วารสารผลงานวิชาการ ปีที่ 7 ฉบับ ... · 2019. 1. 22. · การยืดอายุการเก็บรักษาฝอยทองสดโดยการใช้สารให้ความหวานทดแทนน

วารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการBulletin of Applied Sciencesปท 7 ฉบบท 7 สงหาคม 2561Vol. 7 No. 7 August 2018

วารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ

Bulletin of Applied SciencesISSN 2286-7708

ปท 7 ฉบบท 7 สงหาคม 2561, Vol. 7 No. 7 August 2018

ชอวารสาร วารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ Bulletin of Applied Sciences

วตถประสงค 1. เพอเปนวารสารเผยแพรผลงานวชาการ ผลงานวจย ของนกวจย นกวทยาศาสตร ใหเปนท ประจกษแกภาครฐ ภาคเอกชน นกวชาการ ผประกอบการและประชาชนทวไป 2. เพอใหสามารถน�าขอมลไปใชประโยชนในทางวชาการ การอางอง และการประกอบกจการ ภาคการผลตและอตสาหกรรม

เจาของ กรมวทยาศาสตรบรการ กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย

นโยบายการจดพมพ วารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ รบบทความวจย บทความวชาการ และบทความ ปรทศน จากผเขยนทงภายในและภายนอกหนวยงาน ในสาขาเคม ฟสกส เทคโนโลยชวภาพ วทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร วสดศาสตร มาตรวทยา สารสนเทศศาสตรและเทคโนโลย สารสนเทศ วศวกรรมศาสตร หรอวทยาศาสตรและเทคโนโลยอนๆ ทเกยวของ

ทปรกษา นางอมาพร สขมวง อธบดกรมวทยาศาสตรบรการ

หวหนากองบรรณาธการ ดร. ลดา พนธสขมธนา ผอ�านวยการส�านกหอสมดและศนยสารสนเทศวทยาศาสตร และเทคโนโลย กรมวทยาศาสตรบรการ

กองบรรณาธการ ดร. ครรชต จดประสงค มหาวทยาลยมหดล รศ. ดร. ฆรณ ตยเตมวงศ มหาวทยาลยเกษตรศาสตร นายพายบ นามประเสรฐ นกวชาการอสระ ผศ. ดร. ปานไพลน สหาราช สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลา เจาคณทหารลาดกระบง ดร. วภารตน เชอชวดชยสทธ มหาวทยาลยนเรศวร นายสกข แสนสภา สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย ผศ. ดร. สาวตร ตระกลนาเลอมใส มหาวทยาลยเกษตรศาสตร ดร. สภาดา คนยง มหาวทยาลยธรรมศาสตร รศ. ดร. อมร เพชรสม จฬาลงกรณมหาวทยาลย ผศ. ดร. อรทย จงประทป มหาวทยาลยเกษตรศาสตร

ฝายประสานงาน นางสาวอดมลกษณ เวยนงาม นางสาวจอย ผวสะอาด ฝายเผยแพร นางวลยพร รมรน

เวบไซตวารสาร นางสาวพรรษชล รตนปาณ การจดพมพและเผยแพร จดพมพปละ 1 ฉบบ ก�าหนดออกเผยแพรเดอน สงหาคม จ�านวนพมพ 1,000 เลม

ส�านกงานวารสาร ส�านกงานเลขานการกรม ฝายประชาสมพนธ กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย กรมวทยาศาสตรบรการ 75/7 ถนนพระรามท 6 เขตราชเทว กรงเทพฯ 10400 โทรศพท 0 2201 7000 ตอ 7095, 7097, 7098, 7470 โทรสาร 0 2201 7470 เวบไซต http://bas.dss.go.th

พมพทบรษท ซคเซสพบลเคชน จ�ากด34 ซอยลาซาล 22 ถนนสขมวท 105 แขวงบางนา เขตบางนา กรงเทพมหานคร 10260โทรศพท 089 777 4067, 081 755 0969 อเมล [email protected]

บทความใน “วารสารผลงานวชาการของกรมวทยาศาสตรบรการ” ถอเปนผลงานทางวชาการ และเปนความเหนสวนตวของผเขยน ไมใชความเหนของกรมวทยาศาสตรบรการ หรอกองบรรณาธการ ผเขยนตองรบผดชอบตอบทความของตน และบทความทตพมพในเลมนไมเคยพมพในวารสารใดมากอน และจะไมน�าสงไปเพอพจารณาตพมพในวารสารอนภายใน 60 วน

บทบรรณาธการ

Bulletin of Applied Sciences เปนวารสารวชาการดานวทยาศาสตรและเทคโนโลย ยางเขาสปท 7 ฉบบท 7 โดยในฉบบนน�าเสนอผลงานวชาการทเกยวกบการพฒนาองคความรใหมๆ แบงเปน 2 ดาน คอ ดานการพฒนาวธทดสอบ ไดแก การพฒนาวธทดสอบหาปรมาณโลหะหนกทถกซะจากกระเบองคอนกรตมงหลงคา การตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบโลหะหนกทละลายจากภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนม การหาปรมาณสารไนไตรทในรงนก และการศกษาสภาวะในการแยกสารผสมในกระดาษบรรจภณฑอาหาร

ดานการพฒนาวสดหรอผลตภณฑใหม ไดแก เสนใยสบปะรดทผานการปรบสภาพดวยวธเคม การผลตแผนยางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนทานตอการขดส การพฒนาฟลมไมชอบน�าบนกระจก การสงเคราะหสเซรามกสะทอนรงสอนฟราเรดใกล การพฒนาเทคนคและลวดลายบนกระดาษสา การยดอายการเกบรกษาฝอยทองสดดวยสารใหความหวานทดแทนน�าตาล การพฒนาสารทดแทนเกลอ และการพฒนาคณภาพน�ามนปาลมส�าหรบการทอด

กองบรรณาธการหวงเปนอยางยงวา Bulletin of Applied Sciences ฉบบน มเนอหาวชาการททนสมยและทจ�าเปนส�าหรบการพฒนาหองปฏบตการและอตสาหกรรมการผลตของประเทศ และเปนประโยชนตอนกวจย นกวชาการ รวมถงนกศกษา ในการตอยอดการพฒนาเพอใชประโยชนตอไป

ลดา พนธสขมธนา หวหนากองบรรณาธการ

สารบญวารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ

ปท 7 ฉบบท 7 สงหาคม 2561

การพฒนาวธโวลแทมเมตรส�าหรบการหาปรมาณแคดเมยมและตะกวทถกซะ

จากกระเบองคอนกรตมงหลงคา

จรญ จนทรสมบรณ, จรญ จกรมณ

สมบตของเสนใยใบสบปะรดทผานการปรบสภาพดวยวธทางเคม

สรวรรณ ลศรสรรพ

การศกษาปรมาณ SiO2 ตอสมบตไมชอบน�า และสมบตทางแสงของฟลม

TEOS-SiO2-OTES บนกระจก

อษณย พนธลาภ, เบญจมล เพชรเจรญมงคล, วราภรณ แกวแดง, กนษฐ ตะปะสา

การตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบปรมาณ แคดเมยม โครเมยม ตะกว

โมลบดนมและนกเกลทละลายจากภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนม

ดวงกมล เชาวนศรหมด, จตวไล เวฬวนารกษ, จรพรรณ โรมา, นจรนทร พลหงษ

การผลตแผนยางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดสทเปนมตร

ตอสงแวดลอม

ภณฑลา ภมระเบยบ, อรสา ออนจนทร, ประเสรฐ แซจ

การยดอายการเกบรกษาฝอยทองสดโดยการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล

ขนษฐา อนทรประสทธ, ปญจยศ มงคลชาต, ลลตา ชแกว, ธรพงศ เพงค�า,

สทธชยา ชนวฒนา

1

3

5

2

4

6

9

25

41

18

32

49

สารบญวารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ


การสงเคราะหสผงเซรามกสน�าเงนสะทอนรงสอนฟราเรดใกล Co1-x

MgxAl

2O

4

พฒนะ รกความสข, สทธสนทร สโพธณะ, ลดา พนธสขมธนา, ธรศกด ตงกตตมศกด

การพฒนาสารทดแทนเกลอเพอลดปรมาณโซเดยม

ในผลตภณฑซปเหดส�าเรจรปและผลตภณฑขนมขบเคยว

วรรณด มหรรณพกล , จนทรฉาย ยศศกดศร

การพฒนาคณภาพน�ามนปาลมส�าหรบการทอดอาหารโดยใชสารสกดจากสมนไพร

ปฏญญา จยพงศ, จนทรฉาย ยศศกดศร

การพฒนาเทคนคสและลวดลายบนกระดาษสาเพอเพมมลคาของผลตภณฑ

กอพงศ หงษศร, ฐตารนย สโรพนธ, สรวฒ พวงมาล

การหาปรมาณสารไนไตรทในรงนกโดยเทคนคไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ

มโนวช เรองดษฐ, นภาพร ชนะคช, วรนกาญจน ธรตกรธวฒน

การศกษาสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS รวมกบ เทคนค IDMS ในการ

แยกสารผสมเบนโซฟโนน และอนพนธในกระดาษบรรจภณฑอาหาร

หนงฤทย แสแสงสรง

7

9

11

8

10

12

60

78

95

70

89

104

ContentsBulletin of Applied Sciences

Vol. 7 No. 7 August 2018

Development of voltammetric method for determination of cadmium and lead

released from concrete roofing tiles

Jaroon Junsomboon, Jaroon Jakmunee

Properties of pineapple-leaf fibers after chemical treatments

Siriwan Leesirisan

Study of effects of SiO2 contents on hydrophobicity and optical properties of

TEOS-SiO2-OTES film on glass panels

Usanee Pantulap, Benjamon Petchareanmongkol, Waraporn Kaewdang,

Kanit Tapasa

Method validation for determination of released cadmium, chromium, lead,

molybdenum and nickel from stainless steel cookwares

Duangkamol Chaosrimud, Jitwilai Waluvanarak, Jirapan Roma,

Nootjarin Phonhong

Production of environmental friendly standard rubber sheet for abrasion testing

Pantila Bhumirabiab, Orasa Onjun, Prasert Saeju

Shelf-life extension of Foi Thong by using sweeteners

Khanittha Inprasit, Panyot Mongkonchart, Lalita Chookaew,

Theerapong Pengkham, Sutachaya Chuenwattana

1

3

5

2

4

6

9

25

41

18

32

49

ContentsBulletin of Applied Sciences


The synthesis of near-infrared reflective blue ceramic pigment

of Co1-x

MgxAl

2O

4

Pattana Rakkwamsuk, Sitthisuntorn Supothina, Lada Pansukhumthana,

Teerasak Tangkittimasak

Development of salt substitute for reduction of sodium in ready to eat mushroom

soup and snack foods

Wannadee Mahannopkul, Janchay Yossaksri

Developing the quality of palm oil with herbal extracts

Patinya Jiyipong, Janchay Yossaksri

The development of color and pattern on mulberry craft paper for value added

Korpong Hongsri, Thitarini Suropan, Surawut Puangmalee

Quantitative analysis of nitrite in blood-red bird’s nest by high-performance liquid

chromatography

Manowich Ruengdit, Nipaporn Chanacot, Warinkarn Torateekorntawat

Optimization study of GC-MS and IDMS technique for separation of benzophenone

and its derivatives from food packaging paper

Neungrutai Saesaengseerung

7

9

11

8

10

12

60

78

95

70

89

104

http://bas.dss.go.th 9

บทคดยอ ไดพฒนาวธในการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกวทถกซะออกมาจากกระเบองคอนกรตมงหลงคาโดยวธดฟเฟอรเรนเชยสพลสแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร ตวอยางจะถกสกดดวยน�าเปนเวลา 24 ชวโมง ตามวธมาตรฐาน มอก.535-2556 เตมสารละลายตวอยางทสกดได 5 มลลลตร และ 5 มลลตรของรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตรกรดแอซตกลงในโวลแทมเมตรกเซลล หลงจากนนสารละลายจะถกกวนทอตราความเรว 2000 รอบตอนาทพรอมกบก�าจดตวรบกวนดวยแกสไนโตรเจนเปนเวลา 3 นาท กอนทจะท�าการสะสมปรมาณโลหะโดยการใหศกยไฟฟาคงท-0.9 โวลล อยางตอเนองเทยบกบขวอางอง ซลเวอร/ซลเวอรคลอไรด ทขวแขวนปรอทหยด (HMDE) เปนเวลา 45 วนาท หลงจากนนท�าการสแกนดวยวธดฟเฟอรเรนเชยสพลสจากศกยไฟฟา-0.90 โวลล ไปยงศกยไฟฟา-0.10 โวลลและท�าการบนทกออกมาเปนโวลทาโมแกรม พคสญญาณสงสดของแคดเมยมและตะกวอยท-0.555 โวลล และ-0.364 โวลลเมอเทยบกบขวอางอง ซลเวอร/ซลเวอรคลอไรด ตามล�าดบ ท�าการวเคราะหหาปรมาณโดยวธเตมสารมาตรฐาน คาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธทความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตรของโลหะทงสองชนดจ�านวน 11 ซ�า อยในชวง 1.59-1.74 รอยละการคนกลบโดยท�าการเตมสารมาตรฐานทความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตร ของแคดเมยมและตะกวลงไปในสารละลายตวอยาง พบวาเทากบ 107 และมขดจ�ากดของการตรวจวด เทากบ 0.15 ไมโครกรมตอลตร ของโลหะทงสอง พบวาปรมาณแคดเมยมและตะกว ทถกซะออกมาจากตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคาอยในชวง <0.15-0.55 ไมโครกรมตอลตร และ <0.15- 11.95 ไมโครกรมตอลตร ตามล�าดบ ซงต�ากวาเกณฑมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมของไทยก�าหนด (มอก. 535-2556) วธทน�าเสนอนไมยงยาก สะดวก และมความไวในการวเคราะหมากกวาวธมาตรฐานทใชเทคนคอะตอมมกสเปคโตรโฟโตเมตร

ค�าส�าคญ: ดฟเฟอรเรนเชยสพลสแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร แคดเมยม ตะกว กระเบองคอนกรตมงหลงคาKeywords: Differential pulse anodic stripping voltammetry, Cadmium, Lead, Concrete roofing tiles1กรมวทยาศาสตรบรการ 2ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม *E-mail address: [email protected]*Corresponding author. E-mail address: [email protected]

Abstract Differential pulse anodic stripping voltammetric method has been developed for determination of cadmium and lead released from concrete roofing tiles. The sample was extracted with water for 24 h according to the TIS 535-2556 standard method. An aliquot of 5 mL of the extracted solution and 5 mL of 4% v/v acetic acid solution were put in a voltammetric cell. Then, the solution was stirred at 2000 rpm and purged with nitrogen gas for 3 min before the deposition of the metals was carried out by applying a constant potential of -0.90 V versus Ag/AgCl to a hanging mercury drop electrode (HMDE) for 45 s. After that a differential pulse scanning waveform from -0.90 to -0.10 V was applied and a voltammogram was recorded. Peak current of cadmium and lead were measured at peak potentials of -0.555 and -0.364 V vs Ag/AgCl, respectively. Standard addition procedure was used for quantification. Relative standard deviation for 11 replicate determinations of 8 µgL-1 of both metals were in the range of 1.59-1.74%. Percentage recoveries obtained by spiking 8 µgL-1 of cadmium and lead to the sample solution were found to be 107% and with detection limit of 0.15 µgL-1 for both metals. It was found that contents of cadmium and lead released from the concrete roofing tile samples were in the range of <0.15-0.55 µgL-1 and <0.15-11.95 µgL-1, respectively, which are lower than the regulated values of the Thailand industrial standard (TIS 535-2540). The proposed method is simpler, more convenient and more sensitive than the standard method based on an atomic absorption spectrophotometry.

การพฒนาวธโวลแทมเมตรส�าหรบการหาปรมาณแคดเมยมและตะกวทถกซะจากกระเบองคอนกรตมงหลงคา

Development of voltammetric method for determination of cadmium and lead released from concrete roofing tiles

จรญ จนทรสมบรณ1*, จรญ จกรมณ2

Jaroon Junsomboon1*, Jaroon Jakmunee2

1

10 BULLETIN OF APPLIED SCIENCES VOL. 7 NO. 7 AUGUST 2018

1. บทน�า (Introduction) กระเบองคอนกรตมงหลงคาเปนวสดกอสรางทวไปทตอบสนองความตองการขนพนฐานของมนษย ในการกอสรางทอยอาศย โดยทกระเบองคอนกรตมงหลงคา ท�ามาจากปนซเมนตผสมมวลผสมคอนกรตและน�าเขาดวยกน โดยมการใชสเคลอบบนผวกระเบองคอนกรต เปนสตางๆ เพอใหเกดความสวยงามตามความตองการของผบรโภค โดยในปจจบนกระเบองคอนกรตไดรบความนยมน�ามาใชในการปลกสรางทอยอาศยมากกวากระเบองมงหลงคาชนดอน ๆ ส�าหรบในประเทศไทยผลตภณฑกระเบองคอนกรตมงหลงคา มแหลงผลตสวนใหญ กระจายไปตามจงหวดในภมภาคตาง ๆ ของประเทศไทย อาทเชน กรงเทพฯ นครปฐม ปทมธาน ลพบร สระบร ชลบร ล�าพน ขอนแกน และนครศรธรรมราช เปนตน โดยแหลงทมาทแตกตางกนของวตถดบจากธรรมชาต และสทใชในกระบวนการผลต อาจมสารทเปนอนตรายตาง ๆ เชน โลหะหนกละลายออกมาเมอน�าไปใชงาน ท�าใหตองมการควบคมคณภาพกระเบองคอนกรตมงหลงคา โดยทแคดเมยมและตะกวเปนทรจกกนดวาเปนโลหะทมพษ โลหะเหลานจะพบในบรเวณพนผวกระเบองคอนกรตมงหลงคา ส�าหรบประเทศไทยจะถกควบคมโดยมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม โดยก�าหนดผลทเกดขนกบน�าของผลตภณฑกระเบองคอนกรตมงหลงคาทก�าหนดปรมาณแคดเมยมและตะกว ทยอมใหมไดตองไมเกนเกณฑก�าหนดสงสดตามมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม (มอก. 535-2556) [1] วธการสกดโลหะจากกระเบองคอนกรตมงหลงคาท�าไดโดยการแชตวอยางลงไปในน�าปราศจากไอออนในภาชนะทเกบไวทอณหภม 23 ±2ºC เปนเวลา 24 ± 1 ชวโมง และท�าการวเคราะหโลหะในสารละลายทสกดออกมาได ดวยเทคนคอะตอมมคแอบซอรพชนสเปกโทรโฟโตเมตร (AAS) ซงวธนตองมขนตอนยงยากและใชเวลานานและมขดจ�ากดต�าสดในการตรวจวดคอนขางสง ดงนน จงตองมวธการและขนตอนในการเพมความเขมขนหรอแยก เชน การใชคอลมนทบรรจดวยเรซน Pb-Spec [2], คเลตเรซน Muramac A-1 [3], เรซน thioureasulfonamide [4] และเทคนคบทอนเจคชนโดยใชวสดทดดซบ [5] กอนทจะวเคราะหหาปรมาณแคดเมยม

และตะกวดวยเทคนค Flame AAS หรอ Electrothermal AAS ส�าหรบเทคนคอน ๆ ทถกน�ามาใช ไดแก แอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร (ASV) ซงมการใหศกยไฟฟาคงท ในขนตอนเพมความเขมขนของโลหะบนขวไฟฟา (electrodeposition) โดยสามารถวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกวไดโดยตรงพรอมกน [6-13] โดยมการเพมความเขมขนดวยการสะสมปรมาณโลหะบนขวหยดปรอทแขวน (HMDE) หรอขวไฟฟาฟลมปรอท [6-8] ปจจบนไดมการใชขวไฟฟาทเปนมตรกบสงแวดลอมมากขน ไดแก ขวไฟฟาฟลมบสมท [9-12,14-18,20] ขวไฟฟาคารบอน[19] หรอ ขวไฟฟาเงนอะมลกมแบบสน [21] หลงจากนนจะท�าการสแกนศกยไฟฟาไปในทางบวก (ขวบวก) เกดปฏกรยาออกซเดชนของโลหะทสะสมบนขวไฟฟา โดยจะมศกยไฟฟาทเกดขนทมความเฉพาะเจาะจงส�าหรบแตละโลหะ อยางไรกตามวธนสามารถตรวจจบโลหะในสภาวะไอออนอสระเทานน และจะถกรบกวน ในการวเคราะหจากสารอนทรยบนพนผวทใชงาน [6] จงท�าใหขวไฟฟาไดรบการพฒนาเพอเพมความไว และความเฉพาะเจาะจง ส�าหรบการวเคราะหกลมตวอยางทมความซบซอนมาก [8-10,15-21] ส�าหรบสารสกดจากกระเบองคอนกรตมงหลงคานนจะปราศจากสารอนทรย ดงนน ในงานวจยนจงเลอกใชวธ ASV รวมกบขวหยดปรอทแขวน (HMDE) ในการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกว โดยสารละลายอเลกโทรไลตทถกน�ามาใชอยางแพรหลายในการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกว คอ อะซเตทบฟเฟอร [6-10,14-18,21] ในงานวจยนกรดอะซตกซงมความบรสทธสงกวาอะซเตทบฟเฟอรไดถกน�ามาใชเปนสารละลายอเลกโทรในการวเคราะหดวยเทคนค ASV ตารางท 1 ไดสรปงานวจยทใชวธ ASV ส�าหรบการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกว เมอเปรยบเทยบกบวธมาตรฐาน FAAS วธทพฒนาขน มความสะดวกในการใชงานมากกวา มความไวในการวเคราะหทดขน รวดเรวขน ใชสารเคมนอย มคาใชจายในการวเคราะหต�า รวมทงเครองมอและวสดทใชวเคราะหมราคาไมแพง

ตารางท 1 แอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตรทวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกวตารางท' 1 แอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตรท' วเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะก' ว

Technique Determination Sample Detection condition* Linear range (μgL-1)**

Detection limit (μgL-1) Precision (%RSD)

Ref.

SWASV Cd(II), Pb(II), Zn(II), Cu(II)

glazed ceramic Hanging mercury drop electrode (HMDE), Ed -1.20 V, Ef 0.15 V, td 45 s, 10 mV/s, DE 40 mV, Estep 10 mV, stir 2000 rpm, 4%v/v acetic acid

0 - 200 (td 45 s)

Cd(II) 0.25, Pb(II) 0.07, Cu (II)2.7, Zn(II) 0.5 (td 45 s)

2.8 – 3.6% (n=11)

13

SI-MSFA-SWASV Cd(II), Pb(II) surface water Bismuth film working electrode (BiFE), Ed -1.10 V, Ef 0.20 V, td 90 s, 50mV/s, 0.2 M acetate buffer

10 - 100 (td 90 s)

Cd(II) 1.4 (td 90 s), Pb(II) 6.9 (td 90 s)

2.7 – 3.1% (n=11)

14

SWASV Cd(II), Pb(II) - Bismuth-glassy carbon(Bi/C) composite electrode, Ed -1.20V, Ef -0.30 V, td 300 s, 20mV/s, f 50 Hz, Estep 5 mV, 0.1 M acetate buffer (pH 4.5)

0 - 100 (td 300 s)

Cd(II) 0.49 (td 300 s), Pb(II) 0.41 (td 300 s)

- 15

DPASV Cd(II), Pb(II) river water, human blood

Bismuth- film modified graphite nanofibers –Nafion glassy carbon electrode (BiF/GNFs-NA/GCE), Ed -1.20V, td 120 s, DE 80 mV, Estep 5 mV, pulse period 0.2s, pulse width 5ms, 0.1 M acetate buffer (pH 4.5)

0.2 - 50 (td 120 s)

Cd(II) 0.09 (td 120 s), Pb(II) 0.02 (td 120 s)

1.4 – 2.1% (n=16)

16

SWASV Pb(II), Cd(II), Zn(II)

river water Bismuth bulk electrode(BIBE), Ed -1.4 V, Ef -0.35 V, td 180 s, Estep 4 mV, DE 25 mV, f 15 Hz, stir 1200 rpm, 0.1 M Sodium acetate pH 5.0

10 - 100 (td 180 s)

Cd(II) 0.93 (td 180 s), Pb(II) 0.54 (td 180 s), Zn(II) 3.96 (td 180 s)

- 17

SI-SWASV Pb(II), Cd(II) water, food Bismuth coated screen- printed carbon nanotube electrode (Bi-SPCNTE), Ed -1.3 V, Ef -0.30 V, Estep 4 mV, DE 50 mV, f 75 Hz, 0.1 M acetate buffer (pH 3.0)

0.5 - 15 0.01 2.56 – 5.67% (n=10)

18

SWASV Pb(II), Cd(II) several foodstuffs, water

Multi-walled carbon paste electrode (MWCNT), Ed -1.10 V, Estep 6 mV Ef -0.22V, td 190 s, DE 65 mV, f40 Hz, Britton – Robinson universal buffer pH 3.5

0.4 - 1200 Pb(II) 1.0 - 1200 Cd(II)

Pb(II) 0.25 (td 190s) Cd(II) 0.74 (td 190s)

2.30 - 3.56% (n=8)

19

SI-SWASV Pb(II), Cd(II) rice Bismuth film/crown ether/Nafion modified screen-printed carbon electrode(Bi-D24C8/Nafion SPCE), Ed -1.2 V, Ef -0.00 V, td 180 s, Estep 7 mV, DE 50 mV, f 70 Hz, 0.5 M HCl

0.5 - 60 Pb(II) 0.11 (td 180s) Cd(II) 0.27 (td 180s)

- 20

SWASV Pb(II), Cd(II) sea water Vibrating silver amalgam microwire electrode (SAM), Ed -1.2 V, Ef -0.20 V, td 60 s, Estep 5 mV, DE 50 mV, f 50 Hz, 40 mM acetate buffer (pH 4.5)

0.82 – 6.56 Pb(II) 0.066 (td 60s) Cd(II) 0.379 (td 60s)

- 21

DPASV Cd(II), Pb(II) concrete roofing tiles Hanging mercury drop electrode (HMDE), Ed -0.90 V, Ef -0.10 V, td 45 s, 3 mV/s, DE 50 mV, stir 2000 rpm, 4%v/v acetic acid

0 - 20 (td 45 s)

Pb(II) 0.15 (td 45s) Cd(II) 0.15 (td 45s)

1.59% (n=11) 1.74% (n=11)

22

* Ed = deposition potential, Ef = final potential, td = deposition time, Estep = step potential, DE = amplitude, f = frequency, rpm = round per min

ตารางท' 1 แอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตรท' วเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะก' ว



Ref.



0 - 200 (td 45 s)


2.8 – 3.6% (n=11)

13


10 - 100 (td 90 s)

Cd(II) 1.4 (td 90 s), Pb(II) 6.9 (td 90 s)

2.7 – 3.1% (n=11)

14


0 - 100 (td 300 s)

Cd(II) 0.49 (td 300 s), Pb(II) 0.41 (td 300 s)

- 15



0.2 - 50 (td 120 s)

Cd(II) 0.09 (td 120 s), Pb(II) 0.02 (td 120 s)

1.4 – 2.1% (n=16)

16



10 - 100 (td 180 s)


- 17


0.5 - 15 0.01 2.56 – 5.67% (n=10)

18



0.4 - 1200 Pb(II) 1.0 - 1200 Cd(II)

Pb(II) 0.25 (td 190s) Cd(II) 0.74 (td 190s)

2.30 - 3.56% (n=8)

19


0.5 - 60 Pb(II) 0.11 (td 180s) Cd(II) 0.27 (td 180s)

- 20


0.82 – 6.56 Pb(II) 0.066 (td 60s) Cd(II) 0.379 (td 60s)

- 21


0 - 20 (td 45 s)

Pb(II) 0.15 (td 45s) Cd(II) 0.15 (td 45s)

1.59% (n=11) 1.74% (n=11)

22



* Ed = deposition potential, E

f = final potential, t

d = deposition time, E

step = step potential, ∆E = amplitude, f = frequency, rpm = round

per min




Ref.



0 - 200 (td 45 s)


2.8 – 3.6% (n=11)

13


10 - 100 (td 90 s)

Cd(II) 1.4 (td 90 s), Pb(II) 6.9 (td 90 s)

2.7 – 3.1% (n=11)

14


0 - 100 (td 300 s)

Cd(II) 0.49 (td 300 s), Pb(II) 0.41 (td 300 s)

- 15



0.2 - 50 (td 120 s)

Cd(II) 0.09 (td 120 s), Pb(II) 0.02 (td 120 s)

1.4 – 2.1% (n=16)

16



10 - 100 (td 180 s)


- 17


0.5 - 15 0.01 2.56 – 5.67% (n=10)

18



0.4 - 1200 Pb(II) 1.0 - 1200 Cd(II)

Pb(II) 0.25 (td 190s) Cd(II) 0.74 (td 190s)

2.30 - 3.56% (n=8)

19


0.5 - 60 Pb(II) 0.11 (td 180s) Cd(II) 0.27 (td 180s)

- 20


0.82 – 6.56 Pb(II) 0.066 (td 60s) Cd(II) 0.379 (td 60s)

- 21


0 - 20 (td 45 s)

Pb(II) 0.15 (td 45s) Cd(II) 0.15 (td 45s)

1.59% (n=11) 1.74% (n=11)

22





Ref.



0 - 200 (td 45 s)


2.8 – 3.6% (n=11)

13


10 - 100 (td 90 s)

Cd(II) 1.4 (td 90 s), Pb(II) 6.9 (td 90 s)

2.7 – 3.1% (n=11)

14


0 - 100 (td 300 s)

Cd(II) 0.49 (td 300 s), Pb(II) 0.41 (td 300 s)

- 15



0.2 - 50 (td 120 s)

Cd(II) 0.09 (td 120 s), Pb(II) 0.02 (td 120 s)

1.4 – 2.1% (n=16)

16



10 - 100 (td 180 s)


- 17


0.5 - 15 0.01 2.56 – 5.67% (n=10)

18



0.4 - 1200 Pb(II) 1.0 - 1200 Cd(II)

Pb(II) 0.25 (td 190s) Cd(II) 0.74 (td 190s)

2.30 - 3.56% (n=8)

19


0.5 - 60 Pb(II) 0.11 (td 180s) Cd(II) 0.27 (td 180s)

- 20


0.82 – 6.56 Pb(II) 0.066 (td 60s) Cd(II) 0.379 (td 60s)

- 21


0 - 20 (td 45 s)

Pb(II) 0.15 (td 45s) Cd(II) 0.15 (td 45s)

1.59% (n=11) 1.74% (n=11)

22


2. วธการวจย (Experimental) 2.1 สารเคม สารเคมทงหมดเปนเกรดทใชส�าหรบการวเคราะห (Analytical grade) และใชน�าปราศจากไอออน(Deionized water, Millipore, Sweden) ในการเตรยมสารละลาย สารละลายมาตรฐานของตะกว (II) (1000 mg/L) เตรยมโดยละลาย 0.1615 กรมของตะกวไนเตรท ((Merck, Germany) ใน 0.1 M กรดไนตรก ปรบปรมาตรจนครบ 100 มลลลตร สารละลายมาตรฐานแคดเมยม (II) (1000 mg /L) เตรยมโดยละลาย 0.1991 กรม ของแคดเมยมคลอไรด (J.T. Baker, Canada) ใน 0.1 M กรดไฮโดรคลอรก ปรบปรมาตรจนครบ 100 มลลลตร สารละลายมาตรฐานในชวงทใชงานท�าการเตรยมใหมทกครงโดยการเจอจางจากสตอคของสารละลายมาตรฐานความเขมขน 1000 mg/L ดวยสารละลายกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตร สารละลายอเลคโตรไลต (กรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตร) เตรยมโดยใชกรดอะซตกเขมขน 40 มลลลตรท�าการเจอจางในน�าปราศจากไอออนและท�าการปรบปรมาตรจนครบ 1000 มลลลตร แกสไนโตรเจน (99.9995%, TIG, Thailand) ถกใชเพอก�าจดออกซเจนทละลายอยในสารละลาย 2.2 เครองมอ ท�าการวเคราะหดวยวธดฟเฟอรเรนเชยลพลสแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร โดยใชเครอง Metrohm 797 VA Computrace Voltammograph (Metrohm, Switzerland) พรอมดวยโวลแทมเมตรกเซลล ขวหยดปรอทแขวน (HMDE) เปนขวไฟฟาท�างาน ขวไฟฟาชวยแพททนม และขวอางอง Ag/AgCl/3M KCl โดยท�าการควบคมการท�างานของเครองดวยคอมพวเตอรโดยใช VA Computrace software version 1.3 (8.797.8067, 797 VA Computrace, Metrohm) 2.3 ขนตอนการสกด การสกดโลหะจากกระเบองคอนกรตมงหลงคาไดด�าเนนการตามวธมาตรฐาน [1] กระเบองคอนกรตมงหลงคาทจะใชทดสอบจะถกท�าความสะอาดใหปราศจากจากไขมนและสงสกปรกอน ๆ ทจะสงผลกระทบตอผลการทดสอบ ตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคาทถกตดใหมพนทผวประมาณ 5500 mm2 จะถกแชลงในภาชนะ ท�าการเตมน�าปราศจากไอออนลงไป 500 มลลลตร ในภาชนะทมฝาครอบแลวเกบตวอยาง ท

อณหภม 23±2ºC เปนเวลา 24±1 ชวโมง เมอครบเวลาน�าแผนกระเบองคอนกรตมงหลงคาออกและท�าการเทน�าตวอยางทงหมดทสกดไดลงในขวดปรมาตร 500 มลลลตรและเตมกรดไฮโดรคลอรกเขมขน 2 มลลลตร จากนนท�าการปรบปรมาตรจนครบ 500 มลลลตรและเกบตวอยางในขวดพลาสตกเพอน�าไปวเคราะหหาปรมาณโลหะทละลายออกมาโดยเทคนคโวลแทม-เมตรตอไป 2.4 ขนตอนการวเคราะหดวยเทคนคโวลแทมเมตร น�าสารละลายตวอยางทสกดได 5 มลลลตรและสารละลายกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตร 5 มลลลตรเตมลงในโวลแทมเมตรกเซลล หลงจากนนสารละลายจะถกกวนทอตราความเรว 2000 รอบตอนาทพรอมกบก�าจดตวรบกวนดวยแกสไนโตรเจนเปนเวลา 3 นาท กอนทจะท�าการสะสมปรมาณโลหะบนขวหยดปรอทแขวน (HMDE) โดยการใหศกยไฟฟาคงท-0.9 โวลล เทยบกบขวอางอง ซลเวอร/ซลเวอรคลอไรดอยางตอเนองเปนเวลา 45 วนาทหลงจากนนหยดกวนสารละลายเปนเวลา 5 วนาท แลวท�าการสแกนดวยวธดฟเฟอรเรนเชยลพลสจากศกยไฟฟา -0.90 โวลล ไปยงศกยไฟฟา -0.10 โวลล โดยใช pulse amplitude 50 มลลโวลต step potential 6 มลลโวลต ดวยอตราในการเกดพลส 0.0298 โวลตตอวนาท และท�าการบนทกโวลแทมโมแกรม หากระแสพคสญญาณสงสดของแคดเมยมและตะกว และท�าการวเคราะหหาปรมาณโดยวธเตมสารมาตรฐานโดยการเตมสารละลายมาตรฐานของแคดเมยมและตะกวลงไปในสารละลายตวอยาง ท�าการสะสมปรมาณโลหะบนขวหยดปรอทแขวน ตามขนตอนทไดอธบายไวขางตน โดยเตมสารละลายมาตรฐานซ�าจ�านวน 4 ครง ความเขมขนของแคดเมยมและตะกวในตวอยางจะถกประเมนจากกราฟมาตรฐานโดยการลบคาความเขมขนของแคดเมยมและตะกวในสารละลายแบลงคออกกอน รายงานปรมาณของแคดเมยมและตะกวทถกซะออกมาจากกระเบองคอนกรตมงหลงคาเปน ไมโครกรม / ลตร

3. ผลและวจารณ (Results and discussion)3.1 ผลของพารามเตอรบางอยางเกยวกบการวเคราะหดวยเทคนคโวลแทมเมตร วธดฟเฟอรเรนเชยลพลสแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร


รปท2 1 ผลของความเขมขนของกรดแอซตกท2 ใชปนสารละลายอเลกโทรไลต สาหรบวเคราะหหาปรมาณแคดเมยม สภาวะท2 ใช : deposition potential -0.90 V, deposition time 45 s, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s, potential scan range -0.90 to -0.10 V.

รปท 1 ผลของความเขมขนของกรดแอซตกทใชปนสารละลายอเลกโทรไลต ส�าหรบวเคราะหหาปรมาณแคดเมยม สภาวะทใช : deposition potential -0.90 V, deposition time 45 s, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s, potential scan range -0.90 to -0.10 V.

อาศยการเกดปฏกรยารดกชนของไอออนของโลหะทขวไฟฟาท�างานโดยจะท�าการสะสมปรมาณโลหะบนพนผวของขวไฟฟากอนเปนระยะเวลาทแนนอนคาหนง หลงจากนนท�าการสแกนศกยไฟฟาไปทางขวบวก ซงโลหะจะเกดปฏกรยาออกซเดชนทศกยไฟฟาตางกนตามลกษณะเฉพาะของไอออนโลหะแตละชนด และท�าการบนทกเปนโวลแทมโมแกรมออกมา ไดศกษาสภาวะในขนตอนการสะสมปรมาณโลหะบนขวไฟฟาท�างานในการทดสอบดวยแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร โดยใชรปแบบศกยไฟฟาดฟเฟอรเรนเชยลพลสในขนตอนสทรปปง ซงท�าใหสแกนไดอยางรวดเรวและมความไวในการวเคราะหทด โดยใช pulse amplitude 50 มลลโวลต step potential 6 มลลโวลต ดวยอตราในการเกดพลส 0.0298 โวลตตอวนาท ขวหยดปรอทแขวน (HMDE) ถกใชเปนขวไฟฟาท�างานเพราะมนเปนขวไฟฟาทหางายและสะดวกในการใชในการวเคราะหส�าหรบงานประจ�า ขวปรอทมขอดหลายอยาง เชน มนมศกยไฟฟาใชงานทางลบทกวางเหมาะส�าหรบน�ามาใชวเคราะหหาปรมาณตะกว และ แคดเมยม พนผวขวไฟฟาจะถกเปลยนใหมทกครง ท�าใหสะอาดมาก และโลหะปรอทของเหลวสามารถละลายตะกวและแคดเมยมไดเปนอยางด อยในรปโลหะอะมลกมในขนตอนเพมความเขมขน สงเหลานท�าใหมความไวส�าหรบการวเคราะหทดและผลการวเคราะหซ�าทดดวย ถงแมวาปรมาณสารปรอททนอยมากจะถกน�ามาใชในการวเคราะห แตปรอท

เปนสารทมพษอยางมาก เพราะฉะนนปรอททเปนของเสยหลงใชงานแลวจะตองถกรวบรวมเพอการเกบรกษาทเหมาะสม สารละลายกรดแอซตกถกน�ามาใชเปนสารอเลคโตรไลตคลายกบทรายงานในการศกษากอนหนาน [13, 22] โดยทกรดอะซตกม pH ประมาณ 2.3 เพอปองกนการตกตะกอนของโลหะไฮดรอกไซดในสารละลาย นอกจากนยงมในความบรสทธสงกวาเกลออะซเตททมกจะใชส�าหรบการเตรยมอะซเตทบฟเฟอร ท�าใหมสญญาณของสารละลายแบลงคต�าซงเหมาะส�าหรบการหาปรมาณโลหะหนก ผลของความเขมขนของกรดแอซตกทใหสญญาณสงสดทความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตรของโลหะแตละชนดทใชทดสอบ พบวากรดอะซตกทอยในชวงความเขมขนของ 1- 6% v / V ไมไดสงผลกระทบตอทงศกยไฟฟาและพคสญญาณสงสดของโลหะทกชนดทศกษา ดงแสดงในรป 1 และ 2 แตความแมนย�าของวธทดสอบจะแยลง เมอใชความเขมขนของกรดแอซตก สงเกนไปหรอต�าเกนไป (%RSD 9.25, 5.02, 4.77, 2.93, 8.15, 8.58 ทความเขมขน 1, 2, 3, 4, 5, 6% v / V กรดอะซตกตามล�าดบ) นอกจากนความเขมขนทสงขนของกรดอะซตกใชจะท�าใหปรมาณตะกวทสงขนในสารละลายแบลงคทใชเปนสารละลายอเลกโทรไลต ดงนนกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตรจงถกเลอกใชส�าหรบการศกษาตอไป


รปท2 2 ผลของความเขมขนของกรดแอซตกท2 ใชปนสารละลายอเลกโทรไลต สาหรบการวเคราะหหาปรมาณตะก2 ว สภาวะท2 ใช: deposition potential -0.90 V, deposition time 45 s, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s, potential scan range -0.90 to -0.10 V.

ไดศกษาผลของศกยไฟฟาคงท2 ท2 ใชในการสะสมปรมาณโลหะบนข*วไฟฟาทางาน ท2 ใชในการทดสอบในชวง - 0.90 ถง 1.30 V โดยการเตมสารละลายมาตรฐานของแคดเมยมและตะก2 วลงไปในสารละลายอเลกโทรไลตและตรวจวดหาปรมาณโลหะท*งสองชนด พบวาท2 ศกยไฟฟาท2 เปนลบมากข*นจะใหความไวสาหรบการวเคราะหไดสงข*น อยางไรกตาม ศกยไฟฟาคงท2 ท2 ใชในการสะสมปรมาณโลหะบนข*วไฟฟาทางาน ท2 -0.90 V ไดถกเลอกนามาใชตอไป เพราะศกยไฟฟาท2เปนลบมากเกนไปอาจจะนาไปสการรบกวนในข*นตอนการสะสมปรมาณตะก2 ว หรอการเกดกาซไฮโดรเจนท2 ข*วไฟฟาทางานท2 สภาวะเปนกรดสง

ไดศกษาเวลาท2 ใชในการสะสมปรมาณโลหะท2 ข*วไฟฟาทางาน โดยใชความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตร ของแตละโลหะ ทาการพลอตสญญานพคสงสดเม2 อเทยบกบระยะเวลาท2 ใชในการการสะสมปรมาณโลหะแสดงดงรปท2 3 พบวาระยะเวลาท2 ใชในการการสะสมปรมาณโลหะท2 ใหความสมพนธเปนเสนตรงตามสดสวนเวลาท2 ใชในการสะสมปรมาณโลหะไปจนถง ท2 เวลา 3 นาท สวนในชวงเวลาการสะสมท2 นานกวา 3 นาท โลหะท2 ถกสะสมบนข*วไฟฟาทางาน (HDME) จะอ2 มตวบนพ*นท2 ผวของข*ว จงไมมการเพ2 มข*นอกของพคสญญาณท2 ได

รปท 2 ผลของความเขมขนของกรดแอซตกทใชปนสารละลายอเลกโทรไลต ส�าหรบการวเคราะหหาปรมาณตะกว สภาวะทใช: deposition potential -0.90 V, deposition time 45 s, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s, potential scan range -0.90 to -0.10 V.

ไดศกษาผลของศกยไฟฟาคงท ทใชในการสะสมปรมาณโลหะบนขวไฟฟาท�างาน ทใชในการทดสอบในชวง-0.90 ถง 1.30 V โดยการเตมสารละลายมาตรฐานของแคดเมยมและตะกวลงไปในสารละลายอเลกโทรไลตและตรวจวดหาปรมาณโลหะทงสองชนด พบวาทศกยไฟฟาทเปนลบมากขนจะใหความไวส�าหรบการวเคราะหไดสงขน อยางไรกตาม ศกยไฟฟาคงท ทใชในการสะสมปรมาณโลหะบนขวไฟฟาท�างาน ท -0.90 V ไดถกเลอกน�ามาใชตอไป เพราะศกยไฟฟาทเปนลบมากเกนไปอาจจะน�าไปสการรบกวนในขนตอนการสะสมปรมาณตะกว หรอการเกดกาซไฮโดรเจนทขวไฟฟาท�างานทสภาวะเปนกรดสง ไดศกษาเวลาทใชในการสะสมปรมาณโลหะทขวไฟฟาท�างาน โดยใชความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตร ของแตละโลหะ ท�าการพลอตสญญานพคสงสดเมอเทยบกบระยะเวลาทใชในการการสะสมปรมาณโลหะแสดงดงรปท 3 พบวาระยะเวลาทใชในการการสะสมปรมาณโลหะทใหความสมพนธเปนเสนตรงตามสดสวนเวลาทใชในการสะสมปรมาณโลหะไปจนถง ทเวลา 3 นาท สวนในชวงเวลาการสะสมทนานกวา 3 นาท โลหะทถกสะสมบนขวไฟฟาท�างาน (HDME) จะอมตวบนพนทผวของขว จงไมมการเพมขนอกของพคสญญาณทได


3.2 คณลกษณะทางเคมวเคราะห ภายใตสภาวะทเลอกส�าหรบการวเคราะห : ใชกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตรเปนสารละลายอเลกโทรไลต, ศกยไฟฟาคงท-0.9 โวลล ในการสะสมปรมาณโลหะทขวไฟฟาท�างาน, เวลาทใชในการสะสมโลหะ 45 วนาท, pulse amplitude 50 มลลโวลต step potential 6 มลลโวลต ดวยอตราในการเกดพลส 0.0298 โวลตตอวนาท ไดโวลแทมโมแกรมดงแสดงในรปท 4 สามารถใหกราฟมาตรฐานทเปนเสนตรงในชวงความเขมขน 0-20 ไมโครกรมตอลตรของแตละโลหะ โดยมสมการเสนตรง ของแคดเมยม (Cd: Y = 1.5696X + 0.282, r2 = 0.9996) และ ตะกว (Pb: Y = 0.9304X + 1.566, r2 = 0.9996) โดยท Y คอ คาความสงของพค มหนวยเปน ไมโครแอมป (µA) และ X คอ ความเขมขน มหนวยเปน ไมโครกรมตอลตร (µg L-1) โดยวธนมขดจ�ากดต�าสดในการตรวจวด (3SD blank/slope) [23] เทากบ 0.15 ไมโครกรมตอลตรของทงแคดเมยมและตะกว โดยทขดจ�ากดต�าสดในการตรวจวด และความไวในการตรวจวดอาจจะดขนอกโดยใชเวลาในการสะสมปรมาณโลหะทขวไฟฟาท�างานตอไปอกตามทอธบายไวในขอ 3.1 อยางไรกตามในงานวจยนความเปนเสนตรงและขดจ�ากดต�าสดในการตรวจวดทไดมความเหมาะสมส�าหรบการประยกตใชในการวเคราะหเพอใชในการควบคมคณภาพของกระเบองคอนกรตมงหลงคาแลว คาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธทความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตรของโลหะแคดเมยมและตะกว จ�านวน 11 ซ�า อยในชวง 1.59-1.74% คาการคนกลบของการวเคราะห (Recovery) เทากบ 107% ส�าหรบการเตมโลหะทงสองลงไปในสารตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคาทถกซะออกมาทความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตร เวลาทใชในการวเคราะหคอ 5 นาทตอตวอยาง โดยใชวธการวเคราะหหาปรมาณแบบเตมสารมาตรฐาน (Standard addition) ส�าหรบการวเคราะหโลหะทง 2 ชนดพรอม ๆ กน ซงจะเรวกวาวธมาตรฐานทใชเทคนคอะตอมมกแอบซอรพชนสเปกโทรโฟโตเมตร [1]

รปท 3 ผลของเวลาทใชในการสะสมปรมาณโลหะบนขวไฟฟาท�างาน สภาวะทใช : deposition potential -0.90 V, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s., potential scan range -0.90 to -0.10 V.

รปท2 3 ผลของเวลาท2 ใชในการสะสมปรมาณโลหะบนข*วไฟฟาทางาน สภาวะท2 ใช : deposition potential -0.90 V, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s., potential scan range -0.90 to -0.10 V.

3.2 คณลกษณะทางเคมวเคราะห

ภายใตสภาวะท2 เลอกสาหรบการวเคราะห : ใชกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตรเปนสารละลายอเลกโทรไลต, ศกยไฟฟาคงท2 - 0.9 โวลล ในการสะสมปรมาณโลหะท2 ข*วไฟฟาทางาน, เวลาท2 ใชในการสะสมโลหะ 45 วนาท, pulse amplitude 50 มลลโวลต step potential 6 มลลโวลต ดวยอตราในการเกดพลส 0.0298 โวลตตอวนาท ไดโวลแทมโมแกรมแกรมดงแสดงในรปท2 4 สามารถใหกราฟมาตรฐานท2 เปนเสนตรงในชวงความเขมขน 0 – 20 ไมโครกรมตอลตรของแตละโลหะ โดยมสมการเสนตรง ของแคดเมยม ( Cd: Y = 1.5696X + 0.282, r2 = 0.9996) และ ตะก2 ว (Pb: Y = 0.9304X + 1.566, r2 = 0.9996) โดยท2 Y คอ คาความสงของพค มหนวยเปน ไมโครแอมป (µA) และ X คอ ความเขมขน มหนวยเปน ไมโครกรมตอลตร (µg L-1) โดยวธน*มขดจากดต2 าสดในการตรวจวด (3SD blank/slope) [23] เทากบ 0.15 ไมโครกรมตอลตรของท*งแคดเมยมและตะก2 ว โดยท2 ขดจากดต2 าสดในการตรวจวด และความไวในการตรวจวดอาจจะดข*นอกโดยใชเวลาในการสะสมปรมาณโลหะท2 ข*วไฟฟาทางานตอไปอกตามท2 อธบายไวในขอ 3.1 อยางไรกตามในงานวจยน*ความเปนเสนตรงและขดจากดต2 าสดในการตรวจวดท2 ไดมความเหมาะสมสาหรบการประยกตใชในการวเคราะหเพ2 อใชในการควบคมคณภาพของกระเบ*องคอนกรตมงหลงคาแลว คาเบ2 ยงเบนมาตรฐานสมพทธท2 ความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตรของโลหะแคดเมยมและตะก2 ว จานวน 11 ซ*า อยในชวง 1.59 - 1.74 % คาการคนกลบของการวเคราะห (Recovery) เทากบ 107% สาหรบการเตมโลหะท*งสองลงไปในสารตวอยางกระเบ*องคอนกรตมงหลงคาท2 ถกซะออกมาท2 ความเขมขน 8 ไมโครกรมตอลตร เวลาท2 ใชในการวเคราะหคอ 5 นาทตอตวอยาง โดยใชวธการ


3.3 การประยกตใชในตวอยางจรง วธทพฒนาขนนสามารถน�าไปประยกตใชในการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกวทสกดจากพนผวของกระเบองคอนกรตมงหลงคา วธการวเคราะหแบบเตมสารมาตรฐาน (Standard addition) มกจะใชลดความคลาดเคลอนของผลการวเคราะหทเกดจากสารรบกวนทเปนสวนประกอบในตวอยาง อยางไรกตามในทนพบวาผลการวเคราะหจากวธเตมสารมาตรฐานและวธกราฟมาตรฐานมความสอดคลองกนดส�าหรบ Pb, Y = 0.9304X + 1.566, r2 = 0.9996 ซงแสดงใหเหนวาไมมการรบกวนในการวเคราะหในตวอยางดวยวธทถกน�าเสนอน ผลการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกว ไดสรปไวในตารางท 2 จากการวเคราะหตวอยางพบวาปรมาณแคดเมยมและตะกว ทถกซะออกมาจากตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคาอยในชวง <0.15-0.55 ไมโครกรมตอลตร และ <0.15-11.95 ไมโครกรมตอลตร ตามล�าดบ ซงต�ากวาทเกณฑมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมของไทยก�าหนดไว (มอก. 535-2556) ซงก�าหนดไวในระดบสงสดท 10 และ 50 ไมโครกรมตอลตร ส�าหรบแคดเมยมและตะกวตามล�าดบ วธการทพฒนาขนนไมยงยาก สะดวกและมความไวในการวเคราะหสง และสามารถน�าไปใชเปนวธทางเลอกกบวธมาตรฐานส�าหรบการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกว ในตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคาได

วเคราะหหาปรมาณแบบเตมสารมาตรฐาน ( standard addition ) สาหรบการวเคราะหโลหะท*ง 2 ชนดพรอม ๆ กน ซ2 งจะเรวกวาวธมาตรฐานท2 ใชเทคนคอะตอมมกแอบซอรพชนสเปกโทรโฟโตเมตร [1]

รปท2 4 โวลแทมโมแกรมของแคดเมยมและตะก2 วในสารละลายอเลกโทรไลตกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตร สภาวะท2 ใช : deposition potential -0.90 V, deposition time 45 s, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s, potential scan range -0.90 to -0.10 V.

3.3 การประยกตใชในตวอยางจรง

วธท2 พฒนาข*นน*สามารถนาไปประยกตใชในการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะก2 วท2 สกดจากพ*นผวของกระเบ*องคอนกรตมงหลงคา วธการวเคราะหแบบเตมสารมาตรฐาน (standard addition) มกจะใชลดความคลาดเคล2 อนของผลการวเคราะหท2 เกดจากสารรบกวนท2 เปนสวนประกอบในตวอยาง อยางไรกตามในท2 น*พบวาผลการวเคราะหจากวธเตมสารมาตรฐานและวธกราฟมาตรฐานมความสอดคลองกนดสาหรบ Pb, Y = 0.9304X + 1.566, r2 = 0.9996 ซ2 งแสดงใหเหนวาไมมการรบกวนในการวเคราะหในตวอยางดวยวธท2 ถกนาเสนอน* ผลการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะก2 ว ไดสรปไวในตารางท2 2 จากการวเคราะหตวอยางพบวาปรมาณแคดเมยมและตะก2 ว ท2 ถกซะออกมาจากตวอยางกระเบ*องคอนกรตมงหลงคาอยในชวง <0.15 - 0.55 ไมโครกรมตอลตร และ <0.15 – 11.95 ไมโครกรมตอลตร ตามลาดบ ซ2 งต2 ากวาท2 เกณฑมาตรฐานผลตภณฑอตสากรรมของไทยกาหนดไว (มอก. 535-2556) ซ2 งกาหนดไวในระดบสงสดท2 10 และ 50 ไมโครกรมตอลตร สาหรบแคดเมยมและตะก2 วตามลาดบ วธการท2 พฒนาข*นน*ไมยงยาก สะดวกและม

รปท 4 โวลแทมโมแกรมของแคดเมยมและตะกวในสารละลายอเลกโทรไลตกรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตร สภาวะทใช : deposition potential -0.90 V, deposition time 45 s, stirring rate 2000 rpm, differential pulse waveform with pulse amplitude of 50 mV, step potential of 6 mV, Voltage step time 0.2 s and sweep rate 0.0298 V/s, potential scan range -0.90 to -0.10 V.

