อิทธิพลของสารกลุ่มไขมันในยางแผ่นดิบจากยางพาราต่อโครงสร้างและสมบัติ
Lipid Composition of Natural Rubber Sheet and Relationship with its Structure and Properties

       

       ยางธรรมชาติและผลิตภัณฑ์ถือเป็นสินค้าส่งออกที่ทำรายได้ให้ประเทศไทยปีละกว่า 3 แสนล้านบาท โดยยางพาราที่เป็นวัตถุดิบขั้นต้น ได้แก่ ยางแท่ง ยางแผ่นรมควัน และน้ำยางข้น มีมูลค่าการส่งออกเป็นอันดับที่ 2 ของสินค้าเกษตรรองจากข้าว อย่างไรก็ตามเนื่องจากคุณลักษณะตามธรรมชาติของยางพาราทำให้ประสบปัญหาเรื่องคุณภาพที่ไม่คงตัว และก่อให้เกิดปัญหาในขั้นตอนการผลิตตามมา โดยเฉพาะในปัจจุบันที่ใช้ระบบการผลิตแบบควบคุมอัติโนมัติ (automated system) ซึ่งเป็นข้อด้อยของยางธรรมชาติเมื่อเปรียบเทียบกับยางสังเคราะห์ที่สามารถควบคุมคุณภาพได้ตั้งแต่ขั้นตอนการผลิต

       อย่างไรก็ตามยางธรรมชาติมีสมบัติเด่นบางประการ เช่น ความยืดหยุ่นสูง  การสะสมความร้อนต่ำ (low internal heat build up) ทำให้ยางธรรมชาติยังคงเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในอุตสาหกรรมหลายชนิด เช่น การผลิตล้อยาง โดยเฉพาะยานพาหนะขนาดใหญ่ เช่น เครื่องบิน และรถบรรทุก ที่ไม่สามารถแทนที่ได้ด้วยยางสังเคราะห์ โดยคุณสมบัติเด่นนี้พบว่าเป็นผลมาจากลักษณะตามธรรมชาติของยางธรรมชาติ ดังนั้นเพื่อการพัฒนาคุณภาพของยางธรรมชาติที่ใช้เป็นวัตถุดิบในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ยางหลายชนิด การทำความเข้าใจถึงปัจจัยสำคัญต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง และ/หรือเป็นตัวกำหนดคุณภาพจึงมีความสำคัญ

2. ยางธรรมชาติ

       น้ำยางสดเป็นส่วนของไซโทพลาสซึมที่อยู่ภายในท่อน้ำยางของต้นยาง  เมื่อท่อน้ำยางถูกตัดจากการกรีดยางน้ำยางจึงจะไหลออกมาสู่ภายนอก น้ำยางสดที่ได้มีลักษณะเป็นสารแขวนลอยสีขาวคล้ายน้ำนม มีสารประกอบไฮโดรคาร์บอนคือ อนุภาคยาง (cis-1,4-polyisoprene) เป็นองค์ประกอบหลักคิดเป็น 30-45 % ของปริมาตรน้ำยางนอกเหนือจากส่วนที่เป็นอนุภาคยางและน้ำ (55-60% ของปริมาตรน้ำยาง) แล้วน้ำยางสดยังประกอบด้วยสารในกลุ่มอื่นที่ไม่ใช่ยาง (non-isoprene component) ได้แก่ โปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรต และสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ ในปริมาณ 3-5 % ของยางธรรมชาติ  (ภาพที่ 1) โดยมีรายงานจำนวนมากพบว่าสารในกลุ่มดังกล่าวมีผลกระทบต่อสมบัติบางประการของยางธรรมชาติทั้งในสภาวะที่เป็นยางดิบและเมื่อผ่านกระบวนการแปรรูป

ภาพที่ 1 องค์ประกอบของน้ำยางธรรมชาติ
ที่มา: (Nair 2000)

