การวิจัยและพัฒนาการสกัดโปรตีนกาวไหม เพื่อใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเครื่องสำอางเชิงพาณิชย์สำหรับวิสาหกิจชุมชน

บทคัดย่อ

วิสาหกิจชุมชนปลูกหม่อนเลี้ยงไหมนำน้ำเหลือทิ้งที่ได้จากกระบวนการฟอกกาวเส้นไหมหัตถกรรมด้วยความร้อนและความดันสูงโดยใช้หม้ออัดแรงดันมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเครื่องสำอางเพื่อเพิ่มมูลค่า กรรมวิธีด้งกล่าวยังไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดถึงคุณภาพมาตรฐานของกระบวนการผลิต รวมถึงปริมาณและคุณสมบัติของโปรตีนกาวไหม นอกจากนี้หลักเกณฑ์การจดแจ้งผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางไม่อนุญาตให้กล่าวอ้างว่าสารสกัดดังกล่าวมีโปรตีนกาวไหม ทำให้เสียโอกาสในการแข่งขันทางเศรษฐกิจ ดังนั้นการหาสภาวะการสกัดด้วยหม้ออัดแรงดันที่เหมาะสม เพื่อให้ได้โปรตีนกาวไหมที่มีปริมาณและคุณภาพที่คงที่ในทุกๆ ครั้งที่ทำการผลิต รวมทั้งศึกษาคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ และฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรตีนกาวไหมที่ได้ จะเป็นการเพิ่มคุณค่าให้วัสดุชีวภาพที่เหลือทิ้งให้มีคุณค่าในเชิงพาณิชย์และมูลค่าทางเศรษฐกิจของวัตถุดิบในท้องถิ่น และยกระดับหน่วยเศรษฐกิจฐานรากของประเทศไทยให้มีศักยภาพ มีความสามารถในการแข่งขันในระดับที่สูงขึ้น วัตถุประสงค์: เพื่อหาสภาวะการสกัดโปรตีนกาวไหมด้วยหม้ออัดแรงดันที่เหมาะสมสำหรับวิสาหกิจชุมชน เพื่อให้ได้โปรตีนกาวไหมที่มีปริมาณและคุณภาพที่คงที่ในทุกๆ ครั้งที่ทำการผลิต รวมทั้งศึกษาคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ ได้แก่ ปริมาณโปรตีน มวลโมเลกุล และฤทธิ์ทางชีวภาพ ได้แก่ ฤทธิ์ต้านออกซิเดชั่นและฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของโปรตีนกาวไหมที่สกัดได้จากวิธีการสกัดภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเปรียบเทียบกับสภาวะดั้งเดิม วิธีการ: สกัดโปรตีนกาวไหมด้วยหม้ออัดแรงดันด้วยกรรมวิธีที่วิสาหกิจชุมชนทำอยู่ คือ ต้มเส้นไหมลืบ ไหมน้อย ไหมแลง สายพันธุ์ไทยลูกผสมเหลืองสระบุรี (J108 x นางลาย) ในน้ำสะอาด ด้วยหม้ออัดแรงดันขนาด 5 ลิตร ในอัตราส่วนเส้นไหมต่อน้ำสะอาด 1 ต่อ 2 ให้ความร้อนด้วยเตาแม่เหล็กไฟฟ้า กำลังไฟ 1,800-2,000 วัตต์ นาน 30 นาที แล้วนำมาทำเป็นผงแห้งด้วยวิธีพ่นฝอยและแช่เยือกแข็ง แล้วทำการวิเคราะห์ปริมาณโปรตีน มวลโมเลกุล ฤทธิ์ต้านออกซิเดชั่นและฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส จากนั้นเลือกเส้นไหมที่ให้ผลการทดสอบดีที่สุด มาต้มสกัดโปรตีนกาวไหมด้วยหม้ออัดแรงดันขนาด 7 ลิตร ที่ควบคุมกำลังไฟคงที่ 1,600 วัตต์ นาน 30 