ตารางท 2 ปรมาณแคดเมยมและตะกวในกระเบองคอนกรตมงหลงคาโดยวธดฟเฟอรเรนเชยลพลสแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร

ตวอยาง ปรมาณโลหะทถกซะออกมา (µg/L)*

แคดเมยม ตะกว

1 0.34 ± 0.03 9.84 ± 0.04

2 0.34 ± 0.02 4.03 ± 0.03

3 0.16 ± 0.03 2.61 ± 0.03

4 N.D. 1.30 ± 0.02

5 N.D. N.D.

6 0.45 ± 0.04 8.25 ± 0.05

7 N.D. 0.20 ± 0.02

8 N.D. 0.68 ± 0.03

9 N.D. N.D.

10 N.D. 0.40 ± 0.03


4. สรป (Conclusion) วธแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตรส�าหรบการวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกวในน�าทถกซะออกมาจากตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคาไดถกพฒนาขน สารทถกสกดออกมาสามารถวเคราะหไดโดยตรงหลงจากการเตมสารละลายอเลกโทรไลต กรดแอซตกเขมขนรอยละ 4 โดยปรมาตรตอปรมาตร วธนมความไวสงมากเปนผลมาจากการเพมความเขมขนของโลหะบนขวไฟฟาท�างาน วธการทพฒนาขนน งาย รวดเรว มความไวสง และมความจ�าเพาะ และสามารถวเคราะหหาปรมาณโลหะสองชนดไดพรอมกน มความแมนย�าและความถกตองสง โดยสามารถใชวธการวเคราะหเชงปรมาณโดยการเตมสารมาตรฐาน หรอใชวธกราฟมาตรฐานกได ซงสามารถน�าวธทพฒนาขนนไปใชวเคราะหหาปรมาณแคดเมยมและตะกวในตวอยางกระเบองคอนกรตมงหลงคา ส�าหรบการควบคมคณภาพผลตภณฑอตสาหกรรม และสามารถน�าไปใชเปนวธทางเลอกกบวธมาตรฐาน (มอก 535-2556) ได

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) ผเขยนขอขอบคณ กลมวสดกอสราง กองวสดวศวกรรม กรมวทยาศาสตรบรการ ทใหการสนบสนนสารเคม และเครองมอ ในงานวจยน

6. เอกสารอางอง (References) [1] THAILAND INDUSTRIAL STANDARD. TIS.535-2556. Test method for concrete roofing tiles. [2] BAKIRCIOGLU, Y., S.R. SEGADE, E.R. YOURD and J.F. TYSON. Evaluation of Pb-Spec® for flow-injection solid-phase extraction preconcentration for the determination of trace lead in water and wine by flame atomic absorption spectrometry. Anal. Chim. Acta. 2003, 485, 9-18. [3] SUNG, H.Y. and S.D. HUANG. On-l ine preconcentration system coupled to electrothermal atomic absorption spectrometry for the simultaneous determination of bismuth, cadmium, and lead in urine. Anal. Chim. Acta. 2003, 495, 165-176. [4] FILIZ SENKAL, B., M. INCE, E. YAVUZ and M. YAMAN. The synthesis of new polymeric sorbent and its application in preconcentration of cadmium and lead in water samples. Talanta. 2007, 72, 962-967. [5] AMPAN, P., J. RUZICKA, R. ATALLAH, G.D. CHRISTIAN, J. JAKMUNEE and K. GRUDPAN. Exploiting sequential injection analysis with bead injection and lab-on-valve for determination of lead using electrothermal atomic absorption spectrometry. Anal. Chim. Acta, 2003, 499, 167-172.

ตวอยาง ปรมาณโลหะทถกซะออกมา (µg/L)*

แคดเมยม ตะกว

11 N.D. 0.20 ± 0.02

12 0.34 ± 0.03 9.07 ± 0.06

13 0.32 ± 0.02 3.26 ± 0.03

14 0.16 ± 0.02 1.84 ± 0.02

15 N.D. 0.53 ± 0.02

16 N.D. N.D.

17 N.D. 0.30 ± 0.03

18 N.D. 0.86 ± 0.02

19 N.D. 0.40 ± 0.03

20 N.D. 0.38 ± 0.04

21 N.D. 2.78 ± 0.05

22 N.D. 2.89 ± 0.03

23 N.D. 0.67 ± 0.02

24 N.D. 0.47 ± 0.04

25 N.D. 0.21 ± 0.03

26 N.D. 2.24 ± 0.05

27 N.D. 1.76 ± 0.04

28 N.D. 1.62 ± 0.03

29 N.D. 2.21 ± 0.06

30 N.D. 2.05 ± 0.03

31 N.D. 0.63 ± 0.03

32 N.D. N.D.

33 0.49 ± 0.03 11.95 ± 0.05

34 0.19 ± 0.03 0.43 ± 0.03

35 N.D. 0.98 ± 0.05

36 N.D. 0.31 ± 0.02

37 N.D. 1.94 ± 0.03

38 0.55 ± 0.07 2.41 ± 0.06

39 N.D. 0.63 ± 0.04

40 N.D. 0.57 ± 0.05* mean of triplicated results, N.D. = not detected


[6] JAKMUNEE, J., S. SUTEERAPATARANON, Y. VANEESORN and K. GRUDPAN. Determination of Cadmium, Copper, Lead and Zinc by Flow Voltammetric Analysis. Anal. Sci. 2001, 17, i399-i401. [7] JAKMUNEE, J., L. PATIMAPORNLERT, S. SUTEERAPATARANON, N. LENGHOR and K. GRUDPAN. Sequential injection with lab-at-valve (LAV) approach for potentiometric determination of chloride. Talanta. 2005, 65, 789-793. [8] SHERIGARA, B.S. , Y. SHIVARAJ, R.J. MASCARENHAS and A.K. SATPATI. Simultaneous determination of lead, copper and cadmium onto mercury film supported on wax impregnated carbon paste electrode: Assessment of quantification procedures by anodic stripping voltammetry. Electrochim. Acta. 2007, 52, 3137-3142. [9] HOCEVAR, S.B., I. SVANCARA, K. VYTRAS and B. OGOREVC. Novel electrode for electrochemical stripping analysis based on carbon paste modified with bismuth powder. Electrochim. Acta, 2005, 51, 706-710. [10] HWANG, G. H., W.K. HAN, J.S. PARK and S.G. KANG. Determination of trace metals by anodic stripping voltammetry using a bismuth-modified carbon nanotube electrode. Talanta. 2008, 76, 301-308. [11] CAO, L., J. JIA and Z. WANG. Sensitive determination of Cd and Pb by differential pulse stripping voltammetry with in situ bismuth-modified zeolite doped carbon paste electrodes. Electrochimica Acta. 2008. 53, 2177-2182. [12] ECONOMOU, A. Bismuth-film electrodes: recent developments and potentialities for electroanalysis. Trends Anal. Chem. 2005, 24, 334-340. [13] JAKMUNEE, J. and J. JUNSOMBOON. Determination of cadmium, lead, copper and zinc in the acetic acid extract of glazed ceramic surfaces by anodic stripping voltammetric method. Talanta. 2008, 77, 172-175. [14] SIRIANGKHAWUT, W., S. PENCHAREE, K. GRUDPAN and J. JAKMUNEE. Sequential injection monosegmented flow voltammetric determination of cadmium and lead using a bismuth film working electrode. Talanta. 2009, 79, 1118-1124. [15] HWANG, G.H., W.K. HAN, S.J. HONG, J.S. PARK and S.G. KANG. Determination of trace amounts of lead and cadmium using a bismuth/glassy carbon composite

electrode. Talanta. 2009, 77, 1432-1436. [16] LI, D., J. JIA and J. WANG. Simultaneous determination of Cd(II) and Pb(II) by differential pulse anodic stripping voltammetry based on graphite nanofibers–Nafion composite modified bismuth film electrode. Talanta. 2010, 83, 332-336. [17] ARMSTRONG, K.C., C.E. TATUM, R.N. DANSBY-SPARKS, J.Q. CHAMBERS and Z.L XUE. Individual and simultaneous determination of lead, cadmium, and zinc by anodic stripping voltammetry at a bismuth bulk electrode. Talanta. 2010, 82, 675-680. [18] NINWONG, B., S. CHUANUWATANAKUL, O. CHAILAPAKUL, W. DUNGCHAI and S. OTOMIZU. On-line preconcentration and determination of lead and cadmium by sequential injection/anodic stripping voltammetry. Talanta. 2012, 96, 75-81. [19] AFKHAMI, A., H. GHAEDI, T. MADRAKIAN and M. REZAEIVALA. Highly sensitive simultaneous electrochemical determination of trace amounts of Pb(II) and Cd(II) using a carbon paste electrode modified with multi-walled carbon nanotubes and a newly synthesized Schiff base. Electrochim. Acta. 2013, 89, 377-386. [20] KEAWKIM, K., S. CHUANUWATANAKUL, O. CHAILAPAKUL and S. MOTOMIZU. Determination of lead and cadmium in rice samples by sequential injection/anodic stripping voltammetry using a bismuth film/crown ether/Nafion modified screen-printed carbon electrode. Food Control. 2013, 31, 14-21. [21] BI, Z., P. SALAÜN and C. M.G. VAN DEN BERG. Determination of lead and cadmium in seawater using a vibrating silver amalgam microwire electrode. Anal. Chim. Acta. 2013, 769, 56-64. [22] JUNSOMBOON, J. and J. JAKMUNEE. Determination of Cadmium and Lead in Concrete Roofing Tiles by Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetric Method. Chiang Mai J. Sci. 2016, 43, 1122-1131. [23] CHRISTIAN G. D. Analytical Chemistry. 6th ed., New York : Wiley, 2004.


บทคดยอ การตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบปรมาณทละลายจากภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนมตามเอกสาร Metals and alloys used in food contact materials and articles. A practical guide for manufacturers and regulators ดวยเทคนค ICP-OES พบวาชวงความเปนเสนตรงการทดสอบแคดเมยมเทากบ 0.05-1 มลลกรมตอลตร และ โครเมยม ตะกว โมลบดนม นกเกล เทากบ 0.5-10 มลลกรมตอลตร คาขดจ�ากดการตรวจหาของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล เทากบ 0.4 0.8 3.3 3.0 และ 0.8 ไมโครกรมตอลตร คาขดจ�ากดในการวดเชงปรมาณของแคดเมยมเทากบ 0.05 มลลกรมตอลตร และธาตทเหลอ เทากบ 0.5 มลลกรมตอลตร คาความโอนเอยงและคาความเทยงระหวางกลางมชวงรอยละการคนกลบและรอยละของคาเบยงมาตรฐานสมพทธของทกธาตอยในชวง 97.8-118.4 และอยในชวง 0.95-6.36 ตามล�าดบ คาความไมแนนอนของแตละธาตทระดบความเชอมนรอยละ 95 มคาไมเกนรอยละ 20

Abstract Determination of released cadmium, chromium, lead, molybdenum and nickel from stainless steel cookwares by ICP-OES was validated according to the analytical method of metals and alloys used in food contact materials and articles: a practical guide for manufacturers and regulators by ICP-OES. Results showed that linear range of cadmium was 0.05-1.0 mg/L while chromium, lead, molybdenum and nickel were 0.5-10 mg/L. The limit of detection of cadmium, chromium, lead, molybdenum and nickel were 0.4, 0.8, 3.3, 3.0 and 0.8 µg/L. The limit of quantitation of cadmium was 0.05 mg/L and the others were 0.5 mg/L.% Bias and intermediate precision showed that percentage recovery and relative pooled standard deviation of all elements were 97.8-118.4 and 0.95-6.36, respectively. Measurement uncertainty at 95% confident limit of all elements was less than 20%.

ค�าส�าคญ: ภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนม แคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนม นกเกลKeywords: Stainless steel cookwares, Cadmium, Chromium, Lead, Molybdenum, Nickel

1กรมวทยาศาสตรบรการ*Corresponding author. E-mail address: [email protected]

การตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบปรมาณ แคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลทละลายจากภาชนะหงตม

เหลกกลาไรสนมMethod validation for determination of released cadmium,

chromium, lead, molybdenum and nickel from stainless steel cookwares

ดวงกมล เชาวนศรหมด1*, จตวไล เวฬวนารกษ1, จรพรรณ โรมา1 นจรนทร พลหงษ1

Duangkamol Chaosrimud1*, Jitwilai Waluvanarak1, Jirapan Roma1, Nootjarin Phonhong1

2


1. บทน�า (Introduction) ประเทศไทยเครองใชเครองครวประเภทเหลกกลาไรสนม เปนทนยมใชกนอยางแพรหลาย เปนอนดบสองรองจากอะลมเนยม และมแนวโนมจะมการใชเครองครวเหลกกลาไรสนมเพมมากขน อยางไรกตามมงานวจยหลายเรองทกลาวถงการปนเปอนของโครเมยม นกเกลและโลหะอนๆ ทสามารถละลายออกมาปนเปอนกบอาหาร ทปรงในภาชนะเหลกกลาไรสนมได [1,2,3] เพอความปลอดภยของผบรโภคจงจ�าเปนตองมการตรวจสอบคณสมบตของผลตภณฑดงกลาว ในประเทศไทยมมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมส�าหรบผลตภณฑเครองใชเหลกกลาไรสนม ทเกยวกบการก�าหนดคณลกษณะดานความปลอดภยเรองปรมาณโลหะทละลายออกมาจากภาชนะ คอ มอก. 2440-2552 เครองใชเหลกกลาไรสนม : ภาชนะหงตมทมรอยประสาน [4,5] โดยโลหะทละลายออกมาจากภาชนะ ไดแก ตะกว แคดเมยม ทองแดง ดบกและสงกะส โดยวธทดสอบใชสารละลายกรดอะซตกความเขมขนรอยละ 4 เปนตวแทนอาหาร อยางไรกตาม มาตรฐานดงกลาวยงไมครอบคลมโลหะทสามารถละลายออกมาจากภาชนะได เชน โครเมยม นกเกลโมลบดนม ในป 2556 สภายโรป (Council of Europe, CoE) โดย the Committee of Experts on Packaging Materials for Food and Pharmaceutical Products ไดตพมพเอกสารเรอง Metals and alloys used in food contact materials and articles. A practical guide for manufacturers and regulators [6] ซงระบวธการทดสอบปรมาณโลหะทละลายจากผลตภณฑวสดสมผสอาหารประเภทโลหะหรอโลหะผสม รวมทงระบปรมาณสงสดของธาตตางๆ ทละลายออกมา เพอก�าหนดคณลกษณะความปลอดภยของผลตภณฑ วธทดสอบตามเอกสารนใชสารละลายกรดซตรก ความเขมขน 5 กรม/ลตร เปนตวแทนอาหารประเภทกรดซงมความใกลเคยงกบอาหารมากกวาสารละลายกรดอะซตก หากผลตภณฑททดสอบดวยวธนมปรมาณโลหะไมเกนเกณฑก�าหนด แสดงวาภาชนะนนมความปลอดภยในการใชงาน การประเมนคณภาพผลตภณฑภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนม โดยตรวจสอบคณลกษณะความปลอดภยเฉพาะปรมาณโลหะทละลายออกจากภาชนะโดยวธทดสอบดงกลาว หองปฏบตการตองตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบกอนน�าไปใชงาน งานวจยนไดตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบปรมาณแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลทละลายจากภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนม โดยก�าหนดเปาหมายคาความไมแนนอนของผลการทดสอบไมเกนรอยละ 20 ทดสอบตวอยางตามวธของสหภาพยโรป โดยตรวจสอบคณลกษณะเฉพาะทแสดงสมบตของวธทดสอบ (Performance characteristics) ไดแก ชวงความเปนเสนตรง (Linearity) ขดจ�ากดการตรวจหา (Limit of detection, LOD) ขดจ�ากดการวดปรมาณ (Limit of

quantitation, LOQ) ความโอนเอยง (Bias) ความเทยงระหวางกลาง (Intermediate precision) ผลกระทบจากเนอสาร (Matrix effect) อางองแนวทางตามเอกสาร The Fitness for Purpose of Analytical Methods. A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics.[7] และประมาณคาความไมแนนอน วธ method validation approach ตามเอกสาร VAM Project 3.2.1 Development and Harmonisation of Measurement Uncertainty Principles. Part (d): Protocol for uncertainty evaluation from validation data.[8]

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 ตวอยาง หมอดามเหลกกลาไรสนม เกรด 304 เสนผานศนยกลาง 16 ซม. ขนาดความจ 1 ลตร โดยมหมายเลขการผลตเดยวกน 2.2 เครองมอและอปกรณ 2.2.1 เครองอนดกทฟร คพเพล พลาสมา ออฟตกคอล อมสชน สเปกโทรมเตอร (ICP-OES) ยหอ Perkin Elmer รน Optima 5300 DV 2.2.2 แทนใหความรอน 2.3 สารเคม 2.3.1 สารละลายกรดซตรก ความเขมขน 5 กรม/ลตร ใชเปนสารละลายตวแทนอาหาร 2.3.2 สารละลายมาตรฐานยหอ Merck ส�าหรบสรางเสนโคงการสอบเทยบ 2.3.2.1 สารละลายมาตรฐานแคดเมยม ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.2.2 สารละลายมาตรฐานโครเมยม ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.2.3 สารละลายมาตรฐานตะกว ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.2.4 สารละลายมาตรฐานโมลบดนม ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.2.5 สารละลายมาตรฐานนกเกล ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.3 สารละลายมาตรฐานยหอ Perkin Elmer ส�าหรบการหาคาขดจ�ากดการวดปรมาณ การหาคาความโอนเอยงและการหาความเทยง 2.3.3.1 สารละลายมาตรฐานแคดเมยม ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.3.2 สารละลายมาตรฐานโครเมยม ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.3.3 สารละลายมาตรฐานตะกว ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.3.4 สารละลายมาตรฐานโมลบดนม ความ


เขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.3.3.5 สารละลายมาตรฐานนกเกล ความเขมขน 1000 มก.ตอลตร 2.4 วธการด�าเนนงาน 2.4.1 ชวงความเปนเสนตรง (Linear range) สรางเสนโคงการสอบเทยบ (calibration curve) ระหวางคาความเขมแสงและความเขมขนของสารละลายตามตารางท 1 แลวน�ามาหาคา R2

ตารางท 1 คาความเขมขนของสารละลายมาตรฐานผสม

ขวดทความเขมขน (มก./ลตร)

แคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนม นกเกล

สารละลายแบลงค(สารละลายกรดซตรก ความเขมขน 5 กรม/ลตร)

- - - - -

สารละลายมาตรฐานขวดท 1 0.05 0.5 0.5 0.5 0.5






2.4.2 การเตรยมและการทดสอบตวอยาง เตมสารละลายกรดซตรก ความเขมขน 5 กรม/ลตร ปรมาตร 2/3 ของความจภาชนะ (ส�าหรบการทดสอบนใชปรมาตร 700 มล.) ลงในภาชนะตวอยางทท�าความสะอาดเรยบรอยแลว ตมเดอดนาน 2 ชวโมง โดยควบคมอณหภมและปรมาตรใหคงท ทงใหเยนทอณหภมหอง น�าสารละลายทไดจากการตม ถายใสขวดพลาสตกแลวไปวดคาความเขมแสงดวยเครอง ICP-OES 2.4.3 ขดจ�ากดการตรวจหา (LOD) เตรยมและทดสอบตวอยางตามขอ 2.4.2 โดยใชภาชนะตวอยาง จ�านวน 10 ใบ 2.4.4 การหาคาขดจ�ากดการวดปรมาณ (LOQ)

ตารางท 2 คาความเขมขนของสารละลายมาตรฐานผสมท 3 ระดบความเขมขน

สารละลายความเขมขน (มก./ลตร)


สารละลายกรดซตรกความเขมขน 5 กรม/ลตร

- - - - -

สารละลายมาตรฐานผสมทความเขมขนระดบต�า

0.05 0.5 0.5 0.5 0.5

เตมสารละลายมาตรฐานผสมของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลความเขมขน 0.05, 0.5, 0.5, 0.5 และ 0.5 มก./ลตร ในสารละลายกรดซตรกความเขมขน 5 กรม/ลตร เตมลงในภาชนะตวอยางจ�านวน 10 ใบ เตรยมและทดสอบตามขอ 2.4.2 2.4.5 การหาคาความโอนเอยง (Bias) เตรยมสารละลายกรดซตรก ความเขมขน 5 กรม/ลตร และสารละลายมาตรฐานผสมท 3 ระดบความเขมขนในสารละลายกรดซตรก ความเขมขน 5 กรม/ลตร ซงมความเขมขนของแตละธาตตามตารางท 2 เตมลงในภาชนะตวอยาง โดยแตละสารละลายใชตวอยางภาชนะจ�านวน 10 ใบ แลวเตรยมและทดสอบตามขอ 2.4.2


n = จ�านวนซ�าของตวอยางทหองปฏบตการใชส�าหรบออกรายงาน ส�าหรบการทดสอบนก�าหนดใหเทากบ 3 n

b = จ�านวนซ�าของแบลงค ทหองปฏบตการใชในการ

ทดสอบ ส�าหรบการทดสอบนก�าหนดใหเทากบ 1

ตารางท 4 คา LOD ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล

ธาต LOD (ไมโครกรม/ลตร)

แคดเมยม 0.4

โครเมยม 0.8

ตะกว 3.3

โมลบดนม 3.0

นกเกล 0.8

3.3 คาขดจ�ากดการวดปรมาณ (LOQ ) การค�านวณคา LOQ สามารถค�านวณไดจากสมการท 2 โดยคา LOQ จากการค�านวณแสดงดงตารางท 5

สารละลายความเขมขน (มก./ลตร)


สารละลายมาตรฐานผสมทความเขมขนระดบกลาง

0.5 5.0 5.0 5.0 5.0

สารละลายมาตรฐานผสมทความเขมขนระดบสง 1.0 10.0 10.0 10.0 10.0

2.4.6 การหาคาความเทยงระหวางกลาง (Intermediate precision) เตรยมสารละลายตามตารางท 2 เตมลงในภาชนะตวอยาง โดยแตละสารละลายใชตวอยางภาชนะจ�านวน 3 ใบ เตรยมและทดสอบตามขอ 2.4.2 โดยการทดสอบแบงเปน 4 วน

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 ชวงความเปนเสนตรงของเสนโคงการสอบเทยบ ความชนและคา R2 ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล แสดงดงตารางท 3

ตารางท 3 ชวงความเปนเสนตรง ความชน และ R2 ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล

ธาตชวงความเปน

เสนตรง (มก./ลตร)

Slope R2

แคดเมยม 0.05-1.0 141583 0.9999

โครเมยม 0.5-10.0 63409 0.9997

ตะกว 0.5-10.0 20069 0.9999

โมลบดนม 0.5-10.0 22305 0.9999

นกเกล 0.5-10.0 58634 0.9997

3.2 คาขดจ�ากดการตรวจหา (LOD) น�าผลการทดสอบมาค�านวณ LOD ตามสมการท 1 โดยคา LOD ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล แสดงดงตารางท 4

S0 = SD ค�านวณจากผลการทดสอบคา LOD

จ�านวน 10 ซ�า

ตารางท 5 คา LOQ ทไดจากการค�านวณของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล

ธาต Calculated LOQ (มก./ลตร)

แคดเมยม 0.001

โครเมยม 0.003

ตะกว 0.01

โมลบดนม 0.01

นกเกล 0.003


ส�าหรบการทดสอบนพสจนคา LOQ ทระดบความเขมขนของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลเทากบ 0.05 0.5 0.5 0.05 และ 0.05 มก./ลตร ตามล�าดบ เพอประมาณคาความโอนเอยงและคาความเทยง โดยน�าผลการทดสอบมาค�านวณคารอยละการคนกลบ (% recovery) และรอยละคาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ (% RSD) แลวเปรยบเทยบกบเกณฑก�าหนด ซงผลการค�านวณรอยละการคนกลบ (% recovery) คาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ (RSD) ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล แสดงดงตารางท 6

ตารางท 6 คารอยละการคนกลบ (% recovery) และรอยละคาเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ (RSD) ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลทความเขมขน 0.05 0.5 0.5 0.05 และ 0.05 มก./ลตร (ค�านวณจากผลการทดสอบ 10 ซ�า)

ธาตความเขมขน

เฉลย (มก./ลตร)

% recovery %RSD

แคดเมยม 0.0488 97.5 1.6

โครเมยม 0.6804 115.1 1.7

ตะกว 0.5141 102.8 1.8

ธาตความเขมขน

เฉลย (มก./ลตร)

% recovery %RSD

โมลบดนม 0.5011 100.2 1.9

นกเกล 0.6281 106.8 1.8

เกณฑก�าหนด* 80-120 ≤16

* อางองตามเอกสาร Metals and alloys used in food contact materials and articles. A practical guide for manufacturers and regulators 2013

สรปคา LOQ ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลของการทดสอบนเทากบ 0.05 0.5 0.5 0.5 และ 0.5 มก./ลตร ตามล�าดบ เนองจากมคาความโอนเอยงและคาความเทยงอยในเกณฑก�าหนด 3.4 คาความโอนเอยง (Bias) น�าผลการทดสอบของสารละลายตวอยางจากขอ 2.4.4 มาค�านวณคารอยละการคนกลบ (% recovery) เพอประมาณคาความโอนเอยง โดยคารอยละการคนกลบ (% recovery) ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล แสดงดงตารางท 7

ตารางท 7 คารอยละการคนกลบ (% recovery) ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลของสารละลายตวอยาง (ค�านวณจากผลการทดสอบ 10 ซ�า)


สารละลาย % recovery





ตวอยาง +0.05 มก./ลตร

107.1 ตวอยาง +0.5 มก./ลตร




118.4

ตวอยาง + 0.5 มก./ลตร





103.2






102.7

เกณฑก�าหนด* 80-120

3.5 คาความเทยงระหวางกลาง (Intermediate precision) น�าผลการทดสอบทง 4 ชด มาค�านวณ pooled standard deviation ตามสมการ ท 3 และค�านวณคา% RSDp ตามสมการท 4 แลวน�าไปเปรยบเทยบกบเกณฑก�าหนด สรปคา RSDp ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลแสดงดงตารางท 8


ตารางท 8 สรปคา%RSDp ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล (ค�านวณจากผลการทดสอบ 12 ซ�า)


สารละลาย %RSDp สารละลาย %RSDp สารละลาย %RSDp สารละลาย %RSDp สารละลาย %RSDp


2.29ตวอยาง +

0.5 มก./ลตร2.73



0.5 มก./ลตร4.48


2.53

ตวอยาง + 0.5 มก./ลตร


0.5 มก./ลตร5.64



0.5 มก./ลตร6.45


3.52



0.5 มก./ลตร0.95



0.5 มก./ลตร1.06


0.95

เกณฑก�าหนด0.1 มก./ลตร ≤ 22.6

1 มก./ลตร ≤ 1610 มก./ลตร ≤ 11.3

*ตามเอกสาร Metals and alloys used in food contact materials and articles. A practical guide for manufacturers and regulators 2013

3.6 ผลกระทบจากเนอสาร (Matrix effect) เปรยบเทยบความชน ของเสนโคงการสอบเทยบกบความชนของกราฟทพลอตระหวางคาความเขมแสงกบคาความเขมขนของสาระลายตามตารางท 2 โดยความชนของทงสองกราฟตองมความแตกตางไมเกน 10% หรอค�านวณตามสมการท 5

ตารางท 9 คาความแตกตางความชนของกราฟมาตรฐานและกราฟ spiked sample ของแคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกล

ธาตความชนของกราฟ

มาตรฐานกราฟ spiked sample % ความแตกตาง เกณฑก�าหนด

แคดเมยม 83431 86752 3.98

≤ 10%

โครเมยม 36580 38533 5.34

ตะกว 11642 12065 3.63

โมลบดนม 14888 15584 4.67

นกเกล 32292 33679 4.30

3.7 การประมาณคาความไมแนนอน การศกษานใชวธการประมาณคาความไมแนนอนของการวดโดยใช method validation approach ตามเอกสาร VAM Project 3.2.1 Development and Harmonisation of Measurement Uncertainty Principles. Part (d): Protocol for uncertainty evaluation from validation data. โดย V J Barwick and S L R Ellison โดยใชคาความไมแนนอนจากการทดสอบความโอนเอยง u(R) และคาความไมแนนอนจากการทดสอบความเทยง u(P) เพอประเมนคาความแนนอนของการวดน


ตารางท 10 สรปคาความไมแนนอนทระดบความเชอมน 95%

รายการ แคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนม นกเกล

แหลงของคาความไมแนนอน

ความโอนเอยง u(R)

0.03213 0.05895 0.04125 0.03987 0.09107

ความเทยง u(P) 0.03358 0.05644 0.06368 0.06451 0.03522

ความเขมขน (มก./ลตร) (C) 0.5 5.0 5.0 5.0 5.0

คาความไมแนนอนรวม (Uc) 0.02324 0.40809 0.38191 0.37919 0.48823

คาความไมแนนอนขยาย (U)ทระดบความเชอมน 95% (k=2)

0.04648 0.81617 0.76381 0.75838 0.97647

ความไมแนนอนขยายคดเปนรอยละ 9.3 16.3 15.3 15.2 19.5

4. สรป (Conclusion) การตรวจสอบความใชไดของวธทดสอบปรมาณ แคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลทละลายจากภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนมตามวธ Metals and alloys used in food contact materials and article, A practical guide for manufactures and regulators โดยตรวจสอบคณลกษณะเฉพาะทแสดงสมบตของวธทดสอบ ไดแก ชวงความเปนเสนตรง การหาคาขดจ�ากดการตรวจหา การหาคาขดจ�ากดการวดปรมาณ การหาคาความโอนเอยง การหาความเทยงระหวางกลาง ผลกระทบจากเนอสาร พบวาเปนไปตามเกณฑก�าหนดและมคาความไมแนนอนของผลการทดสอบทระดบความเชอมนรอยละ 95 ของแตละธาตไมเกนรอยละ 20 หองปฏบตการสามารถน�าวธทดสอบดงกลาวมาใชทดสอบหาปรมาณ แคดเมยม โครเมยม ตะกว โมลบดนมและนกเกลทละลายจากภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนมได นอกจากนหนวยงานก�ากบ ดแล การก�าหนดมาตรฐานสามารถน�าขอมลจากการตรวจสอบน ไปประกอบในการพจารณารางหรอพจารณาปรบปรงรางมาตรฐานผลตภณฑ ในเรองคณลกษณะดานความปลอดภยของผลตภณฑภาชนะหงตมประเภทเหลกกลาไรสนม

5. เอกสารอางอง (References) [1] KAMERUD, KRISTIN L., KEVIN A. HOBBIE and KIM A. ANDERSON. Stainless Steel Leaches Nickel and Chromium into Foods During Cooking. J. Agric. Food Chem. 2013, 61(39), 9495–9501. [2] GUARNERI, F., C. COSTA, S.P. CANNAVO, S. CATANIA, G.D. BUA, C. FENGA and G. DUGO. Release of nickel and chromium in common foods during cooking in 18/10 (grade 316) stainless steel pots. J. Contact Dermatitis. 2017, 76(1), 40-48.

[3] MAZINANIAN, N., G. HERTING, I. ODNEVALL WALLINDER and Y. HEDBERG. Metal release and corrosion resistance of different stainless steel grades in simulates food contact. Corrosion. 2016, 72(6), 775-790. [4] ส�านกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม. มอก. 2440-2552. เครองใชเหลกกลาไรสนม ภาชนะหงตมทมรอยประสาน. [5] ดวงกมล เชาวนศรหมด. การทดสอบตะกวและแคดเมยมในตวอยางหมอตมกวยเตยว. สาระนารกรมวทยาศาสตรบรการ. มถนายน 2551. [6] EUROPEAN DIRECTORATE FOR THE QUALITY OF MEDICINE & HEALTHCARE COUNCIL OF EUROPE. Metals and alloys used in food contact materials and article : A practical guide for manufactures and regulators. 2013. [7] MAGNUSSON, B. and U. ÖRNEMARK (eds.). Eurachem Guide : The Fitness for Purpose of Analytical Methods--A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics. 2nd ed. 2014. [8] BARWICK, V. J. and S. L. R. ELLISON. VAM Project 3.2.1 Development and Harmonisation of Measurement Uncertainty Principles, Part (d): Protocol for uncertainty evaluation from validation data. LGC/VAM/1998/088. 2000.


สมบตของเสนใยใบสบปะรดทผานการปรบสภาพดวยวธทางเคมProperties of pineapple-leaf fibers after chemical treatments

บทคดยอ งานวจยนศกษาสมบตของเสนใยจากใบสบปะรดทผานการปรบสภาพดวยวธทางเคม โดยใชวธสกดดวยสารละลายผสมระหวางโซเดยมไฮดรอกไซดและเอทานอลทอตราสวนตางๆ ทอณหภม 95ºC และเวลาในการสกดในชวง 2 ถง 4 ชวโมง ตอจากนน น�าเสนใยทผานการปรบสภาพไปวเคราะหดวยเทคนค FTIR TGA XRD และ SEM FTIR สเปกตราชวาองคประกอบสวนทไมใชเซลลโลสไดถกขจดออก DTG เทอรโมแกรมบงชวาอณหภมการสลายตวสงสดของเสนใยทผานการปรบสภาพดวยวธทางเคมน มคาใกลเคยงกบเสนใยเซลลโลสทางการคา สวนขอมลจาก XRD ท�าใหทราบวาเสนใยมความเปนผลกสงขน 56% เมอเทยบกบเสนใยทไมผานการปรบสภาพ นอกจากนภาพถายจากกลองจลทรรศนอเลกตรอนไดแสดงใหเหนวาเสนใยทไดมการกระจายตวแยกออกจากมดเสนใย

Abstract This research studied properties of pineapple-leaf cellulose fibers after chemical treatments using various ratios of a mixture of sodium hydroxide and ethanol extracting solvent at 95ºC and a treatment time duration between 2-4 hr. The treated fibers were then investigated using FTIR, TGA, XRD and SEM techniques. FTIR spectra indicated that non-cellulosic components were effectively eliminated. DTG thermograms showed that the temperature at the maximum weight loss of a treated fiber was closed to that of commercial available cellulose. In addition, XRD results indicated that the crystallinity index of the treated fiber was higher 56%, when compared to that of untreated fiber. Furthermore, SEM images revealed that the treated fibers were defibrillated from fiber bundles.

สรวรรณ ลศรสรรพ1*

Siriwan Leesirisan1*

3

ค�าส�าคญ: ใบสบปะรด เสนใย การปรบสภาพKeywords: Pineapple-leaf, Fiber, Treatment

1กรมวทยาศาสตรบรการ *Corresponding author. E-mail address: [email protected]


1. บทน�า (Introduction) เปนททราบดวาเสนใยจากพชนอกจากจะน�าไปใชในอตสาหกรรมกระดาษแลว ยงสามารถน�าไปใชเปนสารเสรมแรงในพอลเมอรได เนองจากมความแขงแรง เสนใยจากใบสบปะรดมความตานแรงดงถง 413-1,627 MPa ซงสงพอๆ กบเสนใยทไดจากปาน (345-1,500 MPa) [1,2] นอกจากพชแลว ชวมวล (biomass) จากสงเหลอทงทางการเกษตรนบเปนแหลงของเสนใยทดอกแหลงหนง ทกอใหเกดการใชทรพยากรอยางคมคา โดยตองน�ามาขจดองคประกอบทไมใชเซลลโลสออกกอนจะน�าไปใช เนองจากองคประกอบหลกทางเคมของพชนอกเหนอจากเซลลโลส ยงประกอบไปดวยเฮมเซลลโลสและลกนน โดยทง เฮมเซลลโลสและลกนนเปนองคประกอบทมเสถยรภาพทางความรอนต�ากวาเซลลโลส ในกรณของเสนใย ใบสบปะรดมเฮมเซลลโลส และลกนน ประมาณ 18 และ 17% ตามล�าดบ [3] จากงานวจยของ Okubo, K. และคณะ [4] พบวาเสนใยไผทผานการแยกลกนนออก เมอน�าไปใชเปนสารเสรมแรงในพอลพรอพลน จะไดวสดประกอบมคาความตานแรงดงและมอดลสสงกวาวสดประกอบทผสมดวยเสนใยทไมผานการแยกถง 15 และ 30% ตามล�าดบ นอกจากน วธทใชในการเตรยมและสกดเสนใยจะสงผลตอสมบตของเสนใยและวสดทใชเสนใยเปนสวนประกอบ เสนใยทผานการปรบปรงพนผวดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดความเขมขน 10 wt% พบวามความเรยบกวาเสนใยทปรบปรงดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดความเขมขน 1 wt% เมอศกษาจากภาพถาย SEM และ AFM [5] กระดาษทเตรยมจากเยอปอกระเจาทผานการตมโดยใชสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดตามเทคนคดงเดม พบวามคาความตานแรงดงต�ากวากระดาษทไดจากเยอชนดเดยวกน ทตมโดยใชสารละลายผสมระหวางเอทานอลและดางทอณหภม 175ºC [6] ดงนน งานวจยนจงมวตถประสงคเพอศกษาสมบตของเสนใยใบสบปะรดทปรบสภาพดวยสารละลายผสมระหวางสารละลาย เอทานอลและโซเดยมไฮดรอกไซด และศกษาหาสภาวะทเหมาะสมในการปรบสภาพ

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 วตถดบและสารเคม 2.1.1 เสนใยใบสบปะรด 2.1.2 โซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) บรษท Merck จ�ากด 2.1.3 เอทานอล (EtOH) บรษท Merck จ�ากด 2.2 วธศกษาวจย 2.2.1 การปรบสภาพเสนใย 2.2.1.1 น�าเสนใยใบสบปะรดทผานเครองรดแยกกากใบและตากแหงแลว มาตดใหมความยาวประมาณ 1 นว กอนน�าไปบดดวยเครองบดลดขนาด โดยใชแรงขนาด 0.1 µ

2.2.1.2 สกดเสนใยทบดแลวโดยใชสารละลายผสมระหวางสารละลายเอทานอล 50% (v/v) (E) และสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด 20% (w/v) (N) อตราสวน E:N = 1:0 1:0.3 1:0.8 โดยน�าหนก เปนเวลา 2 ชม. เรยกโดยยอวา 0 0.3 และ 0.8 ตามล�าดบ (หรอทเวลาระบอน) โดยใชเครองสกดแบบซอกหเลททอณหภมประมาณ 95ºC 2.2.1.3 กรองและลางเสนใยดวยสารละลายเอทานอล 50% (v/v) ตามดวยน�ากลนจนเปนกลาง แลวอบจนแหง 2.2.1.4 น�าไปบดดวยเครองบดลดขนาด โดยใชแรงขนาด 0.1 µ 2.2.2 การวเคราะหสมบตของเสนใย 2.2.2.1 เทคนคฟเรยทรานสฟอรมอนฟราเรด (FTIR) สเปกโทรสโกป วเคราะหสมบตทางเคมของเสนใยใบสบปะรดดวยเทคนค DRIFTS (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy) โดยใชเครอง FTIR ยหอ Bruker ร น Tensor 27 ช วงเลขคลน 4000-400 cm-1 ความละเอยด 4 cm-1 จ�านวนสแกน 16 สแกน 2.2.2.2 เทคนคเทอรโมกราวเมทร (TG) วเคราะหสมบตทางความรอนของเสนใยใบสบปะรดโดยใชเครอง TGA ยหอ Perkin Elmer รน Pyris I ใหความรอนตงแตอณหภม 30 ถง 800ºC ดวยอตราการใหความรอน 5ºC/min ในบรรยากาศของแกสไนโตรเจน (20 mL/min) 2.2.2.3 เทคนคเอกซเรยดฟแฟรกชน (XRD) วเคราะหสมบตความเปนผลกของเสนใยใบสบปะรดโดยใชเครอง WAXRDS ยหอ Bruker รน D8 Advance สแกนในชวง 2Ө (Bragg angle) 5 ถง 80ºC ความเรวในการสแกน 0.01º/s 2.2.2.4 เทคนคสแกนนงอเลกตรอนไมโครสโกป (SEM) วเคราะหโครงสรางทางสณฐานวทยาของเสนใยใบสบปะรด โดยเคลอบพนผวของเสนใยดวยอนภาคทองค�าโดยใชเครอง Ion Sputter Coater เปนเวลา 3 นาท กอนน�าไปวเคราะหดวยกลองจลทรรศนอเลกตรอนแบบสองกราด ในโหมด SEI ท 10 kV

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) เมอตใบสบปะรดสดดวยเครองรดแยกกากใบ จะสามารถแยกสวนทเปนเสนใยทอยภายในกบสวนทเปนกากสเขยวออกจากกน ภายหลงการท�าใหแหงโดยการวางไวภายใตแสงอาทตยจะไดเสนใยทมสน�าตาลออน เมอน�าเสนใยทไดไปปรบสภาพดวยวธทางเคมทสภาวะตางๆ สมบตของเสนใยกอนและหลงการปรบสภาพ เปนดงน


3.1 สมบตทางเคม

รปท 1 FTIR สเปกตราของเสนใยกอนปรบสภาพ a) และเสนใยหลงปรบสภาพ b) 0; c) 0.8; d) 0.3_4hr; e) 0.3_3hr; f) 0.3

รปท 1 แสดง FTIR สเปกตราของเสนใยกอนและหลงปรบสภาพ พคทต�าแหนง 3400-3340 cm-1 2923-2906 cm-1 และ 900 cm-1 แสดงถงหม O-H C-C และ C-O-C ตามล�าดบ พคทส�าคญอนๆ ไดแก พคทต�าแหนง 1735 cm-1 แสดงถงหมคารบอนล (C=O) ซงเปนองคประกอบของหมอะซตล (CH

3CO-) และหมเอสทอรของเฮมเซลลโลสและลกนน และทต�าแหนง 1508-1513 cm-1

และ 1246 cm-1 แสดงถงพนธะ C-C ในวงแหวนอะโรมาตกของลกนน และพนธะ C-O ทประกอบกบหม แอรล (Ar) ของลกนน ตามล�าดบ

ภายหลงการปรบสภาพดวยสารละลายอตราสวน 1:0 (b) FTIR สเปกตรมของเสนใยไมแตกตางจากเสนใยกอนปรบสภาพ ตางจากการใชสารละลายผสมระหวางเอทานอลและโซเดยมไฮดรอกไซด (c-f) ทจะเหนไดวาพคทต�าแหนง 1735 cm-1 หายไป และต�าแหนง 1246 cm-1 มขนาดเลกลงเรอยๆ บงชถงการลดลงขององคประกอบของเสนใยทเปนเฮมเซลลโลสและลกนน


รปท 2 DTG curve ของเสนใยกอนและหลงการปรบสภาพ

3.2 สมบตทางความรอน เมอน�าเสนใยมาวเคราะหดวยเครอง TGA เพอหาอณหภมการสลายตวสงสด (T

d) ซงเปนอณหภมทต�าแหนงปลายสด

ของ DTG curve ดงแสดงในรปท 2 และตารางท 1 จากขอมลในตารางจะเหนไดวาเสนใยกอนปรบสภาพ (UTG) และทปรบสภาพดวยสารละลาย 1:0 มการเปลยนแปลงในรปแบบเดยวกน คอชวงทหนงทประมาณ 240-310ºC ซงบงชถงการสลายตวขององคประกอบทเปนเฮมเซลลโลส และชวงทสองทประมาณ 310-400ºC บงชถงการสลายตวของเซลลโลส โดยอณหภมการสลายตวสงสดในชวงทสองของเสนใยทงสองอยทประมาณ 362ºC เสนใยทปรบสภาพดวยสารละลายผสมจะมการเปลยนแปลงชดเจนเฉพาะในชวงทสอง เมอใชสารละลายผสม 1:0.8 อณหภมการสลายตวสงสดของเสนใย (360.7ºC) มคาลดลงเลกนอยเมอเทยบกบของเสนใยกอนปรบสภาพ สภาวะการปรบสภาพทท�าใหอณหภมการสลายตวสงสดของเสนใยลดลงอยางเหนไดชดเจนคอ ทสารละลายผสม 1:0.3 ระยะเวลา 2 ชม. และมคาลดลงเรอยๆ ตามเวลาทเพมขน ทเวลา 4 ชม. อณหภมการสลายตวสงสดของเสนใยมคาต�าทสดเปน 349.9ºC อณหภมการสลายตวสงสดของลกนนและเซลลโลสทางการคาทท�าการศกษาดวยเครอง TGA มคา 271.5ºC และ 441.5ºC และ 349.3ºC ตามล�าดบ [7] ดงนน การทเสนใยกอนปรบสภาพและทปรบสภาพดวยสารละลายเอทานอล มอณหภมการสลายตวสงสดทสงกวาเสนใยหลงปรบสภาพทสภาวะอนๆ เปนผลมาจากเสนใยดงกลาวมปรมาณองคประกอบทไมใชเซลลโลสอยมากกวา การทอณหภมการสลายตวสงสดของเสนใย 0.3_4 hr (349.9ºC) มคาใกลเคยงกบของเซลลโลสทางการคา บงชวาสภาวะการปรบสภาพทใชในการศกษาวจยนมความเหมาะสม ท�าใหไดเสนใยทมปรมาณองคประกอบทเปนเซลลโลสสง ความยากงายของการสลายตวดวยความรอนของสารมความสมพนธกบลกษณะทางโครงสรางและทางเคมของสารนน ในกรณของเฮมเซลลโลส ซงประกอบดวยแซกคาไรดตางๆ เชน กลโคส กาแลกโตส แมนโนส ไซ-โรส มสายโซทมกงกาน จดเรยงตวแบบไมมระเบยบ มโครงสรางเปนแบบอสณฐาน จงสงผลใหแตกตวไดงาย และปลดปลอยแกสมเทน คารบอนมอนอกไซด คารบอนไดออกไซด และน�าออกมา เปนตน [8] ตางจากเซลลโลส ซงมโครงสรางประกอบดวยกลโคสตอกนเปนสายโซยาว ไมมกงกาน และจดเรยงตวเปนระเบยบจงสามารถทนความรอนไดสงกวา สวนลกนนมโครงสรางประกอบไปดวยวงแหวนอะโรมาตก และมกงกานมากมาย จงมการสลายตวในชวงอณหภมทกวางมาก


3.3 สมบตทางโครงสรางและความเปนผลก 3.3.1 เทคนคเอกซเรยดฟแฟรกชน จาก XRD pattern ในรปท 3 จะเหนวาเสนใยกอนและหลงการปรบสภาพดวยวธทางเคมทงหมดแสดงพคท

diffraction angle ประมาณ 14.8º, 16.7º และ 22.9º เชนเดยวกน ซงตรงกบ diffraction plane (101) (10-1) และ (002) ตามล�าดบ ขอมลทไดชวาไมมการเปลยนแปลงรปแบบของโครงสรางผลกของเซลลโลส เสนใยหลงการปรบสภาพยงคงมโครงสรางเปนแบบเซลลโลส I [9] เมอค�านวณความเปนผลกโดยใชเทคนค deconvolution method ผลทไดดงแสดงในตารางท 2 จะเหนไดวาเสนใยกอนการปรบสภาพมคาความเปนผลกเพยง 45.2% เมอผานการปรบสภาพดวยสารละลายอตราสวน 1:0 ความเปนผลกมคาสงขน และเมอใชสารละลายผสม 1:0.3 ระยะเวลา 4 ชม. ในการปรบสภาพ จะไดเสนใยทมคาความเปนผลก 70.5% สงกวาเมอใชสารละลายอตราสวนเดยวกน แตเวลาสนลงครงหนง โดยมคาสงขนประมาณ 56% เมอเทยบกบเสนใยกอนการปรบสภาพ ผลการวเคราะหดวยเทคนค XRD สอดคลองกบเทคนค FTIR ทวาสารละลายผสม 1:0.3 ระยะเวลา 4 ชม. เปนสภาวะทสามารถขจดสวนทเปน อสณฐาน (เฮมเซลลโลสและลกนน) ไดมากทสด สงผลใหเสนใยมความเปนผลกสงทสด ความเปนผลกยงสง ยงมความแขงแรง

ตารางท 1 แสดงอณหภมการสลายตวสงสดของเสนใย

เสนใย อณหภมการสลายตวสงสด (T

d), ºC

UTG 362.6

0 362.3

0.3 355.0

0.8 360.7

0.3_3 hr 352.2

0.3_4 hr 349.9

รปท 3 XRD ดฟแฟรกโตแกรมของ เสนใยกอนปรบสภาพ A) และเสนใยหลงการปรบสภาพ B) 0; C) 0.3; D) 0.3_4hr


รปท 4 ภาพถายจากกลองจลทรรศนอเลกตรอนของเสนใย UTG

รปท 5 ภาพถายจากกลองจลทรรศนอเลกตรอนของเสนใย 0.3_4hr

จากผลการวเคราะหสมบตตางๆ ของเสนใย พบวาสารละลายเอทานอลและสารละลายโซเดยม ไฮดรอกไซด เมอใชรวมกนมประสทธภาพในการสกดเฮมเซลลโลสและลกนนไดดกวาการใชสารละลายเอทานอลเพยงอยางเดยว โดยสารละลายทมสดสวน (รอยละ) ของสารละลายเอทานอลในสารละลายผสมสงกวามประสทธภาพในการสกดสงกวา ซงสอดคลองกบผลการศกษาของ AKGUL, M. และ TOZLUOGLU, A. [10] ทมการเตมเอทานอลลงในสารละลายโซดาตมเยอจากตนฝาย โดยเอทานอลชวยลดแรงตงผว (surface tension) ของสารละลายผสม ท�าใหดางทใชสามารถแทรกซมเขาไปผนงเซลลไดดขน และชวยใหลกนนละลายในสารละลายผสมไดดขนดวย [6] นอกจากน ยงพบวาเมอเพมระยะเวลาทใชในการสกดท�าใหสกดไดมากขน

ตารางท 2 แสดงความเปนผลกของเสนใย

เสนใย Crystallinity index, (%)

UTG 45.2

0 58.9

0.3 70.2

0.3_4 hr 70.5

3.3.2 เทคนคสแกนนงอเลกตรอนไมโครสโกป เมอน�าเสนใยใบสบปะรดกอนและหลงการปรบสภาพไปวเคราะหดวยเครอง SEM ภาพถายจากกลองจลทรรศนอเลกตรอนแสดงใหเหนวาเสนใยใบสบปะรดกอนการปรบสภาพในรปท 4 มสวนทเกาะกนเปนมดเสนใยขนาดใหญ สวนรปท 5 แสดงใหเหนวาเสนใยหลงการปรบสภาพไมปรากฏลกษณะทเปนมด ผลการวเคราะหนสอดคลองกบผลการวเคราะหทางเคมดวยเครอง FTIR และทางโครงสรางดวยเครอง XRD และยนยนวาองคประกอบทเปนลกนนและเฮมเซลลโลสทเปนทฝงตวของเสนใยไดถกขจดออก


4. สรป (Conclusions) จากผลการศกษาวจยสภาวะทเหมาะสมส�าหรบการปรบสภาพเสนใยใบสบปะรด เพอขจดองคประกอบทไมใชเซลลโลส คอการใชสารละลายผสมระหวางโซเดยมไฮดรอกไซดและเอทานอล อตราสวน 1:0.3 โดยน�าหนก และระยะเวลา 4 ชม. ทอณหภม 95ºC เสนใยทไดมสมบตทางความรอนใกลเคยงกบเซลลโลสทางการคา โดยอณหภมการสลายตวสงสดของเสนใยมคาเปน 349.9ºC

5. เอกสารอางอง (References) [1] BISMARCK, A., S. MISHRA and T. LAMPKE. Plant fibers as reinforcement for green composites. In Mohanty, AK., Misra, M., and Drzal, LT. (Ed.). Natural Fibers, Biopolymers, and Biocomposites. New York : Taylor & Francis, 2005, pp. 37-108. [2] PUJARI, S., A. RAMAKRISHNA and MS. KUMAR. Comparison of jute and banana fiber Composites : A review. International Journal of Current Engineering and Technology. 2014, 121-126. [3] วทยา ปนสวรรณ. การวเคราะหองคประกอบทางเคมของวตถดบทไมใชไมส�าหรบอตสาหกรรมเยอและกระดาษ. การประชมวชาการของมหาวทยาลยเกษตรศาสตร ครงท 36. 3-5 กมภาพนธ 2541. กรงเทพฯ. [4] OKUBO, K., T. Fujii and Y. Yamamoto. Development of bamboo-based composites and their mechanical properties. Composites: part A. 2004, 35(3), 377-383. [5] RAJ, G., et al. Interfacial studies of polylactic acid (PLA)/flax biocomposite: from model surface to fibre treatment [online]. [viewed 10 December 2016]. Available f rom: h t tp : / / i ccm-cen t ra l . o rg /P roceed ings /ICCM17proceedings/Themes/Materials/NATURAL%20FIBRE%20COMPOSITES/D9.2%20Raj.pdf [6] SAHIN, H.T. Base-catalyzed organosolv pulping of jute. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2003, 78, 1267-1273. [7] SINGH, K., et al. Determination of composition of cellulose and lignin mixtures using thermogravimetric analysis (TGA), 15th North American Waste to Energy Conference, May 21-23, 2007, Miami, Florida USA. [8] YANG, H., et al. Characteristic of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel. 2007, 86, 1781-1788. [9] KUSUMATTAQIIN, F. Preparation and characterization of microcrystalline cellulose (MCC) by acid hydrolysis using microwave assisted method from cotton wool. Macromolecule Symposium. 2015, 354, 35-41.