3. Non-isoprene components

          ในกระบวนการแปรรูปยางพาราจากน้ำยางสดเป็นยางแห้ง (dry rubber) สารประกอบในกลุ่ม non-isoprene component ที่มีสมบัติชอบน้ำ (hydrophilic compound) เช่น โปรตีน และคาร์โบไฮเดรต จะถูกชะล้างออกไปจำนวนมากกับน้ำที่ใช้ในขั้นตอนการทำความสะอาด และเนื่องจากคุณสมบัติในการเป็นสารกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic compound) ไขมันจึงจัดเป็นสารกลุ่ม non-isoprene component หลักที่ยังคงอยู่ในยางแห้ง (ภาพที่ 2)

          งานวิจัยจำนวนหนึ่งที่ศึกษาเกี่ยวกับไขมันในยางธรรมชาติ รายงานถึงปริมาณไขมันที่แตกต่างกันในยางพาราสายพันธุ์ต่างๆ (Hasma 1984) ความแตกต่างของปริมาณไขมันที่พบอาจเกิดได้จากหลายปัจจัยทั้งสายพันธุ์ยางพาราที่แตกต่างกันไปจนถึงวิธีการสกัด และแม้จะใช้วิธีการสกัดแบบเดียวกันก็ยังพบความแตกต่างของปริมาณไขมันระหว่างน้ำยางสดและยางแห้ง (Hasma and Subramaniam 1986; Nair, Thomas et al. 1993) ดังนั้นการสกัดไขมันจึงนับเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการศึกษาถึงอิทธิพลของสารกลุ่มนี้ในยางธรรมชาติ โดย Liengprayoon และคณะ (2008) ได้รายงานถึงการพัฒนาการสกัดไขมันที่เหมาะสมทั้งจากตัวอย่างน้ำยางสดและยางแห้ง

ภาพที่ 2 การเปลี่ยนแปลงของสารกลุ่ม non-isoprene component ระหว่างกระบวนการแปรรูปจากน้ำยางสด (fresh latex) เป็นยางแห้ง (dry rubber)

4. ความสัมพันธ์ระหว่างสารกลุ่มไขมันต่อโครงสร้างและสมบัติของยางธรรมชาติ

           มีงานวิจัยจำนวนมากที่ศึกษาถึงบทบาทของไขมันกลุ่มต่าง ๆ ต่อสมบัติและโครงสร้างของยางธรรมชาติโดยการสกัดไขมันออก และ/หรือ เติมลงในยางธรรมชาติ  จากงานวิจัยต่าง ๆ เห็นได้ว่าไขมันส่งผลต่อสมบัติของยางธรรมชาติทั้งในด้านบวกและลบ เช่น tocotrienol ในยางธรรมชาติมีสมบัติในการเป็นสารต่อต้านอนุมูลอิสระ ในขณะที่กรดไขมันไม่อิ่มตัวบางชนิดส่งผลในการเร่งการเกิดปฏิกิริยา oxidation ซึ่งส่งผลต่อการเสื่อมสภาพของยาง (Kawahara, Nishiyama et al. 1996; David, Nipithakul et al. 2000)

           ในการศึกษาองค์ประกอบของไขมัน โครงสร้าง และสมบัติ ของยางธรรมชาติที่จำแนกอย่างชัดเจนในยางพาราพันธุ์ต่าง ๆ ในด้วยวิธีการที่เหมาะสมสามารถช่วยในการสร้างฐานข้อมูลที่มีคุณภาพ ทำให้เห็นภาพรวมของความสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบไขมันและสมบัติทางกายภาพของยางธรรมชาติ โดยวิธีการศึกษาและความรู้ที่ได้จากการศึกษานี้ จะสามารถใช้เป็นแนวทางในการศึกษาถึงความเกี่ยวข้องของสารในกลุ่มไขมันและสมบัติทางของยางธรรมชาติในตัวอย่างประเภทอื่นๆ ที่มีสมบัติทางกายภาพที่หลากหลายมากขึ้นต่อไป

 

 

  
คณะผู้วิจัย :
ศิริลักษณ์ เลี้ยงประยูร1, เนตรดาว มุสิกมาศ1, กล้าณรงค์ ศรีรอต2, Laurent Vaysse3   , Frédéric Bonfils4, Jérôme Sainte-Beuve4 และ Eric Dubreucq5
หน่วยงาน :
1สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร
2ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะอุตสาหกรรมเกษตร
3CIRAD Bangkok Thailand
4CIRAD, Montpellier France)
5Montpellier SupAgro, France)
โทร. 0-2940-5634