ทุนอุดหนุนการวิจัยงบประมาณเงินรายได้ (Fast Track) ปีงบประมาณ 2565
- สังเคราะห์และถอดบทเรียนจากงานวิจัยเรื่อง “โครงสร้างและสมบัติเชิงความร้อนของอนุภาคผสมระหว่างเคราตินจากเส้นผมและโปรตีนไข่ขาว: อิทธิพลของสารเชื่อมขวางที่ต่างกัน “
- ทุนอุดหนุนการวิจัยงบประมาณเงินรายได้ ประเภททุนส่งเสริมอาจารย์และนักวิจัยปีงบประมาณ 2565
- รศ.ดร.ประสงค์ สีหานาม นายสุใจ ทานิสุด
ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม
พอลิเมอร์ธรรมชาติได้รับความสนใจมากขึ้นในปัจจุบันและนักวิจัยได้พยายามศึกษาค้นคว้าเพื่อนำมาใช้งานแทนพลาสติกสังเคราะห์ (synthetic plastics) เนื่องจากมีสมบัติที่ดีหลายประการโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถแตกสลายด้วยกระบวนการทางชีวภาพ (biodegradability) จึงไม่ตกค้างในธรรมชาติและไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม โดยพอลิเมอร์ธรรมชาติที่มีการศึกษามาก ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต เช่น แป้ง ลิกนิน เซลลูโลส ไคติน/ไคโตซาน และโปรตีน เช่น เจลาติน ไหมไฟโบรอิน และเคราติน เป็นต้น
เคราติน (keratin) เป็นโปรตีนโครงสร้างที่มีความเสถียรสูงและละลายได้น้อยพบในร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นกและสัตว์เลื้อยคลาน พบมากในขน เล็บ เขา กีบเท้าสัตว์จงอยู่และปีกของสัตว์ปีกรวมทั้งเส้นผม มีการนำเคราตินมาใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ทางเภสัชกรรมและเครื่องสำอาง รวมทั้งระบบการนำส่งยา (drug delivery system) และวิศวกรรมเนื้อเยื่อ (tissue engineering) แม้เคราตินจะมีสมบัติที่ดีหลายประการ แต่มีข้อเสีย คือ เปราะและแตกหักง่าย จึงเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้งานที่จำเพาะบางอย่าง
การเติมตัวเชื่อมขวาง (cross-linked agents) สำหรับยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล เช่น กรดอะซิติก polyethylene glycol diglycidyl ether (PEGDE) และ genipin นิยมใช้เพื่อปรับสมบัติของวัสดุ ดังนั้น ในงานวิจัยนี้ จึงทำการทดสอบผลของสารเชื่อมขวางทั้ง 3 ชนิดต่อสัณฐานวิทยา โครงสร้างทุติยภูมิและความเสถียรเชิงความร้อนของอนุภาคผสมเคราตินจากเส้นผมและโปรตีนไข่ขาว สำหรับนำข้อมูลไปใช้สำหรับพัฒนาอนุภาคดังกล่าวสำหรับใช้เป็นระบบนำส่งยา (drug delivery system)
รูปที่ 1 แสดงภาพถ่าย SEM ของอนุภาคผสมเคราตินและไข่ขาวที่ไม่เติมสารเชื่อมขวาง (a), อนุภาคที่เติม 1% (v/v) acetic acids ปั่นกวน 700 rpm (b), 1% PEGDE ปั่นกวน 500 rpm (c), และ 5% genipin ปั่นกวน 700 rpm (d) ที่กำลังขยาย 1000 เท่า
จากรูปที่ 1 แสดงให้เห็นว่า อนุภาคผสมที่เตรียมได้ทั้งที่มีและไม่มีสารเชื่อมขวาง มีรูปร่างทรงกลม แต่ขนาดของอนุภาคที่เตรียมได้มีขนาดแตกต่างกัน โดยขนาดของอนุภาคเรียงลำดับจากใหญ่ไปเล็กเมื่อผสมสารเชื่อมขวาง ดังนี้ อนุภาคที่ไม่มีสารเชื่อมขวาง (รูป 1a) กรดอะซิติก (รูป 1b) PEGDE (รูป 1c) และ genipin (รูป1d) ตามลำดับ ผลที่ได้นี้กล่าวได้ว่า โครงสร้างเคมีของสารเชื่อมขวางแต่ละตัวส่งผลต่อขนาดอนุภาคที่แตกต่างกัน โดยสภาวะที่เหมาะสำหรับเตรียมอนุภาคผสมที่เหมาะสม คือ ใช้ความเข้มข้นของกรดอะซิติก คือ 1% และใช้อัตราการปั่นที่ 700 rpm, ความเข้มข้นของ PEGDE คือ 1% และใช้อัตราการปั่นที่ 700 rpm 500 rpm และความเข้มข้นของ genipin คือ 5% และใช้อัตราการปั่นที่ 700 rpm ตามลำดับ ภายใต้สภาวะนี้ ทำให้ได้อนุภาคที่เนื้อแน่นและผิวหน้าคล้ายกัน ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นว่าอัตราการปั่นกวนและความเข้มข้นของสารเชื่อมขวางส่งผลโดยตรงต่อรูปร่างและขนาดของอนุภาค ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นว่าอัตราการปั่นกวนและความเข้มข้นของสาร
เอกสารอ้างอิง
Wei Z., Cheng Y., Zhu J. and Huang Q. 2019, “Genipin-crosslinked ovotransferrin particle-stabilized pickering emulsions as delivery vehicles for hesperidin,” Food Hydrocolloids, 94, pp. 561-573.
Wei, Z., Zhu, P. and Huang, Q. 2019, “Investigation of ovotransferrin conformation and its complexation with sugar beet pectin,” Food Hydrocolloids, 87, pp. 448-458.
ชื่อผู้เรียบเรียง รศ.ดร.ประสงค์ สีหานาม ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม เบอร์โทรศัพท์ 084-5119244, 043-754246 E-mail: [email protected] ; [email protected]