[10] AKGUL, M. and A. TOZLUOGLU. Alkaline-ethanol pulping of cotton stalks. Scientific Research and Essays. 2010, 5(10), 1068-1074.


การผลตแผนยางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดสทเปนมตรตอสงแวดลอม

Production of environmental friendly standard rubber sheet for abrasion testing

บทคดยอ แผนยางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดสนนมการใชงานอยางกวางขวางในหองปฏบตการทดสอบผลตภณฑยาง การทดสอบความทนตอการขดสตามมาตรฐาน ISO 4649, ASTM D5963 และ DIN53516 จ�าเปนตองใชแผนยางมาตรฐานเปนตวสอบเทยบกระดาษทรายกอนจะทดสอบความทนตอการขดสของตวอยาง แผนยางมาตรฐานดงกลาวเปนวสดสนเปลอง มราคาสง และมการใชอยางมาก การศกษานจงไดท�าการผลตแผนยางมาตรฐานดงกลาวขนใชเองในหองปฏบตการ โดยอางองสตรยางมาตรฐานทระบไวในภาคผนวก B ของมาตรฐาน ISO 4649 ซงก�าหนดการท�าใหยางคงรปทอณหภม 150±2ºC และระยะเวลา 25±1 นาท เนองจากเวลาทท�าใหยางมาตรฐานคงรปทก�าหนดไวใชเวลาคอนขางนาน จงไดท�าการศกษาอณหภมและระยะเวลาทเหมาะสมในการขนรปยางมาตรฐานดงกลาว ผลจากการทดลองพบวาการท�าใหยางคงรปทอณหภม 150ºC เปนเวลา 20 นาท เปนสภาวะทเหมาะสมในการขนรปยางมาตรฐานทมสมบตเปนไปตามทมาตรฐานก�าหนด คอ ความแขงเทากบ 60±3 Shore A น�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสอยในชวง 180-220 mg และมความแตกตางของน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสเปรยบเทยบกบยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายนอยกวา 15 mg การใชระยะเวลาทสนขนชวยประหยดพลงงานและเวลา นอกจากนนในการศกษานไดปรบสตรของยางมาตรฐานเพอลดการใชสารเคมทเปนพษตอสงมชวตและสงแวดลอม เชน ZnO และสารตวเรง MBTS ทงนเนองจากแนวโนมของอตสาหกรรมทกวนนเปนไปในทางทเปนมตรกบสงแวดลอมสงมาก และในอนาคตอนใกลจะไมอนญาตใหใชสารเคมทเปนพษเหลานในผลตภณฑยางอกตอไป ผลจากการทดลองพบวาสามารถเตรยมยางมาตรฐานทใช ZnO ลดลงจาก 50 phr เหลอเพยง 5 phr และสามารถใชสารตวเรงปฏกรยาชนดทเปนมตรกบสงแวดลอม เชน CBS ทดแทนสารตวเรงปฏกรยาทกอใหเกดสารกอมะเรงทเปนอนพนธของไนโตรซามน ผลทไดจากการทดลองนอกจากไดยางมาตรฐานสตรทเปนไปตามทมาตรฐาน ISO 4649 ก�าหนดแลว ยงเปนมตรตอสงแวดลอมอกดวย ผลการศกษาสตรยางทผานเกณฑมาตรฐาน ISO 4649 ก�าหนดทงรายการความแขงและน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสม 3 สตร คอสตร Zo50 (ZnO 50 phr ขนรปท 150ºC เปนเวลา 20 นาท) สตร ZoCc (ZnO 5 phr ขนรปท 160ºC เปนเวลา 10 นาท) และสตร ZoCBS (ใช CBS แทน MBTS ขนรปท 160ºC เปนเวลา 20 นาท)

ภณฑลา ภมระเบยบ1*, อรสา ออนจนทร1**, ประเสรฐ แซจ1

Pantila Bhumirabiab1*, Orasa Onjun1**, Prasert Saeju1

4

ค�าส�าคญ: การทดสอบความทนตอการขดส แผนยางมาตรฐาน ผลตภณฑเปนมตรตอสงแวดลอม การประหยดพลงงาน

1กรมวทยาศาสตรบรการ *E-mail address: [email protected]**Corresponding author. E-mail address: [email protected]


Keywords: Abrasion testing, Standard rubber sheet, Environmental friendly product, Energy saving

Abstract Standard rubber sheet for abrasion testing is widely used in rubber product testing laboratories. Abrasion testing according to ISO 4649, ASTM D5963 and DIN53516 standard need to used standard rubber sheet for calibrating the abrasive sheet. This standard rubber sheet is consumable and expensive. Therefore, this study aims to produce the standard rubber for their own use of the laboratories by referring standard reference compound No.1 in ISO 4649:2010(E) Annex B. In ISO 4649:2010(E), the vulcanization is suggested to be done at 150±2ºC for 25±1 minutes which is quite a long period of time. In order to save energy in production, the vulcanization time was reduced to 20 minutes. The result showed that the in-house rubber sheet meet the requirements of the standard; 60±3 Shore A in hardness and 180-220 mg of the mass loss and the difference in a mass loss was less than 15 mg from the commercial rubber sheet. In conclusion; shorter vulcanization time did not made different in abrasion results. Moreover, this study also attempted to prepared environmental friendly standard rubber sheet which has less amount of hazardous chemicals i.e. ZnO and MBTS. In order to be ready for future trend, the amount of ZnO used was reduce to 5 phr instead of 50 phr. The accelerator like MBTS was changed to be less carcinogenic type like CBS. The results showed that the environmental friendly standard rubber sheet met the requirement of ISO 4649:2010(E) standard. Zo50 (ZnO 50 phr and vulcanization at 150ºC for 20 min), ZoCc (ZnO 5 phr and vulcanization at 160ºC for 10 min), and ZoCBS (CBS was used instead of MBTS and vulcanization at 160ºC for 20 min) were the proper formulas for producing standard rubber sheet for abrasion testing according to ISO 4649:2010(E).


1. บทน�า (Introduction) ความทนตอการขดส (Abrasion resistance) คอความสามารถของพนผววสดในการตานทานตอการขดสเนองจากการสมผสเสยดสกน เปนสมบตพนฐานทใชทดสอบผลตภณฑยาง วธการวดท�าไดโดยการขดตวอยางดวยเครอง Rotary Drum Abrader (รปท 1) ทระยะขด 40 m แลวชงน�าหนก ถาน�าหนกหายไปนอยหมายถงทนตอการขดสมาก และถาน�าหนกหายไปมากหมายถงทนตอการขดสนอย การทดสอบความทนตอการขดสของยางสามารถทดสอบไดตามมาตรฐาน ASTM D5963 DIN53516 และ ISO 4649 โดยใชยางมาตรฐาน (Standard reference compounds) เปนตวสอบเทยบกระดาษทรายทท�าจาก Aluminium oxide มขนาดเมดหรอความหยาบ (Grain size) เทากบ 60 โดยแผนกระดาษทรายมความกวางอยางนอย 400 mm ความยาว 474 ± 1 mm และความหนาเฉลย 1 mm ซงกระดาษทรายนจะน�ามาใชไดกตอเมอสามารถขดยางมาตรฐานใหมน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดส (Mass loss) ทระยะขด 40 m อยในชวง 180-220 mg ถาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของยางมาตรฐานต�าหรอสงกวาชวงนใหเปลยนกระดาษทรายใหม ปจจบนยางมาตรฐานทใชในหองปฏบตการทดสอบยางตองสงซอจากตางประเทศและมราคาแพง เพอเปนการลดคาใชจายในการซอยางมาตรฐาน จงไดมแนวคดทจะผลตยางมาตรฐานใชเอง โดยใชสตร กระบวนการบดผสม การขนรป และการควบคมคณภาพ ตามทระบไวใน ISO 4649 Annex B เปนสตรเรมตน

นอกจากนนงานวจยนยงไดปรบสตรยางเพอลดการใชสารทเปนพษ (ZnO และ MBTS) เพอใหไดยางมาตรฐานส�าหรบใชในการทดสอบความทนตอการขดสทมคณภาพตามมาตรฐานและเปนมตรตอสงแวดลอม

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 ยางและสารเคม 2.1.1 ยางธรรมชาต: STR 5L 2.1.2 สารตวเตม: เขมาด�า (Carbon black), แคลเซยมคารบอเนต (CaCO

3)

2.1.3 สารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรป: ซงคออกไซด (zinc oxide; ZnO), ซงคออกไซดนาโน (Zinc oxide-nanopowder,<100 nm particle size), แคลเซยมออกไซด (calcium oxide; CaO), แมกนเซยมออกไซด (Magnesium oxide; MgO) 2.1.4 สารเรงปฏกรยายางคงรป: ไดเบนโซไทอะซลไดซลไฟด (dibenzothiazyl disulfide; MBTS) และ ไซโคลเฮกซลเบนโซไธอะโซลซลฟนาไมด (N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfonamide; CBS) 2.1.5 สารท�าใหยางคงรป: ก�ามะถน (Sulfur) 2.1.6 สารปองกนการเสอมสภาพ: ไอโซโพรพลฟนลฟนลลนไดเอมน (N-Isopropyl-N’-phenyl-p-phenylenediamine; IPPD) 2.2 เครองมอและอปกรณ 2.2.1 เครองผสมระบบปด (Kneader) 2.2.2 เครองบดผสมยางแบบสองลกกลง(two-rolls mill) 2.2.3 เครองอดขนรป (compression molding machine) 2.2.4 เครองชง (Electric balance) มความละเอยดในการอานคา 0.01 กรม และ 0.0001 กรม 2.2.5 เครองหาอณหภมและเวลาคงรป (Moving die rheometer, MDR) 2.2.6 แมพมพ (Molding, size 8 mm x 181 mm x 181 mm) 2.3 สตรยางมาตรฐานส�าหรบทดสอบความทนตอการขดส ตารางท 1 แสดงสตรยางมาตรฐานส�าหรบทดสอบความทนตอการขดสทระบไวใน ISO 4649 Annex B งานวจยนไดใชเปนสตรยางเบองตนส�าหรบศกษาผลของสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรป และสารเรงปฏกรยายางคงรป เพอใหไดสตรทเหมาะสมทเปนมตรกบสงแวดลอมตอไป

รปท 1 เครอง Rotary Drum Abrader


ตารางท 1 สตรเรมตนทใชศกษาการท�ายางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดส

Ingredient Parts by mass (phr)

Natural rubber (STR 5L) 100.0

Zinc oxide, class B4c 50.0

N - I s o p r o p y l - N ’ - p h e n y l - p -phenylenediamine (IPPD)

1.0

Benzothiazyl disulfide (MBTS) 1.8

Carbon black N330 36.0

Sulfur 2.5

Total 191.3

สารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรป (Accelerator activators) ทใชในสตรยางเบองตนคอ ซงค ออกไซด (ZnO) ซงเปนสารทมกลมโลหะสงกะสและตกคางในผลตภณฑขณะเปนซากทง อาจกอผลกระทบตอสงแวดลอมเมอน�าไปก�าจด เพอใหไดยางมาตรฐานส�าหรบทดสอบความทนตอการขดสสตรทเปนมตรตอสงแวดลอมและมสมบตเปนไปตามมาตรฐาน ISO 4649 ก�าหนด จงไดศกษาเปรยบเทยบ 3 ประเดนคอ 1) ผลของการใชสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรปตางชนดกนในปรมาณทเทากน (แมกนเซยมออกไซด, MgO และ แคลเซยมออกไซด, CaO) 2) ผลของการใช ZnO และ Zinc Oxide Nanoparticles ในปรมาณทตางกน และ 3) สารเรงปฏกรยายางคงรปตางชนดในปรมาณทเทากน สตรยางทใชในการศกษาทดลองนแสดงไวในตารางท 2

ตารางท 2 สตรยางทใชศกษาสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรปและสารเรงปฏกรยายางคงรป

Ingredient Parts by mass (phr)

Zo50* Co50 Mo50 Zo5 Zn5 ZoCc ZnCc ZoCBS

Natural rubber 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

Zinc oxide (Zo) 50.0 - - 5 - 5 - 50.0

Calcium Oxide (Co) - - 50.0 - - - - -

Magnesium Oxide (Mo) - 50.0 - - - - - -

Zinc oxide-nano (Zn) - - - - 5 - 5 -

CaCO3 (Cc) - - - - - 45 45 -

IPPD 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

MBTS 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 -

CBS (CBS) - - - - - - - 1.8

Carbon black N330 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0 36.0

Sulfur 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

Total 191.3 191.3 191.3 146.3 191.3 191.3 146.3 191.3

หมายเหต * ยางสตร Zo50 เปนยางสตรมาตรฐานทก�าหนดไวใน ISO 4649 Annex B ซงใชเปนตวควบคม

2.4 การบดผสมยางกบสารเคม ชงน�าหนกยางและสารเคมใหมความละเอยด 0.1 g โดยล�าดบขนตอนและเวลาทใชในกระบวนการบดผสมยางมาตรฐานเปนไปตาม ISO 4649 Annex B ดงรปท 2


รปท 2 กระบวนการบดผสมยางมาตรฐานทระบไวใน ISO 4649 Annex B

2.5 การขนรปและการท�าใหยางคงรป วดอณหภมและเวลาทใชในการคงรปของยางคอมปาวนแตละสตรตามตารางท 2 โดยใชเครอง Moving Die Rheometer (MDR) ทงนการขนรปยางคอมปาวดดวยเครองอดขนรปใชสภาวะเบองตน (ระยะเวลาและอณหภม) ทก�าหนดใน ISO 4649 Annex B คอ 150±2ºC และ 25±1 นาท แมพมพทใชมขนาด 181 x 181 x 8 mm เนองจากเวลาในการท�าใหยางคงรปในมาตรฐานก�าหนดไวใชเวลาคอนขางนาน จงไดมการศกษาปรบเปลยนอณหภมและระยะเวลาในการขนรป โดยการใชอณหภมเดมแตลดเวลาในการขนรปเปน 20 นาท และ 10 นาทและเพมอณหภมเปน 160ºC ระยะเวลา 25 นาท 20 นาท และ 10 นาท เพอศกษาสภาวะในการขนรปทเหมาะสม โดยเนนทระยะเวลาทสนลงเพอเปนการประหยดเวลาและพลงงาน 2.6 การควบคมคณภาพยางมาตรฐานทผลตเอง 2.6.1 ทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสตามมาตรฐาน ISO 4649 ดวยเครอง Rotary drum abrader จ�านวน 3 ชน แลวรายงานคาเฉลย โดยผลการทดสอบจะตองอยระหวาง 180-220 mg 2.6.2 ทดสอบความแขงตามมาตรฐาน ISO 7619-1 ดวยเครอง Durometer type A ตวอยางหนาประมาณ 8 mm โดยใชเวลาสมผส 3 วนาท แลวบนทกผลการทดสอบ จ�านวน 5 ครงแลวรายงานคากลาง มาตรฐาน ISO 4649 Annex B ไดก�าหนดเกณฑความแขงของยางมาตรฐานไวท 60±3 Shore A 2.6.3 เปรยบเทยบผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลง

ไปภายหลงการขดสระหวางยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายและยางมาตรฐานทผลตขนเอง โดยทดสอบจ�านวน 15 ชนๆ ละ 3 ครง รายงานคากลางของแตละชน และผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของคาเฉลยทง 15 ชนตองอยระหวาง 180-220 mg โดยทคาเฉลยของยางทผลตขนเองจะตองมความแตกตางจากคาเฉลยของยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายไมเกน 15 mg

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 ผลของอณหภมและเวลาการคงรป อณหภมและระยะเวลาการคงรปทท�าการวดดวยเครอง Moving Die Rheometer (MDR) แสดงในตารางท 3 เมอพจารณาเปรยบเทยบสตร Mo50, Co50 และ Zo50 พบวา สตรยางทใชสารกระตนสารเรงปฏกรยาแตละชนดใชระยะเวลาในการท�าใหยางคงรปแตกตางกนตามล�าดบ ดงน MgO < CaO < ZnO นนแสดงวา MgO เปนสารกระตนสารเรงปฏกรยาทมประสทธภาพสงสดในระบบน ผลการศกษา สตร Zo50 (ZnO 50 phr), Zo5 (ZnO 5 phr), ZoCc (ZnO 5 และ CaCO

3 45

phr), Zn5 (ZnO nano power 5 phr)) ยงแสดงใหเหนอกวา ปรมาณของ ZnO ทลดลงไมสงผลตอระยะเวลาทใชในการคงรปอยางมนยส�าคญ นอกจากนการศกษาชนดของสารเรงปฏกรยายางคงรป 2 ชนด พบวา CBS (ZoCBS) เปนสารเรงปฏกรยายางคงรปทท�าใหเกดการวลคาไนซเรวกวา MBTS (Zo50)

ตารางท 3 อณหภมและระยะเวลาการคงรปของยางสตรทท�าการศกษา

Temperature, ºCCure time (TC90), min

Zo50* Co50 Mo50 Zo5 Zn5 ZoCc ZnCc ZoCBS

150 5.21 4.79 1.48 5.95 6.16 5.70 5.44 3.59

160 3.06 2.55 0.99 3.09 3.31 2.53 2.01 2.30


จากผลการทดสอบทแสดงในรปท 3 พบวาในปรมาณทเทากนของสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรปทง 3 ชนด คาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของสตร Zo50 ใหผลการทดสอบอยในชวงเกณฑทมาตรฐานก�าหนดทกรายการ คอ คาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสอยระหวาง 180-220 mg ซงสามารถอธบายไดวาสภาวะการขนรปยางมาตรฐานทงอณหภมและเวลาทใชในการเตรยมยางมาตรฐานสงผลกระทบเพยงเลกนอยกบสมบตการทนตอการขดสของยางสตรมาตรฐาน Zo50 ในขณะทคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของสตร Co50 และ Mo50 สงกวาเกณฑทมาตรฐานก�าหนดในทกสภาวะการขนรป นนแสดงใหเหนวา CaO และ MgO ไมสามารถใชเปนสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรปในสตรยางมาตรฐานทดแทนการใช ZnO ได รปท 4 แสดงผลของชนดของสารกระตนสารเรงปฏกรยาทใชตอคาความแขงของยางมาตรฐาน ผลการทดสอบความแขงแบบชอรเออยในเกณฑทมาตรฐานก�าหนดคอ 60±3 Shore A ทง 3 สตร ยกเวนสตร Zo50 ขนรปท 150ºC เปนเวลา 10 นาท ใหผลการทดสอบทสงกวาเกณฑมาตรฐานก�าหนด

รปท 3 ผลของชนดของสารกระตนสารเรงปฏกรยาตอคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดส

จากผลการทดลองทแสดงในรปท 3 และรปท 4 สามารถสรปไดวาสตร Zo50 เปนสตรเดยวทผานเกณฑมาตรฐานทกรายการศกษาทงคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสและความแขงตามทมาตรฐานก�าหนด ในการเตรยมยางมาตรฐานสามารถเปลยนแปลงสภาวะการขนรปใหแตกตางจากทมาตรฐาน ISO 4649 Annex B ก�าหนด คอ ทอณหภม 150±2 ºC และ 25±1 นาท ไดโดยทยางมาตรฐานทเตรยมขนยงมสมบตเปนไปตามเกณฑก�าหนดของมาตรฐาน เพอเปนการประหยดเวลาและพลงงานในการขนรป ผลการทดลองแสดงใหเหนวาสตร Zo50 ทอณหภม 150ºC และ 20 นาท เปนสตรทเหมาะสมส�าหรบการท�าแผนยางมาตรฐาน 3.3 ผลของชนดและปรมาณของซงคออกไซด สวนนเปนการศกษาเพอลดปรมาณการใช ZnO และการใช ZnO-nano powder ทดแทน ZnO ในสตรยางมาตรฐาน รปท 5 แสดงผลของชนดและปรมาณของซงคออกไซดตอคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดส จากรปพบวา การลดปรมาณซงคออกไซดจาก 50 phr เปน 5 phr ท�าใหคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสต�ากวาเกณฑก�าหนดของมาตรฐาน ทงนเนองจากซงคออกไซดปรมาณ 50 phr นนท�าหนาทเปนทงสารกระตนตวเรงปฏกรยาและสารตวเตม การลดปรมาณสารตวเตมลงท�าใหชนงานมปรมาณยางสงมากขน สงผลใหการสญเสยน�าหนกเมอทดสอบการคงทนตอการขดสมคาลดลงอยางชดเจน นอกจากนผลการทดสอบยงชชดวา การใชซงคออกไซดนาโน 5 phr ทดแทนซงคออกไซด 5 phr นน ท�าใหคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสสงขน อยางไรกตามในสภาวะการขนรปทอณหภม 150ºC นนคาทไดยงไมถงเกณฑก�าหนดของมาตรฐาน และทสภาวะการขนรปทอณหภม 160ºC คาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสสงเกนกวาทมาตรฐานก�าหนด

รปท 4 ผลของชนดของสารกระตนสารเรงปฏกรยาตอคาความแขงของยาง

3.2 ผลของชนดของสารกระตนสารเรงปฏกรยา ผลของชนดของสารกระตนสารเรงปฏกรยาทใชตอคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสแสดงในรปท 3 โดยท�าการเปรยบเทยบน�าหนกทเปลยนแปลงไปหลงจากการทดสอบการทนตอการขดสของยางสตร Zo50, Co50 และ Mo50 ขนรปทอณหภม 150ºC และ 160ºC เปนเวลา 10 นาท 20 นาท และ 25 นาท


รปท 7 ผลของชนดสารเรงปฏกรยายางคงรปตอคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดส

จากนนจงไดเตมแคลเซยมคารบอเนตลงในสตรยางมาตรฐานเพอทดแทนปรมาณของซงคออกไซด โดยใชซงคออกไซดหรอซงคออกไซดนาโนปรมาณ 5 phr และแคลเซยมคารบอเนตเพมเตมอก 45 phr นนคอสตร ZoCc และ Zncc ตามล�าดบ ผลการทดสอบความทนตอการขดสแสดงใหเหนวา สตร ZoCc ทลดปรมาณ ZnO เหลอ 5 phr ทใชรวมกบแคลเซยมคารบอเนต 45 phr ซงเปนสารตวเตม ในสภาวะการขนรปท 160ºC เปนระยะเวลา 20 และ 10 นาท ใหผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสอยในชวงเกณฑก�าหนดของมาตรฐาน สวนการใชซงคนาโน 5 phr รวมกบแคลเซยมคารบอเนต 45 phr มผลของคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสไมผานเกณฑก�าหนดในทกสภาวะการขนรป

รปท 5 ผลของชนดและปรมาณของซงคออกไซดตอคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดส

รปท 6 เปนผลของชนดและปรมาณของซงคออกไซดตอคาความแขงของยาง โดยจะเนนพจารณาเฉพาะสตรทมคาน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสผานเกณฑมาตรฐานเทานน นนคอ สตร Zo50 และ สตร ZoCc ผลการทดสอบคาความแขงสรปไดวา สตร Zo50 และ สตร ZoCc สภาวะการขนรปทใชเวลาลดลงเปน 20 นาท (ทงทอณหภม 150ºC และ 160ºC) ใหคาความแขงของยางอยในชวงทเกณฑก�าหนด

รปท 6 ผลของชนดและปรมาณของซงคออกไซดตอคาความแขงของยาง

จากผลการทดสอบในรปท 5 และรปท 6 สามารถสรปไดวา นอกจากสตรมาตรฐาน Zo50 แลว สตร ZoCc ทลดปรมาณซงคออกไซดเหลอ 5 phr และใชรวมกบแคลเซยมคารบอเนต 45 phr ในสภาวะการขนรปท 160ºC เปนระยะเวลา 20 นาท และ 10 นาท ใหผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสและความแขงผานเกณฑมาตรฐานก�าหนดทง 2 รายการ ทงนนไดเลอกใชสตร ZoCc ทสภาวะการขนรปท 160ºC เปนระยะเวลา 10 นาท เนองจากเปนการประหยดพลงงานเพราะใชระยะเวลาในการขนรปทสนกวา ในขณะทซงคออกไซดนาโนเปนสารกระตนสารเรงปฏกรยาทไมเหมาะสมในการท�ายางมาตรฐานดงกลาว 3.4 ผลของสารเรงปฏกรยายางคงรป ผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสและความแขงของการศกษาสารเรงปฏกรยายางคงรปตางชนดกน คอ MBTS และ CBS ในปรมาณทเทากน แสดงดงรปท 7 และ รปท 8 ตามล�าดบ


รปท 8 ผลของชนดสารเรงปฏกรยายางคงรปตอคาความแขงของยาง

จากผลการทดลองพบวาสตร ZoCBS ขนรปท 160ºC เปนเวลา 20 นาท ใหผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสและความแขงอยในเกณฑทมาตรฐานก�าหนด จงสามารถสรปไดวา CBS ซงเปนตวเรงปฏกรยายางคงรปทเปนมตรกบสงแวดลอมสามารถใชทดแทน MBTS ได 3.5 การค�านวณเพอการควบคมคณภาพยางมาตรฐานทผลตขนเอง มาตรฐานก�าหนดใหยางมาตรฐานทผลตขนเองตองมน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของคาเฉลยทง 15 ชน (∆m

Prod) อยระหวาง 180-220 mg และตองมความแตก

ตางจากคาเฉลยของยางมาตรฐานทผลตจ�าหนาย (∆mRef

) ไมเกน 15 mg

รปท 9 ผลการเปรยบเทยบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสระหวางยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายกบยางมาตรฐานทผลตเอง

4. สรป (Conclusion) การผลตแผนยางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดสทเปนมตรตอสงแวดลอมโดยใชสตรยางทระบไวในภาคผนวก B ของมาตรฐาน ISO 4649 เปนสตรเบองตนนน วตถประสงคหลกเพอลดคาใชจาย ลดการใชสารเคมทเปนพษ ประหยดพลงงานและเวลาในการท�าใหยางคงรป งานวจยนไดศกษาสภาวะการขนรปจากเดมทมาตรฐานก�าหนดไวทอณหภม 150±2ºC และระยะเวลา 25±1 นาท โดยลดเวลาการขนรปลงเหลอ 20 นาท และ 10 นาท และปรบอณหภมขนเปน 160ºC ระยะเวลา 25 นาท 20 นาท และ 10 นาท พบวาสามารถลดเวลาในการขนรปทอณหภมเดยวกบทมาตรฐานก�าหนดเปน 20 นาท (สตร Zo50) นอกจากนนเพอลดสารเคมทเปนพษตอสงมชวตและสงแวดลอมอนเกดจากการตกคางของสารเหลานนในผลตภณฑ จงไดศกษาการใชสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรปชนดอนทดแทน ZnO โดยศกษาเปรยบเทยบระหวางสารกระตนสารเรงปฏกรยายางคงรป 3 ชนดคอ ZnO, CaO และ MgO และศกษาผลของการใช ZnO ในปรมาณทนอยลง พบวาสตรยางทใช ZnO ในปรมาณทนอยลงรวมกบสารตวเตม CaCo

3 (สตร

ZoCc) ขนรปท 160ºC ระยะเวลา 10 นาท เปนสตรทเหมาะสมส�าหรบการท�ายางมาตรฐาน ผลการทดลองสรปไดอกวาสารเรงปฏกรยายางคงรปทเปนมตรกบสงแวดลอม CBS สามารถใชทดแทน MBTS ในการท�ายางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดสได ทสภาวะการขนรปท160ºC ระยะเวลา 20 นาท (สตร ZoCBS) จากผลการทดลองสามารถสรปไดวา สตรยาง 3 สตร คอ สตร Zo50 (ZnO 50 phr ขนรปท 150ºC เปนเวลา 20 นาท) สตร ZoCc (ZnO 5 phr ขนรปท 160ºC เปนเวลา 10 นาท) และ

รปท 9 แสดงผลของการเปรยบเทยบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายกบสตรยางทไดจากการศกษาผลของสารกระตนสารเรงปฏกรยาและสารเรงปฏกรยายางคงรป ซงไดแกสตร Zo50 ขนรปท 150ºC ระยะเวลา 20 นาท, สตร ZoCc (ZnO 5 phr และ CaCO

3 45 phr)

ในสภาวะการขนรปท 160ºC ระยะเวลา 10 นาท และสตร ZoCBS ขนรปท 160ºC ระยะเวลา 20 นาท โดยทคาเฉลยของน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสของยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายทง 15 ชนทการขดชนละ 3 ครงคอ 207.3 mg ผลการทดสอบในรปท 9 แสดงใหเหนไดวาสตรยางทไดจากการศกษาทง 3 สตรนใหผลการทดสอบน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสนอยกวา 15 mg เมอเทยบกบยางมาตรฐานทผลตจ�าหนาย


สตร ZoCBS (ใช CBS แทน MBTS ขนรปท 160ºC เปนเวลา 20 นาท) สามารถผลตยางมาตรฐานส�าหรบการทดสอบความทนตอการขดสทเปนไปตามเกณฑก�าหนดของมาตรฐาน คอน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสอยในชวง 180-220 mg ความแขงแบบชอรเอ 60±3 และมความแตกตางของน�าหนกทเปลยนแปลงไปภายหลงการขดสเปรยบเทยบกบยางมาตรฐานทผลตจ�าหนายนอยกวา 15 mg สตรยางทไดจากงานวจยนเปนทางเลอกส�าหรบหองปฏบตการในการผลตยางมาตรฐานทเปนมตรกบสงแวดลอมขนใชเอง

5. เอกสารอางอง (References) [1] AMERICAN SOCIETY OF TESTING MATERIALS. ASTM D5963-04 (Reapproved 2015). Standard test method for rubber property--Abrasion resistance (Rotary drum abrader). [2] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. DIN 53516 : 1987. Testing of rubber and elastomers—Determination of abrasion resistance. [3] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 4649 : 2002. Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of abrasion resistance using a rotating cylindrical drum device. [4] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 7619-1 : 2010. Rubber, vulcanized or thermoplastic—Determination of indentation hardness-Part 1: Durometer method (Shore hardness). [5] พงษธร แซอย และ ชาครต สรสงห. ยาง : กระบวนการผลตและทดสอบ. ปทมธาน : ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต, 2550, 164 หนา. [6] วราภรณ ขจรไชยกล. ผลตภณฑยาง : กระบวนการผลตและเทคโนโลย. พมพครงท 2. กรงเทพฯ : ส�านกงานกองทนสนบสนนการวจย, 2554, 203 หนา.


การศกษาปรมาณ SiO2 ตอสมบตไมชอบน�า และสมบตทางแสง

ของฟลม TEOS-SiO2-OTES บนกระจก

Study of effects of SiO2 contents on hydrophobicity and optical

properties of TEOS-SiO2-OTES film on glass panels

บทคดยอ งานวจยนมวตถประสงคเพอศกษาผลของปรมาณ SiO

2 ตอสมบตความไมชอบน�าในฟลมไฮบรดระหวาง TEOS (Tetraethyl

Orthosilicate) และ OTES (Octyltriethoxysilane) ทสงเคราะหดวยกระบวนการโซล-เจล โดยใช TEOS : OTES : โพรพานอล : น�า ในอตราสวน 2.4 : 0.6 : 94 : 3 และเตมอนภาคซลกา ปรมาณ 0.5, 1, 3, 5, และ 10 เปอรเซนตโดยน�าหนก จากนนเคลอบลงบนผวกระจกโดยวธการปนเหวยง และน�าไปอบทอณหภม 200-450 องศาเซลเซยส เปนเวลา 20 นาท จากนนน�ามาศกษาสมบตของฟลมดวยเทคนค FT-IR, UV-VIS Spectroscopy, XRD, AFM และ Contact angle ผลการศกษาพบวาเมอปรมาณซลกาเพมขน จะมคามมสมผสของหยดน�าเพมขน ในขณะทคาการสองผานของแสงลดลง จากการทดลองนสรปไดวา ฟลมไฮบรด TEOS-OTES ทดทสดคอฟลมทเตมซลกา 1 เปอรเซนตโดยน�าหนก ซงมสมบตความไมชอบน�า (คามมสมผสของหยดน�า 119±4.1 องศา) และฟลมยงคงความใส (คาการสองผานแสง 75 เปอรเซนต)

Abstract The purpose of this research was to study the effect of silica addition on TEOS-OTES hybrid films on hydrophobic properties. The film was prepared by sol-gel method from solvents such as, tetraethylorthosilicate (TEOS), octyltriethoxysilane (OTES), isopropanol alcohol (IPA), deionized water (DI) and silica particles. The sols were prepared at a volumetric ratio of TEOS : OTES : IPA : DI equal to 2.4 : 0.6 : 94 : 3. Silica particles at 0.5, 1, 3, 5 and 10 weight percent were subsequently added to the sol. The sol-gel precursor was spin-coated onto glass slides and heated at 200-450 ºC for 30 minutes. After the heat treatment, the film properties were characterized by FT-IR, UV-VIS Spectroscopy, XRD, AFM and contact angle. It was found that contact angle of film increased with increasing amounts of silica particles whereas the transmittance decreased with increasing amounts of silica particles. The optimal hydrophobic (Water contact angle of 119±4.1º) and optical (transmittance of 75%) properties were obtained in TEOS-OTES hybrid film containing 1 weight percentage of silica particles.

อษณย พนธลาภ1*, เบญจมล เพชรเจรญมงคล1, วราภรณ แกวแดง1, กนษฐ ตะปะสา1

Usanee Pantulap1*, Benjamon Petchareanmongkol1, Waraporn Kaewdang1, Kanit Tapasa1

5

ค�าส�าคญ: มมสมผส เคลอบไมชอบน�า เคลอบซลกา กระบวนการโซล-เจลKeywords: Contact angle, Hydrophobic coatings, Silica film, Sol-gel process

1กรมวทยาศาสตรบรการ *Corresponding author. E-mail address: [email protected]


1. บทน�า (Introduction) ประเทศไทยทกวนนใชกระจกแทนการกอผนงทบในหองน�า เนองจากกระจกเปนวสดส�าเรจรป ทตดตงไดงาย สะดวก รวดเรวกวาการกอผนงทบ และดวยสมบตพเศษดานความโปรงใสของกระจกยงท�าให ไดรบแสงสวางจากธรรมชาต และเพมความสวยงาม ความหรหรา ทนสมย แตการใชงานจะพบปญหาเกยวกบคราบสกปรกทเกาะตดบนกระจก ซงผบรโภคจะตองเสยคาใชจายเปนจ�านวนมากในการท�าความสะอาดและดแลรกษา จงท�าใหมความตองการใชงานกระจกท�าความสะอาดตวเองได (Self-cleaning) มากขนเรอย ๆ แตอยางไรกตามกระจกท�าความสะอาดตวเองได ยงไมมผลตขายในประเทศไทย ผบรโภคตองน�าเขากระจกชนดนจากตางประเทศในราคาคอนขางสง หากประเทศไทยสามารถสรางนวตกรรมการผลตกระจกท�าความสะอาดตวเองไดขนเอง จะชวยใหผบรโภคสามารถซอกระจกชนดนได ในราคาทไมแพง และยงชวยเพมมลคาผลตภณฑกระจกใหกบผประกอบการดานกระจกอกดวย กระจกท�าความสะอาดตวเองได หมายถงกระจกทไมยอมใหสงสกปรก เชน ฝนละอองและสารอนทรยตาง ๆ มาเกาะตดแนนทกระจก มการท�างานภายใตความเปยก (Wetting) โดยแบงประเภทกระจกเปน 2 ประเภท ตามหลกการท�างานคอ กระจกทท�างานโดยหลกการชอบน�า (Hydrophilic) และกระจกทท�างานโดยหลกการไมชอบน�า (Hydrophobic) ในงานวจยนจะกลาวถงเฉพาะกระจกทท�างานโดยหลกการไมชอบน�า ซงเปนกระจกมคามมสมผสกบน�าตงแต 90 องศาขนไป ท�าใหน�ารวมตวกนเปนหยดรปรางคอนขางกลม และหยดน�าจะท�าหนาทพาสงสกปรกทตดบนกระจกใหออกไปพรอมหยดน�า ซงคลายกบน�ากลงบนใบบว (Lotus Effect) การเคลอบผวกระจกดวยวสดเคลอบผวไฮบรด(Hybrid Coating Material) เปนนวตกรรมทใชในการผลตกระจกท�าความสะอาดตวเองได [1-5] ซงวสดเคลอบผวไฮบรดเกดจากการสงเคราะหดวยกระบวนการโซล-เจล ทมสวนประกอบหลกของ TEOS เปนสารประกอบอนนทรย (Inorganic Components) ท�าหนาทเปนสารตงตนในกระบวนการโซล-เจล และเตมสารประกอบอนทรย (Organic Components) เพอเพมสมบตความไมชอบน�า Octyltriethoxysilane (OTES) เปนสารประกอบอนทรยประเภทหนงทถกน�ามาใชสงเคราะหฟลมซลกาเพอเพมสมบตความไมชอบน�า ในงานวจยของ Purcar และคณะ [1] ใช OTES เปนสารปรบแตงสมบตความไมชอบน�าในฟลมซลกา บนกระจกสไลด โดยแผนฟลมสงเคราะหดวยเทคนคกระบวนการโซล-เจลในสภาวะอณหภมหอง ซงมประกอบดวย TEOS และ OTES ผลการศกษาพบวา ฟลมซลกาบนกระจกสไลดมสมบตไมชอบน�าและวดคาคามมสมผสของหยดน�าได 107±3 องศา นอกจากนยงมงานวจยของ Holubova และคณะ [6] ศกษาการสงเคราะหฟลมทมสวนผสมของ TEOS และ OTES โดยใชเทคนคโซล-เจลในสภาวะอณหภมต�า และไมผานการใหความรอนหลงเคลอบฟลมบนกระจก ผลการศกษาพบวาฟลมทสงเคราะหไดมความใส ยดเกาะ

กบกระจกไดด มสมบตไมชอบน�า และวดคามมสมผสของหยดน�าได 105.8±1.6 องศา และจากการศกษาของ Kumar และคณะ [5] พบวาสามารถเตรยมเคลอบฟลมบาง TEOS-PDMS (polydimethyl siloxane) ทมสมบตความไมชอบน�ายงยวดบนกระจก โดยใชเทคนคโซล-เจล และมการเตมผงซลกาปรมาณ 5-10 เปอรเซนตโดยน�าหนกเพอเพมสมบตความไมชอบน�าของแผนฟลม ผลการศกษาพบวา ปรมาณซลกาเพมขน ท�าใหฟลมมคามมสมผสของหยดน�าสงขน เนองจากสภาพผวเคลอบมความขรขระ ฟลมทมซลกาปรมาณ 10 เปอรเซนตโดยน�าหนกวดคามมสมผสของหยดน�าไดสงทสดในงานวจย คอ 154 องศา แตอยางไรกตามยงไมพบรายงานการศกษาผลของการเตมปรมาณซลกาเพอเพมสมบตไมชอบน�าในฟลม TEOS -OTES ดงนนงานวจยนมวตถประสงคหลกเพอสงเคราะหฟลม TEOS-SiO

2-OTES

ดวยกระบวนการโซล-เจล ใหมสมบตความไมชอบน�า และสามารถน�าไปใชไดจรงกบอตสาหกรรมกระจก

2. วธการวจย (Experimental) เตรยมฟลม TEOS-SiO

2–OTES ดวยกระบวนการโซล-เจล

โดยใช TEOS (Acros Organics, 98%) : OTES (Acros Organics, 97%) : โพรพานอล : น�า ในอตราสวนโดยปรมาตร 2.4 : 0.6 : 94 : 3 ตามล�าดบ จากนนปรบคา pH ประมาณ 2 ดวยกรดไนตรก ปนกวนสารละลายทความเรว 400 รอบตอนาท เปนเวลา 2 ชวโมง หลงจากนนเกบสารละลายไวเปนเวลา 1 วน ล�าดบถดไปเตมอนภาคซลกา (ขนาดประมาณ 11 ไมครอน ) ปรมาณ 0.5, 1, 3, 5 และ 10 เปอรเซนตโดยน�าหนก ตามล�าดบ และปนกวนตออก 2 ชวโมง เกบสารละลายไวเปนเวลา 1 วน จากนนเคลอบสารละลายลงบนกระจกใสดวยวธเคลอบแบบปนเหวยง (spin coating) ดวยความเรวรอบ 200 รอบตอนาทเพอใหฟลมมความหนาประมาณ 85 ไมครอน จากนนปลอยกระจกใหแหงทอณหภมหอง และน�ากระจกทเคลอบแลวเขาเตาอบทอณหภมชวง 200-400 องศาเซลเซยส เปนเวลา 30 นาท หลงจากอบฟลมแลวน�าไปวดสมบตตาง ๆ ไดแก คามมสมผสของหยดน�า คาการสองผานแสง คาความหยาบผว และท�าการวเคราะหลกษณะเฉพาะของฟลมไดแก โครงสรางจลภาค และพนธะทางเคม

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) ผลของอณหภมในการอบฟลม TEOS-SiO

2–OTES ตอมม

สมผสของหยดน�าแสดงดงตารางท 1 พบวาเมอใชอณหภมในการอบฟลมเพมขน มมสมผสของหยดน�าบนผวฟลมมคาลดลง โดยมมสมผสของหยดน�าบนชนงานทคาสงสดทอณหภมอบฟลม 200 องศาเซลเซยส มคามมสมผสของหยดน�า 110±4.2 องศา และฟลมทเตมซลกา 10 เปอรเซนตโดยน�าหนก มคามมสมผสของหยดน�า 140.5±1.7 องศา นอกจากนยงพบวาอณหภมท 250-450 องศาเซลเซยส ท�าใหฟลมทเคลอบบนกระจกมสมบตไมชอบน�า คามมสมผสของหยดน�านอยกวา 90 องศา


จากรปท 1 พบวาฟลม TEOS-SiO2–OTES ทผานการอบท

อณหภม 200 องศาเซลเซยส มเนอฟลมคอนขางเรยบ เปนเนอเดยวกน ในขณะทเพมอณหภมในการอบเปน 250 องศาเซลเซยสเรมการสลายตวของฟลม สงเกตไดจากรพรนทเกดในเนอฟลม ท�าใหเนอฟลมไมเปนเนอเดยว เกดการขาดของฟลม สงผลใหคามมสมผสของหยดน�าลดลง และฟลมทผานการอบทอณหภม 300-450 องศาเซลเซยสขนไปเกดการสลายตวของฟลมบนกระจก ท�าใหไมสามารถวดคามมสมผสของหยดน�าได ดงนนจากการศกษาผลของอณหภมในการอบฟลม TEOS-SiO

2–OTES สามารถ

สรปไดวา ฟลม TEOS-SiO2–OTES ทผานอณหภม 200 องศา

เซลเซยสมคามมสมผสของหยดน�าสงทสดในงานวจยน

ตารางท 1 คามมสมผสของหยดน�าบนฟลม TEOS-SiO2–OTES

ทมอณหภมในการอบฟลมแตกตางกน

อณหภมในการอบฟลม

(องศาเซลเซยส)

มมสมผสของหยดน�า (องศา)

เตมซลกา 0 เปอรเซนต

เตมซลกา 10 เปอรเซนต

200 110±4.2 140.5±1.7

250 88.9±2.5 89.6±6.4

300 81.6±4.8 34.8±4.1

350 60.6±5.0 35.3±8.6

400 43.7±6.8 37.4±6.4

450 35.2±1.8 31.5±1.9

ผลของปรมาณซลกาทเตมในฟลม TEOS-SiO2–OTES

หลงอบทอณหภม 200 องศาเซลเซยสตอสมบตความไมชอบน�าหรอมมสมผสของหยดน�าแสดงดงรปท 2 พบวา ปรมาณซลกาเพมขน คามมสมผสของหยดน�าบนแผนฟลมสงขน เนองจากอนภาคซลกาเพมความขรขระใหกบเนอฟลมแสดงดงรปท 3 และ 4 ซงความขรขระทเกดขนเพมชองวางระหวางของจดสมผสระหวางน�ากบผวเคลอบ น�ารวมตวเปนหยดคอนขางกลม สงผลใหคามมสมผสของน�ามากกวา 90 องศาเซลเซยส ซงผลการศกษาสอดคลองกบ ธดารตน เพรศแกว [6] และ Kumar และคณะ [5] ทพบวาการเตมซลกาเพมขน ในฟลม TEOS-SiO

2–PDMS ท�าใหคามมสมผสของหยดน�าบนแผนฟลม

มคาสงขนเชนกน

อณหภมในการอบฟลม เตมซลกา 0 เปอรเซนต เตมซลกา 10 เปอรเซนต

200 องศาเซลเซยส






รปท 1 ภาพถายโครงสรางจลภาคของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทมอณหภมในการอบฟลมแตกตางกน


รปท 2 มมสมผสของหยดน�าบนฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆหลงอบทอณหภม 200 องศาเซลเซยส

รปท 3 ความเรยบผวของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆ หลงอบอณหภม 200 องศาเซลเซยส

รปท 5 แสดงผล FTIR ของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณ 0 และ 10 เปอรเซนตโดยน�าหนก พบวาทความยาวคลน

ประมาณ 1000 เซนตเมตร-1 เกดพคของพนธะ Si-O-Si และ Si-C ซงมาจากการเกดปฏกรยาของ TEOS กบ OTES ซงพนธะ C มาจาก OTES ทใช มสตรเคมดงน CH

3(CH

2)

7Si(OC

2H

5)

3


รปท 4 โครงสรางจลภาค และ AFM ของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆ หลงอบทอณหภม 200 องศาเซลเซยส

ผลการศกษาเฟสองคประกอบของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทวเคราะหดวยเทคนคเอกซเรยดฟแฟรกชนแสดงดงรปท 6 พบ

พคกวาง ๆ แสดงใหเหนวาฟลม TEOS-SiO2–OTES มโครงสรางแบบอสณฐาน (Amorphous)

ผลการศกษาคาการสองผานแสงของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆ หลงอบอณหภม 200 องศาเซลเซยส

แสดงดงรปท 7 พบวาคาการสองผานแสงของฟลมมคาลดลงเมอปรมาณซลกาเพมขน โดยคาการสองผานของแสงสงสดเทากบ 81 เปอรเซนตในฟลมทเตมซลกาปรมาณ 0.5 เปอรเซนตโดยน�าหนก การลดลงของคาการสองผานแสงเมอปรมาณซลกาเพมขน เกดจากอนภาคซลกาทอยในฟลมบดบงแสงทผานเขามาในเกดการสะทอนและดดกลนแสง ท�าใหความสามารถของแสงสองผานไดลดลง ฟลมจงมความทบแสงมากขน ผลการทดลองสอดคลองกบงานวจย [6]


รปท 5 FTIR ของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆ หลงอบทอณหภม 200 องศาเซลเซยส

(ก) 0 เปอรเซนต และ (ข) 10 เปอรเซนต


รปท 6 XRD ของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆ หลงอบทอณหภม 200 องศาเซลเซยส

(ก) 0 เปอรเซนต และ (ข) 10 เปอรเซนต


รปท 7 คาการสองผานแสงของฟลม TEOS-SiO2–OTES ทเตมซลกาปรมาณตาง ๆ หลงอบทอณหภม 200 องศาเซลเซยส

4. สรป (Conclusion) ฟลม TEOS-SiO

2–OTES ทเตมซลกา เพอปรบปรงสมบต

ความไมชอบน�าสามารถเตรยมจากเทคนคโซล-เจล ซงปรมาณซลกาสงผลตอสมบตความไมชอบน�าและสมบตทางแสง โดยปรมาณซลกาในเนอฟลมเพมขน ท�าใหคามมสมผสของหยดน�าเพมขนหรอเพมสมบตความไมชอบน�า แตกลบลดสมบตทางแสงของฟลมหรอคาการสองผานแสงลดลง งานวจยนสามารถสรปไดวาการเตมซลกา 1 เปอรเซนตลงในเตรยมฟลม TEOS-SiO

2–OTES ท�าใหฟลมมสมบตทงความไมชอบน�าและสมบต

ทางแสงดทสด ซงมคามมสมผสหยดน�าเทากบ 120 องศา และคาการสองผานแสง 75 เปอรเซนต ซงฟลมดงกลาวเปนฟลมท�าความสะอาดตวเองได และสามารถน�าไปกระยกตใชเปนเคลอบบนกระจกภายในอาคารบานเรอนเชน หองน�าหรอหองครว เปนตนได

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) ขอขอบคณกองวสดวศวกรรม กรมวทยาศาสตรบรการทสนบสนนใหจดท�ากจกรรมวจยเรองการสงเคราะหฟลมบางเคลอบผวกระจกดวยกระบวนการโซล-เจลเพอสมบตความทนทานตอสภาพอากาศ ในป 2560 ซงงานวจยนเปนสวนหนงของกจกรรมวจยดงกลาว

6. เอกสารอางอง (References) [1] PURCAR, V., I. STANMATIN, O. CINTEZA, C. PRTCU, V. RADITOIU, M. GHIUREA, T. MICLAUS and A. ANDRONIE. Fabrication of Hydrophobic and Antireflective Coatings Base on Hybrid Silica Films by Sol-Gel Process. Surface & Coatings Technology. 2012, 206, 4449-4454. [2] GAO, L. and J. HE. A Facile Dip-Coating Approach Based on Three Silica Sols to Fabrication of Broadband Antireflective Superhydrophobic Coating. Journal of Colloid and Interface Science. 2013, 400, 24-30. [3] WANG, S.D. and S.S. LUO. Fabrication of Transparent Superhydrophobic Silica-Based Film on a Glass Substrate. Applied Surface Science. 2012, 258, 5443-5450. [4] RAMEZANI, M., M.R. VAEZI and A. KAZEMZADEH. Preparation of Silane-Functionalized Silica Film via Two-Step Dip Coating Sol-Gel and Evaluation of Their Surperhydrophobic Properties. Appiled Surface Science. 2014, 317, 147-153. [5] KUMAR, D., X. Wu., Q. Fu., J.W.C. Ho., and P.D. KANHERE. Hydrophobic Sol-Gel Coating Based on Polydimethylsiloxane for Self-Cleaning Application. Materials and Design. 2015, 86, 855-862. [6] PRERTKAEW, T., et al. Effect of Sol-Gel Processing Parameters on Properties of TEOS-SiO2-PDMS Film. Suranaree J. Sci. Technol. 2012, 19(4), 237-249.


การยดอายการเกบรกษาฝอยทองสดโดยการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล

Shelf-life extension of Foi Thong by using sweeteners

บทคดยอ ฝอยทองเปนของหวานทมเอกลกษณทางวฒนธรรมประจ�าชาต ฝอยทองประกอบดวยไข น�าตาลเปนสวนใหญ สวนประกอบเหลานท�าใหฝอยทองมความชนสง เกดการเสอมเสยเนองจากจลนทรยไดงายมอายการเกบรกษาทสนงานวจยนจงมวตถประสงคเพอยดอายการเกบรกษาฝอยทองสด โดยการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล โดยศกษาผลของชนดและปรมาณสารใหความหวานทดแทนน�าตาลรวมกบการศกษาอายการเกบรกษาและการยอมรบของผบรโภค ในการศกษานไดใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทราย 4 ชนด คอ ซอรบทอล มอลททอล ไอโซมอลทและแมนนทอล ทระดบรอยละ 25, 50, 75 และ 100 ของแตละชนด ตามล�าดบเปรยบเทยบกบสตรควบคม โดยวเคราะหผลการทดลองดวยวธการวเคราะหความแปรปรวน (Analysis of Variance, ANOVA) และเปรยบเทยบคาเฉลยดวยวธ Duncan New ’s Multiple Range Test ทระดบความเชอมนรอยละ 95 พบวาการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลในปรมาณทเพมขน มแนวโนมท�าใหฝอยทองสดมปรมาณความชนและคาวอเตอรแอคทวตลดลงคาความสวาง ( L*) ไมแตกตางจากสตรควบคม คาสแดง (a*) มคาเพมขน คาสเหลอง (b*) มคาลดลง และยงท�าใหฝอยทองสดมลกษณะเนอสมผสทมความแขงแรง (Tensile strength) ความยดตว (Extensibility) และความเหนยว (Toughness) เพมขน จากการทดสอบทางประสาทสมผส พบวา ผบรโภคชอบผลตภณฑฝอยทองสดทมการใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายทรอยละ 100 จงน�ามาศกษาผลของการยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสด พบวาการใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายทรอยละ 100 สามารถยดอายการเกบรกษาฝอยทองสดทอณหภมหองไดนานขนจากเดม 4 วน เปนมากกวา 1 สปดาห โดยทผลตภณฑเปนทยอมรบของผบรโภค

Abstract Foi Thong is a dessert of National identity. The main ingredients are egg and sugar which resulted in high moisture, microorganism deterioration, and short shelf-life. The objectives of this research were 1) to study of types and quantities of sweeteners on the qualities of Foi Thong and 2) to study of method to extend the shelf-life of Foi Thong by using sweeteners. The sweeteners including sorbital, maltitol, isomalt and mannitol were added to replace sugar at the level of 25, 50, 75, and 100% as compared with control. Analyzing data using analysis of variance (ANOVA) and the mean score was compared in pair with Duncan's New Multiple Range Test. The confidence level was at 95%. It was found that addition of the sweeteners with higher replacement tended to have higher a*, tensile strength, extensibility, toughness and without affecting L*. Foi Thong had lower b*, moisture content and water activity. Sensory testing showed that consumers prefer Foi Thong by using sorbitol to replace sugar at the level of 100%. Furthermore, study of method to extend the shelf-life of Foi Thong, it was found that using sorbital to replace sugar at the level of 100%, its increased the shelf-life from 4 days to more than 1 week at room temperature that product qualities were accepted from consumer.

