymer crosslinking agent made from rice straw pulp (Figure 1), helps crosslink the polysaccharide with the protein. This results in a thermally sealable, plant-based edible film with high water solubility, oil barrier capacity, and flexibility.

     The properties of the edible film enable it to serve as a container for instant noodle seasoning powder, tea powder, coffee powder, or other liquids, as it completely dissolves in both cold and hot water. Specifically, the film dissolves fully in water above 80°C within 2 minutes. Its high safety standards and environmental sustainability make it a noteworthy example of "Earth-friendly packaging," deserving of attention in the foreseeable future.