ถุงยืดอายุ / ถุงหายใจได้

จากการสำรวจพบว่าอัตราการบริโภคผักของคนไทยต่อคนสูงขึ้นเรื่อยๆ ส่วนหนึ่งน่าจะมาจากวิถีชีวิตของคนสมัยใหม่ที่มีพฤติกรรมการใช้ชีวิตที่ดูแลสุขภาพมากยิ่งขึ้น และประเทศไทยเริ่มเข้าสู่สังคมแห่งคนชรา  นอกจากนี้ยังพบว่าผู้บริโภคมีแนวโน้มการซื้อผักจากซูเปอร์มาร์เก็ตเพิ่มมากขึ้น อันเนื่องมาจากการลดจำนวนลงของตลาดสดทั่วไป และการกระจายตัวของร้านค้าประเภทโมเดิร์นเทรด (Modern Trade) ที่เพิ่มมากขึ้น และจากการพยากรณ์ปริมาณการบริโภคผักสำหรับตลาดกลุ่มโมเดิร์นเทรด พบว่าอยู่ที่ประมาณ 500,000 ตันในปี พ.ศ. 2555 และประมาณว่าอาจจะสูงขึ้นไปถึงเกือบ 1,000,000 ตันในปี พ.ศ. 2563 (Rattiya et al., 2553)  ซึ่งจะเห็นได้ว่าตลาดการขายผักสดในโมเดิร์นเทรด เป็นตลาดที่กำลังมีการเติบโต ประกอบกับการขยายตัวของชุมชนเมือง จึงส่งผลให้เกิดรูปแบบการบริโภค “ผักในบรรจุภัณฑ์” เนื่องจากต้องการความทันสมัย สะดวกสบาย และปลอดภัยนั่นเอง ซึ่งปัจจัยทั้งหมดดังกล่าวส่งผลโดยตรงต่อการใช้บรรจุภัณฑ์สำหรับผลิตผลสด

กลุ่มวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาคุณภาพผักและผลไม้สดไทย โดยความร่วมมือของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติและมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ได้เริ่มดำเนินการมาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2544 โดยมุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีและการผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์ ที่มีสมบัติสอดคล้องกับความต้องการแบบจำเพาะของผลิตผลที่ปลูกในประเทศไทย เพื่อการยืดอายุการเก็บรักษาอย่างมีประสิทธิภาพ และเพื่อเพิ่มความสามารถทางการแข่งขันของอุตสาหกรรมผลิตผลการเกษตรไทย โดยได้มีการพัฒนาฟิล์มบรรจุภัณฑ์สำหรับการบรรจุผลิตผลสดการเกษตรซึ่งมุ่งเน้นสมบัติทางเทคนิคด้านการผ่านของก๊าซออกซิเจนสูงกว่าฟิล์มพลาสติกทั่วไป โดยมีการยื่นจดสิทธิบัตรในหัวข้อ “ฟิล์มบรรจุภัณฑ์ดัดแปลงสภาวะบรรยากาศเพื่อยืดอายุและรักษาคุณภาพของผลิตผลสด” ในปี พ.ศ. 2548 (เลขคำขอที่ 0501004539) และได้มีการถ่ายทอดเทคโนโลยีเพื่อให้สิทธิ์แก่เอกชนเพื่อใช้ประโยชน์เพื่อเชิงพาณิชย์ตั้งแต่ปี 2549

“Active PAK^TM” ถุงหายใจได้ มีสมบัติเด่น คือ เป็นฟิล์มที่ยอมให้ก๊าซที่ใช้ในกระบวนการหายใจผ่านเข้าออกได้ดี และสอดคล้องกับอัตราการใช้และสร้างก๊าซในกระบวนการหายใจของผักและผลไม้สดที่บรรจุ ทำให้เกิดบรรยากาศดัดแปลงแบบสมดุล (Equilibrium Modified Atmosphere หรือ EMA) ขึ้นในถุง ส่งผลให้เกิดการชะลอการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ ถุงหายใจได้ Active PAK^TM จึงสามารถยืดอายุการเก็บรักษาผักและผลไม้สดได้นานขึ้น 2-5 เท่า และผลิตผลยังคงมีคุณภาพและรสชาติที่ดี นอกจากนี้ถุงถูกออกแบบให้มีลักษณะใสด้วยพลาสติกชนิดพิเศษ จึงไม่ทำให้เกิดฝ้าขณะเก็บรักษา ทำให้ผู้บริโภคสามารถมองเห็นสินค้าได้ พร้อมสร้างความเชื่อมั่นด้านคุณภาพให้กับผู้บริโภค

