า โนเซ ลูส การประยุกต์ใช้ใน ... · 2017. 8. 1. ·...

วารสารพษวทยาไทย 2560 ; 32(1) : 67-79 67

dium/Database/Selected_guidelines/016.pdf, accessed Mar 1, 2016. 21. Bianchi F, Careri M, Musci M, et al. Fish and food safety: determination of formaldehyde in 12 fish species by SPME extraction and GC-MS analysis. Food Chem 2007;100:1049-53. 22. Claeys W, Vleminckx C, Dubois A, et al. Formaldehyde in cultivated mushroom: a negligible risk for the consumer. Food Addit Contam 2009;19:1265-72.

23. Jianrong Li, Junli Zhu and Lifang Ye. Determination of formaldehyde in squid by High performance liquid chromatography. Asia Pac J Clin Nutr 2007;16: 127-130. 24. วนทนย ข ำเลศ และรศม สวำงคพฒน. กำรเปลยนแปลงระดบฟอรมลดไฮดในอำหำรตำงๆ ในชวง 2 เวลำ. วำรสำรกรมอนำมย 2536;22:217-29

นาโนเซลลโลส: การประยกตใชในอาหารและความปลอดภยอาหาร

ธญญนลน วญญประสทธ*, ยราพร สหสกล, น าผง รงเรอง สถาบนโภชนาการ มหาวทยาลยมหดล

บทคดยอ

ผลตผลและผลพลอยไดทางการเกษตร จดเปนวตถดบตงตนทส าคญในอตสาหกรรมประเภทตางๆ โดยหนงในผลพลอยไดทางการเกษตร คอ เสนใยจากพช ซงสามารถน ามาสกดเอาเซลลโลสมาใชประโยชนได ดวยความกาวหนาทางวทยาศาสตรและเทคโนโลยในปจจบนท าใหการสกดและการลดขนาดของเซลลโลส เพอใหไดนาโนเซลลโลสสามารถท าไดหลายวธ ทงการใชเอนไซม สารเคม และแรงกล นาโนเซลลโลสนนสามารถน าไปประยกตใชไดหลากหลายดาน เชน ใชเปนสารใหความคงตว สารทดแทนไขมน อมลซไฟเออร ใยอาหาร และเปนองคประกอบในบรรจภณฑส าหรบอาหาร เปนตน นกวทยาศาสตรและนกวจยภาคอตสาหกรรมจ านวนมากไดหาวธการใหมๆ ในการเตรยมนาโนเซลลโลส เพอลดการใชพลงงาน และลดการใชสารเคม นอกจากนนยงมการทดลองสกดนาโนเซลลโลสจากวตถดบหลายชนด เพอเปนการลดวสดเหลอทงทางการเกษตร เพมมลคาใหกบผลตภณฑ และลดการใชสารสงเคราะหในอาหาร ถงแมวาความเปนพษของนาโนเซลลโลสในมนษยยงไมเคยมการรายงาน แตการศกษาเรองความปลอดภยและความเปนพษกยงยงคงเปนอกประเดนหนงทไมควรละเลย

ค าส าคญ: นาโนเซลลโลส การประยกตใชในอาหาร ความปลอดภยอาหาร

*ผรบผดชอบบทความ อ.ดร.ธญญนลน วญญประสทธ สถาบนโภชนาการ มหาวทยาลยมหดล ต.ศาลายา อ.พทธมณฑล จ.นครปฐม 73170 E-mail: [email protected]


Nanocellulose: Food Application and Food Safety Aspects

Thunnalin Winuprasith*, Yuraporn Sahasakul, Numphung Rungraung

Institute of Nutrition, Mahidol University

Abstract

Agricultural products and by products provides the primary materials for a variety of applications in diverse industrial sectors. One of the most promising by product is fiber from plants which can be used as a raw material for cellulose production. Currently, the developments of technologies provide various methods to extract, prepare, and reduce size of nanocellulose, e.g. chemical extraction, enzymatic pretreatment and mechanical size reduction. Nanocellulose has shown great potential applications, including stabilizing agent, fat replacer, emulsifier, dietary fiber, and reinforcing agent. It has attracted the attention of scientists and technologists worldwide to find a possible way to reduce energy consumption of nanocellulose production and also to extract nanocellulose from various lignocellulosic wastes. The use of this nanocellulose has three advantages of (1) reducing agricultural wastes (2) creating value-added product and (3) reducing synthetic ingredients in food products. According to toxicity studies, nanocellulose does not create cytotoxic or genotoxic concerns and it can be considered to be safe towards humans. However, more information on toxicity of this material is needed to answer safety issue case by case.