ขนษฐา อนทรประสทธ1* , ปญจยศ มงคลชาต1 , ลลตา ชแกว1, ธรพงศ เพงค�า1, สทธชยา ชนวฒนา1

Khanittha Inprasit1*, Panyot Mongkonchart1, Lalita Chookaew1, Theerapong Pengkham1, Sutachaya Chuenwattana1

6

ค�าส�าคญ: ฝอยทอง สารใหความหวาน การยดอายKeywords: Foi Thong, Sweetener, Shelf- life extension

1 กรมวทยาศาสตรบรการ *E-mail address: [email protected]


1. บทน�า (Introduction) ขนมไทยเปนของหวานทมเอกลกษณทางวฒนธรรมประจ�าชาต สามารถเปนจดขายของสนคาทองถน เกดการเชอมโยงเขากบอตสาหกรรมการทองเทยวขนมไทยจงอยในกระแสความนยมมาโดยตลอดรวมกบรฐบาลมนโยบาลสนบสนนขนมไทยเนองจากเหนวาขนมไทยเปนผลตภณฑอกกลมทนาจะมการพฒนาเปนอตสาหกรรมทสามารถขยายตลาดไดทงในประเทศและตางประเทศ พรอมกบการยกระดบคณภาพใหไดมาตรฐานและความปลอดภยระดบประเทศไปถงระดบสากล ฝอยทองเปนของหวานมเอกลกษณเฉพาะตวทงในดานกลน รสชาตและรปลกษณ ฝอยทองมลกษณะเปนเสนสทอง ท�าจากไขแดงของไขเปดหรอไขไก เคยวในน�าเชอม [1] จงสามารถสรางเปนจดขายของสนคาทองถน แตเนองจากฝอยทองมอายการเกบรกษาทสน เนองจากสวนประกอบหลกคอ น�า ไขแดง และน�าตาล ท�าใหฝอยทองสดมความชนสง เกดการเสอมเสยจากจลนทรยไดงาย ดงนน หากตองการยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสดจงตองค�านงถงการลดปรมาณน�าในอาหาร หรอลดปรมาณ วอเตอรแอคตวต (a

w) ในผลตภณฑลง ซงอาจท�าไดโดยการเตม

สารในกลมดดความชน (Humectant) มคณสมบตในการชวยลดคา a

w ของอาหาร ไดแก สารกลมพอลไฮดรกซแอลกอฮอล เชน

ซอรบทอล เปนตน เปนอกทางเลอกหนงทชวยพฒนาผลตภณฑฝอยทองสดใหมคณภาพเปนทยอมรบของผบรโภค เปนการเพมมลคาใหกบผลตภณฑและยงท�าใหสะดวกตอการผลตในปรมาณทมากขน ดงนน งานวจยนจงมเปาหมายเพอยดอายการเกบรกษา

รปท 1 แผนภมกระบวนการผลตฝอยทองสด

ผลตภณฑฝอยทองสดใหนานขน และเปนแนวทางในการเพมชองทางการขยายตลาดผลตภณฑขนมไทยใหกวางขน

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 การเตรยมวตถดบ และการตรวจสอบคณภาพผลตภณฑเบองตน ท�าการผลตผลตภณฑฝอยทองสด ทมอตราสวน ไขแดงของไขเปด และไขแดงของไขไก 30 : 70 และไขน�าคาง 12% ของไขแดงทใชทงหมด สวนผสมน�าเชอมโรยเสน (ส�าหรบโรยไขแดงใหสกเปนเสนฝอยทอง) ดงตารางท 1 และท�าตามวธการผลตใน รปท 1 จากนนน�าผลตภณฑฝอยทองสดทผลตไดไปตรวจสอบคณภาพผลตภณฑเบองตน โดยอางองตามมาตรฐานผลตภณฑชมชน เรอง ขนมไทย (มผช.1/2552) [2]

ตารางท 1 แสดงสวนผสมทใชท�าน�าเชอมโรยเสน (ส�าหรบโรยไขแดงใหสกเปนเสนฝอยทอง)

สวนผสม ปรมาณทใช (g)

น�าตาลทราย 350

น�า 350

ใบเตย 6


2.2 ศกษาผลของชนดและปรมาณสารใหความหวานทดแทนน�าตาล ตอคณภาพของผลตภณฑฝอยทองสด การศกษาผลของชนดและปรมาณสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอคณภาพของผลตภณฑฝอยทองสด แบงการทดลองออกเปน 17 สตร ท�าการผลตฝอยทองสดในแตละสตร โดยเตรยมตวอยางตามวธการผลตในขอ 2.1 โดยมการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายในสตรของน�าเชอมโรยเสนทแตกตางกน 4 ชนด คอ ซอรบทอล มอลททอล ไอโซมอลท และแมนนทอล แตละชนดทดแทนน�าตาลทราย 5 ระดบ ไดแก รอยละ 0 (Control), 25, 50, 75 และ 100 ตามล�าดบ ดงตารางท 2 โดยทระดบรอยละ 25, 50, 75 และ 100 มการเตมซคราโลส เพอปรบใหไดความหวานเทากบน�าตาลทรายในสตรตนแบบ (ค�านวณจากคา Relative sweetness ของซโครส และซคราโลส) ในขณะทคงชนดและปรมาณของสวนผสมอนๆ เชน ไขแดงของไขไก ไขแดงของไขเปด ไขน�าคาง ไวตามเดม ซงจะน�าไปวเคราะหทดสอบทางดานกายภาพ ทางดานเคมและคณภาพทางประสาทสมผสตอไป 2.2.1 คณภาพทางกายภาพและเคม -ปรมาณความชน โดยเครองวดความชน บรษท

Diethelm รน Mettler LP16 ประเทศสวตเซอรแลนด -คาวอเตอรแอคทวต (Water activity) บรษท Scientific Promotion จ�ากด ร น LabPartner ประเทศ สวตเซอรแลนด -คาส โดยเครอง Hunter lab Colorimeter บรษท Color Global รน Miniscan EZ ประเทศอเมรกา -ลกษณะเนอสมผส โดยใชครอง Texture Analyzer บรษท Chapra Techcenter รน TA-XTplus ประเทศองกฤษ 2.2.2 คณภาพทางประสาทสมผส (การประเมนความชอบของผบรโภค) การประเมนคณภาพทางประสาทสมผส ดวยการประเมนแบบ 9-point hedonic scale ใชวธทดสอบแบบใหคะแนนความชอบ หรอ Hedonic Scaling 1 ถง 9 (1 = ไมชอบมากทสด และ 9 = ชอบมากทสด) โดยทดสอบปจจยคณภาพในเรองลกษณะเนอสมผสในดานลกษณะปรากฏ ส รสชาต กลน และความชอบโดยรวมเปรยบเทยบกบสตรควบคม (สตรไมมการเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลในน�าเชอมโรยเสนของฝอยทองสด) โดยการประชมรวมกบผประกอบการขนมไทย เพอคดเลอกสตร

ตารางท 2 ปรมาณการใชสารใหความหวานทใชน�าตาลแอลกอฮอล น�าตาลทราย ซคราโลส ในน�าเชอมโรยเสนส�าหรบผลตฝอยทองสด

ระดบการแทนท (%)

สวนผสมปรมาณทใช (g)

sorbitol maltitol isomalt mannitol

25%

น�าตาลทราย 262.50 262.50 262.50 262.50

น�าตาลแอลกอฮอล 87.50 87.50 87.50 87.50

ซคราโลส 0.0583 0.0292 0.0875 0.0729

น�า 350.00 350.00 350.00 350.00

50%

น�าตาลทราย 175.00 175.00 175.00 175.00

น�าตาลแอลกอฮอล 175.00 175.00 175.00 175.00

ซคราโลส 0.1167 0.0583 0.1750 0.1458

น�า 350.00 350.00 350.00 350.00

75%

น�าตาลทราย 87.50 87.50 87.50 87.50

น�าตาลแอลกอฮอล 262.50 262.50 262.50 262.50

ซคราโลส 0.1750 0.0875 0.2625 0.2188

น�า 350.00 350.00 350.00 350.00

100%

น�าตาลทราย 0.00 0.00 0.00 0.00

น�าตาลแอลกอฮอล 350.00 350.00 350.00 350.00

ซคราโลส 0.2333 0.1167 0.3500 0.2917

น�า 350.00 350.00 350.00 350.00


2.3 การวางแผนการทดลองและวเคราะหผลทางสถต การวเคราะหผลการทดลองดวยวธการวเคราะหความแปรปรวน (Analysis of Variance, ANOVA) และเปรยบเทยบคาเฉลยดวยวธ Duncan New’s Multiple Range Test ทระดบความเชอมนรอยละ 95 2.4 ศกษาผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอการเจรญของจลนทรยของผลตภณฑฝอยทองสด การศกษาผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล ตอการเจรญของจลนทรยของผลตภณฑฝอยทองสด โดยการคดเลอกสตรทเหมาะสม จากขอ 2.2 โดยจะท�าการพจารณาจากสมบตทางดานกายภาพ ดานเคม และดานคณภาพทางประสาทสมผส เพอประเมนความชอบของผบรโภคโดยการประชมรวมกบผประกอบการขนมไทย เพอใชในการศกษาผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล เพอยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสดเปรยบเทยบกบสตรควบคมทไมมการใชสารใหความหวาน รวมกบการวเคราะหทดสอบทางดานจลนทรย ทกๆ 4 วน เปนเวลาไมนอยกวา 1 สปดาห อางองตามมาตรฐานผลตภณฑชมชน เรองขนมไทย (มผช.1/2552) [2]

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 การเตรยมวตถดบ และการตรวจสอบคณภาพผลตภณฑเบองตน ผลการตรวจสอบคณภาพผลตภณฑฝอยทองสดเบองตน พบวา ผลตภณฑฝอยทองสดผานตามเกณฑทมาตรฐานผลตภณฑชมชน เรองขนมไทย (มผช. 1/2552) [2] ก�าหนด ดงตารางท 3

ตารางท 3 แสดงผลการทดสอบทางดานจลนทรย และวตถเจอปนอาหารของผลตภณฑฝอยทองสด

รายการทดสอบ คามาตรฐาน

ปรมาณเชอจลนทรยของผลตภณฑ ฝอยทองสดสตรควบคม

เชอจลนทรย

Total viable plate count (CFU/g)

≤1x106 15

Escherichia coli (MPN/g)

<3 <3.0

Salmonella spp. (MPN/g)

ไมพบ ไมพบ

Staphylococcus aureus (CFU/g)

≤ 100 <10

Bacillus cereus (CFU/g)

≤ 100 <10

Yeast (CFU/g) ≤ 1x104 <10

Mold (CFU/g) ≤ 500 <10

วตถเจอปนอาหาร

Benzoic Acid (mg/kg)

500 ไมพบ

Sorbic Acid (mg/kg) 1000 ไมพบ

สสงเคราะห (mg/kg)

ใชไดตามชนดและปรมาณท

กฎหมายก�าหนด

ไมพบ

3.2 ผลของชนดและปรมาณสารใหความหวานทดแทนน�าตาล ตอคณภาพของผลตภณฑฝอยทองสด 3.2.1 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอลกษณะทางกายภาพของฝอยทองสด

ลกษณะปรากฏของผลตภณฑฝอยทองสดทง 17 สตร ไดฝอยทองสดทมลกษณะปรากฏ ดงรปท 2 (ก-ง) ผลการทดสอบพบวาเมอทดแทนน�าตาลดวยซอรบทอล ในระดบท 25% และ 50% เสนฝอยทองมลกษณะกลมสวย และสเสนใกลเคยงกบสตรควบคม (สตรควบคม คอ มระดบการทดแทนน�าตาล 0% หรอ ไมมการใชสารใหความหวาน) ส�าหรบการใชซอรบทอลทดแทดน�าตาลในระดบ 75% และ 100% เสนฝอยทองมลกษณะคอนขางแบน เสนตดกน และเกาะกนเปนกลม เนอสมผสของเสนฝอยทองนมขน สวนสของเสนฝอยทองใกลเคยงกบสตรควบคม ดงรปท 2(ก) ทงน เกดจากการเปลยนสภาพของโปรตนขณะไดรบความรอน (ขณะโรยไขแดงในน�าเชอม) โปรตนจะจบกนดวยพนธะไฮโดรเจน พนธะไฮโดรโฟบก และพนธะไดซลไฟล ระหวางโมเลกลของโปรตน [3] ซงจดเดอดของน�าเชอมสงผลตอการเปลยนแปลงสภาพของโปรตน ไขแดงเกดการแขงตวทอณหภม 65oC ถาใชอณหภมสงจะท�าใหโปรตนในไขแดงแขงตวไดด [4] แตน�าตาลแอลกอฮอลท�าใหอณหภมจดเดอดของน�าเชอมปรบสงขน การเปลยนสภาพของโปรตนชาลง [5] จงท�าใหโปรตนในไขแดงสกชา เหนไดจากขณะโรยเสนฝอยทองในน�าเชอมทมการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล พบวา เมอโรยเสนฝอยทองอยางตอเนองท�าใหไดเสนฝอยทองทแบนและจบกนเปนกอน เนองจากฝอยทองเสนแรกยงไมสกด จากรปท 2 (ข) เมอทดแทนน�าตาลทรายดวยมอลททอล ในระดบท 25% ไดเสนฝอยทองมลกษณะกลม เสนสวย และสเสนใกลเคยงกบสตรควบคม แตการทดแทนน�าตาลทรายดวยมอลททอล ในระดบท 50% 75% และ 100% ไดเสนฝอยทองทคอนขางแบนและจบกนเปนกอน จากรปท 2 (ค) เมอทดแทนน�าตาล


ทรายดวยไอโซมอลท ในระดบท 75% และ 100% เสนฝอยทองมลกษณะเสนจบกนเปนกอน และแขงกระดาง มผลกน�าตาลเกดขนจากการตกผลกของไอโซมอลท จากรปท 2 (ง) การทดแทนน�าตาลทรายดวยแมนนทอล ในระดบท 50% 75% และ 100% เสนฝอยทองมลกษณะเสนจบกนเปนกอน และแขง

กระดาง ขาดงาย เกดการตกผลกของแมนนทอล เนองจากความสามารถในการละลายน�าของไอโซมอลท และแมนนทอลนอยมากเมอเทยบกบน�าตาลแอลกอฮอลชนดอน [6] จงเปนสาเหตใหตกผลกไดงาย ยงในระดบความความเขมขนทเพมขนการตกผลกของแมนนทอลยงเพมมากขน

รอยละ 0 (Control) รอยละ 25 รอยละ 50 รอยละ 75 รอยละ 100


รปท 2 (ก ) ลกษณะปรากฏของฝอยทองทซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายในระดบตางกน

รปท 2 (ข ) ลกษณะปรากฏของฝอยทองทมอลททอลทดแทนน�าตาลทรายในระดบตางกน


รปท 2 (ค) ลกษณะปรากฏของฝอยทองทไอโซมอลททดแทนน�าตาลทรายในระดบตางกน


รปท 2 (ง) ลกษณะปรากฏของฝอยทองทแมนนทอลทดแทนน�าตาลทรายในระดบตางกนรปท 2 ลกษณะปรากฏของฝอยทองสดทใชชนดและปรมาณสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายตางชนดในปรมาณตางๆ


3.2.2 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอปรมาณความชน (Moisture content) ของฝอยทองสด จากผลการทดลอง การใชสารใหความหวานมผลตอปรมาณความชนในผลตภณฑฝอยทองสด พบวาเมอทดแทนระดบน�าตาลทรายในปรมาณเพมขน ฝอยทองสดมปรมาณความชนลดลงแตมปรมาณความชนมากกวาสตรควบคมอยางมนยส�าคญ และเมอเปรยบเทยบการใชสารใหความหวานตางชนดกนทดแทนน�าตาลทรายในระดบเดยวกน พบวา การใชสารใหความหวานตางชนดกน ปรมาณความชนไมแตกตางกนอยางมนยส�าคญ เนองจากตวผลตภณฑฝองทองสดมปรมาณน�าในตวผลตภณฑมาก การเตมสารใหความหวานปรมาณนอยจงไมมผลแตอยางไร แตพบวา การใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายปรมาณความชนของฝอยทองสดนอยกวาการใชสารใหความหวานชนดอน ดงตารางท 4

ตารางท 4 ปรมาณความชน (Moisture content) ของฝอยทองสดทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกน

สารใหความหวาน

ระดบการทดแทนน�าตาลทราย

0% 25% 50% 75% 100%

Sorbitol 19.89±0.83 a C 24.65±0.90 b A 24.26±0.23 b A 21.61±0.09 b B 21.39±0.75 b B

Maltitol 19.98±0.86 a C 27.09±0.34 a A 24.93±1.10 b B 24.53±0.77 a B 25.36±0.07 a B

Isomalt 19.91±0.79 a C 26.52±0.43 a A 24.54±0.53 b B 24.15±0.27 a B *

Mannitol 19.87±0.75 a B 26.70±1.03 a A 27.03±1.42 a A * *

หมายเหต ตวอกษรเลกก�ากบคาเฉลยตามแนวตง หรอตวอกษรพมพใหญก�ากบคาเฉลยตามแนวนอนทแตกตางกน แสดงถงความแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถต (P<0.05) * ไมเปนเสนฝอยทอง 3.2.3 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายตอคา Water activity (a

w) ของฝอยทองสด

จากผลการทดลอง การใชสารใหความหวานมผลตอคา aw ในผลตภณฑฝอยทองสด พบวา เมอทดแทนระดบ

น�าตาลทรายในปรมาณทเพมขน คา aw ของฝอยทองสดมแนวโนมลดลง และเมอเปรยบเทยบการใชสารใหความหวานตางชนด

กน ทดแทนน�าตาลทรายในระดบเดยวกน พบวา การใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทราย คา aw ของฝอยทองสดนอยกวาการใช

สารใหความหวานชนดอน ดงตารางท 5 เนองจากซอรบทอลเปนสารฮวเมกเตนท (Humectant) เมอถกเตมในอาหารเปนสาเหตใหความดนไอของสารละลายในอาหารลดลงท�าใหอาหารมคา a

w ลดลง หรอเปนการลดปรมาณน�าในอาหารลง [7]

ตารางท 5 คา Water activity (aw) ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกน



0% 25% 50% 75% 100%

Sorbitol 0.727±0.003 a BC 0.734±0.002 a A 0.731±0.005 b AB 0.722±0.004 b C 0.716±0.002 b D

Maltitol 0.728±0.006 a B 0.739±0.005 a A 0.732±0.003 b B 0.731±0.002 a B 0.729±0.005 a B

Isomalt 0.727±0.004 a C 0.738±0.002 a A 0.734±0.004 b AB 0.730±0.001 a BC *

Mannitol 0.727±0.002 a B 0.738±0.004 a A 0.740±0.002 a A * *

หมายเหต ตวอกษรเลกก�ากบคาเฉลยตามแนวตง หรอตวอกษรพมพใหญก�ากบคาเฉลยตามแนวนอนทแตกตางกน แสดงถงความแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถต (P<0.05) * ไมเปนเสนฝอยทอง

3.2.4 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอคาส (Color) ของฝอยทองสดจากการทดลอง จากตารางท 6 คา L* แสดงถงความขาว หรอ ความสวางของฝอยทองสด ถาคา L* มาก แสดงวาฝอยทองสดมความสวางมาก แตถาคา L* นอย แสดงวาฝอยทองสดมความสวางนอย จากผลการทดลอง พบวา การใชสารใหความหวานทดแทนปรมาณน�าตาลทรายในขนมฝอยทองสดไมมผลตอคา L* มากนก แตเมอใชสารใหความหวานทดแทนปรมาณน�าตาลทรายในปรมาณมากขน คา L* มแนวโนมเพมขน และเมอเปรยบเทยบการใชสารใหความหวานตางชนดกน คา L* ไมแตกตางกนอยางมนยส�าคญ เนองจาก


การท�าฝอยทองใชความรอนระยะสน จงไมเกดปฏกรยาเมลลารด (Maillard reaction) มากพอทสงผลตอคา L* ของฝอยทอง ยกเวนเมอทดแทนน�าตาลทรายดวยแมนนทอลทระดบ 25% และ 50% เนองจากเกดการตกผลกน�าตาลของแมนนทอล เปนผลใหผวฝอยทองขรขระเกดการกระจายแสง การสะทอนของแสงมมากขน สจงจางลง [8]

ตารางท 6 คา L* ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกน



0% 25% 50% 75% 100%

sorbitol 52.43±0.38 a B 52.52±0.36 b B 52.75±0.12 b B 52.49±0.23 b B 53.47±0.09 b A

maltitol 52.67±0.69 a B 53.33±0.33 b B 53.23±0.23 b B 54.72±0.08 a A 54.17±0.02 a A

isomalt 52.30±0.75 a B 52.66±0.71 b B 52.67±0.39 b B 54.80±0.49 a A *

mannitol 52.61±0.41 a B 55.09±0.08 a A 55.33±0.15 a A * *


จากตารางท 7 คา a* แสดงถงสแดง-เขยว ถามคา a* มากแสดงวาฝอยทองสดมแนวโนมเปนสแดง ถามคา a* นอยแสดงวาฝอยทองสดมแนวโนมเปนสเขยว พบวา การใชสารใหความหวานท�าใหฝอยทองมคา a* เพมขน แสดงวาฝอยทองมแนวโนมสแดงมากขน เมอเปรยบเทยบการใชสารใหความหวานตางชนดกนทดแทนน�าตาลในระดบเดยวกน พบวา คา a* ไมแตกตางกนอยางมนยส�าคญ ส�าหรบการใชซอรบทอลมแนวโนมท�าใหคา a* นอยกวาการใชสารใหความหวานชนดอนในทกระดบการทดแทนดวยน�าตาลทราย

ตารางท 7 คา a* ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกน



0% 25% 50% 75% 100%

Sorbitol 18.71±0.09 a A 16.32±0.02 b D 16.56±0.12 c C 16.58±0.06 b C 16.79±0.12 b B

Maltitol 18.78±0.06 a A 16.65±0.02 a D 17.20±0.05 a C 17.14±0.02 a C 17.87±0.06 a B

Isomalt 18.74±0.02 a A 16.61±0.03 a D 16.97±0.01 b C 17.14±0.04 a B *

Mannitol 18.76±0.05 a A 16.21±0.06 c C 16.47±0.05 d B * *


จากตารางท 8 คา b* แสดงถงสเหลอง-น�าเงน ถามคา b* มากฝอยทองสดมแนวโนมเปนสเหลองแตถามคา b* นอยแสดงวาฝอยทองสดมแนวโนมเปนสน�าเงน พบวา การใชสารใหความหวานท�าใหฝอยทองสดมคา b* ลดลง หรอฝอยทองสดมแนวโนมสเหลองนอยลง เมอเปรยบเทยบการใชสารใหความหวานตางชนดกนทดแทนน�าตาลในระดบเดยวกน พบวาการใชซอรบทอล ท�าใหฝอยทองสดมคา b* มากสด ทงน เนองจากไขแดงของไขไกประกอบดวยรงควตถทมสของกลมแคโรทนอยด ใหสเหลองในไขแดง จะเปลยนสเมอโดนความรอนเปนสเขยวด�า [6] ซงสารใหความหวานแตละชนดมอณหภมของจดเดอดของน�าเชอมตางกนท�าใหสงผลตอสของเสนฝอยทองทตางกน


ตารางท 8 คา b* ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกน



0% 25% 50% 75% 100%

sorbitol 51.98±0.24 a A 49.77±0.08 d B 49.46±0.38 c B 48.81±0.25 c C 48.43±0.24 b C

maltitol 51.91±0.08 a A 51.61±0.07 a AB 51.23±0.23 a B 51.57±0.15 a AB 50.32±0.24 a C

isomalt 51.89±0.32 a A 51.07±0.08 b B 50.79±0.12 b AB 50.49±0.40 b B *

mannitol 51.92±0.18 a A 50.15±0.14 c B 49.62±0.12 c C * *


3.2.5 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอลกษณะเนอสมผส (Texture) ของฝอยทองสด จากผลการทดลอง การใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอคา Tensile strength (การทนตอแรงดง) แสดงถงความแขงแรงของเสนฝอยทองสด ถาม คา Tensile strength มากแสดงวามความแขงแรงมาก การใชสารใหความหวานท�าใหฝอยทองสดมคา Tensile strength มากกวาสตรควบคมอยางมนยส�าคญ และเมอทดแทนในปรมาณทเพมขนท�าใหคา Tensile strength เพมมากขนแสดงวาเสนฝอยทองสดมความแขงมากขน เมอเปรยบเทยบการใชสารใหความหวานตางชนดกนทดแทนน�าตาลทรายในระดบเดยวกน ไมมความแตกตางอยางมนยส�าคญในทกระดบการทดแทนดวยน�าตาลทราย ยกเวนการใช ซอรบทอลทดแทนทระดบ 100% และพบวาการใชซอรบทอลมแนวโนมท�าใหมคา Tensile strength มากกวาการใชสารใหความหวานชนดอน แสดงวาเสนฝอยทองมความแขงมากขน เนองจากน�าตาลแอลกอฮอลทมโมเลกลเลก (ซอรบทอล) สามารถแทรกตวระหวางพอลเมอรของโปรตน เกดพนธะไฮโดรเจนเปนพนธะทมความแขงแรงท�าใหเจลของโปรตนมความแขงแรง เสนฝอยทองจงมคา Tensile strength สง ถงแมวาน�าตาลซโครส มอลททอล และไอโซมอลทมขนาดโมเลกลใกลเคยงกน แตมอลททอล และไอโซมอลทถกรดวสหมแอลดไฮดไปเปนหมไฮดรอกซลทสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางสายพอลเมอรของโปรตนไดดกวา จงท�าใหมคา Tensile strength มากกวาสตรควบคม ดงรปท 3

รปท 3 คา Tensile strength (N) ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกนหมายเหต * ไมเปนเสนฝอยทอง


จากผลการทดลอง การใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอคา Toughness (ความเหนยว) แสดงถงความเหนยวของเสนฝอยทองสด ถามคา Toughness มากแสดงวาเสนฝอยทองมความเหนยวมาก การใชสารใหความหวานท�าใหฝอยทองมคา Toughness มากขน และเมอทดแทนในปรมาณเพมขนท�าใหมคา Toughness เพมขนดวย ยกเวนการใชมอลททอลทดแทนทระดบ 100% สวนการใชไอโซมอลททระดบ 75% และ ใชแมนนทอลทระดบ 50% คา Toughness ลดลงสอดคลองกบคา Extensibility ดงรปท 4

รปท 4 คา Toughness (N.mm) ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกนหมายเหต * ไมเปนเสนฝอยทอง

จากผลการทดลอง การใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอคา Extensibility (การยดตว) แสดงถงความยดหยนของเสนฝอยทองสด ถามคา Extensibility มากแสดงวาเสนฝอยทองมความยดหยนมาก การใชสารใหความหวานท�าใหฝอยทองสดมคา Extensibility เพมขน และเมอทดแทนในปรมาณทเพมขนท�าใหมคา Extensibility เพมขนดวย ยกเวนการใช ไอโซมอลททระดบ 100% และใชแมนนทอลทระดบ 50% คา Extensibility ลดลงเนองจากการตกผลกของไอโซมอลท และ แมนนทอล ท�าใหเจลของโปรตนไขแดงเกดการฉกขาด สงผลใหเสนขนมมความแขงแตเปราะ ขาดงาย ดงรปท 5

รปท 5 คา Extensibility (mm) ของฝอยทองทเตมสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายแตกตางกนหมายเหต * ไมเปนเสนฝอยทอง


3.2.6 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอความชอบดานประสาทสมผสของฝอยทอง จากผลการทดสอบ พบวาผประกอบการขนมไทยเลอกการใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายในระดบท 100% ในการผลตผลตภณฑฝอยทองสด เนองจากผลตภณฑใกลเคยงสตรควบคมทงดานลกษณะของเสน ส และเนอสมผสของฝอยทองสดใกลเคยงกบสตรพนฐาน 3.3 ผลของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอการเจรญของจลนทรยของผลตภณฑฝอยทองสด จากผลการทดลองของการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลตอการเจรญของจลนทรยของผลตภณฑฝอยทองสดพบวา ฝอยทองสดสตรควบคม (ไมมการใชสารใหความหวาน) มปรมาณเชอจลนทรยทงหมดเทากบ 15 CFU/g มปรมาณเชอ Escherichia coli , Salmonella spp. , Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, ย สตและรา อยในเกณฑมาตรฐานก�าหนด แตมแนวโนมปรมาณจลนทรยทเพมขนตลอดระยะเวลาการเกบรกษาของผลตภณฑฝอยทองสด โดยมอายการเกบรกษาไดนาน 4 วน ดงตารางท 9 และเมอเปรยบเทยบฝอยทองสดทมการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาล พบวา การใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายทระดบรอยละ 100 สามารถยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสดทอณหภมหองไดนานมากกวา 1 สปดาห ดงตารางท 9 โดยอางองจากผลการวเคราะหทดสอบดานจลนทรยตามมาตรฐานผลตภณฑชมชน เรองขนมไทย (มผช. 1/2552) [2] เนองจากซอรบทอลชวยลดปรมาณ a

w ดงตารางท 5 สงผลใหปรมาณน�าในผลตภณฑฝอยทองสดลดลง เปนสาเหตท�าให

อตราการเจรญเตบโตชองจลนทรยลดลงผลตภณฑฝอยทองสดจงสามารถเกบไดนานขน

ตารางท 9 แสดงผลการทดสอบจลนทรย ตามระยะเวลาของการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสดสตรควบคม (ทไมมการเตมสารทดแทนน�าตาล) และใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลในระดบรอยละ 100

รายการทดสอบ

ปรมาณจลนทรยของผลตภณฑฝอยทองสด

Control 100% Sorbitol

0 วน 4 วน 8 วน 12 วน 0 วน 4วน 8 วน 12 วน

Total viable plate count (CFU/g)

15 4.4x103 * * 4.0x10est 3.4x103 4.9x103 *

Escherichia coli (MPN/g) < 3.0 < 3.0 * * < 3.0 < 3.0 < 3.0 < 3.0

Salmonella spp. (MPN/g) ไมพบ ไมพบ * * ไมพบ ไมพบ ไมพบ ไมพบ

Staphylococcus aureus (CFU/g)

<10 <10 * * <10 <10 <10 <10

Bacillus cereus (CFU/g) <10 <10 * * <10 <10 <10 5.0

Yeast (CFU/g) <10 <10 * * 2.0x10est. 2.1x102est. 5.8x102est. 1.3x103est.

Mold (CFU/g) <10 <10 * * <10 <10 4.6x102 *

หมายเหต * คอ ปรมาณจลนทรยเกนมาตรฐานก�าหนด


4. สรป (Conclusion) การใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทรายทแตกตางกน 4 ชนด คอ ซอรบทอล มอลททอล ไอโซมอลทและแมนนทอล แตละชนดทดแทนน�าตาลทรายทระดบรอยละ 25, 50, 75 และ 100 ตามล�าดบ พบวาการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลในปรมาณทเพมขนมแนวโนมท�าใหผลตภณฑฝอยทองสดมปรมาณความชนและคาวอเตอรแอคทวตลดลงมคาความสวาง( L*) ไมแตกตางจากสตรควบคม คาสแดง (a*) มคาเพมขนคาสเหลอง (b*) มคาลดลงและยงท�าใหฝอยทองสดมลกษณะเนอสมผสมความแขงแรง (Tensile strength) ความยดตว (Extensibility) และความเหนยว (Toughness) เพมขนนอกจากน พบวาผบรโภคชอบผลตภณฑฝอยทองสดทมการใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายทระดบรอยละ 100 จงน�ามาศกษาผลของการยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสด พบวา การใชซอรบทอลทดแทนน�าตาลทรายทรอยละ 100 สามารถยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสดทอณหภมหองไดนานขนจากเดม 4 วน เปนมากกวา 1 สปดาห โดยอางองจากผลการวเคราะหทดสอบดานจลนทรยตามมาตรฐานผลตภณฑชมชน เรองขนมไทย (มผช. 1/2552) [2] การพฒนาการผลตฝอยทองสด โดยการใชสารใหความหวานทดแทนน�าตาลทราย ชวยลดคาความชนและคาวอเตอรแอคทวตของฝอยทองสด ท�าใหชะลอการเจรญของจลนทรย สามารถยดอายการเกบรกษาผลตภณฑฝอยทองสดไดนานขน โดยคณภาพของผลตภณฑเปนทยอมรบของผบรโภค และเปนการเพมชองทางในการขยายตลาดผลตภณฑขนมไทยใหกวางขน

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) คณะผวจยขอขอบคณกรมวทยาศาสตรบรการทใหทนสนบสนนงานวจย ขอบคณกลมงานคณภาพทางประสาทสมผสในอาหาร ใหความอนเคราะหเครองมอในการวเคราะหทดสอบดานเนอสมผส และคาส และขอบคณกลมผประกอบการขนมไทย นงลกษณทใหความอนเคราะหตวอยางส�าหรบงานวจยในครงน

6. เอกสารอางอง (References) [1] นดดา หงษววฒน. เสนทางขนมไทย. กรงเทพฯ : พมพด, 2553. หนา 110-111. [2] ส�านกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม. มผช. 1/2552. มาตรฐานผลตภณฑชมชน ขนมไทย. หนา 1-4. [3] MORR, C. V. and E. Y. W. HA. Whey-protein concentrates and isolates-Processing and functional-properties. CRC Critical Review in Food Science and Nutrition. 1993, 33(6): 431-476. [4] LOWE, B. Experimental cookery. 4th ed. New York : John Wiley and Sons, 1955, 573 p. [5] LEE, J. C. and S. N. TIMASHEFF. The stabilization of proteins by sucrose. Journal of Biological Chemistry. 1981, 256(14): 7193-7201. [6] STADELMAN, W. J. and O. J. COTTERILL. Egg Science and Technology. 4th ed. New York : Food Produce Press, 1990, 591 p. [7] GHOSH, SANDSUDHA, M. L. A review on polyols: new frontier for health-based bakery products. International. Journal of Food Science and Nutrition. 2012, 63, 1-8. [8] KINSELLA, J. E. Functional properties of food protein: thermal modification involving denaturation and gelation, In: Research in Food and Nutrition Volume 5. Kinsella, J. E. (editor). Dublin : Book Press, 1983, pp. 226-246.


การสงเคราะหสผงเซรามกสน�าเงนสะทอนรงสอนฟราเรดใกล Co

1-xMg

xAl

2O

4The synthesis of near-infrared reflective blue ceramic

pigment of Co1-x

MgxAl

2O

4

บทคดยอ บทความนน�าเสนอผลการสงเคราะหสผงเซรามกสน�าเงนดวยปฏกรยาของเซรามกจากความรอน (solid state reaction) จากโคบอลตอลมเนต (Cobalt aluminate) ทเจอดวยแมกนเซยมออกไซด (Magnesium oxide) เพอเกดเปนสารประกอบอนนทรยเชงซอน (Complex inorganic compound pigment, CICP) Co

1-xMg

xAl

2O

4 ทใหสน�าเงนและมความสามารถในการ

สะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล (Near infrared) ผงสทสงเคราะหไดสามารถใชประกอบเปนผลตภณฑสทาอาคารเพอสะทอนรงสอาทตย และลดปรมาณความรอนทสะสมบนแผนหลงคา สงผลตอการประหยดพลงงานของระบบปรบอากาศ และชวยเพมสภาพสบายเชงอณหภาพ (Thermal comfort) ภายในอาคาร การสงเคราะหผงสท�าโดยการบดผสม CoO MgO และ Al

2O

3 ทสดสวนตาง ๆ เพอเกดปฏกรยาเปนสารประกอบอนนทรย Co

1-xMg

xAl

2O

4 โดยมการแปรคา x ระหวาง 0 ถง 1 และถก

เผาทอณหภม 1,200 1,300 และ 1,400 องศาเซลเซยส แลวน�ามาลาง อบ และบดจนไดเปนผงสเซรามกสน�าเงน สของผงส ซงค�านวณจากระบบ CIE L* a* b* ไมเปลยนแปลงมากนกเมออณหภมเผาเปลยนแปลง แตแปรเปลยนมากตามคา x หรอ ตามปรมาณ MgO ทเจอ และพบวา สจะเปลยนจากสน�าเงนเขมเปนสฟา เมอ x มคาเพมขน และจะเปนสขาวเมอ x มคาเทากบ 1 เมอท�าการวเคราะหคาการสะทอนรงสอาทตย พบวาผงสเซรามกสน�าเงนทมสตรสารประกอบ Co

1-xMg

xAl

2O

4 มความสามารถ

ในการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกลไดด โดยคาการสะทอนมคาเพมขนเมอ x มคาเพมขน ซงจากชดตวอยางทงหมดพบวา Co

0.2Mg

0.8Al

2O

4 เมอเผาทอณหภม 1,300 oC จะไดผงสน�าเงนทมคาการสะทอนรงสอนฟราเรดใกลสงสด เทากบ 66.8%

พฒนะ รกความสข1*, สทธสนทร สโพธณะ2, ลดา พนธสขมธนา3, ธรศกด ตงกตตมศกด1

Pattana Rakkwamsuk1*, Sitthisuntorn Supothina2, Lada Pansukhumthana3, Teerasak Tangkittimasak1

7

ค�าส�าคญ: ผงสสน�าเงน ผงสสะทอนรงสอาทตย ผงสสะทอนรงสอนฟราเรดใกล สารประกอบอนนทรยเชงซอน

1คณะพลงงานสงแวดลอมและวสด มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร2ศนยเทคโนโลยโลหะและวสดแหงชาต3กรมวทยาศาสตรบรการ*E-mail address: [email protected]*Corresponding author. E-mail address: [email protected]


Keywords: Blue pigment, Solar reflective pigment, Near-infrared reflective pigment, Complex inorganic compound pigment (CICP)

Abstract This paper presents the research and development of blue ceramic pigment synthesized by solid-state reaction of cobalt aluminate doped with magnesium oxide that formed complex inorganic compound pigment (CICP) of Co

1-xMg

xAl

2O

4. The pigment offered shades of blue and high reflectivity in the near-infrared (NIR) region. The pigment

can be used as a vehicle for a high solar reflective coating that reduces heat stored in building structures, promotes energy conservation in an air-conditioning system, and enhance human thermal comfort in the building. The synthesis was performed by ball-milling raw materials composed of CoO, MgO and Al

2O

3 at various compositions to reactively

form Co1-x

MgxAl

2O

4 in the calcination process at 1,200, 1,300 and 1,400 ºC, where x was varied between 0 and 1.

The calcined compound was then washed, oven-dried and ground, that yielded powdered pigment with the shade of blue. The color of pigment, measured and computed in compliance with CIE L* a* b*, did not alter as the calcining temperature changed but varied significantly with x. As x increased, the color changed from deep blue to light blue and became white as x was equal to 1.0. The blue pigment possessed high solar reflectance in the NIR region. Its reflectance increased with x. It was found that the pigment synthesized with x = 0.8, Co

0.2Mg

0.8Al

2O

4, and calcined

at 1,300 ºC offered the highest NIR reflectance at 66.8%


1. บทน�า (Introduction) ในภมประเทศทมความเขมรงสอาทตยสง เชนประเทศทอยใกลเสนศนยสตร อาคารและทพกอาศยตาง ๆ จะสนเปลองพลงงานไปกบการปรบอากาศซงอาจมสดสวนสงถงรอยละ 50 -60 ของพลงงานทใชทงหมดในอาคาร [1] แนวทางการลดการใชพลงงานอาจท�าไดหลายวธ แตการใชวสดเปลอกอาคารทมความสามารถในการสะทอนรงสอาทตย ไดรบการพสจนวาเปนวธทมประสทธผลสง เพราะลดการสะสมความรอนภายในโครงสรางอาคาร สงผลโดยตรงตอการลดการใชพลงงานกบการปรบอากาศ [2-4] เปนประโยชนโดยตรงตอการอนรกษพลงงาน และลดปญหาการปลดปลอยกาซเรอนกระจกทเปนสาเหตส�าคญของปญหาภมอากาศของโลกเปลยนแปลง จากงานวจยทผานมา พบวา เปลอกอาคารทเคลอบดวยสทมคาการสะทอนรงสอาทตย (Solar reflectance) ไดถง 94% สามารถลดการใชพลงงานลงไดไมนอยกวา 20% [5] สดงกลาวสวนใหญเปนสในกลมโทนสออน ซงอาจจะไมตอบสนองความพงพอใจของเจาของอาคาร อยางไรกตาม การใชสโทนเขมทวไปจะมคาการสะทอนรงสอาทตยนอยกวาหรอมการดดกลนรงสอาทตยในปรมาณมากกวา [6] ดงนนโจทยส�าคญของสสะทอนรงสอาทตยจงไดแก การทสยงคงใหสสนในโทนสตาง ๆ ได แตยงคงมความสามารถในการสะทอนรงสอาทตยในยานรงสอนฟราเรดใกล (Near infrared) ไดด บทความนน�าเสนอผลงานวจยและพฒนาผงสสน�าเงนทสามารถสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล (NIR) ไดด ในอดตผงสเซรามกสน�าเงนมการผลตและใชกนมาตงแตสมยยคโบราณโดยทวไปคอ Egyptian blue โดยม ซลกา แคลเซยมออกไซด และคอปเปอรออกไซด เปนองคประกอบหลก ตอมาไดมการคดคนผลตผงสเซรามกสน�าเงนจากออกไซดตาง ๆ เพมมากขน โดยใชสตรสารประกอบตาง ๆ [7-11] นอกจากนยงมการพฒนาจนถงสามารถผลตเชงพาณชยไดเชน บรษท Ferro Corporation ไดมการพฒนาและผลตผงสสน�าเงน Pigment Blue 28 และ Pigment Blue 29 ทใชโคบอลออกไซด และอลมเนยมออกไซด นอกจากน ยงมการใชโคบอลออกไซด และโครเมยมออกไซด ส�าหรบ Pigment Blue 36 [12] ซงผงสเซรามกสน�าเงนแตละชนด ทผลตไดกมคาการสะทอนรงสอาทตยทแตกตางกนออกไป ส�าหรบงานวจยนจะเปนการสงเคราะหสผงเซรามกสน�าเงนดวยปฏกรยาของเซรามกจากความรอน (Solid state reaction) ทอาศยสารประกอบหลกตาม Pigment Blue 28 และ Pigment Blue 29 แตจะมการเจอดวยแมกนเซยมออกไซด (Magnesium oxide) เพอเกดเปนสารประกอบอนนทรยเชงซอน (Complex inorganic compound pigment, CICP) Co

1-xMg

xAl

2O

4 ทให

สน�าเงน และมความสามารถในการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 ขนตอนการเตรยมผงสสน�าเงน การสงเคราะหผงสสน�าเงนในงานวจยน ท�าโดยการบดผสม cobalt(||,|||) oxide (100%, Sigma-Aldrich)และ aluminum oxide (99.5%, Sigma-Aldrich) เพอเปนวตถดบฐาน (Based raw material) และมการลดปรมาณ cobalt(||,|||) oxide ดวยการแทนทดวย magnesium oxide (98%, Fluka) ในปรมาณตาง ๆ กน เพอท�าเกดสารประกอบ Co

1-xMg

xAl

2O

4 ตามแผนการเตรยมตวอยางแสดงดงตารางท 1 แลวจงน�าสารประกอบแตละสตรผสมท�าการเผาทอณหภม 1200 1300 และ 1400 องศาเซลเซยส ดวยเตาเผา (Modu Temp ร น SC96BV-N) เปนเวลา 3 ชวโมง ใชอตราเพมอณหภมเตาเผาท 4 oC/นาท จากนนน�าไปบดละเอยด ดวยเครอง Planetary Ball Mill (Retsch รน PM200) ดวยความเรว 300 รอบตอนาท เปนเวลา 10 นาท จากนนน�าผงสไปลางดวยน�า และอบแหงดวยอณหภม 100 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง ซงเมอเสรจสนกระบวน จะไดตวอยาง 24 ตวอยาง แบงเปน กลมท 1 ตวอยาง M1-M8 เผาท 1200 oC กลมท 2 ตวอยาง M9-M16 เผาท 1300 oC และกลมท 3 ตวอยาง M17-M24 เผาท 1400 oC ซงจะถกน�าไปวเคราะหสมบตตาง ๆ ตอไป

ตารางท 1 อตราสวนสวนผสมสตรสารประกอบ Co1-x

MgxAl

2O

4

x สตรสารประกอบ

ชอตวอยาง

อณหภมเผา(oC)

1200 1300 1400

0 CoAl2O

4M1 M9 M17

0.2 Co0.8

Mg0.2

Al2O

4M2 M10 M18

0.4 Co0.6

Mg0.4

Al2O

4M3 M11 M19

0.6 Co0.4

Mg0.6

Al2O

4M4 M12 M20

0.8 Co0.2

Mg0.8

Al2O

4M5 M13 M21

0.9 Co0.1

Mg0.9

Al2O

4M6 M14 M22

0.95 Co0.05

Mg0.95

Al2O

4M7 M15 M23

1.0 MgAl2O

4M8 M16 M24


2.2 การวดและค�านวณคาการสะทอนรงสอาทตยของผงสสน�าเงนและคาพกดส การวเคราะหการสะทอนรงสอาทตยของผงสทสงเคราะหได ท�าดวยการวดคาการสะทอนรงสอาทตย ดวยเครอง UV–VIS–NIR spectrophotometer (Shimadzu, 3100) และน�าคาการสะทอนรงสอาทตยทความยาวคลน 780 ถง 2500 นาโนเมตร มาค�านวณคาการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล ตามมาตรฐาน ASTM E903 และท�าการวเคราะหคาพกดส ดวยโปรแกรมวเคราะหสทอางองระบบพกด CIE L* a* b* 2.3 การศกษาลกษณะโครงสรางผลก วเคราะหโครงสรางผลกท�าดวยเครอง X-ray diffractometer (XRD) ดวยรงส Cu Kα, 40 kV, 20 mA ในชวงมม 2Ө ระหวาง 20–80 องศา จากนนน�าขอมลทไดมาวเคราะหชนดโครงสรางผลก โดยเปรยบเทยบสญญาณ (Peak matching) มมทเกดขนกบโครงสรางมาตรฐานในฐานขอมล

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 คาการสะทอนรงสอาทตยของผงสสน�าเงนและคาพกดส คาการสะทอนรงสอาทตยในชวงความยาวคลน 300 ถง 2500 นาโนเมตรของตวอยางผงสสน�าเงน M1-M24 ทวดไดจากเครอง spectrophotometer แสดงในรปท 1-3 และเมอน�ามาค�านวณคาการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล ตามมาตรฐาน ASTM E903 และคาวเคราะหส ตามหลก CIE L* a* b* จะไดผล ดงแสดงในตารางท 2 และรปท 4

รปท 1 การสะทอนรงสอาทตยทความยาวคลน 300 ถง 2500 นาโนเมตรของตวอยาง M1–M8 (อณหภมเผา 1200 oC)





ตารางท 2 คาพกดสทค�านวณไดตามระบบ CIE L* a* b* และ คาการสะทอนรงสอาทตยในชวงอนฟราเรดใกล (RNIR

) ของผงสสน�าเงนทสงเคราะหได

ตวอยางผงสสน�าเงนทสตร

โครงสรางตาง ๆ

1200 oC 1300 oC 1400 oC

L* a* b* RNIR

L* a* b* RNIR

L* a* b* RNIR

CoAl2O

422.72 -4.84 -19.63 36.21 24.86 9.97 -41.99 44.35 25.37 11.32 -43.30 48.61

Co0.8

Mg0.2

Al2O

426.45 8.07 -39.98 45.16 26.30 13.00 -46.30 49.94 25.64 12.86 -44.90 47.38

Co0.6

Mg0.4

Al2O

433.03 8.64 -45.62 52.85 29.46 12.10 -48.98 54.43 30.81 14.03 -51.16 52.97

Co0.4

Mg0.6

Al2O

437.28 9.59 -52.07 59.18 35.09 13.99 -57.01 58.81 34.01 17.66 -59.29 58.97

Co0.2

Mg0.8

Al2O

444.28 8.45 -56.54 64.36 43.68 10.90 -59.61 66.81 42.98 11.93 -60.10 63.59

Co0.1

Mg0.9

Al2O

454.18 1.89 -52.34 72.81 50.80 5.23 -56.45 71.89 51.19 6.51 -57.24 72.40

Co0.05

Mg0.95

Al2O

464.04 -1.72 -38.46 77.08 61.19 -1.18 -46.57 78.95 59.36 0.41 -49.00 78.31

MgAl2O

496.84 1.32 0.39 101.53 97.48 -0.26 -0.48 102.58 96.76 -0.28 0.34 99.76

รปท 4 ลกษณะสของตวอยาง M1-M24

จากรปท 4 ทอณหภมเผา 1200 oC ตวอยางท M1 ท x =0 มสตรโครงสราง CoAl2O

4 ซงผงสมสน�าเงนเขม และเมอลดปรมาณ

cobalt oxide ลง ดวยการแทนทดวย magnesium oxide ซงเปนการเพมคา x จะเหนไดวาสของผงสเรมเปลยนจากน�าเงนเขมเปนสฟา และเปนสขาว ในตวอยางท M8 ท x =1 และมสตรโครงสราง MgAl

2O

4 ซงไมม cobalt oxide เปนองคประกอบ ส�าหรบ

ตวอยางทสงเคราะหไดทอณหภมเผา 1300 oC และ 1400 oC กใหผลการวเคราะหเปนไปในแนวทางเดยวกน ส�าหรบคาการสะทอนรงสอาทตยในชวงอนฟราเรดใกล ทแสดงในตารางท 2 เมอน�าผลมาแสดงเปนกราฟ จะไดผลดงแสดงไดในรปท 5 ซงจะเหนไดวาคาการสะทอนรงสอนฟราเรดใกลของผงสทสงเคราะหไดมคาเพมขนเมอ x มคาเพมขน อยางไรกตามหากเปาหมายคอการสงเคราะหใหไดผงสน�าเงนและมคาการสะทอนรงสอนฟราเรดใกลสง ๆ คา x ควรมคาอยระหวาง 0.4–0.8


รปท 5 คาการสะทอนรงสอนฟราเรดใกลทมสดสวน (x) ของ MgO ระหวาง 0 ถง 1 ทอณหภมเผา 1,200 1,300 และ 1,400 oC

3.2 ลกษณะโครงสรางผลก กราฟเปรยบเทยบผล XRD ของผงสสน�าเงนทสงเคราะหไดทอณหภมเผา 1,200 1,300 และ 1,400 oC แสดงดงรปท 6–8 ตามล�าดบ ซงจะพบวา ท x = 0 จะพบโครงสรางของ cobalt aluminum oxide (44-0160) เมอท�าการเพม x โครงสรางจะเปลยนเปน magnesium aluminum oxide (21-1152) แตทง 2 โครงสรางมต�าแหนงทเกดพค (peak) ใกลเคยงกน การเปลยนแปลงโครงสรางดงกลาว สามารถพจารณาไดจากรปแบบการเลยวเบนของรงสเอกซทมม 2Ө ระหวาง 44.5–45.0 องศา โดยใชกรณศกษาของตวอยางทเผาทอณหภม 1,300 oC ดงรปท 9 ประกอบการพจารณา จะเหนไดวา ตวอยาง M9 ท x = 0 จะพบโครงสรางของ cobalt aluminum oxide (44-0160) เมอ x มคาเพมขน ตวอยาง M13 ท x = 0.8 พคจะเคลอนมาทางโครงสราง magnesium aluminum oxide (21-1152) ซงพคทเกดขนนนเปนผลรวมของสญญาณการเลยวเบนทม cobalt aluminum oxide และ magnesium aluminum oxide เกดขนรวมกน และกรณของตวอยาง M16 ทมคา x = 1 ทมพคตรงกบโครงสรางของ magnesium aluminum oxide เมอน�าการเปลยนแปลงของโครงสรางดงทอธบายขางตน มาประกอบกบการวเคราะหคาการสะทอนรงสอนฟราเรดใกล อาจกลาวไดวาการลดลงของ cobalt aluminum oxide มความสมพนธโดยตรงการเพมขนของคาการสะทอนรงสอนฟราเรดใกล ซงจะเหนไดชดในกรณทกราฟคาการสะทอนรงสอาทตยรปท 1-3 ชวง 1200-1600 nm มคาการสะทอนรงสอาทตยสงขน เมอ x มคาเพมขน


รปท 6 เปรยบเทยบผล XRD ของตวอยาง M1–M8

รปท 7 เปรยบเทยบผล XRD ของตวอยาง M9–M16


รปท 8 เปรยบเทยบผล XRD ของตวอยาง M17-M24

รปท 9 การเปรยบเทยบ XRD ทอณหภมเผา 1300 oC ของตวอยาง M9 M13 และ M16


4. สรป (Conclusion) ผงสเซรามกของสารประกอบอนนทรย Co

1-xMg

xAl

2O

4 สามารถสงเคราะหไดดวยปฏกรยาของเซรามก จากความรอน (Solid state reaction) ของโคบอลตอลมเนต (Cobalt aluminate) ทเจอดวยแมกนเซยมออกไซด (Magnesium oxide) เกดปฏกรยาเปนผงสเซรามกสน�าเงนทสามารถสะทอนรงสอนฟราเรดใกล สของผงสซงค�านวณจากระบบ CIE L* a* b* ไมเปลยนแปลงมากนกเมออณหภมเผาเปลยนแปลง แตแปรเปลยนมากตามคา x หรอ ตามปรมาณ MgO ทเจอ และพบวา สจะเปลยนจากสน�าเงนเขมเปนสฟา เมอ x มคาเพมขน และจะเปนสขาว เมอ x มคาเทากบ 1 และผงสเซรามกสน�าเงนทสงเคราะหได มความสามารถในการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล โดยคาการสะทอนมคาเพมขนเมอ x มคาเพมขน ผงสสน�าเงนท X = 0.8 (Co

0.2Mg

0.8Al

2O

4) และเผาทอณหภม 1300 oC จะให

โทนสน�าเงนสวยงาม และมคาการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกลสงทสดเทากบ 66.81% นอกจากน จากการศกษาโครงสรางผลกของผงส พบวาการเกดเฟสของ Magnesium aluminum oxide มผลตอการเพมขนของคาการสะทอนรงสอาทตยชวงอนฟราเรดใกล

5. เอกสารอางอง (References) [1] LOMBARD, LUIS PEREZ. JOSE ORTIZ and ISMAEL R. MAESTRE. The map of energy flow in HVAC system. Applied Energy. 2011, 88, 5020–5031. [2] SYNNEFA, A., M. SANTAMOURIS and K. APOSTOLAKIS. On the development, optical properties and thermal performance of cool colored coatings for the urban environment. Solar Energy. 2007, 81, 488-497, [3] TAKEBAYASHI, H. and M. MORIYAMA. Surface heat budget on green roof and high reflection roof for mitigation of urban heat island. Build Environ. 2007, 42, 2971-2979. [4] LEVINSON, R., H. AKBARI and JC. Reilly. Cooler tile-roofed buildings with near-infrared-reflective non-white coatings. Build Environ. 2007, 42, 2591-2605. [5] GANGULY, ARNA, DEBASHISH CHOWDHURY and SUBHASIS NEOGI. Performance of building roofs on energy efficiency-a review. Energy Procedia. 2016, 90, 200–208. [6] LEVINSON, RONNEN, PAUL BERDAHL and HASHEM AKBARI. Solar spectral optical properties of pigments—part II: survey of common colorants. Solar Energy Materials & Solar Cells. 2005, 89, 351–389.