หลังการเก็บเกี่ยวผักและผลไม้ยังคงมีชีวิต และเกิดกระบวนการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีต่างๆ ได้แก่ การหายใจ   การคายน้ำ การผลิตก๊าซเอทิลีน และการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบเคมี เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอายุการเก็บรักษาและคุณภาพของผลิตผล ผลิตผลสดคายน้ำอยู่ตลอดเวลา เพื่อระบายความร้อนจากการหายใจ ผักผลไม้หายใจโดยรับก๊าซออกซิเจน (O₂) เข้าไปทำปฏิกิริยากับคาร์โบไฮเดรต (ในรูปของกลูโคส) เพื่อผลิตพลังงานที่ใช้ในการดำรงชีวิต และขณะเดียวกันคายก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) น้ำ (H₂O) และความร้อนออกมา  อย่างไรก็ดี ในกรณีที่ขาด O₂ หรือมีปริมาณ CO₂ สูงมากในบรรยากาศรอบๆ ผลิตผล  กระบวนการหายใจของผลิตผลจะเปลี่ยนเป็นการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน หรือ Anaerobic respiration ซึ่งกระบวนการนี้จะทำให้เกิดรสชาติหรือกลิ่นที่ผิดไปจากผลิตผลปกติ

ในช่วงประมาณ  20  ปี ที่ผ่านมาบรรจุภัณฑ์พลาสติกที่พัฒนาขึ้น สำหรับเก็บรักษาผักผลไม้อย่างมีประสิทธิภาพ อาศัยหลักการของบรรจุภัณฑ์ที่สามารถปรับสภาวะบรรยากาศในภาชนะบรรจุ หรือสภาวะรอบผลิตผลให้เป็นสภาวะสมดุล (EMA) เพื่อชะลอการหายใจและควบคุมองค์ประกอบของบรรยากาศ (O₂, CO₂ และความชื้น) ให้เหมาะต่อความต้องการของผลิตผลนั้นๆ ปัจจัยสำคัญ 2 ประการ ที่กำหนดประสิทธิภาพของบรรจุภัณฑ์แบบ  EMA ในการยืดอายุผลิตผลนี้คือการเก็บรักษาผลิตผลในสภาวะอุณหภูมิต่ำ (เย็น) และสมบัติของบรรจุภัณฑ์ที่ยอมให้ก๊าซแพร่ผ่านได้  โดยเฉพาะก๊าซและไอน้ำที่มีผลต่อการหายใจ และการเสื่อมสภาพของผลิตผล (O₂, CO₂, ethylene, water vapor permeability)  และอัตราการแพร่ผ่านของ O₂ และ CO₂ (Permeability ratio (PCO₂/PO₂ หรือค่าß) ที่ส่งผลต่อการดัดแปลง และรักษาสภาวะสมดุลในบรรจุภัณฑ์ตามความต้องการของผลิตผล

สภาวะปกติคือ สภาวะบรรยากาศที่มี O₂ 21%, CO₂ 0.03% และ N₂ 78% ความชื้นสัมพัทธ์ประมาณ 40-60% และอุณหภูมิประมาณ 25-35 °C ส่วนสภาวะรักษาความสด (Fresh-care condition) ของผลิตผลสดคือ  สภาวะที่มีอุณหภูมิเหมาะสม (เช่น 4-13 °C) ทั้งยังมีก๊าซต่างๆ และความชื้น อยู่ในปริมาณที่เหมาะสม ที่ช่วยชะลอการหายใจ และลดการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาภายในผลิตผลให้เกิดขึ้นน้อยที่สุด ซึ่งส่งผลต่อการรักษาความสดของผลิตผลนั้นๆ สภาวะนี้จะมี O₂ < 21% และ CO₂ > 0.03% แต่ O₂ ต้องไม่ต่ำจนเกินไป และ CO₂ ต้องไม่สูงจนเกินไป เช่น สภาวะสมดุลสำหรับผลิตผลสดโดยทั่วไปจะประกอบด้วย O₂ อยู่ในช่วง 2-10% และ CO₂ อยู่ในช่วง 5-15% ความชื้นสัมพัทธ์ภายในถุงอยู่ในช่วง 90-99%