Keywords: Nanocellulose, Food application, Food safety

*Corresponding author

Dr. Thunnalin Winuprasith

Institute of Nutrition, Mahidol University, Salaya, Phutthamonthon, Nakhon Pathom, 73170

E-mail: [email protected]


Nanocellulose: Food Application and Food Safety Aspects

Thunnalin Winuprasith*, Yuraporn Sahasakul, Numphung Rungraung

Institute of Nutrition, Mahidol University

Abstract

Agricultural products and by products provides the primary materials for a variety of applications in diverse industrial sectors. One of the most promising by product is fiber from plants which can be used as a raw material for cellulose production. Currently, the developments of technologies provide various methods to extract, prepare, and reduce size of nanocellulose, e.g. chemical extraction, enzymatic pretreatment and mechanical size reduction. Nanocellulose has shown great potential applications, including stabilizing agent, fat replacer, emulsifier, dietary fiber, and reinforcing agent. It has attracted the attention of scientists and technologists worldwide to find a possible way to reduce energy consumption of nanocellulose production and also to extract nanocellulose from various lignocellulosic wastes. The use of this nanocellulose has three advantages of (1) reducing agricultural wastes (2) creating value-added product and (3) reducing synthetic ingredients in food products. According to toxicity studies, nanocellulose does not create cytotoxic or genotoxic concerns and it can be considered to be safe towards humans. However, more information on toxicity of this material is needed to answer safety issue case by case.

Keywords: Nanocellulose, Food application, Food safety

*Corresponding author

Dr. Thunnalin Winuprasith

Institute of Nutrition, Mahidol University, Salaya, Phutthamonthon, Nakhon Pathom, 73170

E-mail: [email protected]

1. บทน า

เซลลโลส (Cellulose) จดเปนสารชวมวล (Biomass) ทมความส าคญมาก ซงจะเหนไดจากอตราก าลงการผลตเซลลโลส และอนพนธของเซลลโลสทวโลกทมมากถงประมาณ 1010-1011 ตนตอป1 เซลลโลสเปนสารจากธรรมชาตและเปนองคประกอบทส าคญของผนงเซลลของพชชนสง สาหรายสเขยว รา แบคทเรยบางชนด (เชน Acetobacterxylinum) สตวทะเลในกลม Urochordata เชน เพรยงลอย เพรยงสาย เพรยงหวหอม ซงเปนสตวเพยงกลมเดยวทสรางเซลลโลสได2 เซลลโลสเปนประเภทสารพอลแซกคาไรด (Polysaccharide) ทประกอบไปดวยโมเลกลของกลโคส (Glucose) ชนด β-D-glucose มาเชอมกนตอเปนสายโซตรง ดวยพนธะไกลโคซดก (Glycosidic bond) ทคารบอนต าแหนงท 1 และต าแหนงท 4 ของโมเลกลกลโคส โดยมสตรโมเลกล คอ (C6H10O5)n เซลลโลสมคาอนดบการพอลเมอไรเซชน (Degree of polymerization, DP) ประมาณ 10,000-15,0003 ประกอบกนเปน Fibrils อยรวมกนเปนกลมหรอมดทเรยกวา Fibrous bundle ซงมสวนประกอบ 2 สวน คอ สวนผลก (Crystalline region) และสวนอสณฐาน (Amorphous region) โดยหมไฮดรอกซลในบรเวณทเปนอสณฐาน ซงมความเปนระเบยบนอยกวาสวนผลก จะสามารถเกดปฏกรยาไดดกวาหมไฮดรอกซลในบรเวณทเปนผลก เซลลโลสเปนสารทสรางไดจากธรรมชาต พบไดในพช สตวและแบคทเรย สวนนาโนเซลลโลส (Nanocellulose) นน เปนสารทไดจากการสกดเซลลโลสโดยผานกระบวนการตาง ๆ ทงเคมและ

