Original Title: Thermal curing to improve properties of genipin-crosslinking chitosan film
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2022.56.5.14
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការព្យាបាលដោយកម្ដៅដើម្បីកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិនៃបន្ទះហ្វីលគីតូសានដែលតភ្ជាប់ខ្វែងដោយសេនីពីន

ចំណងជើងដើម៖ Thermal curing to improve properties of genipin-crosslinking chitosan film

អ្នកនិពន្ធ៖ Patthrare Inthamat (Program in Biotechnology, Faculty of Science, Chulalongkorn University, Bangkok 10330, Thailand), Youn Suk Lee (Department of Packaging, Yonsei University, Wonju 220-710, South of Korea), Athip Boonsiriwit (Department of Packaging, Yonsei University, Wonju 220-710, South of Korea; Department of Food Science and Technology, Faculty of Science, Thammasat University, Pathum Thani 12121, Thailand), Ubonrat Siripatrawan (Department of Food Technology, Faculty of Science, Chulalongkorn University, Bangkok 10330, Thailand)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2022, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Materials Science and Food Packaging

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ បន្ទះហ្វីលគីតូសាន (Chitosan film) ដែលជាសម្ភារៈវេចខ្ចប់អាចបំបែកដោយជីវសាស្រ្ត មានដែនកំណត់ក្នុងការប្រើប្រាស់ក្នុងវិស័យម្ហូបអាហារ ដោយសារតែវាមានភាពងាយជ្រាបសំណើម និងកម្លាំងធន់មេកានិកខ្សោយ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់ភ្នាក់ងារតភ្ជាប់ខ្វែងធម្មជាតិ និងការព្យាបាលដោយកម្ដៅ ដើម្បីវាយតម្លៃនិងកែលម្អរចនាសម្ព័ន្ធគីមី ព្រមទាំងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃបន្ទះហ្វីលគីតូសាន។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Pure Chitosan Film (CS-25)
បន្ទះហ្វីលគីតូសានសុទ្ធ (មិនមានការតភ្ជាប់ខ្វែង និងមិនមានការព្យាបាលដោយកម្ដៅ)
ងាយស្រួលក្នុងការផលិត និងមានលក្ខណៈបំបែកដោយជីវសាស្រ្ត (Biodegradable) កម្រិតខ្ពស់។ វាមានភាពយឺត (Elongation) ខ្ពស់បំផុត។ មានភាពជ្រាបចំហាយទឹក (WVP) ខ្ពស់ដែលធ្វើឱ្យងាយស្រូបសំណើម និងមានកម្លាំងទាញផ្ដាច់ (Tensile strength) ខ្សោយបំផុត ដែលមិនស័ក្តិសមសម្រាប់ការវេចខ្ចប់អាហារ។ កម្លាំងទាញផ្ដាច់ត្រឹមតែ ៧,៦១ MPa និងមានភាពជ្រាបចំហាយទឹកខ្ពស់។
Genipin-crosslinked Chitosan Film (CS1.5G-25)
បន្ទះហ្វីលគីតូសានតភ្ជាប់ខ្វែងដោយសេនីពីន (គ្មានការព្យាបាលដោយកម្ដៅ)
កម្លាំងមេកានិកត្រូវបានកែលម្អប្រសើរជាងមុនដោយសារភ្នាក់ងារតភ្ជាប់ខ្វែងធម្មជាតិ (សេនីពីន) ដែលមានសុវត្ថិភាពនិងមិនពុល។ ប្រតិកម្មតភ្ជាប់ខ្វែងអាចនឹងមិនសព្វល្អ ហើយភាពជ្រាបចំហាយទឹកនៅតែមានកម្រិតមធ្យមនៅឡើយ។ ភាពយឺតរបស់វាធ្លាក់ចុះ។ កម្លាំងទាញផ្ដាច់កើនដល់ ១៤,២៦ MPa ប៉ុន្តែភាពយឺតធ្លាក់ចុះមកត្រឹម ៤៤,២៥%។
Thermal-cured Genipin-crosslinked Chitosan Film (CS1.5G-105)
បន្ទះហ្វីលគីតូសានតភ្ជាប់ខ្វែងដោយសេនីពីន រួចព្យាបាលដោយកម្ដៅ ១០៥°C