[7] BENDIGANAVALE, ASHWINI K. and VINOD C. MALSHE. Infrared reflective inorganic pigments, Recent Patents on Chemical Engineering. 2008, 1, 67-79. [8] MILLER, WILLIAM A., KENNETH T. LOYE, ANDRÉ O. DESJARLAIS and ROBERT P. BLONSKI. Color roofs with complex inorganic color pigments. Residential Buildings: Technologies, Design, Performance Analysis, and Building Industry Trends. pp.1.195-1.206. [9] YONEDA, M., I. GOTOH, M. NAKANISHI, T. FUJII and T. NOMURA. Influence of aluminum source on the color tone of cobalt blue pigment. Powder Technology. 2018, 323, 574-580. [10] GILABERT, J. Characteristics reproducibility of (Fe,Co)(Cr,Al)

2O

4 pigments obtained by solution

combustion synthesis. Ceramics International. 2016, 42, 12880-12887. [11] ARANZABE, E. Preparation and characterization of high NIR reflective pigments based in ultramarine blue. Energy and Buildings. 2016, 126, 170-176. [12] FERRO CORPORATION. Ferro pigments for coating ; Product information [online]. [viewed 25 June 2018]. Available from: https://www.ferro.com/-/media/files/resources/pigments-and-dispersions/technical/ferro-pigments-for-coatings-2018-asia.pdf


การพฒนาเทคนคสและลวดลายบนกระดาษสาเพอเพมมลคาของผลตภณฑ

The development of color and pattern on mulberry craft paper for value added

บทคดยอ งานวจยนเปนการศกษาเพอพฒนาเทคนคการลงสและสรางลวดลายบนกระดาษสา โดยประยกตใชศลปะ Ebru paper ซงเปนเทคนคการลงสและสรางลวดลายในผลตภณฑผาและกระดาษแขงผวเรยบ เพอใหไดวธการและเทคนคการสรางสสนและลวดลายบนตวกระดาษสาใหมความหลากหลาย สวยงาม ตรงกบความตองการของลกคาทงในและตางประเทศ เปนการเพมมลคาของผลตภณฑ สงเสรมอตสาหกรรมการผลตกระดาษหตถกรรมใหเขมแขงและยงยน ผลจากการศกษาพบวาน�าเจล Methyl cellulose ทสามารถลงสและสรางลวดลายบนกระดาษสาไดดควรมความหนดอยในชวง 260-1,880 cP โดยในชวงความหนดดงกลาวเมอหยดสแลวสไมจมลงในน�าเจล Methyl cellulose เมอท�าการวาดเพอสรางลวดลายสจะหยดทนทเมอหยดการวาด และน�าเจล Methyl cellulose ไมซมทะลเขาไปในกระดาษสา ความเขมขนของน�าเจล Methyl cellulose ทเหมาะสมคอรอยละ 1 ซงจะสามารถใชงานน�าเจลไดไมเกน 10 วน เพราะ Methyl cellulose เสอมสภาพลงสงผลท�าใหการกระจายตวของสไมด และยงท�าใหควบคมลวดลายไดยากขนตามระยะเวลาใชงานทเพมขน แตส�าหรบการใชงานเพยงวนเดยวสามารถเตรยมน�าเจล Methyl cellulose ทมความเขมขนรอยละ 0.5 ไดเพราะน�าเจลยงมความหนดอยในชวงทสามารถใชงานได สทมความเหมาะสมส�าหรบการลงสและสรางลวดลายบนกระดาษสา คอ สอะครลกเกรดงาน Art สอะครลกเกรดทาบาน และสโปสเตอร โดยสดงกลาวมการกระจายทด มความเขมขนสม�าเสมอบนน�าเจล Methyl cellulose สามารถสรางลวดลายไดตามตองการ และสตดบนผวกระดาษสาไดทงหมด

กอพงศ หงษศร1*, ฐตารนย สโรพนธ1, สรวฒ พวงมาล1

Korpong Hongsri1*, Thitarini Suropan1, Surawut Puangmalee1

8

Abstract The objective of this project was to develop a new technique on creating colour and pattern on mulberry craft paper by adapting from Ebru paper marbling technique, which was the technique used to create colour and pattern on cloth and cardboard. This would help to improve on value added and enhance mulberry craft paper making industry in Thailand. It was found that the optimum viscosity of methyl cellulose gel that should be used to get good colour and pattern on mulberry craft paper without the colour sinking to the bottom of the tray or too much methyl cellulose gel absorption into the paper was between 260-1,880 cP. The best concentration of methyl cellulose gel for this purpose was 1% and the mixed methyl cellulose gel should not be stored more than 10 days before use as the quality of the gel was decreased and it would be harder to control the colour and pattern. However, if the methyl cellulose gel was prepared and would be used on the same day, it was feasible to mix it at the concentration of 0.5%. The most suitable type of colour to be used on mulberry craft paper and obtained good results were acrylic paint for artwork, acrylic paint for house and poster color.

ค�าส�าคญ: กระดาษสา, สและลวดลาย, อบร เทคนค, เจลเซลลโลส Keywords: Mulberry craft paper, Colour and pattern, Ebru technique, Cellulose gel



1. บทน�า (Introduction) ผลตภณฑจากกระดาษสามความหลากหลายขนอยกบความตองการของตลาดทงในประเทศและตางประเทศ กระดาษสาและผลตภณฑจดเปนสนคาหตถกรรมทมคณคา และมความเปนเอกลกษณทางวฒนธรรมทโดดเดน นอกจากเปนการอนรกษมรดกทางวฒนธรรมแลว ยงสามารถพฒนาใหเปนผลตภณฑทเสรมสรางเศรษฐกจชมชนตามนโยบายหนงต�าบลหนงผลตภณฑ และอตสาหกรรมขนาดเลกและขนาดกลาง (SMEs) ได กลมลกคาหตถกรรมกระดาษสา แบงออกเปน 2 กลม คอ 1. กลมลกคาหตถกรรมกระดาษสาตลาดในประเทศ มลคาตลาดเฉพาะของผผลตจากกลมเปาหมายในประเทศมเพยงจากตลาดผบรโภคหตถกรรมกระดาษสา สวนใหญไมไดมาสงซอหรอสงผลตเพอน�าไปจ�าหนาย แตเปนการสงซอผลตภณฑเพอน�าไปเปนของฝาก หรอของช�ารวย 2. กลมลกคาหตถกรรมกระดาษสาตลาดตางประเทศเปนตลาดหลกทส�าคญของผประกอบการทผลตกระดาษสา โดยสวนใหญเปนรปแบบเพอการสงออก ซงความตองการของลกคาของตลาดตางประเทศของแตละแหงแตกตางกนไป เชน o ตลาดยโรป พฤตกรรมลกคากลมนจะเนนรปแบบ การออกแบบ ในดานศลปหตถกรรม และคณภาพผลตภณฑ o ตลาดอเมรกา เนนรปแบบ การออกแบบทแตกตางแตยงคงความคมคากบราคาทตองเสย o ตลาดจน ใหความส�าคญกบผลตภณฑกระดาษสาในรปแบบแผน เพอน�าไปพฒนาใหกบสนคาของตนเอง o ตลาดญปน ผลตภณฑทสนใจจะเปนสนคาหรอผลตภณฑทเปนชนเลกๆ ของกระจกกระจก o กลมตลาดใหมกลมตะวนออกกลาง ซอสนคาผลตภณฑทกประเภท เชน ดอกไมประดษฐกระดาษสา เปนตน [1] ขอมลการสงออกของกรมศลกากร พบวา มลคาของกระดาษสายงไมสามารถแยกออกจากมลคาของกระดาษอน ๆ ได เนองจากปจจบนการสงออกกระดาษสายงมนอย เมอมการพจารณาจากขอมลส�านกงานความรวมมอทางวชาการของเยอรมนประจ�าประเทศไทย (GTZ) ภายใตโครงการสงเสรมการผลตกระดาษสาทเปนมตรกบสงแวดลอมรวมดวย พบวา รายไดจากการสงออกกระดาษสาและผลตภณฑจากกระดาษสาอยทประมาณ ปละ 2,000-2,800 ลานบาท [2] จากการลงพนท ณ “ชมชนบานตนเปา” ซงเปนชมชนทผลตสนคาหตถกรรมทท�าจากกระดาษสารายใหญทสดของภาคเหนอ ตงอยในเขตเทศบาลต�าบลตนเปา อ�าเภอสนก�าแพง จงหวดเชยงใหม ประกอบไปดวยประชากรมากกวา 12,000 คน (4,895 ครวเรอน) ประชากรในหมบานมอาชพผลตกระดาษสา มโรงงานทงขนาดเลกและขนาดใหญประมาณ 51 โรงงาน ผลตกระดาษสาสงใหลกคารายใหญคอกลมประเทศในแถบยโรปและเอเชย มมลคาการขายป 2556 ประมาณ 80 ลานบาท ปจจบนยงคงเนนการผลตกระดาษสาแบบสพน เชน ขาว ชมพ เขยว เหลอง ฟา

สม เปนตน ท�าใหการด�าเนนธรกจยงประสบปญหาเรอง สสนและลวดลายของผลตภณฑ ทไมสามารถดงดดหรอตรงกบความตองการของลกคา [3] Ebru paper เปนศลปะการเพนทภาพแบบดงเดมของตรกทมเอกลกษณเฉพาะตว แมจะยงไมทราบแนชดถงแหลงก�าเนดและชวงเวลาการเกดของศลปะชนดนกตาม แตมผสนนษฐานวามแหลงก�าเนดมาจาก Turkistan บรเวณเอเชยกลางในอดต จดศนยกลางของหลากหลายวฒนธรรม ศลปะชนดน เรยกงาย ๆ กคอ การเพนทภาพลงใน “น�า” จากนนจงน�าเอาแบบทวาดยายกลบไปทกระดาษแทน [4]

รปท 1 ศลปะ Ebru paper


ปจจบนศลปะ Ebru paper มการน�ามาใชในผลตภณฑผา และกระดาษแขง แตยงไมมการน�ามาลงบนแผนกระดาษสา ดงนน งานวจยนจงมงเนนพฒนาวธการเพอใหไดสตรทเหมาะส�าหรบกระดาษสา วธการและเทคนคการสรางสสนและลวดลายบนตวกระดาษสาใหมความหลากหลาย สวยงามและตรงกบความตองการของลกคาทงในและตางประเทศ เปนการเพมมลคาของผลตภณฑ สงเสรมอตสาหกรรมการผลตกระดาษหตถกรรมใหเขมแขงและยงยน

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 วตถดบและอปกรณทใช - ผงเจล Methyl Cellulose เปนสารชวยเพมความหนดของน�า - น�ายาออกซกาลล (Ox gall) หยดในน�าผสมสชวยเพมความชมชนและการซมซบสบนพนกระดาษ - น�าประปาหรอน�ากลน - สน�า สโปสเตอร สน�ามน สอะครลกเกรดงาน Art สอะครลกส�าหรบใชทาบาน สยอมผาและสผสมอาหาร - กระดาษสาสขาวหรอสพนทผานการฟอกขาวแตไมมการยอมส ขนาด 28x42 เซนตเมตร - ถาดอะลมเนยม ขนาดกวางxยาว คอ 29x43 เซนตเมตร - หวหรอไมแหลมส�าหรบท�าลวดลาย - ตะกรอมอ (Whisk) หรอ Hand Blender - หลอดหยดส - เครองกวนทมใบพดโลหะ - เครองทดสอบความหนดของสาร (Brook field RV Series Viscometer) 2.2 วธการทดลอง 2.2.1 การเตรยมน�าเจล Methyl Cellulose ชงผงเจล Methyl Cellulose 1, 5 10 และ 15 กรม ในปรมาตรน�า 1 ลตร เพอเตรยมความเขมขน รอยละ 0.1, 0.5, 1, 1.5 ตามล�าดบ โดยเทผงเจลใหกระจายบนผวน�าอยางชา ๆ ใชตะกรอมอหรอเครองกวนผสมผงเจลใหละลายเขากนกบน�าจนหมด เมอผงเจลละลายตวหมดแลว จะไดสารละลายมสขนขาวและมฟองอากาศมาก ปดฝาทงไวอยางนอย 3 ชวโมง หรอจนไมพบฟองอากาศ และน�าเจลมอณหภมเดยวกบอณหภมหอง เมอน�าเจลพรอมส�าหรบการใชงาน เทลงถาดสเหลยมหรอภาชนะทเตรยมไว โดยควรมความสงไมนอยกวา 1.5 นว 2.2.2 การเตรยมสทดสอบ ใชสทมจ�าหนายทวไปในทองตลาด ประกอบดวย สอะครลก สโปสเตอร สน�า สน�ามน สยอมผา และสผสมอาหาร ตกสปรมาณประมาณ ½ ชอนชา ใสลงในภาชนะทตองการผสมกบน�า 40-50 มลลลตร ยกเวน สน�ามนผสมกบน�ามนชนสน (ควรเตมน�าหรอน�ามนชนสนเพอละลายสทละนอย) เมอผสมสเรยบรอยแลวหยด Ox gall 1-2 หยดลงในส และคนใหเขากน หากตองการ

สเขม คอยๆ เพมปรมาณสทละนอย 2.2.3 การทดสอบความเขมขนของ Methyl cellulose - เมอเตรยมน�าเจล Methyl Cellulose ทความเขมขน รอยละ 0, 0.1, 0.5, 1, 1.5 เรยบรอยแลว ใหท�าการทดสอบน�าเจลโดยใชสอะครลก เกรดงาน Art ซงเปนสทมคณภาพ เหมาะสมกบการใชงาน และเปนทนยมใชกบงาน Ebru Marbling - ใชหลอดหยดดดสอะครลกโดยผสมสเขากบน�า และหยด Ox gall 1-2 หยดทเตรยมไดจากขอ 2.2.2 หยดสลงบรเวณกลางถาดน�าเจลทเตรยมไว สงเกตการแผกระจายของส ถาความเขมขนของน�าเจลเหมาะสม สจะมการกระจายเปนวงโดยมเฉดสทสม�าเสมอ และสไมจม - ทดสอบการวาด โดยใหใชแทงไมแหลม หรอหว เขยสจากตรงกลางวง ออกไปดานนอกวง สตองหยดเมอยกแทงเขยสขน ถาสไหลยอนกลบแสดงวาน�าเจลมความเขมขนมากไป กรณสไมหยดเมอยกทเขยส แสดงวาน�าเจลมความเขมขนนอยไป 2.2.4 การทดสอบส - ท�าการเตรยมสตามขนตอนวธการเตรยมส และใชหลอดหยดดดส หยดสลงบรเวณกลางถาดน�าเจลทเตรยมไว สงเกตการแผกระจายของส สทดตองมการกระจายตวของสทสม�าเสมอ ถาสจมลงทพนถาดแสดงวาผสมสขนไป เตมน�าอกเลกนอย และทดสอบอกครง - น�ากระดาษสาวางบนน�าเจล แลวลากกระดาษสาขน เพอทดสอบการตดสทใชบนกระดาษสา จากนนผงใหแหงในทรม 2.2.5 ขนตอนการท�าลวดลายบนกระดาษสา - เตรยมสและน�าเจล ตามสภาวะทดทสดในการทดสอบน�าเจลและส - คอย ๆ หยดสลงบนน�าเจลดวยหลอดหยด - ใชไมแหลมหรอหว วาดใหเกดเปนลวดลาย - คอย ๆ วางกระดาษสาลงบนผวน�าเจลทไดท�าลวดลายไว เรมจากมมใดมมหนงกอนเพอไมใหเกดฟองอากาศบนชนงาน คอยดงกระดาษเขาหาตวใหผวกระดาษแตะขอบของถาดเสมอเพอรดน�าเจลออกจากกระดาษใหไดมากทสด จากนนไปผงใหแหงและควรตากกระดาษในทรม เมอกระดาษแหงแลวสามารถรดดวยเตารดใชไฟออน 2.2.6 การทดสอบหาความหนดของน�าเจล ทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D2196 [5] โดยใชเครอง Brookfield viscometer type RVF series ขนตอนการทดสอบมดงน - เตรยมน�าเจลประมาณ 450 มลลลตรลงในบกเกอรขนาด 600 มลลลตร - ตดตง spindle โดยเลอกใช spindle และความเรวรอบใหเหมาะสมกบความหนดของน�าเจลทใชวด - ปรบความสงของ spindle โดยให spindle จมลงอยกงกลางของน�าเจล โดยระวงไมใหเกดฟองอากาศ


- ท�าการเปดสวทซเพอทดสอบ โดยคาทอานไดทหนาปดเปนคาของแรงบด (torque) เพอความถกตองควรอานคาแรงบดไมต�ากวา 10% ถาต�ากวา 10% ใหท�าการปรบ spindle ใหมขนาดใหญขน หรอเพมความเรวในการหมน ค�านวณคาความหนดจากสตรความหนด (Viscosity) = Dial reading (Torque) x Factorความหนด มหนวย cP (mPa•s)Dial reading คอ คาแรงบดทอานไดFactor คอ คาทไดจากการน�าหมายเลขของ spindle และความเรวรอบทเลอกใช ไปหาคา Factor ใน ตาราง Rv Series Viscometer - ท�าการทดสอบความหนด Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 0.1, 0.5, 1 และ 1.5 โดยจะท�าการทดสอบ วนแรกของการเตรยมน�าเจล และทดสอบทก ๆ 3, 7, 10 และ 14 วน เพอทดสอบอายการใชงานและการเสอมสภาพของ Methyl cellulose เมอเวลาผานไป

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 การทดสอบหาความเขมขนของ Methyl cellulose ทเหมาะสม โดยเลอกความเขมขนรอยละ 0, 0.1, 0.5, 1 และ 1.5 มาใชทดสอบ มผลการทดสอบดงน 3.1.1 ทดสอบการใชน�าทปราศจาก Methyl cellulose (ความเขมขนรอยละ 0) ลกษณะสารละลายเมอท�าการทดลองหยดส ปรากฏวาสมบางสวนทจมลงแมใชสทความเขมขนต�า และสทอยบน ผวน�าไมกระจายตวในลกษณะเปนวง เมอหยดสเพม สเคลอนตวไปตามแรงกระเพอมของหยดสทวผวน�า จากการทน�ามคาความหนดเพยง 1 cP ท�าใหการควบคมสท�าไดยากและไมสามารถท�าใหเกดลวดลายตามตองการได เมอน�ากระดาษสามาทาบลงบนผวน�าเพอทดสอบการท�าใหเกดลวดลายบนกระดาษสา ผลทไดคอสทผวน�าไมตดกบกระดาษสา ท�าใหลวดลายสทเกดบนกระดาษสาขาดความเขม และน�าซมทะลถงดานหลงกระดาษ ดงรปท 2

รปท 2 แสดงลกษณะการกระจายตวของส (ซาย) และลกษณะลวดลายทเกดบนกระดาษสา (ขวา) เมอหยดในน�าทปราศจาก

Methyl cellulose (ความเขมขนรอยละ 0)

รปท 3 แสดงลกษณะการกระจายตวของส (ซาย) การวาดน�าเจลดวยไมปลายแหลมเพอใหเกดลวดลาย (กลาง) และลกษณะลวดลายทเกดบน

กระดาษสา (ขวา) โดยใช Methyl cellulose 0.1%

3.1.3 ทดสอบการใช Methyl cellulose ทความเขมขนรอยละ 0.5 ลกษณะของสารละลายมความหนดเพมขนมากกวาการใช Methyl cellulose ท 0.1% โดยเหนความแตกตางตงแตขนตอนการเตรยม คอ ใชเวลาในการกวนผสมนานมากขน เมอน�าไปวดคาความหนดไดคาความหนดท 259 cP เมอท�าการทดลองหยดส พบวาสจมลงในน�าเจลเลกนอย ลกษณะสมการกระจายตวทด เปนวงกวางรศมไมเกน 10 เซนตเมตร โดยสยงมความเขมทสม�าเสมอมากกวาการใช Methyl cellulose ท 0 และ 0.1% ทดลองสรางลวดลายดวยการวาดสทผวน�าเจลโดยใชไมปลายแหลม เมอการวาดสนสดท�าการยกไมปลายแหลมขน พบวาสบนผวน�าเจลไหลตอไปเปนระยะ 1-3 เซนตเมตร (ขนอยกบแรงทใช) ในทศทางเดยวกบการวาดจงหยดไหล ลกษณะนเพยงพอตอการควบคมลวดลายใหเกดขนตามตองการได แตตองอาศยความช�านาญและประณต เพราะถาออกแรงวาดมาก

3.1.2 ทดสอบการใช Methyl cellulose ทความเขมขนรอยละ 0.1 ลกษณะสารละลายมความหนดเพมขนเลกนอย แตกตางกบการใชน�าทปราศจาก Methyl cellulose เมอน�าไปวดคาความหนดไดคาความหนดท 12.5 cP เมอท�าการทดลองหยดส จะมบางสวนของสทจมลงลกษณะเดยวกบการใชน�าทปราศจาก Methyl cellulose สทอยบนผวน�ามการกระจายตวลกษณะเปนวงกวางรศมมากกวา 10 เซนตเมตร โดยทสบนผวน�ามการเคลอนตวไมคงท ยากตอการควบคมลวดลาย ทดลองสรางลวดลายจากการวาดสทผวน�าดวยไมปลายแหลม เมอการวาดสนสดท�าการยกไมปลายแหลมขน พบวาน�าเจลเคลอนทไมหยดแบบไมเปนทศทาง ท�าใหยากตอการควบคมและสรางใหเกดลวดลายตามทคดไว อนเนองมาจากความหนดของสารละลายท 12.5 cP ยงไมสงพอทจะควบคมน�าเจลและหยดสบนผวน�าเจลไว เมอทดสอบการตดของสบนกระดาษสา โดยวางกระดาษสาลงบนน�าเจล พบวา น�าเจลซมทะลเขาไปในเนอในของกระดาษสามาก เชนเดยวกบการใชน�าทปราศจาก Methyl cellulose แตลวดลายของสทไดตดไปกบกระดาษสามากขนและใหสไดทมความเขมกวาทไดจากการใชน�าทปราศจาก Methyl cellulose ดงรปท 3



กระดาษสา (ขวา) บนน�าเจลโดยใช Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 0.5

3.1.4 การทดสอบการใช Methyl cellulose ทความเขมขนรอยละ 1 ลกษณะของสารละลายมความหนดมาก การกวนเพอท�าใหสารละลายในน�าใชเวลานานขน เมอน�าไปวดคาความหนดไดคาความหนดท 1,879 cP เมอท�าการทดลองหยดสลงบนน�าเจล พบวาไมปรากฏใหเหนถงการจมของส และสมการกระจายตวเปนวงกวางรศมไมเกน 5 เซนตเมตร ลกษณะของสมความเขมและสม�าเสมอมากกวากบการใช Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 0.5 ทดลองท�าการสรางลวดลายจากการวาดสทผวน�าโดยใชไมปลายแหลม เมอการวาดสนสดท�าการยกไมปลายแหลมขน พบสบนผวน�าหยดไหล เมอเพมแรงทใชวาดเพมขน น�าเจลมการไหลตอไปอกเพยงเลกนอย ในลกษณะเชนนแสดงวาเจลทความหนด 1,879 cP เหมาะสมทจะใชส�าหรบสรางลวดลาย ซงงายกวาการใชน�าเจลทม Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 0.5 เมอทดสอบการตดของสของลวดลายทสรางขนบนกระดาษสา ลวดลายบนกระดาษทไดมความเขมเหมอนดงลวดลายบนผวน�าเจล จากทเจลตดไปกบกระดาษสาทงหมด และน�าเจลไมซมทะลเขาเนอในของกระดาษสา ดงรปท 5


กระดาษสา (ขวา) บนน�าเจลโดยใช Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 1

3.1.5 การทดสอบการใช Methyl cellulose ทความเขมขนรอยละ 1.5 ลกษณะของสารละลายมความหนดมาก ใชเวลาในการกวนใหสารละลายในน�า โดยใชเพยงตระกรอมอนานมากกวาความเขมขนอน ๆ มาก และตองทงเจลไวอยางนอย 12 ชวโมงเพอใหฟองอากาศในเจลออกหมด เมอน�าไปวดคาความหนดไดคาความหนดท 7,483 cP เมอท�าการทดลองหยดสลงบนน�าเจล พบวาไมปรากฏใหเหนถงการจมของส ลกษณะสมความเขม และสมการกระจายตวทนอย โดยเปนวงมรศมไมเกน 2 เซนตเมตร ทดลองท�าการสรางลวดลายจากการวาดสทผวน�าโดยใชไมปลายแหลม เมอการวาดสนสดท�าการยกไมปลายแหลมขน พบสบนผวน�าหยดไหลยอนกลบไปประมาณ 2-3 เซนตเมตร ในลกษณะเชนนแสดงวาน�าเจลทความหนด 7,483 cP ไมเหมาะสมทจะใชส�าหรบสรางลวดลาย เมอทดสอบการตดของสของลวดลายทสรางขนบนกระดาษสา ลวดลายบนกระดาษทไดมความเขมเหมอนดงลวดลายบนผวน�าเจล จากทเจลตดไปกบกระดาษสาทงหมด และน�าเจลไมซมทะลเขาเนอในของกระดาษสา ดงรปท 6

รปท 6 แสดงลกษณะการกระจายตวของส (ซาย) การวาดน�าเจลดวยไมปลายแหลมเพอใหเกดลวดลาย (กลาง) และลกษณะลวดลายทเกด

บนกระดาษสา (ขวา) บนน�าเจลโดยใช Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 1.5

เกนไปสบนน�าเจลจะเคลอนไปไกลกวาทตองการ ท�าใหเกดลวดลายทผดพลาดได แสดงใหเหนวาน�าเจลตองการคาความหนดมากกวา 259 cP เพอท�าใหเกดความงายและสะดวกตอการสรางลวดลาย เมอทดสอบการตดสของลวดลายทสรางขนบนกระดาษสา ลวดลายบนกระดาษทไดมความสดและความเขมเหมอนดงลวดลายบนผวน�าเจล เจลตดไปกบกระดาษสาทงหมด มหยดสเหลอในน�าเจลเลกนอย และน�าเจลยงคงซมทะลเขาเนอในกระดาษสาอยแตนอยลง ดงรปท 4

จากการทดลองรอยละของ Methyl cellulose พบวาน�าเจลทใช Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 1 มความเหมาะสมทสด โดยสไมจมลงในน�าเจล การกระจายตวของสดทสด การสรางลวดลายบนผวเจลด ท�าไดงาย คงรปไดนาน และการตดสบนกระดาษท�าไดดทสด ไมมสตกคางบนผวเจล ขนตอนตอไปเปนการทดสอบประเภทของสทสามารถใชงานได


3.2 ผลการทดสอบโดยใชสประเภทตางๆ บนผวเจล Methyl cellulose ทมความเขมขนรอยละ 1 โดยเลอกสทมราคาถกและมขายทวไปในทองตลอด ดงน สอะครลก เกรดงาน Art สอะครลก เกรดทาบาน สโปสเตอร สผสมอาหาร สน�า สน�ามน สยอมผา ผลการทดสอบแสดงดงตารางท 3 3.2.1 การจมของส พบวา สทกชนดไมจมลงในน�าเจล การกระจายตวของส พบวาสอะครลก เกรดงาน Art สอะครลก เกรดทาบาน สโปสเตอร สผสมอาหาร มการกระจายตวทดและสม�าเสมอ สวนสผสมอาหาร สน�า สน�ามน และสยอมผา มการกระจายตวไมด 3.2.2 ระดบความเขมของส สอะครลก เกรดงาน Art สอะครลก เกรดทาบาน สโปสเตอร และสผสมอาหาร มระดบความเขมสมาก สวนสน�า สน�ามน และสยอมผา มระดบความเขมสนอย 3.2.3 การวาดใหเกดลวดลายบนน�าเจลพบวา สอะครลก เกรดงาน Art สอะครลก เกรดทาบาน สโปสเตอร สผสมอาหาร สน�า สยอมผา สามารถวาดใหเกดลวดลายได สวนสน�ามนไมสามารถวาดใหเกดลวดลายได

3.2.4 การตดสบนกระดาษสา พบวา สอะครลก เกรดงาน Art สอะครลก เกรดทาบาน สโปสเตอร สน�า สน�ามน และสยอมผา เกดการตดสทงหมด สวนสผสมอาหาร พบวา การตดสไมดนก เกดจากการเยมของสซมเขาสกระดาษไดเลกนอยท�าใหลวดลายเสยหาย สอะครลก เกรดงาน Art สอะครลก เกรดทาบาน และสโปสเตอร มความเหมาะสมทจะใชสรางสสนและลวดลายบนกระดาษสา เพราะสไมจม การกระจายตวของสดและสม�าเสมอ ระดบความเขมสมาก วาดใหเกดลวดลายไดงายและเกดการตดสทงหมดบนกระดาษสา สผสมอาหารไมเหมาะสมในการใช เพราะสซมเขาเนอในของกระดาษไดนอยท�าใหลวดลายเสยหาย สน�าไมเหมาะสมในการใช เพราะระดบความเขมของสนอย การกระจายตวชาและไมสม�าเสมอ สน�ามนไมเหมาะสมในการใช เพราะระดบความเขมสนอย การกระจายตวไมสม�าเสมอ ลกษณะเปนเมดสไมสามารถสรางลวดลายได สยอมผาไมเหมาะสมในการใชงาน เพราะระดบความเขมสนอยท�าใหการกระจายตวไมสม�าเสมอลกษณะคลายขนนก

ตารางท 3 แสดงผลทดสอบการจมของส การกระจายตวของส ระดบความเขมของส การวาดใหเกดลวดลายบนน�าเจลและการตดของสบนกระดาษสาของสชนดตางๆ

การจมของส การกระจายตวของสระดบความเขม

ของส

การวาดใหเกดลวดลายบนน�าเจล

การตดของสบนกระดาษสา

สอะครลก เกรดงาน Art

ไมจม ดและสม�าเสมอ มาก ได ตดทงหมด

สอะครลกเกรดทาบาน

ไมจม ดและสม�าเสมอมาก

แตนอยกวาเกรด Artได ตดทงหมด

สโปสเตอร ไมจม ดและสม�าเสมอมาก

แตนอยกวาเกรด Artได ตดทงหมด

สผสมอาหาร ไมจม ดและสม�าเสมอ มากทสด ไดสเยมจากสซมเขา

กระดาษไดนอย ท�าใหลวดลายเสยหาย

สน�า ไมจมกระจายตวชา

และไมสม�าเสมอนอย ได ตดทงหมด

สน�ามน ไมจมไมสม�าเสมอ

ลกษณะเปนเมดสนอย ไมเกดลวดลาย ตดทงหมด

สยอมผา ไมจมไมสม�าเสมอ

ลกษณะคลายขนนกนอย ได ตดทงหมด

ชนดของส

คณสมบต


3.3 การทดสอบความหนดของน�าเจล Methyl cellulose ท�าการทดสอบความหนดของน�าเจลทระดบความเขมขน Methyl cellulose รอยละ 0, 0.1, 0.5, 1 และ 1.5 เพอหาชวงความหนดและระยะเวลาการใชงานของน�าเจล ผลทไดแสดงในตารางท 4 พบวาความเขมขนของน�าเจล Methyl cellulose ทเหมาะสมทสดคอรอยละ 1 ซงมความหนดอยท 1,879 cP และความเขมขนทสามารถใชงานไดแตตองการความประณตคอ 0.5% คอ 259 cP ดงนน น�าเจลทสามารถใชงานไดควรอยในชวงประมาณ 260-1,880 cP ซงถาเตรยม Methyl cellulose ความเขมขนรอยละ 1 จะสามารถใชงานน�าเจลไดสงสดไมเกน 10 วน จากน�าเจลในวนท 10 มความหนดลดต�าลงเหลอ 207 cP และถาเตรยม Methyl cellulose ทความเขมขนรอยละ 0.5 ใชไดแคเพยงวนแรกทเตรยมเทานน สวนน�าเจลทระดบความเขมขนรอยละ 0, 0.1 และ 1.5 ไมเหมาะสมในการใชงาน เพราะทความเขมขนรอยละ 0 และ 0.1 มคาความหนดต�าเกนไป ท�าใหการกระจายตวและการตดของสไมด สวนทความเขมขนรอยละ 1.5 มคาความหนดสงไป การกระจายตวของสชา การเตรยมน�าเจลใชเวลานาน อกทงเปนการเพมตนทนการผลตดวย

ตารางท 4 แสดงคาความหนดของน�าเจล Methyl cellulose ทระดบความเขมขนตางๆ

ระดบความเขมขนของ Methyl cellulose, รอยละ

0 0.1 0.5 1 1.5

ความหนด, cP

วนแรก 1 12.5 259 1,879 7,483

3 วน 1 12.5 190 1,535 6,700

7 วน 1 12.5 158 556 1,906

10 วน 1 12.5 153 207 914

14 วน 1 11.3 46.0 110 490

3.4 ขอมลเบองตนส�าหรบการประเมนดานตนทนราคา (cost) ของกระดาษสาตอแผนทมการน�าเทคนคศลปะ Ebru paper เปรยบเทยบกระดาษสาสทวไป

ผลตภณฑจากกระดาษสา กระดาษสาส กระดาษสาศลปะ Ebru paper

รายละเอยดตนทน(ราคาโดยประมาณตอแผนขนาด 50x70 cm)

- เยอปอสา = 2.00 บาท - สยอมกระดาษ = 0.50 บาท- คลอรน = 0.25 บาท- โซดาไฟ = 0.75 บาท

รวม = 3.50 บาท

- เยอปอสา = 2.00 บาท - คลอรน = 0.25 บาท- โซดาไฟ = 0.75 บาท- สอะครลก = 0.25 บาท- ผงเจล Methyl Cellulose = 0.50 บาท- น�ายาออกซกาลล (Ox gall) = 0.25 บาทรวม = 4.00 บาท


4. สรป (Conclusion) 4.1 ความหนดของน�าเจลทสามารถใชสรางลวดลายบนกระดาษสาไดดอยในชวง 260-1,880 cP การใช Methyl cellulose ทเหมาะสม คอ เขมขนรอยละ 1 โดยเมอหยดสแลวจะชวยใหสไมจมลงในน�าเจล และเมอท�าการวาดเพอสรางลวดลาย สจะหยดทนทเมอยกเลกการวาด อกทงน�าเจลไมซมทะลเขาไปในกระดาษสา โดยสามารถใชงานน�าเจลไดไมเกน 10 วน จากท Methyl cellulose เสอมสภาพลงสงผลท�าใหการควบคมลวดลายยากขนตามระยะเวลาใชงานทเพมขน และส�าหรบการใชน�าเจลส�าหรบสรางลวดลายเพยงวนเดยว อาจเตรยม Methyl cellulose ทความเขมขนนอยกวาไดเพอความประหยด แตตองมความเขมขนของ Methyl cellulose ไมต�ากวารอยละ 0.5 เพราะน�าเจลยงมความหนดของน�าอยในชวงทสามารถใชงานได โดยจะมสจมเพยงเลกนอย และสามารถสรางลวดลายไดโดยอาศยความประณตทเพมมากขน 4.2 สทเหมาะสมทสดส�าหรบการสรางลวดลายบนกระดาษสา คอสอะครลกเกรดงาน Art จากทสมการกระจายตวทด มความเขมทสม�าเสมอ สามารถสรางลวดลายไดตามตองการ และสตดไปกบกระดาษสาทงหมด แตดวยสมราคาแพงจงเหมาะกบงานทมมลคาสงหรอตองการความสวยงามมากเทานน ส�าหรบงานทวไป การใชสอะครลกเกรดทาบานหรอสโปสเตอรจะมความเหมาะสมมากกวา เพราะมคณสมบตของสเหมอนกนกบสอะครลกเกรดงาน Art แตสใหความเขมทนอยกวา โดยทสอะครลกจะมความคงทนมากกวาสโปสเตอรจากการมสวนผสมของพอลเมอรหรอไวนล สวนการใชสชนดอน ๆ ไมเหมาะสม โดยสยอมผาและสน�ามนใหการกระจายตวของสในลกษณะทไมเปนวง สน�ามความเขมของสทนอย และสผสมอาหาร เมอท�าการถายเทลวดลายจากน�าเจลไปทกระดาษสา สทไดบนผวกระดาษจะเยม ท�าใหลวดลายเสยหายหรอเปลยนไปจากเดม

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) ขอขอบคณกลมพลาสตกและผลตภณฑพลาสตก กองวสดวศวกรรม กรมวทยาศาสตรบรการ ทใหความอนเคราะหใหใชเครอง Brookfield viscometer type RVF series เพอทดสอบคาความหนดของน�าเจล Methyl cellulose

6. เอกสารอางอง (References) [1] ศนยบรการขอมลการคาการลงทน จงหวดเชยงใหม. ฐานขอมลสนคาหตถกรรมทมศกยภาพ : กระดาษสา [ออนไลน]. 2553. [อางถงวนท 21 ธนวาคม 2560]. เขาถงจาก: http://tisc.feu.ac.th/input/file_upload/กระดาษสา บทวเคราะห_2010_12_21_22_31_23.pdf [2] ศรพร ตรพรไพรช. ส�านกงานความรวมมอทางวชาการของเยอรมน ประจ�าประเทศไทย (GTZ) จบมอกรมสงเสรม

คณภาพสงแวดลอม พฒนาอตสาหกรรมกระดาษสาไทย [ออนไลน]. 2550. [อางถงวนท 21 ธนวาคม 2560]. เขาถงจาก: https://www.ryt9.com/s/prg/107726 [3] น�าผง ไชยกล. การมสวนรวมในการพฒนาผลตภณฑกระดาษสาของชมชน เทศบาลต�าบลตนเปา อ�าเภอสนก�าแพง จงหวดเชยงใหม. วทยานพนธปรญญาศลปศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาการพฒนาทรพยากรชมชนและสงแวดลอม บณฑตวทยาลย มหาวทยาลยแมโจ. 2556. 138 หนา. [4] THE EDITORIAL TEAM. Ebru: The Art of Paper Marbling [online]. 2548. [อางถงวนท 21 ธนวาคม 2560]. เขาถงจาก: http://www.muslimheritage.com/article/ebru-art-paper-marbling [5] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D2196-10. 2015. Standard test methods for rheological properties of non-newtonian materials by rotational viscometer.


การพฒนาสารทดแทนเกลอเพอลดปรมาณโซเดยมในผลตภณฑซปเหดส�าเรจรปและผลตภณฑขนมขบเคยว Development of salt substitute for reduction of sodium

in ready to eat mushroom soup and snack foods

บทคดยอ การพฒนาสารทดแทนเกลอนใชหลกการลดขนาดอนภาคเกลอโซเดยม (NaCl) ใหอนภาคมขนาด 45 ไมครอน และน�าไปผสมโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) ในอตราสวน 1:1, 1:2 และ 2:1 (โดยน�าหนก) และทดสอบการยอมรบโดยชมตวอยางน�าเกลอ โดยใชวธการทดสอบ Triangle test ผชม 20 คน และค�านวณสถตดวย Chi-Square (X2) พบวา การทดสอบน�าเกลอเขมขน รอยละ 1 ผชมไมสามารถแยกความแตกตางระหวางตวอยางควบคม (เกลอโซเดยม) กบสารทดแทนเกลออตราสวน 1:1 และน�าเกลอ รอยละ 2 ผทดสอบชมไมสามารถแยกเกลอโซเดยมกบสารทดแทนเกลอไดอตราสวน 1:1 และ 2:1 ทระดบความเชอมน รอยละ 95 (P>0.05) แตผชมสามารถแยกความแตกตางระหวางเกลอโซเดยมกบสารทดแทนเกลออตราสวน 1:2 ไดอยางมนยส�าคญทระดบความเชอมนรอยละ 95 (P<0.05) สารทดแทนเกลอทพฒนาสตร โดยใชโพแทสเซยมคลอไรดผสมกบโซเดยมคลอไรด อตราสวน 60:40, 65:35และ 70:30 และเตมทอรน รอยละ 1 รวมกบกรดทารทารก รอยละ 0.1 หรอกรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 สารทดแทนเกลอทผลตนมโซเดยม 15.01-17.59 กรม/100 กรม สตรสารทดแทนเกลอทเหมาะสม คอม KCl ผสม NaCl อตราสวน 65:35 ผสมทอรน รอยละ 1 และ กรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 ซงน�าไปใชปรงรสซปเหดฟาง พบวา มโซเดยม 32.38-35.97 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภค (150 กรม) ซงมคาโซเดยมจดอยในกลมอาหารทมเกลอโซเดยมต�ามาก เกลอปรงรสผสมสาหรายหรอสารทดแทนเกลอทพฒนาสตร เพอปรงแตงรสผลตภณฑขนมขบเคยวโดยปรงกลวยทอดกรอบ มสวนประกอบคอ โพแทสเซยมคลอไรด ผสมโซเดยมคลอไรด อตราสวน 65:35 เตมทอรน รอยละ 1 กรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 และผสมสาหราย เกลอปรงรสผสมสาหรายปรมาณ 100 กรม พบวาม K 65.58 กรม ม Na 9.09 กรม และม NaCl 86.85 กรม กลวยทอดกรอบเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย มโซเดยม 131.20 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภค (100 กรม) ซงมคาใกลเคยงและเปนไปตามขอก�าหนดอาหารทมเกลอโซเดยมต�า

วรรณด มหรรณพกล1* , จนทรฉาย ยศศกดศร1** Wannadee Mahannopkul1*, Janchay Yossaksri1**

9

ค�าส�าคญ: สารทดแทนเกลอ เกลอโซเดยมต�า สารทดแทนเกลอโซเดยม

1 กรมวทยาศาสตรบรการ* E-mail address: [email protected]** E-mail address: [email protected]


Keywords: Salt substitute, Low-sodium salt, Sodium-replacement salts

Abstract The development of sodium-replacement salts or salt substitutes in this research was produced by reduced size of sodium salt (NaCl) to very small particles, 45 micron. Salt substitutes was prepared by mixing NaCl and KCl at the ratio 1:1, 1:2 and 2:1 (by weight). Sensory evaluation of salt substitute solution was conducted using Triangle test with 20 panelists and statistical tested by Chi-Square (X2). The sample of salt substitute solution test at the concentration 1% by weight, panelist could not detect the difference between control sample (Sodium salt) and salt substitute (NaCl and KCl ratio 1:1). Sensory evaluation result for the concentration 2% solution, panelist could not detect the difference between control sample and salt substitute (NaCl and KCl ratio 1:1 and 2:1), at the 95 percent confidence level (P>0.05). The sensory evaluation result shown that panelist can detect the difference of control sample and salt substitute NaCl and KCl at the ratio 1:2 (P<0.05) The formula development of salt substitute contained KCl and NaCl at the ratio 60:40, 65:35 and 70:30, added taurine 1%, tartaric acid 0.1% or ascorbic acid 0.1%. These salt substitutes formulas were analyzed sodium content, it has sodium 15.01-17.59 gram/100 gram. Suitable salt substitute formula contained KCl and NaCl at the ratio 65:35 added taurine 1% and ascorbic acid 0.1%, it used for Straw mushroom soup and product has sodium 32.38-35.97 milligram/one serving (150 gram), which complied with definition of very low sodium food. Salt substitute formula was tested in snack, which contained of KCl and NaCl ratio 65:35, added taurine 1%, ascorbic acid 0.1% and mix with dried seaweed. This sodium-replacement salts was used for flavoring on banana cracker. Salt substitute mixed with dried seaweed contained K 65.58 gram, Na 9.09 gram and NaCl 86.85 gram. The flavoring banana cracker with salt substitute (mixed with dried seaweed) has sodium content 131.20 mg of sodium per serving (100 gram), which complied with definition of low sodium food.


1. บทน�า (Introduction) ววฒนาการดานวทยาศาสตรและเทคโนโลยสมยใหม ท�าใหมการศกษาความสมพนธของทางโภชนาการและระบบเมตา- บอลซมในรางกายมนษย มรายงานวจยทางการแพทยบงชวาเกลอบรโภคหรอโซเดยมคลอไรด เมอบรโภคในปรมาณสงเปนปจจยเสยงตอการเกดภาวะความดนโลหตสง และมความสมพนธกบการเกดโรคหวใจและหลอดเลอดหวใจ (Cardiovascular Disease, CVD) โรคเสนเลอดในสมอง (Stroke) และอาจท�าใหเกดโรคไตเสอมและเกดเมตาบอลซมในภาวะทมแรธาตสง มรายงานบงชดวยวา การบรโภคโซเดยมในปรมาณสงมผลท�าใหความยดหยนของเสนเลอดเลยงหวใจลดลง [1] สมาคมโรคหวใจในประเทศสหรฐอเมรกา ไดสงเสรมใหบรโภคโซเดยมในปรมาณทต�ากวา 1,500 มลลกรม/วน [2,3] เพอลดปญหาการแขงตวของหลอดเลอดหวใจ องคการอาหารและยาในประเทศสหรฐอเมรกา แนะน�าวาปรมาณโซเดยมทผใหญและเดกควรบรโภคตองมปรมาณต�ากวา 2,400 มลลกรมตอวน ส�าหรบผสงอาย ผปวยโรคเบาหวาน โรคไตวายเรอรง และความดนโลหตสง ควรลดการบรโภคโซเดยมใหอยในปรมาณ ไมเกน 1,500 มลลกรมตอวน และผปวยโรคไตเรอรง ควรจ�ากดปรมาณโซเดยมทบรโภคใหเหลอนอยกวา 600 มลลกรมตอวน [4] สถานการณโรคความดนโลหตสงในประเทศไทย จากขอมลในป พ.ศ. 2553 ของกระทรวงสาธารณสข พบวามผทเปนโรคความดนโลหตสงถงประมาณ 10 ลานคน คดเปนประมาณ 1 ใน 6 ของประชากรทงหมดในประเทศ ซงท�าใหสนเปลองงบประมาณมหาศาลในการควบคมดแลโรคความดนโลหตสงในแตละป และคนกลมนรอยละ 70 ไมทราบวาตนเองเปนโรคความดนโลหตสง ท�าใหไมไดรบการรกษา จงเกดโรคแทรกซอนทสบเนองจากโรคความดนโลหตสง ไดแก อมพฤกษ อมพาต โรคหลอดเลอดสมองตบ โรคหลอดเลอดหวใจตบ ซงอาจรายแรงถงขนเสยชวตได มขอมลวาประชากรคนไทยเรมมผปวยโรคความดนโลหตสง โรคไตเสอมในปรมาณทสง และมขอมลวาเครองปรงรสตางๆ เชน น�าปลา กะป ซอว ซอสหอยนางรม ซอสมะเขอเทศ ซอสพรก น�าจมสก มโซเดยมปรมาณทสง โครงการวจยนมเปาหมายศกษาพฒนาสารทดแทนเกลอ เพอใชเปนเครองปรงแตงรสในการผลตอาหารส�าเรจรปในระดบอตสาหกรรม เพอการลดปรมาณโซเดยมในผลตภณฑอาหารแปรรปทมการผลตในเชงการคา โดยไมมผลกระทบตอรสชาตของอาหาร เทคโนโลยทไดจากงานวจยนสนบสนนภาคการผลตในระดบอตสาหกรรม และวสาหกจขนาดกลางและขนาดยอม (SMEs) ใหปรบรปแบบการผลตใหม เพอใหไดอาหารทมโซเดยมต�า ซงมผลดตอสขภาพของผบรโภคในประเทศไทย และสงเสรมใหอตสาหกรรมอาหารไทยผลตอาหารเพอสขภาพสงออกสตลาดอาเซยนและตลาดโลก การวจยพฒนาสตรสารทดแทนเกลอ (Salt substitutes) ทมผศกษาไว มดงน 1. การวจยผลตสารทดแทนเกลอ โดยใชหลกการลดขนาดอนภาคของเกลอโซเดยม

มงานวจยท�าใหมขนาดอนภาคเลก 50-100 µm [5] ขนาดอนภาคเลกทลงท�าใหเพมพนทผวเมอบรโภครบรรสไดมากกวา 2. การวจยสารทดแทนเกลอ โดยใชโพแทสเซยมคลอไรดผสมโซเดยมคลอไรด และเตมสารปรบปรงรสชาต มงานวจยใชโพแทสเซยมคลอไรด ทดแทนโซเดยมคลอไรด รอยละ 40-50 [6] รวมกบการเตมสารปรงแตงรสทท�าหนาทมผลยบยงการเกดรสทไมตองการ (Enhancer) เพอแกปญหารสขมและรสเฝอน เชน เตมกรดออน เชน กรดแอสคอบก และกรดทารทารก [7] หรอการเตมสารประกอบในกลม Nucleotide monophosphate salt เชน เตมทอรน (Taurine) [7,8] นอกจากนมการเตมทรฮาโลส (Trehalose) [9] มรายงานการวจยผลการใชสารทดแทนเกลอทมโพแทสเซยมแทนทในเกลอโซเดยม ท�าใหลดคาความดนโลหตของผทดสอบบรโภคอาหารทปรงดวยเกลอโซเดยมต�า [10] องคการอาหารและยา [11] ใหขอมลวา การเพมปรมาณโปแตสเซยมในรางกาย จะท�าใหลดคาความดนโลหต และลดปจจยเสยงของโรค CVD WHO มค�าแนะน�าผใหญ รวมทงเดกอาย 2 ถง 5 ป ควรไดรบโปแตส-เซยม 3,510 มลลกรมตอวน และมขอมลวาอตราสวนของปรมาณ High dietary Sodium intake (DSI) และ High dietary Potassium intake (DPI ); DSPR = DSI / DPI ควรมคาประมาณ 1.2 แตถามคามากกวาน จะท�าใหเปนปจจยเสยงตอการเกดโรคหลอดเลอดเลยงหวใจ (CVD) [12]

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 ศกษาพฒนาผลตสารทดแทนเกลอโดยใชเทคนคการท�าอนภาคเกลอใหมขนาดเลก 2.1.1 ในการวจยนผลตสารทดแทนเกลอโดยใชเกลอโซเดยมทท�าใหมขนาดอนภาคเลกประมาณ 50 ไมครอน (Micron) โดยบดดวยเครอง Ultra Centrifugal mill น�ามาผานตะแกรงขนาด 325 เมช (45 ไมครอน) และ 400 เมช (38 ไมครอน) 2.1.2 ศกษาผลตสารทดแทนเกลอ น�าเกลอทลดขนาดผสมกบโพแทสเซยมคลอไรด โดยสตรมโซเดยมคลอไรด รอยละ 30-50 2.2 ศกษาทดลองผลตสารทดแทนเกลอ และผสมสารปรบแตงรส 2.2.1 ผลตสารทดแทนเกลอโดยใชโพแทสเซยมคลอไรดทดแทนโซเดยมคลอไรด ทรอยละ 40-50 รวมกบเตมสารปรงแตงเพอขจดรสขม เชน การเตมทอรน (Taurine) รอยละ 1 และ 3 รวมกบแคลเซยมแลคเตต รอยละ 0.5 หรอใชทอรน รอยละ 1 รวมกบการเตมแอสคอรบค รอยละ 0.1 และ 0.2 หรอการเตมทารทารก รอยละ 0.1 และ 0.2 2.2.2 การประเมนคณภาพทางประสาทสมผสสารทดแทนเกลอ โดยชมสารละลายสารทดแทนเกลอทความเขมขนรอยละ 1 และรอยละ 2 โดยใชวธการทดสอบ Triangle test ผชม 20 คน และค�านวณสถตดวย Chi-Square (X2)


2.3 ศกษาพฒนาสารทดแทนเกลอทผสมสาหรายทมเกลอโซเดยมต�า ศกษาผลตสารทดแทนเกลอ เครองปรงรสผสมสาหรายไก ทมเกลอโซเดยมต�า เพอใชปรงรสผลตภณฑขนมขบเคยว (สาหรายไก เปนสาหรายน�าจดสเขยวสกล Cladophora และ Rhizocronium ทพบมากแถบแมน�านาน อ�าเภอวงผา จงหวดนาน ซงสาหรายชนดนน�ามารบประทานได) ผลตเกลอปรงรสผสมสาหรายไก โดยเกลอปรงรส (100 กรม) มสวนประกอบ ดงน KCl (65 กรม) : NaCl (35 กรม) : ทอรน รอยละ 1 (1 กรม) : แอสคอรบก รอยละ 0.1 (0.1 กรม) และน�าเกลอปรงรสนผสมสาหรายไกในอตราสวน 20 กรม : 80 กรม 2.4 การวเคราะหตวอยางสารทดแทนเกลอหรอเกลอปรงรส และเกลอปรงรสผสมสาหราย โดยวเคราะหปรมาณโพแทสเซยม (K) โซเดยม (Na) และโซเดยมคลอไรด (NaCl) โดยการวเคราะห ใชวธ In house method base on AOAC (2016) 984.27 2.5 ศกษาการใชสารทดแทนเกลอ เตมเกลอปรงรสผสมสาหรายไกในอตราสวนทเหมาะสมเพอปรงรสขนมขบเคยว (กลวยทอดกรอบ) 2.6 ศกษาการใชสารทดแทนเกลอในการผลตซปเหดส�าเรจรปบรรจถงรทอรต และวเคราะหปรมาณโซเดยมในผลตภณฑ ศกษาซปเหดส�าเรจรป (เหดฟาง เหดออรนจ) ปรงแตงรสชาต โดยใชสารทดแทนเกลอ รอยละ 0.4 ของน�าหนกซปแตละชนด เปรยบเทยบกบเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 และฆาเชอจลนทรยโดยน�าเขาเครองรทอรตชนดฉดพนไอน�ารอน (Hot Water Spray Retort) ท อณหภม 110 องศาเซลเซยส นาน 20 นาท และวเคราะหปรมาณโพแทสเซยม (K) โซเดยม (Na) และโซเดยมคลอไรด (NaCl) ในผลตภณฑซปเหดส�าเรจรป และคณคาทางโภชนาการ 2.7 ศกษาการยอมรบผลตภณฑกลวยทอดกรอบ และซปเหดส�าเรจรป ทใชสารทดแทนเกลอเปรยบเทยบกบตวอยางควบคมทเตมเกลอโซเดยม วเคราะหความพงพอใจของผทดสอบชมทมตอผลตภณฑ โดยวเคราะหคะแนนความชอบแบบ 9-point Hedonic scale ผทดสอบชมจ�านวน 30 คน และทดสอบความแตกตางของคาเฉลย โดยใช Duncan’ s New Multiple Range Test และวเคราะหแปรผลสถตโดย SPSS program 2.8 ศกษาอายการเกบ คณสมบตทางเคมและกายภาพของผลตภณฑกลวยทอดกรอบปรงรส และซปเหดส�าเรจรป ในถงรทอรต