กายภาพ นาโนเซลลโลสทไดจะมโครงสรางขนาดเลกในระดบนาโน สามารถแบงไดเปน 2 ประเภท ไดแก เซลลโลสนาโนครสตล หรอ ผลกนาโนเซลลโลส (Cellulose nanocrystals, CNCs) และ เซลลโลสนาโนไฟบรล (Cellulose nanofibril, CNFs) นาโนเซลลโลสทง 2 ประเภทนมความแตกตางกนในกระบวนการสกดและการเตรยม ท าใหมความเปนผลก (Crystallinity) เคมพนผว (Surface Chemistry) และคณสมบตทางกล (Mechanical property) ทแตกตางกน4

เนองจากนาโนเซลลโลสมขนาดของเสนใยอยในระดบนาโน และมการน ามาประยกตใชในอาหารเปนจ านวนมากในปจจบน จงมความตระหนกเกยวกบความปลอดภย ทเกยวเนองกบคณสมบตของสารทอยในระดบนาโน เชน การมพนทผว (Specific surface area) สง และความสามารถในการเกดปฏกรยา (Reactivity) เปนตน5 นกวจยจ านวนมากใหความสนใจถงการทดสอบความพษของนาโนเซลลโลสทงในระดบเซลลและในสงมชวต6,7,8 เพอยนยนวานาโนเซลลโลสมความปลอดภยส าหรบการน ามาใชในอาหาร ดงนน ในเอกสารทบทวนวรรณกรรมฉบบน มงเนนถงการประยกตใชนาโนเซลลโลสในอาหาร เชน การใชเปนสารใหความคงตว สารทดแทนไขมน เสนใยอาหาร และบรรจภณฑอาหาร รวมทงยงมงเนนในเรองการทดสอบความปลอดภยอาหารอกดวย

2. นาโนเซลลโลส

การทดลองสกดและเตรยมนาโนเซลล- โลส มขนเปนครงแรกในปครสตศกราช 1983


โดยนกวจยชอ Turbak และคณะ โดยไดน าเอาเยอไม (Wood pulp) มาเปนวตถดบตงตน 9 หลงจากนนเปนตนมา งานวจยเกยวกบการเตรยมนาโนเซลลโลสไดเพมขนอยางตอเนอง โดยมการน าเอาเสนใยประเภทอน ๆ มาใช ไมวาจะเปนวสดจากการเกษตร เชน เปลอกผลไม ไมไผ เปนตน รวมทงมการพฒนากระบวนการผลต ใหมความทนสมย งาย และเปนมตรกบสงแวดลอมมากขน เชน ลดการใชพลงงาน หรอลดการใชสารเคมรนแรง โดยการใชเอนไซมเซลลเลส (Cellulase) รวมในการสกด

โดยทวไป กระบวนการเตรยมนาโนเซลลโลสแบงได 2 วธ ไดแก (1) วธแบบบนลงลาง (Top-down method) และ (2) วธแบบลางขนบน (Bottom-up method) ซงวธแบบบนลงลางนน จะเปนการใชเอนไซม หรอสารเคมในการสกดแยกสารอนทไมใชเซลลโลสออกไป เชน โปรตน ไขมน และลกนน เปนตน แลวน าเซลลโลสสกดทไดมาแยกเสนใยโดยใชแรงกล เชน การใชเครองโฮโมจไนเซอร (Homogenizer) เปนตน สวนวธแบบลางขนบนนน จะเปนการผลตเซลลโลสจากกลโคส โดยแบคทเรยจ าพวก Acetobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, Rhizobium, และ Alcaligenes10

หากจะแบงตามวธการสกด และลกษณะทางสณฐานวทยา (Morphology) สามารถแบง นาโนเซลลโลสเปน 2 ชนด ไดแก