មានកម្លាំងធន់មេកានិកខ្ពស់បំផុត ស្ថិរភាពកម្ដៅល្អ និងកាត់បន្ថយភាពជ្រាបចំហាយទឹកបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការវេចខ្ចប់អាហារ។ ទាមទារថាមពលសម្រាប់ការដុតកម្ដៅ ហើយបន្ទះហ្វីលបាត់បង់ភាពយឺតស្ទើរតែទាំងស្រុង (ក្លាយជារឹងបន្តិច)។ កម្លាំងទាញផ្ដាច់ឡើងដល់ ៣៦,៤៥ MPa និងកាត់បន្ថយភាពជ្រាបចំហាយទឹកបានទាបបំផុត។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារសារធាតុគីមីមន្ទីរពិសោធន៍ សម្ភារៈឧបករណ៍វាស់ស្ទង់រូបវន្ត និងម៉ាស៊ីនកម្ដៅ ដែលមានតម្លៃខ្ពស់សម្រាប់ការរៀបចំ និងវិភាគលក្ខណៈសម្បត្តិបន្ទះហ្វីល។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៅប្រទេសថៃ និងកូរ៉េខាងត្បូង ដោយប្រើប្រាស់គីតូសានពាណិជ្ជកម្មដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ការទាញយកគីតូសានពីសំបកបង្គាឬក្ដាមក្នុងស្រុក អាចផ្តល់នូវទម្ងន់ម៉ូលេគុល និងកម្រិត Deacetylation ខុសពីនេះ ដែលទាមទារឱ្យមានការសាកល្បងនិងកែសម្រួលរូបមន្តឡើងវិញ ដើម្បីធានាបាននូវប្រសិទ្ធភាពដូចគ្នា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់កម្ពុជា ក្នុងការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈវេចខ្ចប់ដែលអាចបំបែកដោយជីវសាស្រ្ត (Biodegradable packaging) ដើម្បីកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ប្លាស្ទិក។

សរុបមក ការប្រើប្រាស់សេនីពីន និងកម្ដៅដើម្បីពង្រឹងគុណភាពបន្ទះហ្វីលគីតូសាន គឺជាដំណោះស្រាយប្រកបដោយនិរន្តរភាពដែលអាចជួយកម្ពុជាក្នុងការផលិតការវេចខ្ចប់អាហារប្រកបដោយសុវត្ថិភាព និងស្និទ្ធស្នាលនឹងបរិស្ថាន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃគីមីវិទ្យាប៉ូលីមែរ និងជីវសម្ភារៈ: ចាប់ផ្តើមសិក្សាពីលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់គីតូសាន (Chitosan) និងយន្តការនៃការតភ្ជាប់ខ្វែង (Crosslinking mechanisms) ដោយប្រើប្រាស់ធនធានអនឡាញដូចជា CourseraedX
  2. ការចម្រាញ់គីតូសានពីកាកសំណល់ក្នុងស្រុក: សហការជាមួយសហគមន៍នេសាទដើម្បីប្រមូលសំបកបង្គា/ក្តាម រួចអនុវត្តដំណើរការគីមីជាមូលដ្ឋាន (Deproteinization, Demineralization និង Deacetylation) ដើម្បីទាញយកគីតូសានក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សាកលវិទ្យាល័យ។
  3. ការពិសោធន៍បង្កើតបន្ទះហ្វីល និងការព្យាបាលដោយកម្ដៅ: អនុវត្តការលាយគីតូសានជាមួយគ្លីសេរ៉ុល និងភ្នាក់ងារសេនីពីន រួចចាក់ចូលពុម្ពដើម្បីបង្កើតបន្ទះហ្វីល។ បន្ទាប់មក ប្រើប្រាស់ Hot Air Oven ដើម្បីសាកល្បងការព្យាបាលដោយកម្ដៅនៅសីតុណ្ហភាព ៨០°C និង ១០៥°C។
  4. ការធ្វើតេស្តលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងមេកានិក: សហការជាមួយវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាកម្ពុជា (ITC) ឬមន្ទីរពិសោធន៍ស្តង់ដារ ដើម្បីប្រើប្រាស់ Universal Testing Machine ក្នុងការវាស់ស្ទង់កម្លាំងទាញផ្ដាច់ (Tensile Strength) និងសាកល្បងភាពជ្រាបចំហាយទឹក (WVP) របស់បន្ទះហ្វីល។