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 การพฒนาผลตสารทดแทนเกลอโดยท�าใหเกลอโซเดยมมอนภาคเลก 3.1.1 ศกษาทดลองผลตเกลอโซเดยม (NaCl) ทมขนาดอนภาคเลกโดยบดดวยเครองบดละเอยด (Ultra centrifugal mill) ขนาดตะแกรง No. 0.12 เพอใหเกลอมขนาดอนภาคเลกกวา 50

ไมครอน (µm) และน�าเกลอทบดลดขนาดมาผานตะแกรงขนาด 325 เมช (45 ไมครอน) และ 400 เมช (38 ไมครอน) พบวา เกลอทเตรยมใหมขนาดอนภาคเลกนผานตะแกรงขนาด 325 เมช คดเปนรอยละ 93 และ 400 เมช คดเปนรอยละ 91 ในงานวจยนจงใชเกลอทลดขนาดอนภาค ท 45 ไมครอน ในการผลตสารทดแทนเกลอในทกการทดลอง 3.1.2 ศกษาผลตสารทดแทนเกลอโดยใชโซเดยมคลอไรด ทมอนภาคขนาด 45 ไมครอน ผสมโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) ในอตราสวน 1:1, 1:2 และ 2:1 (หรอ ใชโปแตสเซยมคลอไรดทดแทนเกลอโซเดยม คดเปน รอยละ 33.3, 50 และ 66.6 ) และการทดสอบชมตวอยางน�าเกลอทความเขมขน รอยละ 2 พบวา ผทดสอบไมสามารถแยกตวอยางสารทดแทนเกลอกบตวอยางควบคมได การทดสอบชมใชผชมจ�านวน 20 คน วเคราะหคาทางสถตดวย Chi-Square (X2) 3.2 การพฒนาสตรสารทดแทนเกลอ และผสมสารปรบแตงรส ในการพฒนาสตรสารทดแทนเกลอ ในงานวจยน ใชโพแทสเซยมคลอไรดเปนสวนประกอบหลกเพอลดปรมาณโซเดยมใหเปนไปตามขอก�าหนดของ EU ทระบวาสารทดแทนเกลอนนอยางนอยตองมโซเดยมลดลงไมนอยกวา รอยละ 25 [13] ขอมลงานวจยพฒนาสตรสารทดแทนเกลอทใชโพแทสเซยมคลอไรดเปนสวนประกอบ [13] มรายงานการศกษาผลตสารทดแทนเกลอโดยใชโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) ผสมโซเดยมคลอไรด อตราสวน 20:80 ถง 80:20 (Morton,1967) และเวลาตอมา Davis และคณะ ในป 1982 พฒนาสารทดแทนเกลอโดยใช KCl อตราสวน 30-70% และผสม NaCl 70-30% และมงานวจยผลตสารทดแทนเกลอทลดปรมาณโซเดยม 40-50% (Rood and Tilkian,1983) การพฒนาสารทดแทนเกลอในงานวจยครงน ใชโพแทสเซยมคลอไรด ผสมโซเดยมคลอไรด ในอตราสวน 3:2 (หรอโปแตสเซยมคลอไรด ผสมเกลอโซเดยม อตราสวน 60:40) และเตมสารปรบแตงรสชาต ไดแกทอรน รอยละ 1 และ 3 และแคลเซยมแลคเตท รอยละ 0.5 การทดสอบชมตวอยางน�าเกลอทความเขมขนรอยละ 2 พบวา ผทดสอบไมสามารถแยกตวอยางสารทดแทนเกลอกบตวอยางควบคมได ซงผลการวจยนปรบแตงรสชาต โดยเตมกรดทารทารก และแอสคอรบกเพอขจดรสขม หรอรสเฝอนผดปกต ซงสอดคลองกบรายงานของ Katica Cepanec (2017) การใชสารปรบแตงรสชาต (Taste-improving agents; TIAs) [13] ไดแก กรดออนทมโดยธรรมชาตในอาหาร (Food acids) เชน มารลก ซตรก ทารทารก และเตมกรดอะมโน (Amino acids) เชน ไลซน หรอ ทอรน [7] จะท�าใหสารทดแทนเกลอมกลนรสปกต การประเมนคณภาพทางประสาทสมผส ใชผทดสอบจ�านวน 20 คน พบวา การทดสอบชมตวอยางน�าเกลอเขมขนรอยละ 2 พบวา ผทดสอบไมสามารถแยกความแตกตางระหวางตวอยางควบคม (เกลอแกงหรอโซเดยมคลอไรด) กบสารทดแทนเกลอทมโพแทสเซยมคลอไรด ผสมโซเดยมคลอไรด ในอตราสวน 60:40


เตมสารปรบแตงรสชาต ไดแก ทอรน รอยละ 1 กรดทารทารก รอยละ 0.1 และ 0.2 และกรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 และ 0.2 (สตรในตารางท 1) และผทดสอบไมสามารถแยกความแตกตางกนได ในตวอยางสารทดแทนเกลอทมปรมาณกรดทารทารก รอยละ 0.1 หรอ 0.2 และสารทดแทนเกลอทมกรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 หรอ รอยละ 0.2 เมอน�าคาไปค�านวณสถต (X2) พบวา ผทดสอบไมสามารถแยกตวอยางไดอยางมนยส�าคญทางสถตทระดบความเชอมนรอยละ 95 (P>0.05) ดงนน สามารถเลอกการเตมกรดแอสคอรบก หรอกรดทารทารก ในปรมาณรอยละ 0.1 หรอ 0.2 ได

ตารางท 1 สวนประกอบสารทดแทนเกลอสตรตางๆ

สตรKCl

(กรม)NaCl (กรม)

Taurine 1% (กรม)

Tartaric acid 0.1% (กรม)

Tartaric acid 0.2% (กรม)

Ascorbic acid 0.1% (กรม)


Control - 20 - - - - -

( A 1 ) ( KCl: Nacl 60:40) 15 10 0.25 0.025 - - -

( A 2 ) ( KCl: Nacl 60:40) 15 10 0.25 - 0.05 - -

( B 1 ) ( KCl: Nacl 60:40) 15 10 0.25 - - 0.025 -

( B 2 ) ( KCl: Nacl 60:40) 15 10 0.25 - - - 0.05

เกลอปรงรส ประเภทสารทดแทนเกลอ โดยใชโพแทสเซยมคลอไรด ผสมโซเดยมคลอไรด ในอตราสวน 60:40, 65:35 และ 70:30 เตมสารปรบแตงรสชาต ไดแก ทอรน รอยละ 1 กรดทารทารก หรอ กรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 (ตารางท 2) และผลการทดสอบชมตวอยางน�าเกลอทความเขมขนรอยละ 2 เมอใชผชม 20 คน และวเคราะหคาทางสถตดวย Chi-Square (X2) พบวา ผทดสอบไมสามารถแยกความแตกตางกนได จงเลอกใชปรมาณกรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 ในการปรบแตงรสสารทดแทนเกลอรวมกบทอรน รอยละ 1.0

ตารางท 2 เกลอปรงรส 4 สตร (ปรมาณ 300 กรม/สตร)

สตร KCl (กรม) NaCl (กรม)Taurine

1% (กรม)Tartaric acid 0.1% (กรม)


เกลอปรงรส 01 ( KCl: Nacl 60:40) 180 120 3 0.3 -

เกลอปรงรส 02 ( KCl: Nacl 60:40) 180 120 3 - 0.3



3.3 การผลตเครองปรงรสผสมสาหรายทมเกลอโซเดยมต�า 3.3.1 ศกษาทดลองผลตสาหรายไกแผนอบแหงปรงรส เนองจากสาหรายแผนอบแหง และชนดอบแหงแบบปรงรสทมจ�าหนายทวไปมปรมาณโซเดยมคอนขางสง ดงนนจงน�าสาหรายไกทไดจาก จ.นาน ผลตเปนแผนสาหรายอบแหง โดยมขนตอนส�าคญไดแก 1) การลางท�าความสะอาดสาหรายกอนอบแหง โดยใชน�าสะอาดและลางซ�าดวยน�ารอนเทชะลาง 2-3 รอบ เพอลดกลนสาหราย 2) การอบแหง อบในตอบลมรอนทอณหภม 70 องศาเซลเซยส 3) ฉดสารละลายทดแทนเกลอ เขมขนรอยละ 5 ลงบนแผนสาหรายปรมาตร 10-15 มลลลตร อบทอณหภม 60 องศาเซลเซยส นาน 10-15 นาท เพอใหแหงและกรอบ

ตารางท 3 สวนประกอบสารทดแทนเกลอ ทใชเตรยมสารละลายทดแทนเกลอ เขมขนรอยละ 5 เพอฉดบนสาหรายไก

สตร สารทดแทนเกลอผสมสารปรบแตงรส (กรม) น�ากรอง (มล.)

1 KCl (3) + NaCl (2) + ทอรน 1% (0.05) 100

2 KCl (3.5) + NaCl (1.5) + ทอรน 1% (0.05) 100


3.3.2 ศกษาผลตเครองปรงรสทมเกลอโซเดยมต�าผสมสาหราย ผลตเครองปรงรสโดยบดสาหรายไกอบแหงใหเปนชนเลก และมสวนประกอบตามสตรในตารางท 4 ก และ 4 ข

ตารางท 4 ก อตราสวนผสมของเกลอปรงรสผสมสาหราย โดยเตรยมจากสตรเกลอปรงรส 03

สตร KCl (กรม) NaCl (กรม) Taurine 1% (กรม)Ascorbic acid 0.1%

(กรม)

เกลอปรงรส 03 (225)* 146.25 78.75 2.25 0.225

เกลอปรงรส 03 (60)* 39 21 0.6 0.06

เกลอปรงรส สตร 03 ม โพแทสเซยมคลอไรด ผสมโซเดยมคลอไรด อตราสวน 65 : 35

ตารางท 4 ข เกลอปรงรสผสมสาหราย 2 สตร (ปรมาณ 300 กรม/สตร)

สตร เกลอปรงรส (กรม) สาหรายไกปนหยาบ (กรม) หมายเหต

เกลอปรงรสผสมสาหราย 01 ใชสตร เกลอปรงรส 03 (225)* 75 ใชปรงอาหาร

เกลอปรงรสผสมสาหราย 02 ใชสตร เกลอปรงรส 03 (60)* 240 ใชปรงขนมขบเคยว

หมายเหต * การเตรยมเกลอปรงรสผสมสาหราย 01 และ 02 มเกลอปรงรส 03 เปนสวนประกอบในปรมาณ 225 กรม และ 60 กรม ตามล�าดบ โดยเตรยมอตราสวนจากเกลอปรงรส 03 มอตราสวน KCl: NaCl: Taurine: Ascorbic acid ตามตารางท 4 ก

3.4 การวเคราะหตวอยางสารทดแทนเกลอหรอเกลอปรงรส และเกลอปรงรสผสมสาหราย ผลการวเคราะหเกลอปรงรส (สารทดแทนเกลอ) โดยมโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) ผสมกบโซเดยมคลอไรด (NaCl) ในอตราสวน 60:40 , 65:35 และ 70:30 และเตมทอรน (Taurine) รอยละ 1 รวมกบ กรดทารทารก (Tartaric acid) รอยละ 0.1 หรอกรดแอสคอรบก (Ascorbic acid) รอยละ 0.1 ทมสวนประกอบตามสตรในตารางท 2 ผลการวเคราะหจากหองปฏบตการศนยบรการประกนคณภาพอาหาร สถาบนคนควาและพฒนาผลตภณฑอาหาร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร เกลอปรงรสปรมาณ 100 กรม และเกลอปรงรสผสมสาหราย 100 กรม (ตารางท 5 และรปท 1, 2 และ 3) ทงสามสตรพบวามปรมาณ โพแทสเซยม (K) อยในชวง 10.42–17.97 กรม/100 กรม เกลอปรงรสทไดจากการทดลองนมปรมาณโซเดยม (Na) 15.01-17.59 กรม/100 กรม และเมอเปรยบเทยบสตรสารทดแทนเกลอพบวา สตร 01 และสตร 02 มปรมาณ K และ Na มคาทใกลเคยงกน (ตารางท 5) แตอยางไรกดเกลอปรงรส (สารทดแทนเกลอ) ทไดจากการทดลองน มปรมาณโซเดยมทต�า คดเปนโซเดยม 1.5-1.76 กรม ตอน�าหนกเกลอปรงรส 10 กรม ซงมคาต�ากวาเกลอแกงทใชบรโภคทวไป 1 ชอนชา (ประมาณ 3 กรม) ทมโซเดยมสงถง 2.3 กรม (หรอ 2,300 มลลกรม) และเกลอปรงรสผสมสาหราย โดยมอตราสวนผสม ตามตารางท 4 ข ผลวเคราะห K และ Na พบวามปรมาณ K 65.58 กรม/100 กรม และมปรมาณ Na 9.09 กรม/100 กรม ตามตารางท 5

ตารางท 5 ปรมาณโพแทสเซยม (K) โซเดยม (Na)

สตร K Na NaCl

เกลอปรงรส 01 กรม/ 100 กรม 17.97 15.01 100.62




เกลอปรงรสผสมสาหราย 01 กรม/ 100 กรม 6.16 7.68 88.23

เกลอปรงรสผสมสาหราย 02 กรม/ 100 กรม 3.66 3.01 28.75


รปท 1 เปรยบเทยบปรมาณ K/Na/NaCl ในเกลอปรงรส ผงปรงรสผสมสาหราย (ปรงขนมขบเคยว)และซปเหดส�าเรจรป

3.5 ศกษาใชสารทดแทนเกลอในการผลตขนมขบเคยว และวเคราะหปรมาณโซเดยมในผลตภณฑ ขนมขบเคยว (กลวยทอดกรอบ) เตมเกลอปรงรสผสมสาหรายไกปรมาณ รอยละ 1 (โดยน�าหนก) เพอปรบรสชาตใหเปนทยอมรบ และมสวนประกอบ ตามตารางท 6 และผลการวเคราะหปรมาณโพแทสเซยม โซเดยม โซเดยมคลอไรด และคณคาทางโภชนาการของตวอยางกลวยทอดกรอบทปรงรสดวยเกลอปกต เปรยบเทยบกบกลวยทอดกรอบเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย เพอใหไดขอมลใชประกอบผลทดสอบทางประสาทสมผส และใหเปนไปตามเกณฑของผลตภณฑอาหารทมเกลอโซเดยมต�า ผลวเคราะหกลวยทอดกรอบเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย พบวา มโซเดยม 131.20 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภค (100 กรม) ซงมคาเปนไปตามขอก�าหนดอาหารทมเกลอโซเดยมต�า (Low Sodium) คอมโซเดยม 140 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภคหรอต�ากวาน [4]

ผลการวเคราะหเกลอปรงรส และเกลอปรงรสผสมสาหราย เมอเปรยบเทยบกบขอมลจากนยามทองคการอาหารและยาของประเทศสหรฐอเมรกา (U.S. Food and Drug Administration) ก�าหนดวาอาหารทปราศจากเกลอหรอโซเดยม (Salt/Sodium -Free) คอตองมโซเดยมต�ากวา 5 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภคหรอต�ากวาน และอาหารทมเกลอโซเดยมต�า (Low Sodium) คอตองมโซเดยม 140 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภคหรอต�ากวาน [4]


ตารางท 6 อตราสวนของขนมขบเคยว (กลวยทอดกรอบ) ทปรงรส 2 สตร

สตรKCl

(กรม)NaCl (กรม)

Taurine 1% (กรม)


สาหรายไกอบแหง (กรม)

A กลวยทอดกรอบเตมเกลอปกต ผสมสาหราย/กลวย 500 กรม

- 5 - - 20

B กลวยทอดกรอบเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย/กลวย 500 กรม

3.25 1.75 0.05 0.005 20

หมายเหต B เกลอปรงรสผสมสาหราย ใชสารทดแทนเกลอ 5 กรม ประกอบดวย KCl 3.25 กรม ผสม NaCl 1.75 กรม (หรอ อตราสวน 65:35) Taurine 1% (0.05 กรม) : Ascorbic acid 0.1% (0.05 กรม)

3.6 ศกษาใชสารทดแทนเกลอในการผลตซปเหดบรรจถงรทอรต และวเคราะหปรมาณโซเดยมในผลตภณฑ ซปเหดส�าเรจรป (ซปเหดฟาง และซปเหดออรนจ) มสวนประกอบตาม ตารางท 7 เตมเกลอปกต (เกลอแกง) รอยละ 0.5 เปรยบเทยบผลกบซปเหดฟาง และซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส (ทม KCl ผสม NaCl อตราสวน 65:35) รอยละ 0.4 มสวนประกอบตาม ตารางท 8 เพอตรวจและวเคราะหใหไดขอมลใชประกอบผลการทดสอบทางประสาทสมผส และใหเปนไปตามเกณฑผลตภณฑอาหารทมเกลอโซเดยมต�า วเคราะหปรมาณโพแทสเซยม (K) โซเดยม (Na) และโซเดยมคลอไรด (NaCl) ในผลตภณฑซปเหดส�าเรจรป เพอใหไดคาโซเดยมทสอดคลองกบเกณฑมาตรฐานทวไปทระบเกยวกบปรมาณโซเดยมในอาหารทมโซเดยมต�า (Low sodium salt foods) [4] และคณคาทางโภชนาการซปเหดส�าเรจรป

ตารางท 7 สวนประกอบ ซปเหดส�าเรจรป (ซปเหดฟาง และเหดออรนจ)

วตถดบ ซปเหดฟาง ซปเหดออรนจ

เหดฟาง (กรม) 2,000 -

เหดออรนจ (กรม) - 2,000

มนฝรง (กรม) 750 750

หอมใหญ (กรม) 750 750

กระเทยม (ชอนโตะ) 4 4

พรกไทยปน (ชอนโตะ) 3.5 3.5

เนยจด (กรม) 200 200

นม (กรม) 200 200

น�าซป (มลลลตร) 2,500 2,500

ตารางท 8 อตราสวนการเตมเกลอในซปเหดฟาง และเหดออรนจ เพอเตรยมส�าหรบทดสอบทางประสาทสมผส

ชนดซปเหด ปรมาณ(กรม) KCl (กรม) NaCl (กรม)Taurine 1%

(กรม)Ascorbic acid 0.1% (กรม)

ซปเหดฟาง เตมเกลอปกต 0.5% 3,000 - 15 - -

ซปเหดฟาง เตมเกลอปรงรส 0.4% 3,000 7.8 4.2 0.12 0.012

ซปเหดออรนจ เตมเกลอปกต 0.5% 2,650 - 13.25 - -

ซปเหดออรนจ เตมเกลอปรงรส 0.4% 2,650 6.89 3.71 0.106 0.0106


ผลวเคราะหซปเหดฟางเตมสารทดแทนเกลอ พบวา มโซเดยม 220 มลลกรม ตอหนงหนวยบรโภค (100 กรม) ซงมคาโซเดยมต�าใกลเคยงแตไมเปนไปตามขอก�าหนดอาหารทมเกลอโซเดยมต�า ทก�าหนดคาอาหารทมเกลอโซเดยมต�า (Low Sodium) คอมโซเดยม 140 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภคหรอต�ากวาน [4] ซงการแสดงฉลากบรโภควาเปนอาหารทมเกลอโซเดยมต�านน จ�าเปนตองลดปรมาณเกลอปรงรสทปรงในซป และการทดลองนวเคราะหสาเหตทเกลอโซเดยมสงกวาคาเปาหมายไดวา สวนหนงอาจมาจากมโซเดยมในเนยทใชเปนสวนประกอบในการปรงซปเหด แตยงถอวามโซเดยมในปรมาณต�า คดเปนรอยละ 9 ของปรมาณรอยละทแนะน�าใหบรโภคโซเดยมตอวน (คอไมเกน 2,400 มลลกรมตอวน) และซปเหดฟางมโซเดยมคลอไรด 0.76 กรม/100 กรม และไดทดลองปรบสตรซปเหด ผลวเคราะหซปเหดฟาง 1,500 กรม เตมเกลอปรงรส (สารทดแทนเกลอทมโพแทสเซยม-คลอไรดผสมกบโซเดยมคลอไรด ในอตราสวน 65:35) 3-3.75 กรม (หรอเตมเกลอปรงรสคดเปนรอยละ 0.2-0.233 ของน�าหนกซปเหด) มโซเดยม 32.38-35.97 มลลกรม ตอหนงหนวยบรโภค (150 กรม) ซงมคาสอดคลองใกลเคยงกบอาหารทมเกลอโซเดยมต�ามาก(Very low sodium food) คอมโซเดยม 35 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภคหรอต�ากวาน [4] ผลวเคราะหคณคาทางโภชนาการของซปเหดฟางตอหนงหนวยบรโภค (150 กรม) มคาพลงงาน 110 กโลแคลอร ไขมน 6 กรม ไขมนอมตว 3.5 กรม โคเลสเตอรอล นอยกวา 5 มลลกรม โปรตน 3 กรม คารโบไฮเดรต 11 กรม น�าตาล 2 กรม โซเดยม 220 กรม วตามนบ 1 0.18 มลลกรม วตามนบ 2 0.09 มลลกรม แคลเซยม 23.84 มลลกรม และเหลก 0.77 มลลกรม และผลวเคราะหคณคาทางโภชนาการของซปเหดออรนจตอหนงหนวยบรโภค ( 150 กรม) มคาพลงงาน 110 กโลแคลอร ไขมน 5 กรม ไขมนอมตว 2.5 กรม โคเลสเตอรอล นอยกวา 5 มลลกรม โปรตน 3 กรม คารโบไฮเดรต 12 กรม ใยอาหาร 2 กรม น�าตาล 2 กรม โซเดยม 240 กรม วตามนบ 1 0.11 มลลกรม วตามนบ 2 นอยกวา 0.03 มลลกรม แคลเซยม 21.32 มลลกรม และเหลก 0.65 มลลกรม และผลการวเคราะหจลนทรย พบวาเปนไปตามขอก�าหนดอาหารส�าเรจรปในภาชนะปดสนท

รปท 2, 3 และ 4 แสดงปรมาณ K/Na/NaCl ในตวอยางเกลอปรงรส เกลอปรงรสผสมสาหราย และซปเหดส�าเรจรป

3.7 ศกษาการยอมรบผลตภณฑอาหารทมการใชสารทดแทนเกลอแทนการใชเกลอโซเดยม 3.7.1 การทดสอบทางประสาทสมผส (รสชาต) ของขนมขบเคยว (กลวยทอดกรอบ) วเคราะหความพงพอใจของผทดสอบชมทมตอผลตภณฑกลวยทอดกรอบเตมเกลอปกต และกลวยทอดเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย วเคราะหคะแนนความชอบแบบ 9-point Hedonic scale จ�านวนผชม 30 คน และทดสอบความแตกตางของคาเฉลย โดยใช Duncan’s New Multiple Range Test ก�าหนดนยส�าคญทางสถตทระดบ 0.05 พบวา กลวยทอดกรอบเตมเกลอปกต และกลวยทอดกรอบเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย ใหผลการทดสอบดาน ส กลน รส และเนอสมผส (ตารางท 9) ไมแตกตางกนในทกคณลกษณะ (p≥0.05) แสดงวา สารทดแทนเกลอสามารถใชในการปรงรสเพอทดแทนเกลอปกตได การใชปรงแตงรสขนมขบเคยวในทางการคาจะมการเตมสารปรงรส ไดแก กลนพรกจากผงปรงรสปาปรกา (Paprika seasoning) และผงปรงรสบารบคว (BBQ seasoning powder)


ตารางท 9 ผลทดสอบทางประสาทสมผส ส กลน รส ลกษณะเนอสมผส และการยอมรบโดยรวม (n=30)

สตร ส กลน รสลกษณะ

เนอสมผสการยอมรบ

โดยรวม

กลวยทอดกรอบเตมเกลอปกตผสมสาหราย

6.29±1.41ns 5.46±1.79ns 5.14±2.46ns 5.68±2.18ns 5.64±1.85ns

กลวยทอดกรอบเตมเกลอปรงรสผสมสาหราย

5.93±1.86ns 5.25±1.84ns 4.93±2.24ns 5.18±1.76ns 5.50±1.75ns

หมายเหต ns คอไมมความแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถตทระดบ 0.05 (p≥0.05)

3.7.2 การทดสอบทางประสาทสมผส (รสชาต) ของซปเหดฟาง และเหดออรนจ วเคราะหความพงพอใจของผทดสอบชมทมตอผลตภณฑ วเคราะหคะแนนความชอบแบบ 9-point Hedonic scale จ�านวนผชม 30 คน การทดสอบการยอมรบทางประสาทสมผส มจ�านวน 4 ตวอยาง (ตารางท 10) พบวา การยอมรบทางประสาทสมผสดานส มความแตกตางอยางมนยส�าคญทางสถต (p<0.05) โดยผทดสอบชมใหคะแนนเฉลยดานสมากทสด คอ ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคาคะแนนเฉลย 6.03±1.77 รองลงมา คอ ซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 โดยสรป คณลกษณะดานส ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคะแนนความชอบสงสด (p<0.05) แตไมมความแตกตางกบซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 (p≥0.05)

ตารางท 10 ผลทดสอบทางประสาทสมผส ส กลน รส ลกษณะเนอสมผส และการยอมรบโดยรวม (n=30)

ชนดซปเหด ส* กลน* รส*ลกษณะ

เนอสมผสการยอมรบโดยรวม*

ซปเหดฟางเตมเกลอปกต 0.5% 5.17±1.88a 4.83±1.91ab 4.80±2.04ab 5.20±1.61ns 4.93±2.03a

ซปเหดฟางเตมเกลอปรงรส 0.4% 5.37±1.92ab 4.63±1.77a 4.70±1.97a 5.37±2.08ns 5.13±2.11ab

ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต 0.5% 6.03±1.77c 4.90±2.26ab 5.63±2.04c 5.53±1.81ns 5.77±1.89b

ซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส 0.4% 5.97±2.03bc 5.27±2.16b 4.97±2.08abc 5.47±1.85ns 5.37±2.16ab

หมายเหต * คอ มความแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถตทระดบ 0.05 (p<0.05) ns คอ ไมมความแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถตทระดบ 0.05 (p≥0.05) (a-c) คาเฉลยของขอมลแตละชดในแนวตงทมตวอกษรตางกน หมายถง มความแตกตางกนทางสถต p<0.05 ± คอ สวนเบยงเบนมาตรฐาน (Standard deviation) ของขอมล

ผลการทดสอบประสาทสมผสดานรส พบวา ผทดสอบชมใหคะแนนเฉลยดานรสมากทสด คอ ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคาคะแนนเฉลย 5.63±2.04 รองลงมา คอ ซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 มคาคะแนนเฉลย 4.97±2.08 โดยสรป คณลกษณะดานรส ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคะแนนความชอบสงสด (p<0.05) แตไมมความแตกตางกบ ซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 (p≥0.05) ผลการทดสอบประสาทสมผสดานการยอมรบโดยรวม พบวา คะแนนเฉลยดานการยอมรบโดยรวมมากทสด คอ ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคาคะแนนเฉลย 5.77±1.89 รองลงมาคอ ซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 มคาคะแนนเฉลย 5.37±2.16 ซปเหดฟางเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 มคาคะแนนเฉลย 5.13±2.11 และซปเหดฟางเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคาคะแนนเฉลย 4.93±2.03 ตามล�าดบ โดยสรป ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคะแนนความชอบสงสด (p<0.05) แตไมมความแตกตางกบซปเหดออรนจเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 ซปเหดฟางเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 (p≥0.05)

3.8 ศกษาอายการเกบของผลตภณฑขนมขบเคยว และซปเหดส�าเรจรป กลวยทอดกรอบปรงรสดวยสารทดแทนเกลอผสมสาหรายบรรจถงอะลมเนยมฟอยล และซปเหดส�าเรจรปในถงรทอรตทปรงรสดวยสารทดแทนเกลอ เกบทอณหภมหอง นาน 10 เดอน มส กลนรส และลกษณะเนอปกต ใกลเคยงกบสภาพเมอเรมเกบ


4. สรป (Conclusion) การผลตเกลอโซเดยมต�าใชเทคนคท�าใหไดเกลอโซเดยมทมขนาดอนภาคเลก 45 ไมครอน ในการผลตสารทดแทนเกลอ โดยผสมโพแทสเซยมคลอไรด (KCl) ในอตราสวน KCl และ NaCl 70:30, 65:35 และ 60:40 สตรสารทดแทนเกลอทเหมาะสมคอ ม KCl ผสม NaCl อตราสวน 65:35 ผสมทอรน รอยละ 1 และกรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 โดยผลทดสอบชมตวอยางน�าเกลอทความเขมขนรอยละ 2 ผทดสอบไมสามารถแยกความแตกตางกนของรสชาตไดระหวางสารทดแทนเกลอ และน�าเกลอปกต กลวยทอดกรอบ ทปรงแตงรสดวยสารทดแทนเกลอ สตรทม KCl (65 กรม):NaCl (35 กรม) : ทอรน รอยละ 1 : กรดแอสคอรบก รอยละ 0.1 และผสมสาหราย ผลตภณฑเปนทยอมรบและไมมความแตกตางกบตวอยางทปรงรสโดยเกลอปกต ผลตภณฑมโซเดยม 131.20 มลลกรมตอหนงหนวยบรโภค ซงมคาเปนไปตามขอก�าหนดอาหารทมเกลอโซเดยมต�า ซปเหดฟางเตมสารทดแทนเกลอ รอยละ 0.2-0.233 ของน�าหนกซปเหด มโซเดยม 32.38-35.97 มลลกรม ตอหนงหนวยบรโภค ซงมคาใกลเคยงกบขอก�าหนดอาหารทมเกลอโซเดยมต�ามาก การยอมรบโดยรวม ซปเหดออรนจเตมเกลอปกต รอยละ 0.5 มคะแนนความชอบสงสด (p<0.05) แตไมมความแตกตางกบซปเหดออรนจและซปเหดฟางทเตมเกลอปรงรส รอยละ 0.4 กลวยทอดกรอบปรงรสดวยสารทดแทนเกลอผสมสาหราย บรรจถงอะลมเนยมฟอยล และซปเหดส�าเรจรปในถงรทอรตทปรงรสดวยสารทดแทนเกลอ เกบทอณหภมหอง นาน 10 เดอน มส กลนรส และลกษณะเนอปกต

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) ขอขอบคณเจาหนาทส�านกหอสมดและศนยสารสนเทศวทยาศาสตรและเทคโนโลย (สท.วศ.) และรวมทงเจาหนาทในส�านกเทคโนโลยชมชน ทอนเคราะหชวยทดสอบชมตวอยางสารทดแทนเกลอ ผลตภณฑซปเหดส�าเรจรป และกลวยทอดกรอบทมการปรงรสดวยสารทดแทนเกลอและเกลอแกง (ตวอยางควบคม) ท�าใหงานวจยส�าเรจลลวงตามวตถประสงค

6. เอกสารอางอง (References) [1] Health conditions-High blood Pressure (Hypertension), Low Salt Foods.com Raising Sodium Awareness [online]. [viewed 21 August 2017]. Available from: www.heart.org/HEARTORG/.../Sodium-Salt-or-Sod... [2]-AMERICAN HEART ASSOCIATION. Sodium (Salt or Sodium Chloride) [online]. [viewed 21 August 2017]. Available from: www.heart.org/HEARTORG/.../Sodium-Salt-or-Sod... [3] AMERICAN HEART ASSOCIATION. Sodium and Your Health [online]. [viewed 21 August 2017]. Available from: https://www sodium breakup.heart.org/sodium_and_your_health [4] U.S. FOOD AND DRUG ADMINISTRATION. Food Fact. Sodium in Your Diet: Use the Nutrition Facts Label and Reduce Your Intake [online]. [viewed 21 August 2017]. Available from: https://www.fda.gov/downloads /Food/ IngredientsPackagingLabeling/UCM315471.pdf [5] STOKKERS, GERRIT JAN and EVERT ALTENA. Process to prepare a low-sodium salt product, product obtainable thereby and the use there of [online]. 2010. [viewed 21 August 2017]. Available from: https://www.google.com/ patents/US20120045550?dq=Stokkers,+Gerrit++Jan+;+Altena,+Evert+…. US 20120045550 A1 [6] MEYER, R. S. Low sodium salt substitute compositions. 2010 U.S. Patent : 0239740 [7] SALEMME, FRANCIS RAYMOND, ABRAHAM I. BAKAL and RICHARD BARNDT. Compositions and methods for producing flavored seasonings that contain reduced quantities of common salt [online]. 2008. [viewed 21 August 2017] Available from: https://www.google.com/patents/US20090035444 Oct 16, 2008-US 20090035444A1. [8] SALEMME, F.R., BAKAL, A.I. and BARNDT, R. Composition and methods for producing flavored seasonings that contain reduced quantities of common salt. 2006. U.S. Patent : 0286275 [9] GANESAN, K., H. ZOERB, G. MULLALLY and ADAMS WEIGLE, D.t. Ingredient systems comprising Trehalose, food products containing Trehalose, and methods of making same. 2007. U.S. Patent 0292593. [10] MU, J., et al. Family-based randomized trial to detect effects in blood pressure of a salt substitute containing potassium and calcium in hypertensive adolescents. American Journal of Hypertension. 2009, 22(9), 943-947. [11] WORLD HEALTH ORGANIZATION. Guideline: Potassium intake for adults and children [online]. 2012. [viewed 21 August 2017]. Available from: http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/75146/1/9789241548441_eng.pdf ) [12] OJEU. 2011. Regulation (EU) No 1169/2011. Official Journal of the European Union [online]. 2011. [viewed 21 August 2017]. Available from : http:// cur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?un=CELEX:32011R1169&from =HR [13] CEPANEC, KATICA, et al. Potassium chloride – based salt substitutes: a critical review with a focus on the patent literature. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2017, 16(5), 881-894.


การหาปรมาณสารไนไตรทในรงนกโดยเทคนคไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ

Quantitative analysis of nitrite in blood-red bird’s nest by high-performance liquid chromatography

บทคดยอ งานวจยนเปนการศกษาวธทดสอบปรมาณสารไนไตรทในรงนก โดยการสกดแยกสารดวยน�าแลวตรวจวดดวยเทคนคไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ ซงพบวาสภาวะแยกสารทเหมาะสม โดยใชคอลมนชนด C18 reverse-phase เปนเฟสคงท และ 0.01 M octylammonium orthophosphate ในเมทานอลรอยละ 30 โดยปรมาตร มคา pH 7.0 เปนเฟสเคลอนท ทอตราการไหล 0.8 มลลลตร/นาท ตรวจวดดวย Photodiode-array detector ทความยาวคลน 216 นาโนเมตร จากการตรวจสอบความใชไดของวธ พบวามคาความสมพนธเชงเสน อยในชวงความเขมขน 0.5-250 ไมโครกรม/มลลลตร มคาสมประสทธสหสมพนธ เทากบ 0.9999 ขดจ�ากดของการตรวจพบ 0.12 มลลกรม/กโลกรม ขดจ�ากดการวดปรมาณ 0.15 มลลกรม/กโลกรม โดยมรอยละการคนกลบทความเขมขน 0.5 125 และ 250ไมโครกรม/มลลลตร เทากบรอยละ 107.5 106.6 และ105.3 ตามล�าดบและมสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ เทากบรอยละ 1.61 0.43 และ0.49 ตามล�าดบ และมคาความไมแนนอนเปนไปตามเกณฑการยอมรบของวธ ดงนนวธทดสอบดงกลาวมความแมนและความเทยงสามารถน�ามาใชในการทดสอบปรมาณไนไตรทรงนกไดอยางถกตอง นอกจากนนยงไดสมตวอยางรงนกเพอทดสอบจ�านวน 13 ตวอยาง ในพนท 9 จงหวดจากภาคกลาง ภาคตะวนออก และภาคใต พบวาตวอยางรงนกมชวงผลการทดสอบตงแตไมพบจนถงพบปรมาณไนไตรท 1652.7 มลลกรม/กโลกรม

Abstract This research aims to study the nitrite testing in bird nest which was extracted by water and determined by high performance-liquid chromatography technique (HPLC). The suitable HPLC condition revealed with the use of C18 reverse phase as stationary phase and 0.01 M octylammonium orthophosphate 30% v/v in methanol (pH 7.0) as mobile phase at flow rate 0.8 mL/min. The photodiode-array detector at a wavelength of 210 nm was applied. According to method validation, the linearity ranged from 0.5-250 µg/mL and 0.9999 for correlation coefficient. The limit of detection (LOD) and the limit of quantitation (LOQ) were 0.12 and 0.15 mg/kg, respectively. The recoveries were 107.5% at 0.5 µg/mL, 106.6% at 125 µg/mL and 105.3% at 250 µg/mL. The relative standard deviations (RSD) were 1.61, 0.43 and 0.49 respectively as well as uncertainty value conformed to the acceptable criteria. Therefore, this method provides good accuracy and precision that can be used for nitrite determination in bird nest. The thirteen samples of bird nest from nine provinces in the central, eastern and southern regions of Thailand were investigated in order to confirm the method application. The result ranged from not detected to 1652.7 mg/kg.

มโนวช เรองดษฐ1*, นภาพร ชนะคช1, วรนกาญจน ธรตกรธวฒน1

Manowich Ruengdit1*, Nipaporn Chanacot1, Warinkarn Torateekorntawat1

10

ค�าส�าคญ: รงนก ไนไตรท ไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ Keywords: Bird nest, Nitrite, HPLC



1. บทน�า (Introduction) รงนกเปนวตถดบจากสตวทมมลคาสงและเปนทนยมอยางมากในประเทศจน โดยน�าเขารงนกจาก 3 ประเทศหลก คอ ไทย อนโดนเซย และมาเลเซย แตเมอป 2555 หนวยงานตรวจสอบมาตรฐาน คณภาพสนคาของรฐบาลจน หรอ General Administration for Quality Supervision, Inspection and Quarantine (AQSIQ) ไดออกประกาศหามน�าเขารงนกทกชนดจากทกประเทศ เนองจากตรวจพบการปนเปอนไนไตรทในรงนกสแดงจากประเทศมาเลเซยเกนคามาตรฐาน ท�าใหราคารงนกในประเทศไทยซงเปนแหลงผลตส�าคญตกต�าลง สงผลกระทบตอผผลตทงรงนกถ�าทเกบจากธรรมชาตและรงนกบาน แมวาในปจจบน กระทรวงควบคมคณภาพ ตรวจสอบและกกกนโรคของประเทศจนไดออกประกาศอนญาตน�าเขาผลตภณฑรงนกของไทยไดตงแตวนท 28 ส.ค. 2560 เปนตนไปเฉพาะรงนกทมสขาว เหลอง หรอทอง โดยรงนกทสงออกจากไทยไปจนตองผานการขนทะเบยนแหลงผลตและมใบรบรอง จากกรมปศสตว สงผลใหตองมระบบการขนทะเบยน การควบคมคณภาพ เรองโรค ความสะอาดและการปองกนสารตกคาง โดยเฉพาะอยางยง ไนไตรท ซงเปนสาเหตส�าคญทท�าใหจนหามน�าเขารงนกจากทกประเทศ โดยปกตแลวสารไนไตรททตรวจพบในรงนกนอกจากจะเกดจากกระบวนการหมก (Fermentation) ตามธรรมชาตในสภาวะอณหภมและความชนทเหมาะสมแลว ยงอาจเกดจากการปนเปอนจากสภาวะแวดลอมในบรเวณทนกท�ารง ทมปรมาณไนเตรทสง ซงอาจเปนสาเหตท�าใหรงนก มปรมาณไนไตรททเกนกว า เกณฑ มาตรฐานทก� าหนด ตามมาตรฐาน MS 2334:2011-Edible-Birdnest (EBN)-Specification โดย Department of Standards Malaysia และมาตรฐานสนคาเกษตร มกษ.6705-2557 โดย ส�านกมาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต ก�าหนดปรมาณสารไนไตรท (ค�านวณเปนโซเดยมไนไตรท) พบไดไมเกน 30 มลลกรม/กโลกรม การตรวจหาปรมาณไนไตรท มหลายเทคนคทสามารถน�ามาใชในการตรวจสอบอาหาร น�า พชผก ตางๆ เชน เทคนค spectrophotometry, high performance liquid chromatography (HPLC), ion chromatography (IC), gas chromatography, polarographic method and capillary electrophoresis (CE) เปนตน โดยเทคนค spectrophotometry เปนเทคนคดงเดมทนยมใชในการตรวจหาปรมาณ ไนไตรท ในอาหาร แตดวยวธดงกลาวมขอจ�ากดของความไวในการวดสารทต�า จงไมเหมาะกบการตรวจวดสารปรมาณนอยและมสงรบกวน สง ตอมาเทคนค capillary electrophoresis เปนเทคนคทถกพฒนาขนโดยมจดเดนในเรองความรวดเรวและสามารถตรวจสอบไอออนลบไดหลายชนดพรอมกนประกอบกบการใชตวอยางและสารละลายบฟเฟอรในปรมาณนอยในการวเคราะห ปจจบนเทคนค HPLC เปนเทคนคทหองปฏบตการนยมใชตรวจหาสาร ไนไตรทในตวอยางอาหารเนองจาก เปนเทคนคทรวดเรว แมนย�า และ มความไวสง

กวา สามารถตรวจหาในสภาวะ ทมสงรบกวนจากไอออนชนดอนได อยางมประสทธภาพ งานวจยนเปนการศกษาวธทดสอบปรมาณสารไนไตรทในรงนก โดยเตรยมตวอยางดวยการสกดแยกสารดวยน�าแลวตรวจวดดวยเทคนคไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ ซงดดแปลงมาจาก Journal of Food and Drug Analysis , A High Performance Liquid Chromatography Method for Determining Nitrate and Nitrite Levels in Vegetables โดยมการตรวจสอบความใชไดของวธ (method validation) ซงจะศกษาคณลกษณะเฉพาะตางๆทส�าคญไดแก ความเปนเสนตรง ขดจ�ากดการตรวจพบ ขดจ�ากดการวดปรมาณ ความแมนความเทยง และการประเมนความไมแนนอนของการวด

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 เครองมอและอปกรณ 2.1.1 เครองไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ (HPLC), เครองตรวจวด Photodiode-array detector, คอลมน Phenomenex Luna C18, ชนดเหลกกลาไรสนมขนาด 250x4.6 มลลเมตร ขนาดอนภาค 5 ไมโครเมตร และการดคอลมน 2.1.2 เครองชงไฟฟา ชงไดละเอยด 0.1 มลลกรม 2.1.3 ชดกรองพรอมเมมเบรน (membrance filter) ชนด HA ขนาด 0.45 ไมโครเมตร 2.1.4 เครองกวนชนดควบคมอณหภม (Magnetic stirrer) 2.1.5 กระดาษกรองวตแมน เบอร 2 หรอเทยบเทา 2.1.6 ชดกรองและตวกรอง (Syringe filter) ชนด PVDF ขนาด 13 มลลเมตร 0.45 ไมโครเมตร 2.1.7 ปเปต ขนาด 1 5 10 และ 25 มลลลตร 2.1.8 ขวดวดปรมาตรขนาด 50 และ100 มลลลตร 2.1.9 บกเกอรขนาด 50 มลลลตร 2.1.9 ขวดแกว (vial) ขนาด 2 มลลลตร 2.2 สารเคมและสารละลายมาตรฐาน 2.2.1 เมทานอล CH

3OH (HPLC Grade)

2.2.2 Orthophosphate acid (H3PO

4)

2.2.3 Octylamine (CH3(CH

2)7NH

2)

2.2.4 สารมาตรฐานโซเดยมไนไตรท (NaNO2) ความ

บรสทธอยางนอยรอยละ 99.0 2.2.5 น�าทมความบรสทธสง มคาความตานทานไมนอยกวา 18.2 MΩ•cm 2.2.6 สารละลาย octylamonium orthophosphateชง Octylamine 0.64 g ถายลงขวดวดปรมาตรขนาด 500 ปรบปรมาตรเปน 500 มลลลตร ดวย เมทานอล 30% (v/v) ปรบคา pH ใหเปน pH 7 ดวย orthophosphate acid 2.2.7 สารละลายมาตรฐาน ไนไตรท 500 มลลกรม/ลตร


ชงโซเดยมไนไตรท (NaNO2) 0.025g ละลายดวยน�า ใสในขวด

วดปรมาตรขนาด 50 mL ปรบปรมาตรดวยน�าปราศจากไอออน 2.3 การเตรยมตวอยาง ชงตวอยาง 0.5 กรม ในบกเกอร เตมน�าทมความบรสทธสง 20 มลลลตร วางบนเครองกวนใหความรอนท 70 องศาเซลเซยส ความเรว 500 รอบ/นาท เปนเวลา 20 นาท ทงใหเยนทอณหภมหอง ถายลงขวดวดปรมาตรขนาด 50 มลลลตร ปรบปรมาตรดวยน�าทมความบรสทธสง เขยาใหเขากน กรองตวอยางดวยกระดาษกรองวตแมน เบอร 2 จนไดสารละลายใส แลวกรองผานตวกรองชนด PDVF ขนาด 0.45 ไมโครเมตร เกบสารละลายทกรองแลวในขวดแกว (vial) 2.4 การเตรยมตวอยางทเตมสารละลายมาตรฐาน (spike sample) ชงตวอยาง 0.5 กรม เตมสารละลายมาตรฐานไนไตรททความเขมขน 0.5 125 และ 250 ไมโครกรม/มลลลตร น�ามาผานกระบวนการตามขอ 2.3 2.5 การตรวจวดปรมาณโดยเทคนคไฮเพอรฟอร-แมนสลควดโครมาโทกราฟ ความเขมขนของสารไนไตรทค�านวณจากการเปรยบเทยบกราฟมาตรฐาน โดยสรางกราฟมาตรฐานไนไตรท ทระดบความเขมขนในชวง 0.5-250 มลลกรมตอลตร กรองผานตวกรองชนด PVDF ขนาด 13 มลลเมตร 0.45 ไมโครเมตร น�าไปวเคราะหโดยเครองไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ ตามสภาวะการท�างานดงน คอลมน Phenomenex Luna C18, ชนดเหลกกลา ไรสนมขนาด 250x4.6 มลลเมตร ขนาด อนภาค 5 ไมโครเมตร และการดคอลมน อณหภมคอลมน 35 องศาเซลเซยส ตวท�าละลายเคลอนท octylammonium orthophosphate 0.01 โมลาร ในเมทานอล 30% (v/v) พเอช 7.0 อตราการไหล 0.8 มลลลตรตอนาท ปรมาตรทฉด 10 ไมโครลตร เครองตรวจวด photodiode-array detector ทความยาวคลน 216 นาโนเมตร

ค�านวณหาปรมาณสารไนไตรทดงสมการ Nitrite, mg/kg = (CxVxD)/W C = ความเขมขนของ Nitrite ทไดจากกราฟมาตรฐาน, mg/L V = ปรมาตรสดทาย, mL D = Dilution factor W = น�าหนกตวอยาง, mg

2.6 การตรวจสอบความใชไดของวธ 2.6.1 การศกษาความเปนเสนตรง (Linearity) ของกราฟมาตรฐาน โดยเตรยมสารละลายมาตรฐานไนไตรทในชวงความเขมขน 0.5-250 มลลกรมตอลตร พจารณาคาสมประสทธการตดสนใจ (Correlation coefficient, r) ของกราฟมาตรฐาน โดยคา r ตองไมนอยกวา 0.995 2.6.2 การศกษาขดจ�ากดการตรวจพบและขดจ�ากดการวดปรมาณของวธทดสอบโดยท�าการศกษาขดจ�ากดการตรวจพบดวยการวด ตวอยางแบลงค จ�านวน 10 ซ�า ค�านวณหาสวนเบยงเบนมาตรฐาน (SD) เพอหาขดจ�ากดการตรวจพบ (LOD) และขดจ�ากดการวดปรมาณ (LOQ) 2.6.3 การศกษาความแมน (Accuracy) และความเทยง (Precision) ของวธทดสอบ โดยศกษาตวอยางทเตมสารละลายมาตรฐานท 3 ระดบความเขมขน ดงน 0.5 125 และ 250 ไมโครกรมตอลตร ความเขมขนละ 10 ซ�า ค�านวณหาความแมนแสดงดวยการหาคารอยละการคนกลบได และความเทยงแสดงดวยคาสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ 2.6.4 ประเมนคาความไมนอนของการวดตาม The Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) ทระดบความเขมขนต�าสดของสารละลายมาตรฐาน 2.6.5 การทดสอบตวอยางรงนกจากพนทจงหวดทางภาคใตและภาคตะวนออก ไดแก จงหวดเพชรบร ชมพร นครศรธรรมราช สงขลา สตล ตรง นราธวาส และ ตราด จ�านวน 13 ตวอยาง

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 การตรวจสอบความใชไดของวธ 3.1.1 ความเปนเสนตรง (linearity) ของกราฟมาตรฐาน โดยเตรยมสารละลายมาตรฐานไนไตรทในชวงความเขมขน 0.5-250 มลลกรมตอลตร ไดคาสมประสทธการตดสนใจ (Correlation coefficient, r) เทากบ 0.9999


รปท 1 โครมาโตแกรมของสารละลายมาตรฐานไนไตรท

รปท 2 กราฟมาตรฐานของสารละลายไนไตรทในชวงความเขมขน 0.5-250 มลลกรม/มลลลตร

3.1.2 ขดจ�ากดการตรวจพบและขดจ�ากดการวดปรมาณของวธทดสอบโดยท�าการศกษาขดจ�ากดการตรวจพบดวยการวด ตวอยางแบลงค จ�านวน 10 ซ�า จากผลการทดลองพบวา ขดจ�ากดการตรวจพบเทากบ 0.12 มลลกรม/กโลกรม ขดจ�ากดการวดปรมาณเทากบ 0.15 มลลกรม/กโลกรม 3.1.3 ความแมนและความเทยงของวธทดสอบ โดยศกษาตวอยางทเตมสารละลายมาตรฐานท 3 ระดบความ เขมขน ดงน 0.5 125 และ 250 ไมโครกรม/มลลลตร ความเขมขนละ 10 ซ�า โดยคาความแมนแสดงดวย การหาคา รอยละการคนกลบได และความเทยงแสดงดวยคาสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ จากผลการทดลองพบวามคารอยละการคนกลบไดเทากบ 107.5 106.6 และ 105.3 ตามล�าดบและมสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ เทากบรอยละ 1.61 0.43 และ 0.49 ตามล�าดบ 3.1.4 ประเมนคาความไมนอนของการวดตามแนวทาง The Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) พบวาทระดบความเขมขน 0.5 มลลกรม/กโลกรม มคาความไมแนนอนขยาย ทระดบความเชอมน 95% เทากบ 0.02 มลลกรม/กโลกรม


รปท 3 แผนภมกางปลาแสดงแหลงทมาของความไมแนนอน

3.2 การศกษาตวอยางรงนกถ�าและรงนกบานจากพนทจงหวดภาคกลาง ภาคตะวนออก และภาคใตไดแก จงหวดเพชรบร ตราด ชมพร นครศรธรรมราช สงขลา สตล ตรง และนราธวาส จ�านวน 13 ตวอยาง พบวาวธดงกลาวสามารถน�ามาใชตรวจสอบปรมาณสารไนไตรทไดอยางมประสทธภาพ โดยผลการทดสอบแสดงดงตารางท 1

ตารางท 1 แสดงผลการวเคราะหตวอยางรงนกบานและรงนกถ�าจากพนทจงหวดทางภาคใตและภาคตะวนออก

ล�าดบ ตวอยางรงนก จงหวด ปรมาณไนไตรท (มลลกรม/กโลกรม)

1 รงนกแดงถ�า ชมพร 253

2 รงนกแดงถ�า สตล 1,574

3 รงนกแดงถ�า สงขลา 1,652.7

4 รงนกขาวถ�า ชมพร 646

5 รงนกขาวบาน นครศรธรรมราช 25.5

6 รงนกบาน นราธวาส ไมพบ

7 รงนกบาน ตราด 6.16

8 รงนกบาน นครศรธรรมราช 24.7

9 รงนกบาน เพชรบร ไมพบ

10 รงนกบาน ชมพร 16.0

11 รงนกถ�า ชมพร 379.7

12 รงนกบาน ตรง 108.8

13 รงนกบาน สตล 72.0


รปท 4 ลกษณะตวอยางรงนกแดงถ�าจงหวดชมพร, รงนกแดงถ�าจงหวดสตล, รงนกบานจงหวดตราด, รงนกขาวบานจงหวดนครศรธรรมราช

4. สรป (Conclusion) การศกษาวธทดสอบปรมาณสารไนไตรทในรงนกดวยเทคนคไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ เปนวธทนาเชอถอ สามารถใชเปนวธทดสอบในหองปฏบตการไดในชวงความเขมขน 0.5-250 มลลกรม/มลลลตร คาสมประสทธการตดสนใจ (Correlation coefficient, r) เทากบ 0.9999 ขดจ�ากดของการตรวจพบ 0.12 มลลกรม/กโลกรม ขดจ�ากดการวดปรมาณ 0.15 มลลกรม/กโลกรม ความแมน (Accuracy) และความเทยง (Precision)ของวธทดสอบ ทระดบความเขมขนต�า กลาง สง โดยคาความแมนแสดงดวยคารอยละการคนกลบไดอยในชวง 105.3-107.5 ความเทยงแสดงดวยคาสวนเบยงเบนมาตรฐานสมพทธ อยในชวงรอยละ 0.43-1.61คาความไมแนนอนขยาย เทากบ 0.02 มลลกรม/กโลกรม ทระดบความเขมขน 0.5 มลลกรม/กโลกรม จากการสมตวอยางรงนกในทองตลาดเพอทดสอบจ�านวน 13 ตวอยาง ในพนท 9 จงหวดจากภาคกลาง ภาคตะวนออก และภาคใต พบวาวธดงกลาวสามารถน�ามาใชตรวจสอบปรมาณสารไนไตรทไดอยางมประสทธภาพ

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) ขอบคณกรมวทยาศาสตรบรการทไดสนบสนนทนการวจยครงน

6. เอกสารอางอง (References) [1] กรมสงเสรมการคาระหวางประเทศ. ประเทศจนหามนกทองเทยวนาเขารงนกเขาเขตแดนจน. [ออนไลน]. 2555. [อางถงวนท 12 ธนวาคม 2560]. เขาถงจาก: http://www.ditp.go.th/contents_attach/67430/55001278.pdf [2] พรรณพสทธ สนตภราดร. อนตรายจากสารไนเตรต-ไนไตรท. [ออนไลน]. 2559. [อางถงวนท 12 ธนวาคม 2560].