1. เซลลโลสนาโนครสตล หรอ ผลกนาโนเซลลโลส (Cellulose nanocrystals, CNCs) หรอ Nanocrystalline cellulose (NCC) หรอ Cellulose

nanowriskers (CNWs) มวธการสกดโดยใชสารเคมประเภทกรด เชน กรดซลฟรก (Sulfuric acid) กรดไฮโดรคลอรก (Hydrochloric acid) เปนตน แตจากงานวจยพบวา กรดซลฟรกมประสทธภาพในการสกดดทสด โดยกรดจะเขาไปท าปฏกรยาตรงสวนอสณฐาน เพอใหคงเหลอแตสวนผลก จงท าใหอตราสวนลกษณะ (Aspect ratio) ต า เซลลโลสนาโนครสตลหรอผลกนาโนเซลลโลส มเสนผานศนยกลางโดยเฉลยระหวาง 4-25 นาโนเมตร และมความยาวเฉลยระหวาง 100-1000 นาโนเมตร11 ขนาดและความยาวขนอยกบชนดของพชทน ามาเปนวตถดบตงตน ลกษณะของผลกทไดนนจะมรปทรงคลายเขม (Needle shape) และมประจลบ จงเกดแรงผลกทางไฟฟาสถตย (Electrostatic repulsion) ซงชวยในเรองการปองกนการรวมตวกนของผลกท าใหระบบมความเสถยร

2. เซลลโลสนาโนไฟบรล (Cellulose nanofibril, CNFs) หรอ Nanofibrillated cellulose (NFC) หรอ Microfibrillated cellulose (MFC) มวธการสกดเซลลโลสโดยใชสารเคมประเภทดาง เชน โซเดยมไฮดรอกไซด (Sodium hydroxide) แลวน ามาแยกเสนใยออกจากกนโดยใชแรงกล12 ซงท าใหเกดแรงเฉอนภายใตความดนสง เสนใยจงเกดการแยกตวและเกดการสรางโครงรางแหสามมต (3D-network structure) จากเสนใย ซงมความสามารถในการอมน าเปนปรมาณมาก และมอตราสวนลกษณะ (Aspect ratio) สง เซลลโลสนาโนไฟบรลนนมทงสวนทเปนผลก และอสณ-ฐาน มขนาดความยาวในระดบไมโครเมตร สวนเสนผานศนยกลางโดยเฉลยระหวาง 10-100


โดยนกวจยชอ Turbak และคณะ โดยไดน าเอาเยอไม (Wood pulp) มาเปนวตถดบตงตน 9 หลงจากนนเปนตนมา งานวจยเกยวกบการเตรยมนาโนเซลลโลสไดเพมขนอยางตอเนอง โดยมการน าเอาเสนใยประเภทอน ๆ มาใช ไมวาจะเปนวสดจากการเกษตร เชน เปลอกผลไม ไมไผ เปนตน รวมทงมการพฒนากระบวนการผลต ใหมความทนสมย งาย และเปนมตรกบสงแวดลอมมากขน เชน ลดการใชพลงงาน หรอลดการใชสารเคมรนแรง โดยการใชเอนไซมเซลลเลส (Cellulase) รวมในการสกด

โดยทวไป กระบวนการเตรยมนาโนเซลลโลสแบงได 2 วธ ไดแก (1) วธแบบบนลงลาง (Top-down method) และ (2) วธแบบลางขนบน (Bottom-up method) ซงวธแบบบนลงลางนน จะเปนการใชเอนไซม หรอสารเคมในการสกดแยกสารอนทไมใชเซลลโลสออกไป เชน โปรตน ไขมน และลกนน เปนตน แลวน าเซลลโลสสกดทไดมาแยกเสนใยโดยใชแรงกล เชน การใชเครองโฮโมจไนเซอร (Homogenizer) เปนตน สวนวธแบบลางขนบนนน จะเปนการผลตเซลลโลสจากกลโคส โดยแบคทเรยจ าพวก Acetobacter, Agrobacterium, Pseudomonas, Rhizobium, และ Alcaligenes10

หากจะแบงตามวธการสกด และลกษณะทางสณฐานวทยา (Morphology) สามารถแบง นาโนเซลลโลสเปน 2 ชนด ไดแก