นาที แล้วนำไปทำแห้งด้วยวิธีพ่นฝอย แล้วทำการวิเคราะห์คุณสมบัติข้างต้น เพื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติของน้ำต้มและผงแห้งเส้นไหมจากการต้มสกัดทั้งสองวิธี สรุปผลการศึกษา: สารสกัดโปรตีนกาวไหมในรูปแบบน้ำต้มและผงแห้งจากเส้นไหมลืบ ไหมน้อยและไหมแลง ที่ได้จากการต้มในหม้ออัดแรงดันด้วยกรรมวิธีที่วิสาหกิจชุมชนทำอยู่ พบว่า ปริมาณโปรตีนในน้ำต้มและผงแห้งเส้นไหมลืบมากที่สุด (7,187.78 ± 83.89 μg/ml และ 276.00 ± 23.64 mg/g ตามลำดับ) ร้อยละของผงแห้งที่ได้จากน้ำต้มเส้นไหมลืบมีค่ามากที่สุดทั้งจากวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยและแบบแช่เยือกแข็ง (%yield) (ร้อยละ 1.76 และ 2.21 ตามลำดับ)  ฤทธิ์ต้านออกซิเดชั่นและฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของน้ำต้มและผงแห้งเส้นไหมลืบดีที่สุด ค่า IC50 ของการต้านออกซิเดชั่น (พ่นฝอย 8.79 ± 0.33 mg/g และแช่เยือกแข็ง 8.75 ± 0.13 mg/g) และการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส (พ่นฝอย 7.23 ± 0.04 mg/g และแช่เยือกแข็ง 7.46 ± 0.42 mg/g) ของผงแห้งเส้นไหมลืบจากการทำแห้งทั้งสองวิธีไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P>0.05) ขนาดมวลโมเลกุลของโปรตีน อยู่ในช่วง 25 – 250 KDa แต่การต้มสกัดโปรตีนกาวไหมด้วยที่วิสาหกิจชุมชนทำอยู่ทำให้เกิดการเดือดล้นของของเหลวออกจากหม้อต้ม ทำให้ปริมาณสารสกัดที่ได้ในแต่ละครั้งไม่เท่ากัน เมื่อเปรียบเทียบกับกรรมวิธีใหม่ที่มีการควบคุมสภาวะการสกัดที่เหมาะสม พบว่า ปริมาณสารสกัดและปริมาณโปรตีนของกรรมวิธีใหม่ที่ได้ในแต่ละครั้งใกล้เคียงกัน และปริมาณโปรตีนของน้ำต้มไหมลืบทั้งสี่ตัวอย่างของกรรมวิธีใหม่เพิ่มขึ้นจากกรรมวิธีเดิมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ปริมาณโปรตีนของผงแห้งไหมลืบทั้งสี่ตัวอย่างของกรรมวิธีใหม่ไม่แตกต่างจากวิธีเดิมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ฤทธิ์ต้านออกซิเดชั่นและยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสของผงแห้งไหมลืบเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ขนาดมวลโมเลกุลของโปรตีนของกรรมวิธีใหม่อยู่ในช่วงเดียวกันกับกรรมวิธีเดิม จากข้อมูลข้างต้น สามารถสรุปได้ว่า การสกัดโปรตีนกาวไหมด้วยหม้ออัดแรงดัน ภายใต้สภาวะการสกัดที่เหมาะสม ทำให้ได้ปริมาณและคุณภาพ รวมถึงฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรตีนกาวไหมที่ใกล้เคียงกัน และเป็นกรรมวิธีการสกัดโปรตีนกาวไหมที่ง่าย ไม่ซับซ้อน มีต้นทุนต่ำเหมาะสำหรับวิสาหกิจชุมชน เพื่อใช้เป็นแนวทางในการต่อยอดการสร้างรายได้ให้กับกลุ่มเกษตรกรผู้ปลูกหม่อนเลี้ยงไหมต่อไป