  5. ការសាកល្បងវេចខ្ចប់អាហារជាក់ស្តែង: យកបន្ទះហ្វីលដែលទទួលបានលទ្ធផលល្អបំផុត ទៅវេចខ្ចប់ផលិតផលក្នុងស្រុក (ឧ. ផ្លែឈើក្រៀម) និងតាមដានការប្រែប្រួលគុណភាព សំណើម និងអាយុកាលរក្សាទុកប្រៀបធៀបជាមួយការវេចខ្ចប់ប្លាស្ទិកធម្មតា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Chitosan (គីតូសាន) គឺជាប៉ូលីមែរធម្មជាតិ (polysaccharide) ដែលត្រូវបានចម្រាញ់ចេញពីសារជាតិគីទីន (chitin) ភាគច្រើនមាននៅក្នុងសំបកបង្គា ក្តាម និងសត្វល្អិត។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ វាត្រូវបានប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ផលិតបន្ទះហ្វីលវេចខ្ចប់ដែលអាចបំបែកដោយជីវសាស្រ្ត។ ប្រៀបដូចជាប្លាស្ទិកធម្មជាតិ ដែលធ្វើពីសំបកបង្គាឬក្តាម ហើយរលាយបាត់ទៅវិញដោយមិនប៉ះពាល់បរិស្ថាន។
Crosslinking (ការតភ្ជាប់ខ្វែង) គឺជាដំណើរការគីមីដែលតភ្ជាប់ខ្សែច្រវាក់ម៉ូលេគុលដាច់ដោយឡែកពីគ្នា ឱ្យជាប់គ្នាក្លាយជាបណ្តាញតែមួយ ដែលជួយធ្វើឱ្យរចនាសម្ព័ន្ធរបស់សម្ភារៈនោះកាន់តែរឹងមាំ និងមិនងាយរលាយ។ ដូចជាការយកអំបោះដែលនៅរាយប៉ាយ មកចងត្បាញបញ្ចូលគ្នាឱ្យក្លាយជាសរសៃខ្សែពួរដ៏រឹងមាំមួយ។
Genipin (សេនីពីន) គឺជាសារធាតុធម្មជាតិដែលចម្រាញ់ចេញពីផ្លែនៃរុក្ខជាតិ Gardenia jasminoides ដែលមានតួនាទីជាភ្នាក់ងារតភ្ជាប់ខ្វែង (crosslinker) ប្រកបដោយសុវត្ថិភាព និងមិនមានជាតិពុល សម្រាប់ប្រើប្រាស់ជាមួយគីតូសាន។ ប្រៀបដូចជាកាវធម្មជាតិដ៏ពិសេសមួយ ដែលជួយស្អិតភ្ជាប់សរសៃគីតូសានឱ្យជាប់គ្នាបានល្អ ដោយមិនប៉ះពាល់ដល់សុខភាព។
Thermal curing (ការព្យាបាលដោយកម្ដៅ) គឺជាការប្រើប្រាស់កម្ដៅក្នុងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់ណាមួយ ដើម្បីពន្លឿន និងជំរុញឱ្យប្រតិកម្មតភ្ជាប់ខ្វែងគីមី (crosslinking) ប្រព្រឹត្តទៅបានពេញលេញ ធ្វើឱ្យបន្ទះហ្វីលកាន់តែរឹងមាំ និងធន់នឹងសំណើម។ ដូចជាការយកដីឥដ្ឋដែលទើបតែសូនជារូបរាង រួចយកទៅដុតក្នុងឡ ដើម្បីឱ្យវាក្លាយជាក្អមឆ្នាំងដែលរឹងមាំ និងមិនរលាយពេលត្រូវទឹក។
Water vapor permeability (ភាពជ្រាបចំហាយទឹក) គឺជារង្វាស់ដែលបញ្ជាក់ពីបរិមាណនៃចំហាយទឹកដែលអាចឆ្លងកាត់សម្ភារៈណាមួយ។ សម្រាប់បន្ទះហ្វីលវេចខ្ចប់អាហារ តម្លៃនេះកាន់តែទាប គឺកាន់តែល្អ ព្រោះវាជួយការពារកុំឱ្យអាហារខាងក្នុងឆាប់ខូចដោយសារសំណើម។ ប្រៀបដូចជាភាពជិតនៃឆ័ត្រមួយ បើឆ័ត្រនោះជិតល្អ (តម្លៃទាប) ទឹកភ្លៀងមិនអាចជ្រាបចូលមកបានឡើយ។
Tensile strength (កម្លាំងទាញផ្ដាច់) គឺជាទំហំនៃកម្លាំងអតិបរមាដែលគេទាញបន្ទះហ្វីលរហូតដល់វាដាច់។ វាបង្ហាញពីភាពរឹងមាំ និងសមត្ថភាពទ្រទម្ងន់នៃសម្ភារៈនោះ មុនពេលវាទទួលរងការខូចខាត។ ដូចជាកម្លាំងដែលយើងខំទាញកៅស៊ូកង បើកៅស៊ូនោះស្វិតរឹងមាំ យើងត្រូវការកម្លាំងទាញខ្លាំងទើបវាដាច់។
Elongation at break (ភាពយឺត ឬ ការពន្លូតនៅពេលដាច់) គឺជាភាគរយនៃប្រវែងបន្ថែមដែលបន្ទះហ្វីលអាចយឺតបាន មុនពេលវាដាច់។ វាវាស់ស្ទង់ភាពបត់បែនរបស់សម្ភារៈ ថាតើវាអាចទាញឱ្យវែងបានកម្រិតណា។ ដូចជាការទាញស្ករតាំងម៉ែ បើវាអាចទាញបានវែងមុននឹងដាច់ មានន័យថាវាមានភាពយឺតខ្ពស់។
Young's modulus (ម៉ូឌុលយ៉ង់) គឺជារង្វាស់នៃភាពរឹង (stiffness) របស់សម្ភារៈមួយ ដោយគណនាពីសមាមាត្ររវាងកម្លាំងទាញដែលផ្តល់ឱ្យ និងទំហំនៃការប្រែប្រួលរូបរាង។ តម្លៃនេះខ្ពស់បញ្ជាក់ថាសម្ភារៈនោះរឹង និងពិបាកធ្វើឱ្យប្រែប្រួលរូបរាង។ ប្រៀបដូចជាភាពខុសគ្នារវាងបន្ទាត់ដែក និងបន្ទាត់ជ័រ។ បន្ទាត់ដែកពិបាកពត់កោងជាង មានន័យថាវាមានម៉ូឌុលយ៉ង់ខ្ពស់ជាង។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