1. เซลลโลสนาโนครสตล หรอ ผลกนาโนเซลลโลส (Cellulose nanocrystals, CNCs) หรอ Nanocrystalline cellulose (NCC) หรอ Cellulose

nanowriskers (CNWs) มวธการสกดโดยใชสารเคมประเภทกรด เชน กรดซลฟรก (Sulfuric acid) กรดไฮโดรคลอรก (Hydrochloric acid) เปนตน แตจากงานวจยพบวา กรดซลฟรกมประสทธภาพในการสกดดทสด โดยกรดจะเขาไปท าปฏกรยาตรงสวนอสณฐาน เพอใหคงเหลอแตสวนผลก จงท าใหอตราสวนลกษณะ (Aspect ratio) ต า เซลลโลสนาโนครสตลหรอผลกนาโนเซลลโลส มเสนผานศนยกลางโดยเฉลยระหวาง 4-25 นาโนเมตร และมความยาวเฉลยระหวาง 100-1000 นาโนเมตร11 ขนาดและความยาวขนอยกบชนดของพชทน ามาเปนวตถดบตงตน ลกษณะของผลกทไดนนจะมรปทรงคลายเขม (Needle shape) และมประจลบ จงเกดแรงผลกทางไฟฟาสถตย (Electrostatic repulsion) ซงชวยในเรองการปองกนการรวมตวกนของผลกท าใหระบบมความเสถยร

2. เซลลโลสนาโนไฟบรล (Cellulose nanofibril, CNFs) หรอ Nanofibrillated cellulose (NFC) หรอ Microfibrillated cellulose (MFC) มวธการสกดเซลลโลสโดยใชสารเคมประเภทดาง เชน โซเดยมไฮดรอกไซด (Sodium hydroxide) แลวน ามาแยกเสนใยออกจากกนโดยใชแรงกล12 ซงท าใหเกดแรงเฉอนภายใตความดนสง เสนใยจงเกดการแยกตวและเกดการสรางโครงรางแหสามมต (3D-network structure) จากเสนใย ซงมความสามารถในการอมน าเปนปรมาณมาก และมอตราสวนลกษณะ (Aspect ratio) สง เซลลโลสนาโนไฟบรลนนมทงสวนทเปนผลก และอสณ-ฐาน มขนาดความยาวในระดบไมโครเมตร สวนเสนผานศนยกลางโดยเฉลยระหวาง 10-100

นาโนเมตร11 ขนอยกบชนดของพชทน ามาเปนวตถดบตงตนเชนกน มการคนพบวา การใชกลมเอนไซมเซลลเลส ไดแก Cellobiohydrolase และ Endoglucanase รวมกนนน ชวยลดการใชพลงงานในขนตอนการใชเครองโฮโมจไนซเซอร หรอลดจ านวนรอบในการผานเครองโฮโมจไนซ-เซอรลง เนองจากเอนไซมนจะเขาไปท าปฏกรยาในสวนผลก และชวยท าใหเกดความไมเปนระเบยบของโครงสรางเซลลโลส13,14 เซลลโลสนาโนไฟบรลนนมประจลบเชนกน จงเกดเปนแรงผลกทางไฟฟาสถตย (Electrostatic repulsion) ซงชวยในเรองการปองกนการรวมตวกนของเสนใย ท าใหระบบมความเสถยร15

นาโนเซลลโลสตางชนดกนมรปรางและคณสมบตแตกตางกน เชน อตราสวนลกษณะ (aspect ratio) ความสามารถในการอมน า (Water holding capacity) สมบตเชงรโอโลย (Rheology) เปนตน ซงสงผลถงการประยกตใชทแตกตางกนดวย16

3. นาโนเซลลโลสกบการประยกตใชในอาหาร

จากทไดกลาวไปเบองตนวา นาโนเซลลโลสนนเปนวสดทางชวภาพทมความเขากนไดทางชวภาพ (Biocompatibility) มคณสมบตหลากหลาย และทส าคญนาโนเซลลโลสสามารถยอยสลายได โดยกระบวนการทางชวภาพ (Biodegradability) ท าใหนาโนเซลลโลสถกน ามาประยกตใชในอตสาหกรรมอยางกวางขวาง ไมวาจะเปนอาหาร ยา เครองส าอางค กระดาษ สงทอ พอลเมอร เกดเปนแรงกระตนทงภาคการศกษาและอตสาหกรรมท ใหความสนใจในการคดคน