เขาถงจาก: http://www.pharmacy.mahidol.ac.th/th/knowledge/article/326/อนตรายจากสารไนเตรต-ไนไตรท/ 3] ส�านกงานมาตรฐานสนคาเกษตรและอาหารแหงชาต. มาตรฐานสนคาเกษตร มกษ. 6705-2557: รงนก [ออนไลน]. [อางถงวนท 12 ธนวาคม 2560]. เขาถงจาก http://www.acfs.go.th/standard/download/BIRDS_NEST.pdf [4] EURACHEM. EURACHEM/CITAC Guide CG4. Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement. 3rd ed. 2012. 133p. [5] ISMAIL, M.F., N.A. SABRI and S.N. TAJUDDIN. A study on contamination of nitrile in edible bird’s nest (swiftlet). [online]. [viewed 6 December 2017]. Available from: http://www.dvs.gov.my/dvs/resources/user_1/ DVS%20pdf/Aneka%20Haiwan/poster%20papers/8_Ismail_UTM.pdf [6] MEEI, CHIENQUEK, NYUK LING CHIN, ANIZA YUSOF, SHEAU WEI TAN and CHUNG LIM LAW. Preliminary nitrite, nitrate and colour analysis of Malaysian edible bird’s nest [online]. Information Processing in Agriculture. 2015, 2(1), 1-5. [viewed 6 December 2017]. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214317315000025 [7] CHOU, SHIN-SHOU, JEN-CHIEN CHUNG and DENG-FWU HWANG. A High Performance Liquid Chromatography Method for Determining Nitrate and Nitrite Levels in Vegetables [online]. Journal of Food and Drug Analysis. 2003, 11(3), 233-238. [viewed 6 December 2017]. Available from: https://www.fda.gov.tw/tc/includes/GetFile.ashx?mID=148&id=8437


การพฒนาคณภาพน�ามนปาลมส�าหรบการทอดอาหารโดยใชสารสกดจากสมนไพร

Developing the quality of palm oil with herbal extracts

บทคดยอ วตถประสงคของการศกษานคอการทดลองผลตน�ามนปาลมผสมสารตานออกซเดชนเพอลดการเกดกลนหน โดยใชสมนไพร 3 ชนด คอ ขง ขมน และกระชาย การศกษาปรมาณสารฟนอลกรวมของสมนไพรทง ขง ขมน และกระชาย เมอความเขมขนของสมนไพรมากขนสงผลใหปรมาณสารประกอบฟนอลกเพมขน และเมอทดลองผลตน�ามนปาลมผสมสมนไพรผงโดยใชสมนไพรผง 2% 4% และ 6% และน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพรทสกดดวยเอทานอล โดยใชความเขมขนของสารสกดท 3 ระดบคอ 200 400 และ 600 mg/kg วเคราะหคณภาพทส�าคญของน�ามนผสมสารสกด ไดแก คา Peroxide value (P.V.) และ คา Acid value (A.V) ซงสตรทคดเลอกคอ น�ามนปาลมผสมขงผง 2% ขมนผง 4% และกระชายผง 2% มคา P.V. คอ 5.50±0.22 6.20±0.04 และ6.18±0.08 meq/kg สวนน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพรดวยวธการสกดดวยเอทานอล ไดสตรทคดเลอกคอ น�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง 200 ขมน 400 และกระชาย 400 mg/kg มคา P.V. คอ 4.48±0.03 5.60±0.02 และ5.82±0.01 meq/kg ผลการวเคราะหคณภาพน�ามนทผานการทอด พบวาน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขงทระดบ 200 mg/kg มคา P.V. คอ 6.56±0.06 ซงมคาต�ากวาน�ามนทกสตรอยางมนยส�าคญทางสถต ส�าหรบการทดสอบการยอมรบทางประสาทสมผสโดยใชผทดสอบ จ�านวน 30 คน ใหการยอมรบในดานกลนหน คอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน และขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด ตามล�าดบ การศกษาอายการเกบน�ามนผสมสารสกดสตรทดลองมอายการเกบอยางนอย 1 ป

Abstract The purpose of this study was to produce palm oil with antioxidants for reduced rancidity in fried food products. The three types of herbal; ginger, turmeric and finger root were used in this experiment. The higher concentration of herbal extracts, the higher of total phenolic contents (TPC). The palm oil samples were mixed with 2%, 4%, and 6% of herbal powder and were mixed with 200, 400 and 600 mg./kg. of herbal extracts by ethanol. The quality determination of palm oil by using Peroxide value (P.V.) and Acid value (A.V.). The selected formulations of palm oil with herbal powder were 2% ginger, 4% turmeric and 2% finger root, their P.V. were 5.50±0.22 6.20±0.04 6.18±0.08 meq/kg, respectively. While the palm oil with herbal extracts were ginger 200, turmeric 400 and finger root 400 mg./kg, their P.V. were 4.48±0.03 5.60±0.02 5.82±0.01 meq/kg., respectively. All samples also had A.V. lower than 0.6 in mg./g. The quality determination of fried palm oil, the P.V. of palm oil with ginger extract was lower than that of turmeric and finger root extract. For fried chips sensory testing by 30 panelists, they accepted chips that fried in palm oil with ginger extract, finger root extract, turmeric extract and control, respectively. The palm oil with herbal extracts had stored at least one year shelf life.

ปฏญญา จยพงศ1*, จนทรฉาย ยศศกดศร1

Patinya Jiyipong1*, Janchay Yossaksri1

11

ค�าส�าคญ: น�ามนปาลม สารสกดจากสมนไพร คาเปอรออกไซดKeywords: Palm oil, Herbal extract, Peroxide value



1. บทน�า (Introduction) ผลตภณฑอาหารทอดเปนผลตภณฑกลมใหญทวางจ�าหนายในทองตลาด มทงผผลตในระดบชมชนหรออตสาหกรรมในครวเรอนขนาดเลกจนถงผผลตในระดบอตสาหกรรม แตมกประสบกบปญหาผลตภณฑมกลนหน (rancidity) ซงมสาเหตส�าคญจากการเกดปฏกรยาออกซเดชน ท�าใหผลตภณฑมอายการเกบสน เพราะเกดกลนไมพงประสงคตอการบรโภค ผผลตตองประสบกบปญหาขาดทนหากจ�าหนายสนคาไมหมดกอนสนคาจะเสอมสภาพ ถงแมในน�ามนพชมโทโคฟรอลเปนสารตานออกซเดชนโดยธรรมชาตอยแลว แตยงไมสามารถกนหนไดเพยงพอ ผผลตน�ามนจงเตมสารกนหนสงเคราะห เชน tert-butyl-4-hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT) ขณะทผผลตอาหารทอดทตองการยดอายการเกบใหนานขนกไดเตมสารเคมสงเคราะหอกสวนหนงลงไปอก การใชสารเคมกนหนในปรมาณทเกนกวากฎหมายก�าหนดอาจเปนอนตรายตอผบรโภคได เนองจากมรายงานความเปนพษของสารสงเคราะหวาท�าใหเซลลท�างานผดปกตและกลายเปนมะเรงเมอไดรบสารสงเคราะหอยางตอเนองในปรมาณทมากเกนไป การหนเปนปฏกรยาการเปลยนแปลงทางเคมของไขมนและน�ามน ท�าใหเกดกลนผดปกต มสมบตทางกายภาพและทางเคมเปลยนไป สาเหตหลกคอการเกดกลนหนจากการเกดออกซเดชน (oxidative rancidity) (Allen and Hamilton, 1994) ปฏกรยาออโตออกซเดชนจะเกดทพนธะคของกรดไขมนไมอมตวกบออกซเจนในอากาศ เปน peroxide linkage ขนระหวางพนธะค ซงปฏกรยานจะเกดเองแบบตอเนองตลอดเวลาเมอน�ามนสมผสกบอาหาร การปองกนกลนหนจงเปนเรองทมความส�าคญมากในอตสาหกรรมอาหารเพอไมใหอาหารเกดการเสอมเสยคณภาพ การเตมสารตานออกซเดชนสามารถยบยงปฏกรยาลกโซของปฏกรยาออกซเดชน โดยสารนจะจบกบอนมลอสระตางๆท�าใหอนมลอสระเหลานนไมสามารถเรงปฏกรยาออกซเดชนได ปฏกรยาจงหยดชะงก เกดเปนสารทมความคงตว (Branen et al., 1990) การปรบปรงคณภาพน�ามนพชทใชทอดอาหารใหมสมบตปองกนหรอชะลอการเกดอนมลอสระจากปฏกรยาออกซเดชนซงเปนตนเหตส�าคญทกอใหเกดกลนหน อาจแกปญหานไดโดยใชสารสกดจากธรรมชาตผสมในน�ามนพชในอตราสวนตางๆทเหมาะสมกอนน�ามาใชทอดอาหาร พชสมนไพรพนบานของไทยทนยมใชเปนสวนประกอบในอาหาร โดยเฉพาะ ขง ขมน และกระชาย มสารกลมฟนอลกซงเปนสารทมสมบตในการตานออกซเดชน เชน gingerol, shogaol, zingerone, pinostrobin, pinocembrin, alpinetin เปนตน คณะผวจยจงไดพฒนาคณภาพน�ามนปาลมส�าหรบการทอดอาหารโดยใชสมนไพร เพอใหไดองคความรทสามารถใชเปนแนวทางในการแกปญหาการเกดกลนหนในอาหารทอด ชวยยดอายการเกบรกษา ลดการสญเสยทางเศรษฐกจ ซงน�ามนปาลมเปนน�ามนทนยมใชทอดอาหารเนองจากสามารถทนความรอน และทนตอการเปลยนแปลงทางกายภาพและทางเคม

ไดด และเปนน�ามนทมราคาต�ากวาน�ามนพชชนดอน และยงเปนน�ามนพชทปลอดจากสารตดแตงพนธกรรม

2. วธการวจย (Experimental) 2.1. การคดเลอกพชสมนไพรเพอใชเปนสารตานออกซเดชน 2.1.1 ศกษาขอมลเอกสารสทธบตรและงานวจยทเกยวของ เพอคดเลอกสมนไพรทใชในการทดลองน ซงตองประกอบดวยสารกลมฟนอลก น�ามาศกษาสมบตในการปองกนหรอชะลอการเกดอนมลอสระจากปฏกรยาออกซเดชน เชน gingerol, shogaol, zingerone, pinostrobin, pinocembrin, alpinetin เปนตน น�ามาศกษาสมบตในการปองกนหรอชะลอการเกดอนมลอสระจากปฏกรยาออกซเดชนซงเปนตนเหตส�าคญทกอใหเกดกลนหน โดยคดเลอกขงทมอายการเกบเกยวท 11 เดอน ขมนอายการเกบ 10 เดอน และกระชายอายการเกบ 11 เดอน 2.1.2 ศกษาปรมาณสารประกอบฟนอลกรวม (ดดแปลงจาก Miliauskas et al. ,2004) โดยใชวธ Folin-Ciocalteu colorimetric วดปรมาณสารฟนอลกดวยเครอง spectrophotometer (PERKIN-ELMER รน Lambda 2) ใชสารมาตรฐานกรดแกลลกทความเขมขน 25, 50, 75, 100 และ 125 µg/ml ในน�ากลน และใชสารสกดจากสมนไพรคอ ขง ขมน และกระชาย น�าไปวดคาการดดกลนแสงทความยาวคลน 765 nm 2.1.3 ศกษาประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระ (DPPH free radical scavenging activity) (ดดแปลงจาก Shimada et.al.,1992 และ Masuda et.al.,1999) ใชเครอง spectrophotometer (PERKIN-ELMER รน Lambda 2) โดยใชสารละลาย DPPH (1,1-diphenyl-2-picryhydral) ทระดบความเขมขน 5 mM ใน absolute ethanol และใชสารสกดจากสมนไพรคอ ขง ขมน และกระชาย วดคาการดดกลนแสงทความยาวคลน 518 nm จากนนค�านวณหา% inhibition ตามสตร เพอศกษาประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระ % inhibition = (A control-A sample )/(A control)*100 A control = คาการดดกลนแสงของตวควบคม A sample= คาการดดกลนแสงของตวอยาง 2.1.4 ศกษาสารส�าคญในสารสกดจากสมนไพร คอ ขง ขมน และกระชาย โดยเตรยมตวอยางสารสกด ขง ขมน และกระชายในเอทานอล 95% และเตรยมสารมาตรฐาน Curcumin, 5,7-dimethoxyflavone, [6]-Gingerol ในเอทานอล จากนนกรองดวย syringe membrane filter ใสในขวด vial น�ามาวเคราะหสารส�าคญดวยเครอง Gas chromatography (GC) โดยใชคอลมน DB-5ms และ FID Detector ทอณหภม 270 องศาเซลเซยส ทอตราการไหล 1 มลลลตรตอนาท


2.2 การผลตน�ามนปาลมผสมสารตานออกซเดชนจากสมนไพร 2.2.1 การผสมสมนไพรผงในน�ามนปาลม โดยการเตรยมสมนไพรผงกอนเขาสกระบวนการสกด ดวยการลางท�าความสะอาด หน และอบแหงดวยตอบลมรอน ทอณหภม 60 องศาเซลเซยส และบดเปนผง น�ามาผสมในน�ามนปาลม โดยใชสมนไพรผง รอยละ 2 4 และ 6 ในน�ามนปาลมปรมาตร 1,000 มลลลตร ผสมในขวดแกวทปดฝาสนท เขยาน�ามนวนละ 2 ครง ทงไว 12 ชวโมง ท�าในชวงเวลาเดยวกนจนครบก�าหนด 5 วน จากนนกรองน�ามนดวยผาขาวบางและกระดาษกรอง เบอร113 2.2.2 การผสมสารสกดจากสมนไพรในน�ามนปาลม โดยการสกดดวยเอทานอล ดดแปลงจาก [5] ดวยการน�าสมนไพรผงจากขอ 2.2.1 ไปสกดดวย เอทานอล 95% ปรมาตร 600 มลลลตร (3:1) ลงในขวดแกวปรมาตร 1,000 มลลลตร แชทงไว 5 วน เขยาทกวนๆ ละ 2 ครง จากนนน�าสมนไพรทใสตวท�าละลายมากรองและระเหยดวยเครอง Vacuum rotary evaporator ทอณหภม 30 องศาเซลเซยส และน�าสารสกดทไดในปรมาณ 200 400 และ 600 มลลกรมตอกโลกรม ผสมในน�ามนปาลมปรมาตร 1,000 มลลลตร และผสมในขวดแกวทปดฝาสนท เขยาน�ามนปาลมผสมสมนไพรวนละ 2 ครง ทงไว 12 ชวโมง ท�าในชวงเวลาเดยวกนจนครบก�าหนด 5 วน จากนนกรองน�ามนปาลมผสมสมนไพรดวยผาขาวบางและกระดาษกรอง เบอร113 2.3 การศกษาผลของสารตานออกซเดชนตอคณภาพน�ามนทยงไมผานการทอด ศกษาผลของสารตานออกซเดชนจากสมนไพรตอคณภาพน�ามนปาลมเปรยบเทยบกบคณภาพน�ามนปาลมทไมผสมสารตานออกซเดชนจากสมนไพร วเคราะหคณภาพทส�าคญของน�ามนผสมสารสกด ไดแก คา Peroxide value (P.V.) และ คา Acid value (A.V.) ผลทไดจากการทดลองในการทดลองนใชคดเลอกสตรของน�ามนปาลมผสมสมนไพรเพอน�าไปศกษาในขนตอนตอไป 2.3.1 วเคราะหคา Peroxide value (P.V.) ตามวธ AOCS official method Cd 8b-90 (2011) โดยน�าตวอยางน�ามนทผสมสมนไพรทความเขมขนทง 3 ระดบ ชงน�าหนกใหไดน�าหนกทแนนอน เตมตวท�าละลายผสมของสารละลายไอโซออกเทนและกรดอะซตก (4/6 V/V) ลงไป จากนนเตมสารละลายโพแทสเซยมไอโอไดดและน�ากลน แลวไตเตรตสารละลายดวยสารละลายโซเดยมไทโอซลเฟต โดยใชน�าแปงเปนอนดเคเตอร สงเกตการเปลยนแปลงของสารละลายจากสเหลองเปนสน�าเงนอมเทาหรอเหนเปนไมมสหรอสธรรมชาตของน�ามน บนทกผลการทดลอง 2.3.2 วเคราะหคา Acid value (A.V.) ตามวธ AOCS official method Cd 3d-63 (2009) โดยชงน�าหนกตวอยางน�ามนทผสมสารสกดจากสมนไพรใหไดน�าหนกทแนนอน เตมสารละลาย 95% เอทานอล 50 มลลลตร เขยาใหสารตวอยางผสมเขาดวยกน แลวไตเตรตสารละลายดวยสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด

0.25 M โดยใชสารละลาย 0.1% ฟนอลทาลนเปนอนดเคเตอร สงเกตการเปลยนแปลงของสารละลายจากสเหลองเปนสชมพ บนทกผลการทดลอง 2.4 การศกษาผลของสารตานออกซเดชนตอคณภาพน�ามนทผานการทอด ศกษาคณภาพน�ามนผสมสมนไพรเปรยบเทยบกบน�ามนไมผสมสมนไพร (ตวอยางควบคม) โดยใชน�ามนสตรทดลองทผานการคดเลอกจากวธผสมสมนไพรผงในน�ามน และวธผสมสารสกดจากสมนไพรน�ามน ศกษาคณภาพน�ามนทยงไมผานการทอดเปรยบเทยบกบน�ามนทผานการทอด โดยใชผลตภณฑทเปนตวแทนของอาหารทอดคอ ขาวเกรยบ ควบคมสภาวะการทอดทอณหภม 150 องศาเซลเซยส นาน 20 วนาท (ขาวเกรยบ 200 กรมตอน�ามนปาลมผสมสารสกด 1,000 มลลลตร) และน�าน�ามนทผานการทอดมาวเคราะหคณลกษณะทวไป คา P.V. และ คา A.V. เปรยบเทยบกบน�ามนทยงไมผานการทอด 2.5 การทดสอบการยอมรบทางประสาทสมผส น�าผลตภณฑขาวเกรยบทผานการทอดในน�ามนปาลมจากสมนไพร ทดสอบการยอมรบ โดยใชผทดสอบ จ�านวน 30 คน ทมตอผลตภณฑ ดานส กลนหน ลกษณะปรากฏ ลกษณะเนอสมผส และการยอมรบโดยรวม โดยการใหคะแนนความชอบ 1-9 (9-Point hedonic scale) และน�าขอมลทไดไปท�าการวเคราะหผลเปรยบเทยบคาเฉลยโดยใช Duncan’s multiple range test 2.6. การศกษาอายการเกบของน�ามนผสมสมนไพร ศกษาอายการเกบของน�ามนผสมสมนไพรจากสตรทคดเลอก โดยตดตามการเปลยนแปลงของ คา P.V. และ คา A.V. ในน�ามนทก 15 วน (รวม 360 วน) เปรยบเทยบกบน�ามนทไมผสมสารสกด 2.7 การถายทอดเทคโนโลย ทดลองน�าน�ามนปาลมผสมสมนไพรทง 3 ชนด ถายทอดสกลมผผลตอาหารทอด 2 กลม คอกลมขนมไทยบานนาโพธ อ�าเภอกดรง จงหวดมหาสารคาม ซงเปนกลมผผลตอาหารทอด เชน กลวยทอด กะหรปบ ดอกจอก ระหวางวนท 25-26 กมภาพนธ 2558 และกลมแปรรปอาหารบานหอยบานดอน อ�าเภอชมแพ จงหวดขอนแกน ซงเปนกลมผผลตอาหารทอด เชน ขาวเกรยบ ขาวแตน ระหวางวนท 13-15 กรกฎาคม 2558 โดยน�าน�ามนสตรทดลองทอดผลตภณฑอาหารทอดของแตละกลม

3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 การคดเลอกพชสมนไพรเพอใชเปนสารตานออกซเดชน การศกษาปรมาณสารประกอบฟนอลกรวมของสมนไพรทเลอกใชในการทดลองน คอ ขง ขมน และกระชาย โดยการสกดดวยเอทานอล 95% จ�านวน 3 ความเขมขนท 200, 400 และ 600 mg/kg น�ามาวเคราะหปรมาณสารประกอบฟนอลกรวมดวยวธ Folin-Ciocalteu colorimetric วดปรมาณสารฟนอลกดวยเครอง


Spectrophotometer โดยวดคาการดดกลนแสงทความยาวคลน 765 nm ท�าการวเคราะห 3 ซ�า ผลการศกษาสมนไพร 3 ชนด ทความเขมขน 3 ระดบ คอ 200, 400 และ 600 mg/kg พบวาปรมาณของสารประกอบฟนอลกของขง คอ 117.27±0.58, 194.71 ±0.63 และ 213.78±0.63 GAE mg/100g DW สวนปรมาณของสารประกอบฟนอลกของขมน คอ 134.53±0.68, 157.95±0.58 และ 215.07±0.34 GAE mg/100g DW และปรมาณของสารประกอบฟนอลกของกระชาย คอ 136.25±0.68, 214.01±0.50 และ 239.78±0.21 GAE mg/100g DW ดงรปท 1 แสดงใหเหนวาเมอความเขมขนของสารสกดมากขนสงผลใหปรมาณสารประกอบฟนอลกเพมขน

รปท 1 ปรมาณสารประกอบฟนอลกรวมของสารสกดจากสมนไพร

รปท 2 การยบยงอนมลอสระของสารสกดจากสมนไพร

สวนการศกษาประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระ โดยวธ DPPH free radical scavenging activity ซงใช DPPH (2,2-diphenyl-1-picryhydral) เปนอนมลอสระ ท�าการวเคราะห 3 ซ�า ผลการศกษาสารสกดจากสมนไพรทง 3 ชนด ทความเขมขน 3 ระดบ คอ 200, 400 และ 600 mg/kg พบวาประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระของขง คอ 91.21±0.17, 80.85±0.26 และ 90.66±0.26% สวนประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระของขมน คอ 71.60±0.08, 81.22±0.43 และ 85.01±0.10% และประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระของกระชาย คอ 84.52±0.41, 89.27±0.11 และ 88.90±0.67% ดงรปท 2 ซงสารสกดจากขงมประสทธภาพในการยบยงอนมลอสระไดด ทความเขมขน 200 และ 600 มลลกรมตอกโลกรม ส�าหรบสารสกดจากขมนและกระชายเมอความเขมขนเพมขนท�าใหประสทธภาพของการยบยงอนมลอสระเพมขน

ผลการวเคราะหสารส�าคญดวยเครอง GC พบวาสารสกดจากขงประกอบดวย 6-Gingerol และ 6-Shogaol สารสกดจากขมน ประกอบดวย Curcumin สารสกดจากกระชายประกอบดวย Dimethoxyflavone ซงเปนสารฟนอลกส�าคญทมในสมนไพรแตละชนด และสงผลใหสมนไพรมประสทธภาพในการเปนสารตานออกซเดชน ปรมาณสารประกอบฟนอลกของสารสกดจากขงมนอยกวาขมนและกระชาย แตการยบยงอนมลอสระหรอความสามารถในการตานออกซเดชนของสารสกดจากขงมประสทธภาพสงกวาขมนและกระชาย และความสามารถในการท�าหนาทเปนสารตานออกซเดชนของสมนไพรไมไดเพมขนตามปรมาณของสารเสมอไปโดยเฉพาะขง แตส�าหรบขมนและกระชายมความสามารถในการตานออกซเดชนเพมขนเมอปรมาณสารเพมขน สอดคลองกบ [3] ทระบวาความสามารถในการท�าหนาทของสารตานออกซเดชนมความแปรผนมาก สารบางชนดท�าหนาทไดดเมอมความเขมขนเพมขน หรอบางชนดใชไดทบางความเขมขนเทานน 3.2 การศกษาผลของสารตานออกซเดชนตอคณภาพน�ามนทยงไมผานการทอด จากการศกษาผลของสารตานออกซเดชนจากสมนไพรตอคณภาพน�ามนปาลมเปรยบเทยบกบคณภาพน�ามนปาลมทไมผสมสารตานออกซเดชนจากสมนไพร วเคราะหคณภาพทส�าคญของน�ามนผสมสารสกด ไดแก คา Peroxide value (P.V.) และ คา Acid value (A.V.) ทดลองซ�า 3 ครง และน�าผลทดลองมาวเคราะหสถตเปรยบเทยบผลในการผลตน�ามนปาลมผสมสมนไพรผง และน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพร เพอคดเลอกสตรทดลองทมคา P.V. และ A.V. ต�าทสด น�าสตรทไดไปศกษาผลของสารตานออกซเดชนตอคณภาพน�ามนทผานการทอดตอไป ซงผลทไดตามตารางท 1 และรปท 3-6


ตารางท 1 ผลการวเคราะหคา P.V. และ A.V. ในน�ามนปาลมทผสมสมนไพร

ชนดของสมนไพรสมนไพรผง (%) สารสกดจากสมนไพร (mg/kg)

2 4 6 200 400 600

ขงP.V. 5.50±0.22 6.82±0.05 6.54±0.22 4.48±0.03 5.80±0.03 4.76±0.22

A.V. 0.13±0.02 0.22±0.03 0.24±0.03 0.34±0.03 0.32±0.03 0.32±0.22

ขมนP.V. 6.43±0.05 6.20±0.04 6.51±0.33 5.89±0.05 5.60±0.02 5.70±0.01

A.V. 0.11±0.03 0.11±0.01 0.11±0.01 0.20±0.01 0.02±0.03 0.02±0.02

กระชายP.V. 6.18±0.08 6.91±0.06 6.48±0.07 6.72±0.01 5.82±0.01 6.85±0.01

A.V. 0.41±0.01 0.39±0.02 0.41±0.01 0.41±0.04 0.39±0.05 0.41±0.01

ผลการวเคราะหพบวาคา P.V. ของตวอยางควบคม (น�ามนปาลมทไมผสมสารสกดสมนไพร) มคาเทากบ 6.91±0.04 meq/kg จากรปท 3 การตานออกซเดชนวธผสมสมนไพรผงในน�ามน พบวาสมนไพรผงสามารถลดคา P.V. ของน�ามนลงไดต�ากวาตวอยางควบคม ยกเวนกระชายผง 4% ทมคา P.V. เทากบตวอยางควบคม โดยน�ามนปาลมผสมขงมคาต�ากวาขมนและกระชายอยางมนยส�าคญทางสถต ส�าหรบคา A.V. จากรปท 4 พบวาน�ามนปาลมผสมขมนมคาต�ากวาขงและกระชายในทกระดบอยางมนยส�าคญทางสถต ผลของสารตานออกซเดชนตอคณภาพน�ามนปาลมโดยใชวธผสมสารสกดสมนไพรในน�ามน ในรปท 5 พบวาคา P.V. ของน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขงมคาต�ากวาขมนและกระชาย ยกเวนขงท 400 mg/kg มคา P.V. สงกวาขมนและกระชายบางระดบความเขมขน สวนคา A.V. ในรปท 6 น�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมนมคาต�ากวาขงและกระชายในทกระดบความเขมขนอยางมนยส�าคญทางสถต

รปท 3-4 คา P.V. และ A.V. ของน�ามนปาลมผสมสมนไพรผง

รปท 5-6 คา P.V. และ A.V. ของน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพร


ผลการทดลองผลตน�ามนปาลมผสมสมนไพร ทง 2 วธ จะคดเลอกสตรสมนไพรแตละชนดทสามารถลดคา P.V. ของน�ามนไดมากทสดและใหคา A.V. ไมเกนตามทก�าหนดในมาตรฐาน โดยการผลตดวยวธผสมสมนไพรผงในน�ามน ไดสตรทคดเลอกคอ น�ามนปาลมผสมขงผง 2% ขมนผง 4% และกระชาย 2% ตามล�าดบ สวนการผลตดวยวธผสมสารสกดจากสมนไพรในน�ามน ไดสตรทคดเลอกคอ น�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง 200 mg/kg ขมน 400 mg/kg และกระชาย 400 mg/kg ซงน�ามนปาลมผสมสมนไพรทง 3 ชนด สามารถลดคา P.V. ของน�ามนปาลมลงไดต�ากวาตวอยางควบคม (น�ามนทไมผสมสมนไพร) และมคา P.V. ต�ากวา 10 meq/kg และมคา A.V. ต�ากวา 0.6 mg/g ซงเปนคาสงสดของน�ามนปาลมบรโภคตามมาตรฐานของน�ามนปาลมตามประกาศกระทรวงสาธารณสข พ.ศ.2543 และ มอก.288-2521 3.3 การศกษาผลของสารตานออกซเดชนตอคณภาพน�ามนทผานการทอด จากการทดลองผลตน�ามนปาลมผสมสมนไพรและคดเลอกสตรทไดในขอ 3.2 น�าน�ามนดงกลาวมาทดลองใชทอดอาหาร และวเคราะหคา P.V. และ A.V. ของน�ามนหลงผานการทอดเปรยบเทยบกบตวอยางควบคม (น�ามนทไมผสมสมนไพร) โดยใชขาวเกรยบเปนตวแทนของอาหารทอด ใชสภาวะการทอดทอณหภม 150 องศาเซลเซยสนาน 20 วนาท (ขาวเกรยบ 200 กรมตอน�ามนปาลม 1,000 มลลลตร) และน�าน�ามนทผานการทอดมาวเคราะหคณภาพเปรยบเทยบกบน�ามนทยงไมผานการทอด โดยวเคราะหคณลกษณะทวไป คา P.V. และ คา A.V. ทดลองซ�า 3 ครง ผลวเคราะหทไดตามตารางท 2 พบวาน�ามนปาลมทผานการทอดมคา P.V. และ คา A.V. ทกสตรการทดลอง

ตารางท 2 ผลการวเคราะหคา P.V. และ A.V. ในน�ามนปาลมทผานการทอด

ตวอยางP.V. (meq/kg) A.V. (mg/g)

กอนทอด หลงทอด กอนทอด หลงทอด

น�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ชดควบคม)

6.91±0.01 8.63±0.09 0.26±0.02 0.29±0.02

น�ามนปาลมผสมสารสกดขง 2%

5.50±0.22 9.69±0.07 0.13±0.02 0.26±0.02

น�ามนปาลมผสมสารสกดขมน 4%

6.20±0.04 10.13±0.05 0.11±0.01 0.15±0.01

น�ามนปาลมผสมสารสกดกระชาย 2%

6.18±0.08 10.86±0.03 0.37±0.01 0.26±0.02

น�ามนปาลมผสมสารสกดขง 200 mg/kg

4.48±0.03 6.56±0.06 0.34±0.03 0.21±0.02

น�ามนปาลมผสมสารสกดขมน 400 mg/kg

5.60±0.02 9.30±0.03 0.20±0.05 0.23±0.01

น�ามนปาลมผสมสารสกดกระชาย 400 mg/kg

5.82±0.01 10.38±0.02 0.39±0.01 0.21±0.02

เมอเปรยบเทยบน�ามนทยงไมผานการทอดและทผานการทอด ดงรปท 7-8 น�ามนกอนทอดทกสตรทผสมสารตานออกซเดชนมคา P.V. และคา A.V. ต�ากวาน�ามนทไมผสมสารสกด แตหลงจากผานการทอดแลว น�ามนปาลมผสมสารสกดขงทระดบ 200 mg/kg มคา P.V. ต�ากวาอยางมนยส�าคญทางสถต


จากการทดลองน�ามนผานการทอดขาวเกรยบแลว สงผลใหคา P.V. ของน�ามนปาลมผสมสมนไพรเพมขนโดยน�ามนทผสมสารสกดจากสมนไพร พบวาขงสามารถลดคา P.V. ไดดกวาขมนและกระชาย และมคา P.V. ต�ากวาตวอยางควบคม อยางมนยส�าคญทางสถตทระดบความเชอมน 95% แตมคาไมเกน 10 meq/kg ตาม มอก.288-2521 และคา A.V. ต�ากวา 0.6 mg/g ตามทก�าหนดไวใน มอก.288-2535 และตามคณลกษณะของน�ามนปาลมส�าหรบบรโภคตามมาตรฐานของน�ามนปาลมในประกาศกระทรวงสาธารณสข ฉบบท 205 พ.ศ. 2543 3.4 การทดสอบการยอมรบทางประสาทสมผส วเคราะหความพงพอใจของผทดสอบทมตอผลตภณฑอาหารทอด โดยใชขาวเกรยบทอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง 200 ขมน 200 และกระชาย 400 ทดสอบการยอมรบของผทดสอบจ�านวน 30 คน ทมตอผลตภณฑขาวเกรยบในดานส กลนหน ลกษณะปรากฏ ลกษณะเนอสมผส และการยอมรบโดยรวม โดยการใหคะแนนความชอบ 1-9 (9-Point hedonic scale) และน�าขอมลทไดวเคราะหผลเปรยบเทยบคาเฉลยโดยใช Duncan’s multiple range test การทดสอบการยอมรบทางประสาทสมผส มผลตภณฑทดสอบจ�านวน 4 ตวอยาง ดงตารางท 3 พบวาการ

รปท 7 คา P.V.ของน�ามนปาลมผสมสมนไพรผงและน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพรกอนทอดและหลงทอด และวธการสกด

สมนไพรดวยเอทานอล กอนและหลงทอด

รปท 8 คา A.V.ของน�ามนปาลมผสมสมนไพรผงและน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพรกอนทอดและหลงทอด

ยอมรบทางประสาทสมผสดานส ผทดสอบใหคะแนนเฉลยเรยงจากมากไปนอยคอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย และขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ตวอยางควบคม) ตามล�าดบ การยอมรบทางประสาทสมผสดานกลนหน ผทดสอบใหคะแนนเฉลยเรยงจากมากไปนอยคอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ตวอยางควบคม) ตามล�าดบ การยอมรบทางประสาทสมผสดานลกษณะปรากฏ ผทดสอบใหคะแนนเฉลยเรยงจากมากไปนอยคอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน และขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ตวอยางควบคม) ตามล�าดบ การยอมรบทางประสาทสมผสดานลกษณะเนอสมผส ผทดสอบใหคะแนนเฉลยเรยงจากมากไปนอยคอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน และขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ตวอยางควบคม) ตามล�าดบ การยอมรบทางประสาทสมผสดานการยอมรบโดยรวม ผทดสอบใหคะแนนเฉลยเรยงจากมากไปนอยคอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ตวอยางควบคม) และขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย ตามล�าดบ


ตารางท 3 การทดสอบการยอมรบของผบรโภคของผลตภณฑขาวเกรยบ (n=30)

ผลตภณฑขาวเกรยบ

ส กลนหน ลกษณะปรากฏ ลกษณะเนอสมผสการยอมรบ

โดยรวม

น�ามนปาลมทไมผสมสารสกด (ชดควบคม)

5.93±2.00a 5.68±1.79a 5.96±1.77ab 6.36±1.70abc 6.29±1.46ab

น�ามนปาลมผสมสารสกดขง 200 mg/kg

6.82±1.36b 6.43±1.50a 6.79±1.23d 7.43±1.00abc 7.00±1.25b

น�ามนปาลมผสมสารสกดขมน 400 mg/kg

6.43±1.97ab 6.21±1.57a 6.29±1.58abcd 6.68±1.31abcd 6.46±1.55ab

น�ามนปาลมผสมสารสกดกระชาย 400 mg/kg

6.11±1.97ab 6.25±1.71a 6.00±2.00abcd 6.29±1.96ab 6.25±1.73ab

หมายเหต (a-c) คอ คาเฉลยของขอมลแตละชดในแนวตงทมตวอกษรตางกน มความแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถตทระดบ 0.05 (p<0.05)

3.5 การศกษาอายการเกบของน�ามนผสมสมนไพร ผลการศกษาอายการเกบของน�ามนผสมสมนไพรโดยวธผสมสมนไพรผงในน�ามน สามารถเรยงล�าดบคา P.V. จากนอยไปมากดงน น�ามนผสมขมนผง น�ามนผสมขงผง น�ามนผสมกระชายผง และน�ามนทไมผสมสมนไพร ส�าหรบน�ามนผสมสารสกดจากสมนไพร มคา P.V. จากนอยไปมากดงน น�ามนผสมสารสกดจากขง น�ามนผสมสารสกดจากขมน น�ามนผสมสารสกดจากกระชาย และน�ามนทไมผสมสารสกด น�ามนสตรทดลองมอายการเกบไดนานอยางนอย 1 ป เนองจากยงคงมคา P.V. ต�ากวา 10 meq/kg ซงเปนคาสงสดของน�ามนปาลมบรโภคตาม มอก.288/2546 3.6 การถายทอดเทคโนโลย จากการทดสอบการยอมรบผลตภณฑทผานการทอดดวยน�ามนปาลมผสมสารสกดสมนไพร ซงเปนสมาชกของกลมจ�านวน 15 คน พบวาในกลมแรกซงใชน�ามนผสมสารสกดทอดกลวยน�าวา ใหการยอมรบกลวยทอดทใชน�ามนผสมสารสกดจากขมน ขง และกระชาย ตามล�าดบ กลมทสอง ใชน�ามนผสมสารสกดทอดขาวเกรยบ ใหการยอมรบขาวเกรยบทอดทใชน�ามนผสมสารสกดจากขมน ขง และกระชาย ตามล�าดบเชนเดยวกน และน�าน�ามนทผานการทอดวเคราะหคา P.V. ผลคอน�ามนมคา P.V. ต�ากวา 10 meq/kg ทกตวอยาง และมคา A.V. ต�ากวา 0.6 mg/g การถายทอดเทคโนโลยสภาคการผลตแกกลมเปาหมายเปนผผลตอาหารทอด ซงผผลตกลมนเปนกลม OTOP ทไมผานการยนขอมาตรฐานผลตภณฑชมชน (มผช.) เนองจากมคา P.V. เกนเกณฑทก�าหนด การใชน�ามนผสมสารสกดจากสมนไพรสามารถเปนทางเลอกหนงในการลดคา P.V. ของอาหารทอดและยงชวยเพมมลคาใหผลตภณฑอาหารทอดไดเนองจากอาหารททอดดวยน�ามนผสมสารสกดยงใหส กลน กลนรส ของสมนไพรทแตกตางจากการใชน�ามนทวไป

4. สรป (Conclusion) จากการทดลองผลตน�ามนปาลมโดยผสมสารตานการเกดออกซเดชนทมในสมนไพรผงและสารสกดจากสมนไพรทง 3 ชนด คอ ขง ขมน และกระชาย ไดสตรทคดเลอกคอ น�ามนปาลมผสมขงผง 2% ขมนผง 4% และกระชายผง 2% ตามล�าดบ สวนน�ามนปาลมผสมสารสกดจากสมนไพร ไดสตรทคดเลอกคอ น�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง 200 ขมน 400 และกระชาย 400 mg/kg ซงสมนไพรทง 3 ชนด มความสามารถในการท�าหนาทเปนสารตานออกซเดชนไดทง 3 ชนด เนองจากสามารถลดคา P.V. ของน�ามนปาลมลงไดต�ากวาตวอยางน�ามนควบคม และมคา P.V. ต�ากวา 10 meq/kg และมคา A.V. ต�ากวา 0.6 mg/g ซงเปนคาสงสดของน�ามนปาลมบรโภคตามมาตรฐานของน�ามนปาลมตามประกาศกระทรวงสาธารณสข ฉบบท 205 พ.ศ. 2543 และ มอก.288-2535 เมอทดสอบคณภาพของน�ามนทผานการทอด พบวาน�ามนผสมสารสกดจากขงสามารถลดคา P.V. ไดดกวาขงและกระชาย ส�าหรบการทดสอบการยอมรบทางประสาทสมผสโดยใชผทดสอบ จ�านวน 30 คน ใหการยอมรบในดานกลนหน คอ ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขง ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากกระชาย ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมผสมสารสกดจากขมน ขาวเกรยบททอดในน�ามนปาลมทไมผสมสารสกด ตามล�าดบ การศกษาอายการเกบน�ามนผสมสารสกดสตรทดลองมอายการเกบอยางนอย 1 ป เนองจากยงไมเกดกลนหนและยงมคา P.V. ต�ากวา 10 meq/kg


องคความรทไดจากการวจยนผประกอบการอาหาร สามารถน�าไปพฒนาผลตภณฑเพอลดการเกดกลนหนในอาหารทอด และเปนองคความรทใชในการพฒนาคณภาพน�ามนส�าหรบการทอดอาหารตอไป

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) ขอขอบคณผอ�านวยการส�านกเทคโนโลยชมชน หวหนากลมผลตภณฑอาหารและเครองดม และเจาหนาทของส�านกเทคโนโลยชมชนทกทานทสนบสนนการวจยในครงน ขอบคณ คณสเมธ เทยงธรรม กรมวทยาศาสตรการแพทยทใหความอนเคราะหวเคราะหสารฟนอลก คณวรนทพย สทธชย ทรวมศกษาทดลองและรวบรวมขอมลตลอดการวจย

6. เอกสารอางอง (References) [1] กฤตกา นรจตร. คณสมบตของสารสกดจากพชวงศขง: อทธพลของวธการสกดตอการยบยงการเจรญเตบโตของเชอแบคทเรยและการเปนสารตานอนมลอสระ. กรงเทพฯ : มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร. 2548. [2] ธนศกด แซเลยว ศศธร จนทนวรางกร และวรรณ จรภาคยกล. ผลของตวท�าละลายตอปรมาณสารประกอบฟนอลกและความสามารถตานออกซเดชนของกระชายเหลอง (Boes enbergia pandurata). กรงเทพฯ : มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 2552. [3] นธยา รตนาปนนท. วทยาศาสตรการอาหารของไขมนและน�ามน. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนตง เฮาส. 2548. [4] ส�านกงานมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม. มอก.288-2521. มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมน�ามนปาลม. [5] ศรนช ทองฤทธ. การคดเลอกและการใชสมนไพร/เครองเทศเปนสารตานออกซชนในน�ามนทอด. สงขลา : มหาวทยาลยสงขลานครนทร. 2552. [6] ARUOMA, O.I., J.P.E. SPENCER, D. WARREN, P. JENNER, J. BUTLER and B. HALLIWELL. Characterization of food antioxidants, illustrate using commercial garlic and ginger preparation. Food Chem. 1997, 60,149-156. [7] DEPARTMENT OF MEDICAL SCIENCES, MINISTRY OF PUBLIC HEALTH. Thai herbal pharmacopoeia. 1998, 1, 38-44. [8] JASWIR, IRWANDI and YAAKOB B.CHE MAN. Use optimization of natural antioxidants in refined, bleached, and deodorized palm olein during repeated deep-fat frying using response surface methodology. JAOCS.1999, 76(3), 341-348. [9] ALLEN J.C. and R.J. HAMILTON. Rancidity in foods. 3 rd ed. New York : Blackie academic & professional. 1994. [10] MENDES, L. Method and formulation for enhancing life of edible oil. 2008. U.S. Patent 0311268 A1. [11] CHE MAN Y.B. and C.P. TAN. Effects of natural and synthetic antioxidants on changes in refined, bleached, and deodorized palm olein during deep-fat frying of potato chips. JAOCS. 1999, 76(3), 331-339.


บทคดยอ รายงานฉบบนเปนการศกษาสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS รวมกบ Isotope Dilution Mass spectrometry (IDMS) เพอแยกสารผสมเบนโซฟโนนและอนพนธ ไดแก 4-เมทลเบนโซฟโนน, 4-ไฮดรอกซเบนโซฟโนน, 2-ไฮดรอกซเบนโซฟโนน, 4,4’-บส (ไดเมทลอะมโน) เบนโซฟโนน และ 4,4’-บส (ไดเอทลอะมโน) เบนโซฟโนน สารกอมะเรงทง 6 ตวนมกใชเปนสารเรมปฏกรยาดวยแสงชนดหนงทเปนสวนประกอบของหมกทพมพบนบรรจภณฑกระดาษ ในการศกษานไดใชเบนโซฟโนน-D10 เปนสารมาตรฐานภายใน และ ใชแคปปลาลคลอลมน ชนด 50% ไดฟนล/50% ไดเมทล พอลไซลอกเซน เปน GC-MS คอลมน การศกษาสภาวะทเหมาะสมนไดโดยการเปลยน อณหภมเรมตน อณหภมสดทาย และอตราการเพมอณหภมของตอบคอลมน เมอใชโหมด GC-MS full scan ผลการศกษาพบวาม 3 วธทสามารถแยกสารอนตรายทง 6 สาร ไดภายในเวลา 24, 29 และ 41 min ตามล�าดบ ไดเลอกอณหภมทเหมาะสมส�าหรบตอบคอลมนโดยเลอกจากวธทใชเวลาในการทดสอบสนทสด คอ 24 min และเปลยนโหมดในการทดสอบจากโหมด GC-MS full scan ไปเปนโหมด selective ion monitoring (SIM) เพอใหเหนความแตกตางของพกทใชการค�านวณหาปรมาณของเบนโซฟโนน (m/z = 105) และ ของเบนโซฟโนน-D10 (m/z = 110) สดทายสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS ทไดจากการศกษาครงนสามารถน�าไปใชเพอทดสอบหาปรมาณสารเบนโซฟโนนและอนพนธอก 5 ชนด ในตวอยางกระดาษบรรจภณฑอาหารโดยเปรยบเทยบปรมาณกบกราฟมาตรฐานซงมคาสมประสทธสหสมพทธอยในเกณฑการยอมรบได (r2 ≥ 0.990)

Abstract This report is a study of optimized condition for GC-MS and Isotope Dilution Mass spectrometry (IDMS) techniques to separate mixture of benzophenone and its derivatives; involving 4-methylbenzophenone, 4-hydroxybenzophenone, 2-hydroxybenzophenone, 4,4’-bis (dimethylamino) benzophenone and 4,4’-bis (diethylamino) benzophenone. These 6 carcinogenic compounds are photo-initiators; used in UV cure ink for food packaging paper. In this study, benzophenone-D10 was used as an internal standard and 50% diphenyl/50% dimethyl polysiloxane capillary column was selected as a GC-MS column. This study was performed through varying of GC oven temperature; including initial, final and increasing temperature rate under the GC-MS full scan mode. The results show 3 studied methods could obtain all 6 dangerous compounds separately in 24, 29 and 41 min, respectively. The optimized GC oven temperature was selected from the method using the shortest runtime (24 min) and the GC-MS full scan mode has been changed to a selective ion monitoring (SIM) mode instead to achieve the differences between quantified peak of benzophenone (m/z = 105) and of benzophenone-D10 (m/z = 110). Finally, the optimized condition of the GC-MS technique from this study can be used to analyze benzophenone and its 5 derivatives in food packaging paper sample by comparison to standard calibration curve that the correlation coefficient was in the limit of acceptance (r2 ≥ 0.990)

ค�าส�าคญ: เบนโซฟโนน แกสโครมาโทกราฟ ไอโซโทปไดลชนแมสสเปกโทเมตรKeywords: Benzophenone, Gas chromatography, Isotope dilution mass spectrometry1กรมวทยาศาสตรบรการ *Corresponding author. E-mail address: [email protected] h

การศกษาสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS รวมกบ เทคนค IDMS ในการแยกสารผสมเบนโซฟโนน และอนพนธในกระดาษ

บรรจภณฑอาหารOptimization study of GC-MS and IDMS technique for separation of benzophenone and its derivatives from food packaging paper

หนงฤทย แสแสงสรง1*

Neungrutai Saesaengseerung1*

12


1. บทน�า (Introduction) สารเบนโซฟโนนและอนพนธเปนสารทมกใชเปนสารเรมปฏกรยาดวยแสง (Photo-initiator) ท�าหนาทเปนตวเรงปฏกรยาในกระบวนการพอลเมอรไรเซชน (Polymerization process) เพอท�าใหหมกพมพเกดการแขงตวเปนฟลมเคลอบบนวสดทพมพ เชน กระดาษหรอกระดาษแขง สารเหลานหากเกดเปนพอลเมอรไมหมด จะตกคางอยบนกระดาษในรปของโมเลกลเดยวซงเปนโครงสรางทอนตราย และถกจดเปนสารกอมะเรง [1] อกทงยงมโอกาสแพรสอาหารไดหากใชสมผสอาหาร ปจจบนยงไมมขอก�าหนดหรอกฎระเบยบทงของประเทศไทยและตางประเทศในการควบคมปรมาณสารอนตรายเหลานตกคางในวสดสมผสอาหารประเภทกระดาษ แตในป ค.ศ. 2012 ไดมค�าแนะน�า (Guideline) จากกลมผเกยวของและผเชยวชาญดานบรรจภณฑอาหารประเภทกระดาษและกระดาษแขงในประเทศกลมสหภาพยโรป [2] เพอใชเปนแนวทางในการควบคมปรมาณสารอนตรายกลมเบนโซฟโนน (1-6) (รปท 1) และมแนวโนมวาในอนาคตขอก�าหนดตามค�าแนะน�าฉบบนอาจถกพฒนาไปเปนกฎระเบยบของสหภาพยโรปได การเตรยมความพรอมรบมอกบกฎระเบยบระหวางประเทศทอาจเกดขนในอนาคตดวยการพฒนาวธวเคราะหทดสอบสารเบนโซฟโนนและอนพนธในวสดสมผสอาหารประเภทกระดาษใหมความรวดเรวจงเปนสงจ�าเปน อกทงจากค�าแนะน�า (Guideline) ดงกลาวไดอางถงวธทดสอบสารกลมนไวสองวธ วธแรกอางถงงานวจยของ Castle L. และคณะ [3] ทศกษาการแยกสาร 4,4’-bis (dimethylamino) benzophenone, DMAB (5) และสาร 4,4’-bis (diethylamino) benzophenone, DEAB (6) จากกระดาษสมผสอาหารโดยการสกดดวยตวท�าละลายเอทานอล และใชสาร 2-amino-4methylbenzophenone เปนสารมาตรฐานภายใน กอนน�าไปทดสอบดวยเทคนคไฮเพอรฟอรแมนซลควดโครมาโทกราฟ (HPLC) สวนวธทสองเปนวธของ S.M. Johns และคณะ [4] ทสกดตวอยางกระดาษสมผสอาหารดวยตวท�าละลายคลอโรฟอรมเปนเวลาขามคนทอณหภมหองเพอศกษาการเคลอนยายสารเบนโซฟโนนจากตวอยางกระดาษสอาหารทอนดวยไมโครเวฟ แลวทดสอบหาปรมาณเบนโซฟโนนดวยเทคนคกาซโครมาโทกราฟ แมสสเปกโทเมตร (Gas chromatography mass spectrometry, GC-MS) รวมกบ เทคนค Isotope dilution mass spectrometry (IDMS) ซงอาศยหลกการเตมโมเลกลสารทเหมอนกบสารทตองการวเคราะห แตสารนนจะมอะตอมบางตวถกแทนดวยไอโซโทป (Isotopically labelled analogue) และสารทเตมนจะท�าหนาทเปนสารมาตรฐานภายในเพอใชค�านวณหาปรมาณสารทตองการศกษาเมอใชรวมกบเทคนคแมสสเปกโทเมตร [5] ซงงานวจยของ Johns S.M. และคณะ [4] ไดเลอกใชสาร benzophenone-D5 ซงเปนสารเคมทมโครงสรางคลายกบเบนโซฟโนนทตองการวด แตแตกตางกนเพยงทโครงสรางของ benzophenone-D5 นนจะมอะตอมของดเทอเรยม (D) จ�านวน 5 อะตอม อยแทนทอะตอมของไฮโดรเจน ซงสงผลใหน�า

หนกโมเลกลของเบนโซฟโนน-D5 (m/z = 187) จะหนกกวาน�าหนกโมเลกลสารเบนโซฟโนน (1) (m/z = 182) และความตางของน�าหนกโมเลกลจะวดไดโดยแมสเปกโทรมเตอร อยางไรกตามแมการใชเบนโซฟโนน-D5 เปนสารมาตรฐานภายในจะเพมคณภาพในงานทดสอบ แตการทตองสงเคราะหสารนขนมาเองกท�าใหเกดความยงยากและเสยเวลา ในสวนอนพนธของเบนโซฟโนนอก 3 ตว คอ 4-methylbenzophenone (2), 4-hydroxybenzophenone (3) และ 2-hydroxybenzophenone (4) แมในค�าแนะน�า (Guideline) จะกลาวถงสารดงกลาวแตไมไดอางองถงวธทดสอบใดๆ

รปท 1 โครงสรางทางเคมของเบนโซฟโนน (1) อนพนธของเบนโซฟโนน (2-6) และสารมาตรฐานภายในทใช (7)

