Utilization of starch in skincare powder: Production and physical properties of cassava starch microsphere

ข้อเสนอโครงการวิจัย เรื่องการใช้สตาร์ชในแป้งบำรุงผิว: การผลิตและสมบัติทางกายภาพของสตาร์ชไมโครสเฟียร์จากแป้งมันสำปะหลัง มีวัตถุประสงค์หลัก คือการผลิตสตาร์ชไมโครสเฟียร์ (starch microsphere; SM) จากแป้งมันสำปะหลังและแป้งมันสำปะหลังดัดแปรชนิดต่างๆ ให้มีขนาดเม็ดประมาณ 2-5 µm เพื่อนำไปประยุต์ใช้ในผลิตภัณฑ์แป้งบำรุงผิวทดแทนการใช้ผงทัลคัม แป้งมันสำปะหลังเป็นผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรที่สำคัญของประเทศไทย ถูกนำไปใช้ทั้งในอุตสาหกรรมอาหารและไม่ใช่อาหาร รายงานของกรมการค้าต่างประเทศตั้งแต่ปี 2559 จนถึงปัจจุบัน พบว่ามีการส่งออกแป้งมันสำปะหลังและแป้งมันสำปะหลังดัดแปรไปทั่วโลก เฉลี่ย 2.3 ล้านตัน สร้างรายได้เข้าประเทศในแต่ละปีกว่า 42,159 ล้านบาท ดังนั้นการแปรรูปแป้งมันสำปะหลังเพื่อให้ตอบโจทย์กับอุตสาหกรรมนั้นๆ จะก่อให้เกิดการยกระดับและเพิ่มมูลค่าของมันสำปะหลังไทยได้กว่า 10 เท่า กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีคาร์โบไฮเดรท คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มจธ. เล็งเห็นถึงความสำคัญในการเพิ่มศักยภาพการแข่งขันของอุตสาหกรรมมันสำปะหลัง โดยจะใช้องค์ความรู้ที่มีอยู่แล้วของกลุ่มวิจัยทางด้านสมบัติพื้นฐานและการดัดแปร มาพัฒนาการผลิตแป้งมันสำปะหลังเพื่อประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง

         เม็ดแป้งที่มีรูปร่างกลม ขนาดเล็ก มีขนาดเฉลี่ยน้อยกว่า 5 µm จะมีพื้นที่ผิวในการดูดซับน้ำและความมันได้มากและมีสมบัติการไหลได้ดี จะเป็นตัวช่วยให้มีการปกปิดที่ดีและให้ความนุ่มนวลเมื่อทาลงบนผิว ซึ่งเป็นคุณลักษณะสำคัญของการนำแป้งจากธรรมชาติไปใช้ในผลิตภัณฑ์แป้งบำรุงผิวทั้งในรูปแบบผงและอัดแข็ง มีหลายงานวิจัยที่ศึกษาการผลิตสตาร์ชไมโครและนาโนสเฟียร์จากแป้งมันสำปะหลังโดยใช้เทคนิคต่างๆ เช่น จากแป้งมันสำปะหลังโดยใช้เทคนิคต่างๆ การใช้เทคนิคการตกตะกอน (precipitation) เป็นวิธีที่ได้ง่าย สามารถเตรียมแป้งให้มีขนาดเล็กระดับเล็กได้ นาโนสเฟียร์ที่เตรียมจากแป้งมันสำปะหลังเข้มข้น 1% (w/v) ด้วยวิธีการตกตะกอนในเอานอล มีลักษณะกลม ขนาดของเม็ดอยู่ในช่วง 20-200 nm และการเพิ่มความเข้มข้นของแป้งจะทำให้ใด้นาโนสเฟียร์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น (160-450 nm) การใช้วิธีย่อยด้วยกรดร่วมกับการใช้เทคนิค aqueous two-phase system ทำให้ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดอยู่ในช่วง 2-15 µm

         จากการศึกษาที่ผ่านมาของกลุ่มวิจัยได้ศึกษาการผลิตสตาร์ชไมโครสเฟียร์จากแป้งมันสำปะหลังโดยวิธี w/w emulsion crosslink สามารถผลิตสตาร์ชไมโครสเฟียร์ที่มีรูปร่างกลม ขนาดประมาณ 2-25 µm และมีคุณสมบัติที่ดี คือ มีการพองตัวได้ดี การละลายต่ำมีความคนทนต่อสภาวะที่เป็นกรดที่ pH 2.0 ด่างที่ pH 8.0 และมีการพองตัวได้ดีการละลายต่ำ สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงกว่าแป้งตามธรรมชาติ และสามารถย่อยสลายได้ง่ายด้วยเอนไซม์ a-amylase และสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงกว่าแป้งตามธรรมชาติ ผลงานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Carbohydrate Polymers (Q1) และ International Journal of Biological Macromolecules (Q1) ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงมีแนวคิดที่จะศึกษาการผลิตสตาร์ชไมโครสเฟียร์จากแป้งมันสำปะหลังให้ได้ขนาดของเม็ดแป้งอยู่ในช่วง 2-5 µm โดยเป้าหมายของข้อเสนอโครงการนี้คือเพิ่มศักยภาพและการประยุกต์ใช้ของแป้งมันสำปะหลัง โดยจะศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตสตาร์ชไมโครสเฟียร์จากแป้งมันสำปะหลังและแป้งมันสำปะหลังดัดแปรชนิดต่างๆ โดยใช้เทคนิคการตกตะกอนร่วมกับวิธีการอื่นๆ และศึกษาสมบัติทางกายภาพของสตาร์ชไมโครสเฟียร์ที่ได้ โดยคาดหวังว่าจะได้สตาร์ชไมโครสเฟียร์ที่มีคุณลักษณะที่ดีในการนำไปประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์แป้งบำรุงผิว ผลผลิตหลักที่คาดว่าจะได้จากโครงการนี้คือ องค์ความรู้และเทคโนโลยีการผลิตที่ได้สามารถนำไปตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับ Q1/ Q2 จำนวน 1 เรื่อง