ในเวลาตอมาไดเรมมงานวจยทใชสาร benzophenone-D10 (7, รปท 1) ทมน�าหนกโมเลกล m/z = 192 ท�าหนาทเปนสารมาตรฐานภายในซงสารนสามารถหาซอไดไมจ�าเปนตองสงเคราะหเองท�าใหสะดวกทจะน�ามาใชงาน ตวอยางของงานวจยทใชเทคนค IDMS ดวยสาร (7) ไดแก การหาปรมาณของเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2) ในซเรยลอาหารเชาโดยการสกดดวยเทคนคอลตราโซนค และวเคราะหดวยกาซโครมาโทกราฟ แทนเดมแมสสเปกโทเมตร (GC-MSn) ซงสามารถใหคาคนกลบ (%recovery) ไดในชวง 74-98% [6] และเวลาทเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2) ออกมา คอ 9.4 และ 10.2 นาทตามล�าดบ หรองานวจยของ Van Den Houwe k. และคณะ ในป ค.ศ. 2014 [7] ไดประเมนการแพรกระจายของสารเรงปฏกรยาแสงจากกระดาษแขง สอาหารเทยมชนดแหง (Tenax®) ดวยเครองมอ


รปท 2 ลกษณะของตวอยางกระดาษทใชในการศกษา

2.2 สารเคม - benzophenone (reagent plus, 99.9%), 4-methylbenzophenone (reagent plus, 99.9%), 4-hydroxybenzophenone (reagent plus, 99.9%), 2-hydroxybenzophenone (reagent plus, 98.6%), 4,4’-bis(dimethylamino)benzophenone (reagent plus, 99.5%) และ 4,4’-bis(diethylamino)benzophenone (reagent plus, 99.7%) ยหอ Sigma-Aldrich - benzophenone D-10 ส�าหรบใชเปน Internal standard ยหอ AccuStandard (Standard, 99.5%) - ตวท�าละลาย cyclohexane และ dichloromethane ยหอ Fisher (AR, 99.9%) 2.3 การเตรยมสารละลายมาตรฐาน 2.3.1 การเตรยมสารละลายมาตรฐานเดยว 2.3.1.1 สารละลายมาตรฐานเบนโซฟโนน (1) ความเขมขนตวละ 100 มลลกรมตอกโลกรม ชงสารเบนโซฟโนน (1) น�าหนก 20 มลลกรม ใสลงในภาชนะแกวขนาดเลกเสนผานศนยกลาง 8 มลลเมตร สง 0.5 เซนตเมตร น�าภาชนะแกวทมสารใสลงในขวดแกวสชามฝาเกลยวปดขนาด 40 มลลลตร ทบรรจตวท�าละลายผสม cyclohexane : dichloromethane (1:1) น�าหนก 19.98 กรม จะไดสารละลายเบนโซฟโนนความเขมขน 1000 มลลกรมตอกโลกรม เจอจางสารละลาย 10 เทา โดยชงสารละลายเบนโซฟโนนความเขมขน 1000 มลลกรมตอกโลกรม ทเตรยมไดน�าหนก 0.5 กรม แลวเจอจางดวยตวท�าละลายผสม cyclohexane : dichloromethane (1:1) น�าหนก 4.5 กรม ในขวดแกวสชามฝาเกลยวปด จะไดสารละลายเบนโซฟโนนความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม 2.3.1.2 สารละลายมาตรฐานของสารอนพนธของเบนโซฟโนน (2-6) สารละลายมาตรฐานภายใน (7) ความเขมขนตวละ 100 มลลกรมตอกโลกรม ใหท�าซ�าขอ 2.3.1.1 แตเปลยนจากสาร (1) เปน (2-6) และสารมาตรฐานภายใน (7) จะไดสารละลายมาตรฐานเดยวของสาร (2)-(7) ความเขมขนตวละ 100 มลลกรมตอกโลกรม 2.3.2 การเตรยมสารละลายมาตรฐานผสม 2.3.2.1 สารละลายมาตรฐานผสมเบนโซฟโนนและอนพนธ (1-6) ความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม ความเขมขน 25 และ 50 มลลกรมตอลตร

Ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS) ดวยรอยละของคาคนกลบของเบนโซฟโนน และอนพนธ ในชวง รอยละ 43-92 แมงานวจยชนนจะศกษาสารเรงปฏกรยาแสงจ�านวน 15 ตว แตมสารเพยงสามตว คอ สาร (1), (2) และ (5) เทานนทถกระบอยในทค�าแนะน�า (Guideline) [2] งานวจยตอมาในป พ.ศ. 2559 ผวจย [8] ไดตพมพบทความทเกยวกบการศกษาการสกดสารเบนโซฟโนน (1) จากกระดาษกลองใสขนมดวยตวท�าละลายชนดตางๆ ก อนน�าไปทดสอบด วยเทคนค GC-MS โดยเลอกใช benzophenone-D10 เปนสารมาตรฐานภายใน ผลการศกษาครงนน พบวา การสกดดวยเทคนคอลตราโซนคโดยใชเอทานอลรอยละ 95 เปนตวท�าละลาย นน เปนเทคนคทเหมาะสมทสดในการสกดตวอยางทมปรมาณเบนโซฟโนนปนเปอนสง เปนทนาสงเกตวาแมจะใชเทคนค GC-MS เชนเดยวกนกบทจะใชในงานวจยในฉบบน แตการศกษา [8] ยงไมไดครอบคลมถงการทดสอบแยกสารผสมเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2-6) จากทกลาวมาทงหมดจะเหนไดวายงไมมงานใดทศกษาการแยกสารผสมเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2-6)ดวยวธทดสอบเพยงวธเดยว และเพอเปนการเตรยมพรอมรบขอก�าหนดหรอกฎระเบยบทงในประเทศ และระหวางประเทศในการควบคมสารอนตรายเหลานกระดาษสมผสอาหาร หรอกระดาษบรรจภณฑ ดงนนงานวจยฉบบนจงมงเนนทจะหาสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS รวมกบเทคนค IDMS เพอแยกสารผสมเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2-6) ใหไดรวดเรวและถกตอง โดยมแนวคดทจะเลอกใชสาร benzophenone-D10 เปนสารมาตรฐานภายใน เชนเดยวกบงานวจยผานมา [6-8]

2. วธการวจย (Experimental) 2.1 ตวอยางกระดาษ กระดาษสมผสอาหารจ�านวน 4 ตวอยาง ซอจากรานจ�าหนายอปกรณเบเกอรในยานส�าเพง เขตสมพนธวงศ กรงเทพมหานคร ไดแก กลองใสขนม จ�านวน 1 ตวอยาง (ตวอยางท 1) และกระทงส�าหรบอบขนมจ�านวน 3 ตวอยาง (ตวอยางท 2, 3 และ 4) ตวอยางทงหมดแสดงในรปท 2


ชงสารเบนโซฟโนนและอนพนธ (1-6) แตละตว ตวละ 10 มลลกรม ใสลงในภาชนะแกวขนาดเลกเสนผานศนยกลาง 8 มลลเมตร สง 0.5 เซนตเมตร น�าภาชนะแกวทมสารใสลงในขวดแกวมฝาเกลยวปดขนาด 40 มลลลตร ทบรรจตวท�าละลายผสม cyclohexane:dichloromethane (1:1) น�าหนก 20 กรม เขยาขวดเบาๆ จนกวาสารจะลายลายหมด จะไดสารละลายผสม (1-6) ความเขมขน 500 มลลกรมตอกโลกรม แลวเจอจางสารละลายทเตรยมได 5 เทา โดยชงสารละลายผสม (1-6) ความเขมขน 500 มลลกรมตอกโลกรม น�าหนก 5 กรม ใสลงในขวดแกวสชามฝาเกลยวปดซงบรรจท�าละลายผสม cyclohexane: dichloromethane (1:1) น�าหนก 20 กรม เขยาขวดเบาๆ จนสารละลายผสมกนด จะไดสารละลายมาตรฐานผสม (1-6) ความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม ชงสารละลายทเตรยมไดน�าหนก 1.25 และ 5 กรม ใสลงในขวดวดปรมาตรขนาด 5 และ 10 มลลลตร ตามล�าดบแลวปรบปรมาตรดวยตวท�าละลายเดม จะไดสารละลายมาตรฐานผสม (1-6) ความเขมขน 25 และ 50 มลลกรมตอลตร ตามล�าดบ 2.3.2.2 สารละลายมาตรฐานผสมเบนโซฟโนน (1) อนพนธ (2-6) และ สารละลายมาตรฐานภายใน (7) ความเขมขน 10 มลลกรมตอกโลกรม ท�าเหมอนขอ 2.3.2.1 แตเพมสารมาตรฐานภายใน (7) น�าหนก 10 มลลกรม ในขนตอนการเตรยมสารละลายผสม (1-7) ความเขมขน 500 มลลกรมตอกโลกรม แลวเจอจางสารละลายทเตรยมได 50 เทา โดยชงสารละลายผสม (1-7) ความเขมขน 500 มลลกรมตอกโลกรม น�าหนก 1 กรม ใสลงในขวดแกวสชามฝาเกลยวปดซงบรรจท�าละลายผสม cyclohexane: dichloromethane (1:1) น�าหนก 49 กรม เขยาขวดเบาๆ จนสารละลายผสมกนด จะไดจะสารละลายผสม (1-7) ความเขมขน 10 มลลกรมตอกโลกรม 2.3.3 การเตรยมสารละลายมาตรฐานส�าหรบสรางกราฟมาตรฐาน 2.3.3.1 กราฟมาตรฐานทใชในการศกษาสภาวะทเหมาะสมของ GC-MS ปเปตสารละลายมาตรฐานผสม (1-6) ความเขมขน 25 มลกรมตอลตร มา 50, 100, 250, 500, 750 และ 1000 ไมโครลตร ใสขวดวดปรมาตรขนาด 25 มลลลตร เตม สารละลายมาตรฐานภายใน (7) ความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม ปรมาตร 100 ไมโครลตร ลงในขวดวดปรมาตรแตละขวดแลวจงปรบปรมาตรดวยตวท�าละลายผสม cyclohexane: dichloromethane (1:1) สารละลายมาตรฐานผสมเบนโซฟโนนและอนพนธ (1-6) ทไดจะมความเขมขน 0.05, 0.10, 0.25, 0.50, 0.75 และ 1.00 มลลกรมตอลตร ตามล�าดบ 2.3.3.2 กราฟมาตรฐานทใชส�าหรบทดสอบตวอยางกระดาษ ตวอยางท 2, 3 และ 4 ปเปตสารละลายมาตรฐานของสารผสม (1-6) ความเขมขน 50 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 25, 50, 250,

500, 1000, 1500, 2000 และ 2500 ไมโครลตร ลงในขวดวดปรมาตรขนาด 25 มลลลตร ปรมาตรละ 1 ขวด แลวเตมเบนโซฟโนน-D10 ความเขมขน 100 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 200 ไมโครลตรลงในทกขวด ปรบปรมาตรดวย cyclohexane: dichloromethane (1:1) จะไดสารละลายมาตรฐานของสารผสม (1-6) ความเขมขน 0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 และ 5.0 มลลกรมตอลตร ตามล�าดบ 2.4 การเตรยมสารสกดตวอยาง 2.4.1 การสกดตวอยางกระดาษตวอยางท 1 ชงตวอยางกระดาษทตดเปนชนเลกๆ ขนาดไมเกน 1×1 ซม. น�าหนก 0.1 กรม ใสลงในขวดสชามฝาเกลยวปดขนาด 40 มลลลตร จ�านวน 3 ขวด แตละขวดเตมตวท�าละลายเอทานอล รอยละ 95 (ในน�า) ปรมาตร 20 มลลลตร และ สารละลายมาตรฐานภายใน (benzophenone-D10) ความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม ปรมาตร 100 ไมโครลตร ปดฝาใหสนทแลวทงไวทอณหภมหองขามคนแลวจงกรองและน�าสารละลายทไดมาเปาดวยกาซไนโตรเจนเพอระเหยตวท�าละลายออกจนแหง กอนเตมตวท�าละลายผสม cyclohexane: dichloromethane (1:1) ปรมาตร 5 มลลลตร จ�านวน 3 ครง ถายสารละลายดงกลาวลงในขวดวดปรมาตรขนาด 25 มลลลตร ปรบปรมาตรแลวน�าไปวเคราะหดวย GC-MS 2.4.2 การสกดตวอยางกระดาษตวอยางท 2, 3 และ 4 [8] ชงตวอยางกระดาษ (ตวอยางท 2-4) ทตดเปนชนเลกๆ ขนาดไมเกน 1×1 ซม. ปรมาณ 2 กรม ใสลงในขวดสชาขนาด 40 มลลลตร ตวอยางละ 4 ขวด แตละขวดเตม benzophenone-D10 ความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม ปรมาตร 200 ไมโครลตร และเฉพาะขวดท 4 ของทกตวอยางใหเตมสารละลายมาตรฐานผสม (1-6) ความเขมขน 50 มลลกรมตอลตร ปรมาตร 500 ไมโครลตร กอนน�าไปสกด ทงไวทอณหภมหองเพอใหตวท�าละลายระเหยประมาณ 10 นาท หลงจากนนและเตมเอทานอลรอยละ 95 ในน�า (v/v) ปรมาตร 10 มลลลตร ลงไป ปดฝาแลวแชขวดสกดใน ultrasonic bath (Sonorex: super RX 255H, Germany)ท 60oC เปนเวลา 0.5 ชวโมง แลวกรองผานหลอดหยดทปลายอดดวยส�าลใสลงในขวดกนกลมขนาด 100 มลลลตร สกดซ�าอกสองครงแลวน�าสารละลายทกรองไดทงหมดไประเหยแหงดวยเครอง rotary evaporator (Buchi, Switzerland) ชะดวยตวท�าละลายผสมระหวาง cyclohexane: dichloromethane (1:1) ถายลงในขวดวดปรมาตรขนาด 25 มลลลตร ปรบปรมาตร แลวน�าไปวเคราะหดวย GC-MS ดวยสภาวะเหมาะสมทศกษาได 2.5 การหาสภาวะทเหมาะสมของการแยกสารผสมเบนโซฟโนนและอนพนธดวยเทคนค GC-MS การหาสภาวะทเหมาะสมในการแยกสารผสมทศกษาดวยเทคนค GC-MS ใชเครอง GC-MS รน Trace GC Ultra/ISQ


(Thermo Scientific, Sci Spec, China) ประกอบดวยเครอง GC รน Trace 1300 รวมกบเครองฉดตวอยางอตโนมต รน AI 1310 เครองแมสสเปกโทรมเตอร รน ISQ LT และคาพลารคอลมนเคลอบดวย 50% diphenyl/50% dimethyl polysiloxane (TG-17Sil MS, Thermo Scientific; 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm) ใชกาชฮเลยมเปนกาซตวพาทอตราการไหล 1 มลลลตรตอนาท อณหภมของ injector, mass transfer line และ ion source คอ 280, 300 และ 275oC ตามล�าดบ ปรมาตรทฉด คอ 1ไมโครลตร และศกษาในโหมด Full scan mode และ SIM mode รายละเอยดเพมเตมตามขอ 2.5.1 และ2.5.2 2.5.1 การวเคราะหดวยโหมด Full scan mode : ตงคาเครอง GC-MS ใหแสกนมวลของไอออนชวง 50-350 amu 2.5.1.1 น�าสารละลายเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2-7) ความเขมขนตวละ 100 มลลกรมตอกโลกรม แตละตวมาทดสอบโดยสาร (1-4 และ 7) ตงอณหภม และอตราการเพมอณหภมของตอบคอลมน ตามวธ Full scan1(ตารางท 1) และสาร (5) และ (6) ตงอณหภม และอตราการเพมอณหภมของตอบคอลมน ตามวธ Full scan2 และ Full scan3 (ตารางท 1) ตามล�าดบ บนทกเวลา และคามวลสาร (m/z) ของสารแตละตว 2.5.1.2 น�าสารละลายผสม (1-6) ความเขมขน 100 มลลกรมตอกโลกรม มาทดสอบตามวธ Full scan4 และ Full scan5 (ตารางท 1) และน�าสารละลายผสม (1-7) ความเขมขน 10 มลลกรมตอกโลกรม มาทดสอบตามวธ Full scan5, Full scan6 และ Full scan7 (ตารางท 1) แลวพจารณาผลโครมาโทแกรมทไดเพอเลอกสภาวะอณหภมของตอบคอลมนทสามารถแยกสารผสม (1-6) ไดภายในระยะเวลาทเรวทสด

ตารางท 1 สภาวะอณหภมของตอบคอลมนทใชศกษาการแยกสารละลายมาตรฐานเบนโซฟโนนและอนพนธ ดวยเทคนค GC-MS : Full scan mode

GC method name Total runtime (min) Step Rate (oC/min) Temp (oC) Hold time (min)

Full scan1* 170 - 80 2

1 20 280 5

Full scan2 270 - 80 2

1 20 280 10

Full scan3 370 - 80 2

1 20 280 25

Full scan4 22.50 - 80 2

1 20 290 10

Full scan5 240 - 150 2

1 20 290 15

Full scan6 290 - 50 2

1 20 290 15

Full scan7 410 - 150 2

1 10 290 15

*สภาวะของอณหภมตอบคอลมนเปนสภาวะเดยวกบงานวจยของ Jonhs S. M. และคณะ [4]

2.5.2 การวเคราะหดวยโหมด Selective ion monitoring mode (SIM mode): น�าสภาวะอณหภมของตอบคอลมน วธ Full scan5, Full scan6 และ Full scan7 ไปตงการวดของเครอง GC-MS ใหเปน SIM mode ไดเปน วธ SIM1 SIM2 และ SIM3 ตามล�าดบ (ตารางท 2) 2.5.3 น�าสารละลายมาตรฐานผสมเบนโซฟโนนและอนพนธ (1-6) ทมความเขมขน 0.05, 0.10, 0.25, 0.50, 0.75 และ 1.00 มลลกรมตอลตร ไปวเคราะหดวยเทคนค GC-MS: SIM mode ทง SIM1 SIM2 และ SIM3 (ตารางท 2) ทกความเขมขน


แลวสรางกราฟมาตรฐานของเบนโซฟโนนโดยใชอตราสวนพนทใตพกของเบนโซฟโนน (1, m/z = 105 ตอพนทใตพกของสารมาตรฐานภายใน (7, m/z = 110) เปนแกน Y และความเขมขนของเบนโซฟโนน (มลลกรมตอลตร) เปนแกน X 2.5.4 น�าสารสกดตวอยางท 1 ไปทดสอบดวยเทคนค GC-MS โดยใช SIM1 SIM2 และ SIM3 เปรยบเทยบปรมาณของเบนโซฟโนนจากตวอยางกระดาษ (sample 1) เมอค�านวณจาก การทดสอบดวย SIM1 SIM2 และ SIM3 และทดสอบดวยสถต Anova: Single Factor จากโปรแกรม Microsoft Excel ทระดบความเชอมน รอยละ 95 ส�าหรบการทดสอบคาเฉลยของปรมาณเบนโซฟโนนทพบ โดยมสมมตฐาน คอ คาเฉลยของเบนโซฟโนนททดสอบดวยวธ SIM1 SIM2 และ SIM3 ไมแตกตางกนอยางมนยยะส�าคญ โดยมเกณฑการยอมรบสมมตฐาน คอ คา F

critical > F

cal

ตารางท 2 รายละเอยดของการเลอกวดมวลของไอออน (Mass list) เมอใช SIM mode

GC method name SIM mode name Time (min) Mass List (amu)

Full scan5 SIM1

4.0-24.0 50-350

5.0 77, 82, 105, 110, 182 and 192

6.5 77, 119, 121, 181, 196, 197 and 198

16.0 148 and 268

18.0 132, 309 and 324

Full scan6 SIM2

4.0-29.0 50-350

10.0 77, 82, 105, 110, 182 and 192

10.7 77, 119, 121, 181, 196, 197 and 198

21.0 148 and 268

23.0 132, 309 and 324

Full scan7 SIM3

4.0-34.0 50-350

16.5 77, 82, 105, 110, 182 and 192

18.5 77, 119, 121, 181, 196, 197 and 198

30.0 148 and 268

34.0 132, 309 and 324

2.6 การทดสอบหาปรมาณสารเบนโซฟโนนและอนพนธในตวอยางท 2-4 ดวยสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS ทศกษาได 2.6.1 น�าสารละลายมาตรฐานของสารผสม (1-6) ความเขมขน 0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 และ 5.0 มลลกรมตอลตร ทเตรยมไดจากขอ 2.3.3.2 มาทดสอบดวย GC-MS วธ SIM1 โดยเลอกพกแมสโครมาโทแกรมของสารแตละตวทจะใชค�านวณหาปรมาณสาร (quantification ion) จากมวลของไอออน (mass ion) ทใหคาสญญาณสงสดของแตละสาร คอ 105, 119, 121, 121, 148, และ 309 ส�าหรบสาร (1-6) ตามล�าดบ (ตารางท 3) แลวสรางกราฟมาตรฐานโดยใหแกน Y คอ อตราสวนของพนทใตพกของมวลของไอออนดงกลาวแตละตวตอพนทใตพกของสารมาตรฐานภายใน (m/z = 110) และ แกน X คอ ความเขมขนของสารมาตรฐาน (มลลกรมตอลตร) โดยคาสมประสทธสหสมพนธของกราฟมาตรฐาน Correlation coefficient, r2 ≥0.990 2.6.2 น�าสารสกดตวอยาง 2-4 ทเตรยมไดจากขอ 2.4.2 มาทดสอบดวย GC-MS วธ SIM1 (ตารางท 2) 2.6.2.1 กรณทคาสญญาณของ Quantification ion (ตารางท 3) ของสารททดสอบไดมคา signal/noise (S/N) นอยกวา 3 จะรายงานผลวาไมพบพกและไมพบสารนนๆ


3. ผลและวจารณ (Results and discussion) 3.1 การศกษาการแยกสารผสม (1-6) ดวย GC-MS (Full scan mode) ทสภาวะตางๆ กน จากผลการศกษาเมอน�าสาร(1-6) แตละตวมาทดสอบดวย GC-MS โดยใชโหมด Full scan พบวาเมอตงอณหภมและอตราการเ พมอณหภมของต อบคอลมน ตามว ธ Fu l l scan1ซงเปนวธท Jonhs S. M. และคณะ [4] ใชในการศกษาปรมาณสารเบนโซฟโนน (1) ในตวอยางกระดาษสมผสอาหารพบวาเมอใชวธดงกลาวสามารถแยกสาร (1-4) ไดทเวลา (retention time) 9.7, 10.4, 12.2, และ 10.2 นาท ตามล�าดบ (ตารางท 4) แตสาร (5) และ (6) ซงมน�าหนกโมเลกลมากกวายงคงคางอยในคอลมน แสดงวาการคงอณหภมไวท 280oC เปนเวลา 5 นาท นนไมเพยงพอทจะท�าใหสาร (5) และ (6) ออกจากคอลมนได ดงนนจงไดทดลองเพมระยะเวลาการคงอณหภมไวท 280oC จาก 5 นาท (Full scan1, ตารางท 1) ไปเปน 10 นาท (Full scan2, ตารางท 1) และ 25 นาท (Full scan3, ตารางท 1) ซงผลการการเพมระยะเวลาดงกลาวพบวา วธ Full scan2 สามารถแยกสาร (5) ออกมาไดทเวลา 23.3 นาท แตยงคงไมสามารถแยกสาร (6) ซงมมวลมากทสด (m/z = 324) ออกมาจากคอลมนได อยางไรกตามเมอเพมระยะเวลาการคงอณหภมไวท 280oC เปน 25 นาท (Full scan3, ตารางท 1) สารแยกสาร (6) ออกมาไดทเวลา 27.9 นาท

ตารางท 3 มวลของไอออนทใชในการทดสอบเชงปรมาณ (quantification ion) และการทดสอบเชงคณภาพ (qualification ion) ของสารเบนโซฟโนน สารอนพนธ และสารมาตรฐานภายใน

Substances Quantification ion (amu)

Qualification ion (amu)

(1) 105 182, 77

(2) 118 196, 181

(3) 121 198,197

(4) 121 198,197

(5) 148 268, 224

(6) 309 324, 132

(7) 110 192, 82

2.6.2.2 กรณผล GC-MS พบพกของสาร (1-6) ทง qualification และ quantification ion (ตารางท 3) ใหน�าอตราสวนของพนทใตพกของ quantification ion ของสารทพบตอพนทใตพกของสาร internal standard (m/z = 110) ททดสอบไดเทยบกบกราฟมาตรฐานค�านวณหาคาเฉลย (C

sample ) จาก

สตร

คอ ความเขมขนทวดไดเมอเทยบกบกราฟมาตรฐานของสารละลายขวดท 4 ทมการเตมสารละลายมาตรฐาน (1-6) ททราบความเขมขน, mg/kg

คอ คาเฉลยความเขมขนวดไดเมอเทยบกบกราฟมาตรฐานของสารละลายของสารขวดท 1-3 ทไมมการเตมสารละลายมาตรฐาน (1-6) ทมอยในตวอยางกระดาษ, mg/kg

คอ ความเขมขนของสารมาตรฐานทเตมในตวอยางกระดาษ, mg/kg

คอ คาเฉลยความเขมขนวดไดเมอเทยบกบกราฟมาตรฐานของสารละลายของสารขวดท 1-3 ทไมมการเตมสารละลายมาตรฐาน (1-6) ทมอยในตวอยางกระดาษ, mg/kg

คอ ความเขมขนของสาร (1-6) ทวดไดเมอเทยบกบกราฟมาตรฐานของสารละลายขวดท 1-3 ทไมมการเตมสารละลายมาตรฐาน (1-6), mg/kg

ค�านวณหา% recovery จากสตร


ตารางท 4 คา retention time และ มวลของไอออน (amu) ของสารเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2-7) เมอทดสอบดวย GC-MS: Full scan1- Full scan3 (ตารางท 1)

Substances Retention time (min) Mass spectrume (amu)

(1) 9.7a 182, 105d, 77

(2) 10.4a 196, 119d, 105, 91,77, 65

(3) 12.2a 198, 121d, 105, 93, 77

(4) 10.2a 198, 121d,105, 93, 77

(5) 23.3b 268, 224, 148d, 120

(6) 27.9c 324, 309d, 236, 132

(7) 9.7a 192, 110d, 82

aทดสอบดวยวธ Full scan1 bทดสอบดวยวธ Full scan2 cทดสอบดวยวธ Full scan3 dมวลของไอออนทใหคาสญญาณสงสดของสารตวนน eใช Library search (NIST/EPA/NIH mass spectral library version 2.0, 2011)

ดวยวธ Full scan3 แมจะสามารถท�าใหสารตวท (6) ออกจากคอลมนได แตเมอพจารณาเวลาในการทดสอบพบวาวธนใชเวลาในการวเคราะหถง 37 นาท (ตารางท 1) ดงนนเพอเรงระยะเวลาในการชะสาร (5-6) ออกจากคอลมน จงไดทดลองเพมอณหภมสงสดจาก 280oC เปน 290oC ตามวธ Full scan4 (ตารางท 1) ดวยอตราการเพมอณหภมของตอบคอลมนจาก 80oC เปน 290oC เทาเดม คอ 20 oC /min ผลการฉดสารผสม (1-6) พบวา อณหภมสงสดทเพมขนเปน 290oC ท�าใหวธ Full scan4 สามารถแยกสาร (5) ออกจากคอลมนไดทเวลา 20.5 นาท (รปท 3a) ซงเรวกวาเมออณหภมของสงสดของตอบคอลมนเปน 280oC อย 2.8 นาท ในขณะทระยะเวลาของการแยกสาร (1-4) ไมตางจากเดม อยางไรกตามแมวธ Full scan4 จะมเวลารวมในการวเคราะหเพยง 22.5 นาท แตวธนยงไมสามารถพาสาร (6) ออกจากคอลมนได ดวยเหตนวธ Full scan5 (ตารางท 1) จงถกสรางขนโดยมเปาหมาย คอ การเพมอณหภมเรมตนของตอบคอลมนจาก 80oC ไปเปน 150oC เพอใหสาร (1-4) ถกชะออกจากคอลมนเรวขน และแมอณหภมสงสดของตอบคอลมนถกตงไวท 290oC เชนเดยวกบวธ Full scan4 แตขยายระยะเวลาการคงอณหภมสงสดไวจาก 10 นาท (Full scan4) เปน 15 นาท (Full scan5) เพอใหมเวลาเพยงพอทสาร (6) จะออกจากคอลมนได ซงผลการทดสอบแยกสารผสม (1-6) ดวยวธ Full scan5 เปนตามทคาดการณไว คอ สามารถแยกสาร (1-6) ได โดยเวลาทสารแตละตวถกชะจากคอลมนเรวกวา (รปท 3b)

เมอเทยบกบแมสโครมาโทแกรมทไดจากการแยกดวยวธ Full scan4 (รปท 3a) อยางไรกตามแมวาวธ Full scan5 (ตารางท 1) จะสามารถแยกสารผสม (1-6) ไดในเวลาเพยง 24 นาท แตพบวาเมอใชวธดงกลาวในการทดสอบแยกสารผสม (1-6) ทมการเตมสาร internal standard (7) ลงไปดวยกลบพบวา สาร (1) และ (7) จะออกมาทเวลาเดยวกน (รปท 4a) ในขณะท เมอใชวธ Full scan6 (ตารางท 1) และ Full scan7 (ตารางท 1) จะสามารถแยกสาร (1) และ (7) จากกนไดมากกวา (รปท 4a และ 4c) แมเวลารวมในการทดสอบจะนานกวา ดงนนดวยการใชโหมด full scan เพยงอยางเดยวมขอจ�ากดในการแยก สาร (1) และ (7) ดวยเหตน SIM mode ของ GC-MS จงถกน�ามาใช เนองจากโหมดนสามารถเลอกวดมวลของไอออนทตองการได และเนองจากสาร (7) หรอ benzophenone-D10 เปนสารไอโซโทป (isotope) ของเบนโซฟโนน (1) ทไฮโดรเจนอะตอม (hydrogen atom, H: รปท 1) ถกแทนทดวยดวเทอเรยมอะตอม (deuterium atom, D รปท 1) จ�านวน 10 อะตอมท�าใหน�าหนกของโมเลกลของสาร (7) มคา คอ m/z = 192 ซงมากกวาสาร (1) ทม m/z = 182 และความแตกตางนตรวจสอบไดดวยเครองแมสเปก-โทมเตอร

รปท 3 GC-MS โครมาโทแกรม ของการแยกสารผสม (1-6)ความเขมขน 100 mg/kg เมอใชวธ a) Full scan4 และ b) Full scan5


3.2 การศกษาการแยกสารผสมเบนโซฟโนน อนพนธ และสารมาตรฐานภายในดวย GC-MS โดยใช SIM mode เมอน�าสภาวะอณหภมของตอบคอลมนทไดจากวธ Full scan5, Full scan6 และ Full scan7 (ตารางท 1) มาปรบใชกบ SIM mode ของเครอง GC-MS จะไดเปน วธ SIM1 SIM2 และ SIM3 ตามล�าดบ (ตารางท 2) โดย Mass list ของสาร (1-7) จากทง 3วธจะถกตงไวเหมอนกนเพยงแตแตกตางกนทระยะเวลาในการเลอกวดมวลของไอออนเพอใหสอดคลองกบเวลาทสาร (1-7) ออกจากคอลมน และเพอศกษาวาการเกด co-elution ของสาร (1) และ (7) เมออณหภมของตอบคอลมนใชตามวธ Full scan5 ของ SIM1 (ตารางท 2) จะสงผลตอการทดสอบหาปรมาณเบนโซฟโนนในสารสกดตวอยางกระดาษหรอไม จงไดทดลองสรางกราฟมาตรฐานจากสารละลายมาตรฐานผสม (1-6) และสาร (7) ซงท�าหนาทเปนสารละลายมาตรฐานภายในดวยวธ SIM1, SIM2 และ SIM3 (ตารางท 2) แลวน�ากราฟมาตรฐานทไดจากทงสามวธ ไปใชในการหาปรมาณเบนโซฟโนน (1) จากสารสกดตวอยาง 1 พบวาแมสมการของกราฟมาตรฐานทไดจากทงสามวธจะมคาความชน (slope) ตางกนเลกนอย แตคาสมประสทธสหสมพนธของกราฟมาตรฐาน (Correlation coefficient), r2 > 0.995 (ตารางท 5) ดงนนจะเหนไดวาวธ SIM1 ซงพกของสาร (1) และ (7) ออกมาทเวลาใกลเคยงกนมาก (6.15 และ 6.11 นาท ตามล�าดบ) และไมสามารถแยกไดเมอใช Full scan5 แตกราฟมาตรฐานของสาร (1) ทสรางเมอใหอตราสวนพนทพกของสาร (1) และ (7) เปนแกน Y และ ความเขมขนของสารละลายมาตรฐานเบนโซฟโนน

รปท 4 GC-MS โครมาโทแกรมของการแยกสารผสม (1-7) ความเขมขน 10 mg/kg เมอใชวธ a) Full scan5, b) Full scan6 และ c) Full scan7

เปนแกน X จากการทดสอบดวย GC-MS วธ SIM1 มความเปนเสนตรง (r2 = 0.9992) เชนเดยวกบเมอใชวธ SIM2 (r2 = 0.996) และ SIM3 (r2 = 0.9984) (ตารางท 5) ซงเปนวธทสาร (1) และ (7) ไมเกด co-elution และยงพบวาผลของการหาปรมาณเบนโซฟโนน (1) จากสารสกดตวอยาง 1 ทมปรมาณเบนโซฟโนน (1)ในปรมาณทสงมาก เมอน�ามาทดสอบดวย วธ SIM1 SIM2 และ SIM3 ไดคาเฉลยของสารเบนโซฟโนน (1) คอ 425.9, 430.8 และ 445.3 มลลกรมตอกโลกรม ตามล�าดบ ซงคาทไดไมแตกตางกนอยางมนยส�าคญทางสถต (F

critical= 5.1432 > F

cal =

0.3223) เมอทดสอบดวยสถต Anova : single factor โดยโปรแกรม Microsoft Excel

ตารางท 5 ผลการเปรยบเทยบการสรางกราฟมาตรฐานของเบนโซฟโนน (1) เมอทดสอบโดย GC-MS ดวยวธ SIM1 SIM2 และ SIM3

Conc. Benzophenone (1)(mg/L)

Peak area ratio of (1) to (7)

SIM1 SIM2 SIM3

0.0000 0.0000 0.0000 0.0000

0.0440 0.1049 0.1203 0.1088

0.1062 0.0750 0.0584 0.0618

0.2395 0.5633 0.5969 0.5839

0.5566 1.3257 1.3603 1.3389

0.8543 2.0712 2.1427 2.1554

1.1315 2.8155 2.8567 2.9365

Slope 2.4539 2.5111 2.547

Correlation coefficient, r2 0.9992 0.9996 0.9984

จะเหนไดว าการใชเทคนค IDMS โดยเลอกใชสาร benzophenone-D10 เปนสารมาตรฐานภายในรวมกบวเคราะหดวย GC-MS (SIM1) ทใชเวลาทงหมดในการวเคราะห คอ 24 นาท นน สามารถสรางกราฟมาตรฐานของสารเบนโซฟโนน (1) ทเกดการ co-elution รวมกบสารมาตรฐานภายใน (7) และกราฟมาตรฐานทไดมความเปนเสนตรง อกทงเมอน�ากราฟทไดไปใชหาปรมาณเบนโซฟโนนในสารสกดตวอยางท 1 พบวา คาทไดไมแตกตางอยางมนยส�าคญทางสถตเมอเทยบกบวธ SIM2 และ SIM3 ซงตองใชระยะเวลาในการวเคราะหดวย GC-MS นาน 29 และ 41 นาท ตามล�าดบ ดงนนสภาวะทเหมาะสมของการแยกสารผสมเบนโซฟโนนและอนพนธ รวม 6 ชนด (1-6) ดวยเทคนค GC-MS รวมกบเทคนค IDMS ทไดจากการศกษาครงน คอ สภาวะทอณหภมของตอบคอลมนตงไวตามวธ Full scan5 (ตารางท 1)แตเลอกวดไอออนดวยตามวธ SIM1 (ตารางท 2)


3.3 การหาปรมาณสาร (1-6) ในตวอยางกระดาษตวอยางท 2-4 ดวยสภาวะทเหมาะสมของ GC-MS ทศกษาได เมอน�าสภาวะทเหมาะสมของเทคนค GC-MS ทศกษาไดมาทดสอบแยกสารสกดตวอยางกระทงกระดาษอบขนม จ�านวน 3 ตวอยาง (ตวอยางท 2-4, รปท 2) ทปจจบนยงไมมมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมของประเทศไทยในการก�าหนดคณภาพของกระดาษทใชในการอบขนมเหลาน ผลการทดสอบจากการเปรยบเทยบผลของ GC-MS ทไดระหวางสารสกดตวอยางท 2-4 เทยบกบกราฟมาตรฐานของสาร (1-6) ชวงความเขมขน 0.05- 5.0 มลลกรมตอลตร (r2 > 0.990) พบเพยงการปนเปอนของสาร (1) ในตวอยางท 4 (กระทงสน�าตาล) ปรมาณ 0.94 มลลกรมตอกโลกรม เทานน โดยมคาเฉลยของคาคนกลบของสาร (1) คอ รอยละ 91.1 (เตมสารมาตรฐานความเขมขน 1 มลลลกรมตอลตร) ซงคานเปนไปตามเกณฑก�าหนดทระบไวใน AOAC Peer-Verified methods, 1998 ทก�าหนดใหรอยละของคาคนกลบของสารทระดบความเขมขน 1-10 ppm ควรอยในชวย 80-110%) [9] และเมอพจารณาคาคนกลบของสาร (2), (4), และ (6) ทมคาเทากบ 97.3, 98.6 และ 102.4 ตามล�าดบ สารทงสามตวนกมคาคนกลบอยในเกณฑการยอมรบเชนเดยวกน ซงแสดงวาการทดสอบสารทง 4 ชนด ดงกลาวมความถกตองอยในเกณฑการยอมรบได สวนในกรณของคาเฉลยของคาคนกลบของสาร (3) และ สาร (5) ซงมคาอยทรอยละ 119.5 และ 142.2 แมจะอยเกนเกณฑการยอมรบ แตไมกระทบตอผลการออกรายงานเนองจากในตวอยางทศกษาไมพบสารดงกลาว

ตารางท 6 สรปผลการทดสอบตวอยางสาร (1-6) ในตวอยางกระดาษท 2-4 ดวยเทคนค GC-MS:SIM1

substances

ตวอยางท 2 ตวอยางท 3 ตวอยางท 4 คาเฉลยrecovery

(%) Conc.

(mg/kg)recovery

(%)Conc.

(mg/kg)recovery

(%)Conc.

(mg/kg)recovery

(%)

(1) ไมพบ 107.4 ไมพบ 65.9 0.94 100.2 91.1

(2) ไมพบ 120.1 ไมพบ 72.1 ไมพบ 99.7 97.3

(3) ไมพบ 156.3 ไมพบ 90.0 ไมพบ 112.4 119.5

(4) ไมพบ 114.6 ไมพบ 73.34 ไมพบ 107.9 98.6

(5) ไมพบ 175.6 ไมพบ 114.1 ไมพบ 138.8 142.2

(6) ไมพบ 133.8 ไมพบ 68.5 ไมพบ 105.0 102.4

4. สรป (Conclusion) จากการศกษาสภาวะทเหมาะสมของ GC-MS เพอแยกสารผสมเบนโซฟโนน (1) และอนพนธ (2-6) พบวาเมอใช benzophenone-D10 (7) ท�าหนาทเปนสารมาตรฐานภายใน และใชโหมดการวเคราะหของ GC-MS เปนแบบ SIM mode โดยเลอกการวธ SIM1 และตงอณหภมของตอบคอลมนตามวธ Full scan5 สามารถแยกสารผสมเบนโซฟโนนและอนพนธ (1-6) ไดภายใน 24 นาท สามารถสรางเปนกราฟมาตรฐานของสารแตละชนดโดยคาสมประสทธสหสมพนธของกราฟมาตรฐาน (Correlation coefficient), r2 > 0.995 และยงไดน�าสภาวะทศกษาไดไปทดสอบหาปรมาณสาร(1-6) จากสารสกดตวอยางกระดาษสมผสอาหาร จ�านวน 3 ตวอยาง ซงผลการทดสอบพบเพยงการปนเปอนของสารเบนโซฟโนนในกระทงขนมอบ (ตวอยางท 4) ในปรมาณ 0.94 มลลกรมตอกโลกรมกระดาษ (%recovery = 91)

5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement) รายงานนเปนสวนหนงของงานวจยเรอง “การส�ารวจสารอนทรยตองหามในวสดสมผสอาหารประเภทกระดาษเพอความปลอดภยของผบรโภค” สนบสนนทนวจยโดยกรมวทยาศาสตรบรการ

6. เอกสารอางอง (References) [1] RHODES, M.C., et al. Carcinogenesis studies of benzophenone in rats and mice. Food and Chemical Toxicology. 2007, 5, 843–851.


[2] THE EUROPEAN PAPER AND BOARD FOOD PACKAGING CHAIN. Industry guideline for the compliance of paper and board materials and articles for food contact [online]. 2012 [viewed 26 June 2013]. Available from: http://www.cepi.org/system/ files/public/documents/publications/foodcontact/2012/Industry%20guideline-updated2012final.pdf [3] CASTLE, L., et al. Migration studies from paper and board food packaging materials. Part 2. Survey for residues of dialkylamino benzophenone UV-cure ink photoinitiators. Food Additives and Contaminants. 1997, 14, 45-52. [4] JOHNS, S.M., et al. Studies on Functional Barriers to Migration 1 Transfer of Benzophenone from Printed Paperboard to Microwaves Food. Deutsche Lebensmittel-Rundschau. 1995, 91, 69-73. [5] SARGENT, M., et al. Guidelines for Achieving High Accuracy in Isotope Dilution Mass Spectrometry (IDMS). Cambridge : The Royal Society of Chemistry. 2002, pp. 1-49. [6] VAN HOECK, E., et al. Analysis of benzophenone and 4-methyl benzophenone in breakfast cereals using ultrasonic extraction in combination with gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MSn). Analytica Chimica Acta. 2010, 663, 55-59. [7] VAN DEN HOUWE, K., et al. Evaluation of the migration of 15 photo-initiators from cardboard packaging into Tenax® using ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). Food Additives & Contaminants: Part A. 2014, 31, 767–775. [8] SAESAENGSEERUNG, N. Comparison of solvent and techniques for extraction of benzophenone from paper intended to come into contact with foodstuffs. Bulletin of Applied Sciences. 2016, 5, 97-102. [9] TECHNICAL DIVISION ON REFERENCE MATERIALS OF AOAC INTERNATIONAL. Standard format and guidance for AOAC standard method performance requirement documents [online]. 2011. [viewed 26 January 201]. Available from: http://stakeholder.aoac.org/SPIFAN/SMPR_Guidelines_v13.pdf


ค�าแนะน�าในการสงตนฉบบ

วารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ

Bulletin of Applied Sciences

บทความทสงตพมพจะตองไมเคยตพมพหรออยในระหวางการรอพจารณาเพอตพมพในวารสารอน บทความทเสนอมาเพอตพมพอาจเขยนเปนภาษาไทยหรอภาษาองกฤษกได แตบทคดยอตองมทงสองภาษา ทงนบทความทกเรองจะไดรบการพจารณาตรวจแกจากผทรงคณวฒในสาขาทเกยวของ และกองบรรณาธการขอสงวนสทธในการตรวจแกไขตนฉบบและพจารณาตพมพตามล�าดบกอนหลง

ความรบผดชอบ บทความทตพมพในวารสารผลงานวชาการกรมวทยาศาสตรบรการ ถอเปนผลงานทางวชาการ และเปนความเหนสวนตวของผเขยน ไมใชความเหนของกรมวทยาศาสตรบรการ หรอกองบรรณาธการ ผเขยนตองรบผดชอบตอบทความของตน และบทความทตพมพในเลมนไมเคยพมพในวารสารใดมากอน และจะไมน�าสงไปเพอพจารณาตพมพในวารสารอนภายใน 60 วน

การเตรยมตนฉบบและการสงตนฉบบ ชอเรอง: ชอเรองตองมทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ ตวอกษร Cordia New ขนาด18 ตวหนา จดวางขอความชอเรองตรงกงกลางหนากระดาษ โดยชอเรองภาษาองกฤษเฉพาะค�าขนตน ใหพมพตวใหญ ชอผวจย ผวจยรวม: ชอผวจย ผวจยรวม ตองมทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ ตวอกษร Cordia New ขนาด 12 ตวปกต จดวางขอความชอผวจย ผวจยรวมกงกลางหนากระดาษ ใชเลข 1.2.3....โดยยกก�าลงแสดงตรงชอ และเปนเลขเดยวกนเพอแสดงทอย และe-mail address. ตวอยาง

อรวรรณ ปนประยร1*, กรรณการ บตรเอก2**

Orawan Pinprayoon1* , Kannika Butraek2**

1กรมวทยาศาสตรบรการ2ศนยประสานงานกระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย ประจ�าภมภาค ภาคใต* E-mail address: [email protected]** Corresponding author. E-mail address: [email protected]

บทคดยอ (Abstract): บทคดยอตองมทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ ตวอกษร Cordia New ขนาด14 ตวปกต เนอหาในคดยอ ควรระบวตถประสงค ผลการวจย และบทสรปโดยยอ ค�าส�าคญ (Keywords): ค�าส�าคญตองมทงภาษาไทยและภาษาองกฤษ ระบค�าส�าคญหรอวลสนๆ จ�านวน 3-5 ค�า ค�าท 1, ค�าท 2, ค�าท 3 ตวอกษร Cordia New ขนาด 12 ตวปกต

เนอเรอง แบงเปนสวนตางๆดงน 1. บทน�า (Introduction): หวขอบทน�า ตวอกษร Cordia New ขนาด 16 ตวหนา จดชดขอบดานซาย หวขอยอย ตวอกษร Cordia New ขนาด 14 ตวหนา เนอหา ตวอกษร Cordia New ขนาด 14 ตวปกต2. วธการวจย (Experimental): หวขอวธการวจย ตวอกษร Cordia New ขนาด 16 ตวหนา จดชดขอบดานซาย หวขอยอย ตวอกษร Cordia New ขนาด 14 ตวหนา เนอหา ตวอกษร Cordia New ขนาด 14 ตวปกต3. ผลและวจารณ (Results and discussion): หวขอผลและวจารณ ตวอกษร Cordia New ขนาด 16 ตวหนา จดชดขอบดานซาย หวขอยอย ตวอกษร Cordia New ขนาด 14 ตวหนา เนอหา ตวอกษร Cordia New ขนาด 14 ตวปกต


4. สรป (Conclusion): หวขอสรป ตวอกษร Cordia New ขนาด16 ตวหนา จดชดขอบดานซาย เนอหา ตวอกษร Cordia New ขนาด14 ตวปกต5. กตตกรรมประกาศ (Acknowledgement): หวขอกตตกรรมประกาศ ตวอกษร Cordia New ขนาด16 ตวหนา จดชดขอบดานซาย เนอหา ตวอกษร Cordia New ขนาด14 ตวปกต6. เอกสารอางอง (References): การอางองเอกสารใหใชระบบเรยงตามตวเลข ใสหมายเลขในวงเลบเหลยม [ ] เรยงตามล�าดบการอางองในเรอง เอกสารอางองทกฉบบจะตองมการอางองหรอกลาวถงในบทความ ตวอยาง [1] AKGUL, M. and A. TOZLUOGLU. Alkaline-ethanol pulping of cotton stalks. Scientific Research and Essays. 2010, 5(10), 1068-1074. [2] STADELMAN, W. J. and O. J. COTTERILL. Egg Science and Technology. 4th ed. New York : Food Produce Press, 1990, 591 p. [5] TECHNICAL DIVISION ON REFERENCE MATERIALS OF AOAC INTERNATIONAL. Standard format and guidance for AOAC standard method performance requirement documents [online]. 2011. [viewed 26 January 2017]. Available from: http://stakeholder.aoac.org/SPIFAN/SMPR_Guidelines_v13.pdf

ตาราง (Table) และรป (Figure) : ตวอกษร Cordia New ขนาด 12 ตวปกต - ตาราง : ใหระบล�าดบทของตาราง หวตารางใหจดชดขอบดานซาย ชอตารางใหอยดานบนของตาราง - รป : ใหระบล�าดบทของรป ค�าบรรยายรปภาพใหอยใตรปภาพ และจดกงกลางคอลมน

การสงตนฉบบ 1. สงตนฉบบทางไปรษณย สงตนฉบบจ�านวน 1 ชด และส�าเนาจ�านวน 2 ชด พรอมไฟลขอมลมาท กองบรรณาธการวารสารวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ (Bulletin of Applied Sciences) ส�านกงานวารสาร ส�านกงานเลขานการกรม ฝายประชาสมพนธ กรมวทยาศาสตรบรการ เลขท 75/7 ถนนพระรามท 6 เขตราชเทว กรงเทพฯ 10400 2. สงตนฉบบทางไปรษณยอเลกทรอนกส (e-mail ) e-mail : [email protected], [email protected] 3. สงตนฉบบทางเวบไซตไดท URL : http://bas.dss.go.th


ดรรชนค�าส�าคญวารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ


กกระดาษสา 70 กระบวนการโซล-เจล 41กระเบองคอนกรตมงหลงคา 9แกสโครมาโทกราฟ 104การทดสอบความทนตอการขดส 32การประหยดพลงงาน 32การปรบสภาพ 25การยดอาย 49เกลอโซเดยมต�า 78

คคาเปอรออกไซด 95เคลอบซลกา 41 เคลอบไมชอบน�า 41แคดเมยม 9, 18โครเมยม 18

จเจลเซลลโลส 70

ดดฟเฟอรเรนเชยสพลสแอโนดกสทรปปงโวลแทมเมตร 9

ตตะกว 9, 18

นน�ามนปาลม 95นกเกล 18ไนไตรท 89

บเบนโซฟโนน 104ใบสบปะรด 25

ผผงสสะทอนรงสอาทตย 60ผงสสะทอนรงสอนฟราเรดใกล 60ผงสสน�าเงน 60ผลตภณฑเปนมตรตอสงแวดลอม 32แผนยางมาตรฐาน 32

ฝฝอยทอง 49

ภภาชนะหงตมเหลกกลาไรสนม 18

มมมสมผส 41 โมลบดนม 18

รรงนก 89

สสารทดแทนเกลอ 78 สารทดแทนเกลอโซเดยม 78สารประกอบอนนทรยเชงซอน 60สารสกดจากสมนไพร 95สารใหความหวาน 49สและลวดลาย 70 เสนใย 25

ออบร เทคนค 70 ไอโซโทปไดลชนแมสสเปกโทเมตร 104

ฮไฮเพอรฟอรแมนสลควดโครมาโทกราฟ 89


Keyword IndexBulletin of Applied Sciences


AAbrasion testing 33

B Benzophenone 104Bird nest 89Blue pigment 61

CCadmium 9, 18Cellulose gel 70Chromium 18Colour and pattern 70 Complex inorganic compound pigment (CICP) 61Concrete roofing tiles 9Contact angle 41

DDifferential pulse anodic stripping voltammetry 9

EEbru technique 70 Energy saving 33Environmental friendly product 33

FFiber 25Foi Thong 49

GGas chromatography 104

H Herbal extract 95 HPLC 89Hydrophobic coatings 41

IIsotope dilution mass spectrometry 104

LLead 9, 18Low-sodium salt 79

MMolybdenum 18Mulberry craft paper 70

N Near-infrared reflective pigment 61Nickel 18Nitrite 89

PPalm oil 95 Peroxide value 95Pineapple-leaf 25

SSalt substitute 79 Shelf-life extension 49Silica film 41 Sodium-replacement salts 79Solar reflective pigment 61Sol-gel process 41Stainless steel cookwares 18Standard rubber sheet 33 Sweetener 49

TTreatment 25


ดรรชนผแตงวารสารผลงานวชาการ กรมวทยาศาสตรบรการ


กกนษฐ ตะปะสา 41กอพงศ หงษศร 70

ขขนษฐา อนทรประสทธ 49

จจรญ จกรมณ 9จรญ จนทรสมบรณ 9จนทรฉาย ยศศกดศร 78, 95จตวไล เวฬวนารกษ 18จรพรรณ โรมา 18

ฐฐตารนย สโรพนธ 70

ดดวงกมล เชาวนศรหมด 18

ธธรพงศ เพงค�า 49ธรศกด ตงกตตมศกด 60

นนภาพร ชนะคช 89นจรนทร พลหงษ 18

บเบญจมล เพชรเจรญมงคล 41

ปปฏญญา จยพงศ 95ประเสรฐ แซจ 32ปญจยศ มงคลชาต 49

พพฒนะ รกความสข 60

ภภณฑลา ภมระเบยบ 32

มมโนวช เรองดษฐ 89

ลลดา พนธสขมธนา 60ลลตา ชแกว 49

ววรรณด มหรรณพกล 78วราภรณ แกวแดง 41วรนกาญจน ธรตกรธวฒน 89

สสทธสนทร สโพธณะ 60สรวรรณ ลศรสรรพ 25สทธชยา ชนวฒนา 49สรวฒ พวงมาล 70

หหนงฤทย แสแสงสรง 104

ออรสา ออนจนทร 32อษณย พนธลาภ 41


Author IndexBulletin of Applied Sciences


BBenjamon Petchareanmongkol 41

DDuangkamol Chaosrimud 18

JJanchay Yossaksri 78, 95Jaroon Jakmunee 9Jaroon Junsomboon 9Jirapan Roma 18Jitwilai Waluvanarak 18

KKanit Tapasa 41Khanittha Inprasit 49Korpong Hongsri 70

LLada Pansukhumthana 60Lalita Chookaew 49

MManowich Ruengdit 89

NNeungrutai Saesaengseerung 104Nipaporn Chanacot 89Nootjarin Phonhong 18

OOrasa Onjun 32

PPantila Bhumirabiab 32Panyot Mongkonchart 49Patinya Jiyipong 95Pattana Rakkwamsuk 60Prasert Saeju 32

SSiriwan Leesirisan 25Sitthisuntorn Supothina 60Surawut Puangmalee 70Sutachaya Chuenwattana 49

TTeerasak Tangkittimasak 60Theerapong Pengkham 49Thitarini Suropan 70

UUsanee Pantulap 41

WWannadee Mahannopkul 78Waraporn Kaewdang 41Warinkarn Torateekorntawat 89

Documents

วารสารผลงานวิชาการ ปีที่ 7 ฉบับ ... · 2019. 1. 22. · การยืดอายุการเก็บรักษาฝอยทองสดโดยการใช้สารให้ความหวานทดแทนน