และพฒนากระบวนการผลต ปรบปรงคณภาพ และหาวธการประยกตใชเซลลโลส และอนพนธของเซลลโลสในรปแบบใหม เหนไดวาปรมาณของงานตพมพในวารสารวชาการและสทธบตรมจ านวนเพมขนในรอบทศวรรษทผานมา17 ในวรรณกรรมทบทวนฉบบน ผเขยนไดรวบรวมและมงเนน เกยวกบการประยกตใชนาโนเซลลโลสในอตสาหกรรมอาหาร การใชเปนสารเจอปนอาหาร (Food additive) และการใชในบรรจภณฑอาหาร

3.1 สารอมลซไฟเออร (Emulsifier) และสารใหความคงตว (Food stabilizer)

นาโนเซลลโลส ไดรบความสนใจน ามาใชเปนอมลซไฟเออรและสารใหความคงตวจากธรรมชาตจากนกวจยกลมตางๆ ตงแตในศตวรรษท 19 Turbak และทมวจย แสดงใหเหนวา นาโนเซลลโลสสามารถน ามาใชเปนสารอมลซไฟเออรและสารใหความคงตวในระบบอมลชน (Emulsion) ทางอาหารชนดตาง ๆ เชน เคก ซอส วปปงครม เปนตน9 นาโนเซลลโลสท าใหเกดความคงตว ในระบบอมลชนชนดน ามนในน าได เพราะโมเลกลของนาโนเซลลโลสนน มความ ชอบน ามากกวาน ามน โดยโมเลกลนาโนเซลลโลส จะดดซบทชนระหวางพนผวของน าและน ามน (Oil-water interface) เกดการสรางชนเครองกนทางกล (Mechanical barrier) ดวยแรง Steric ซงเรยกอมลชนประเภทนวาอมลชนชนด Pickering (Pickering emulsion) สวนโมเลกลของนาโนเซลลโลส ทเหลอจากการดดซบทชนระหวางพนผวของน าและน ามนนน จะอยในสวนตอเนอง (Continuous phase) และเกดการสราง


โครงรางตาขายสามมต ซงชวยเพมความหนดของสวนตอเนอง มผลชวยตรงและลดการเคลอนทของเมดไขมน ท าใหระบบมความคงตวตอการแยกชนมากขน 15,18

ขอดของการน านาโนเซลลโลสมาใชเปนอมลซไฟเออรและสารใหความคงตว คอ สามารถใชในปรมาณทคอนขางนอย ไมเสยสภาพจากความเปนกรดและเกลอในอาหาร ทนตอกระบวนการฆาเชอทใชความรอนสง ท าใหใชกบอาหารไดคอนขางหลากหลาย ไมวาจะเปนอาหารทผานการฆาเชอโดยอณหภมสงโดยการสเตอรไรเซชน (Sterilization) ดวยเครองรทอรท (Retort)19 หรอในอาหารทเกบทอณหภมต า เชน ไอศครม โดยมงานวจยของ Yano และคณะในปครสตศกราช 2012 แสดงใหเหนวาการใชนาโนเซลลโลสในปรมาณเพยงรอยละ 0.1-0.3 ชวยในการชะลอการละลาย และชวยคงรปของไอศครมไวไดนานยงขน นอกจากนน พบวา ชวยปรบปรงกลนรสและเนอสมผสของไอศครมอกดวย20

3.2 สารทดแทนไขมน (Fat replacer)

การศกษาเรองการลดปรมาณไขมน ในอาหารเรมตงแตปครสตศกราช 1970 เปนตนมา และในปจจบนผบรโภคไดหนมาใสใจกบปรมาณพลงงานและไขมนทไดรบจากอาหารมากขน เปนเหตใหเกดการวจย และพฒนาสารทดแทนไขมนชนดตาง ๆ มากขน นาโนเซลลโลสสามารถน ามาประยกตใชเปนสารทดแทนไขมนได ดงมงานวจย ทไดรบการตพมพลงวารสารวชาการจ านวนมาก เชน ในปครสตศกราช 1983 ทมวจยของ Turbak ทดลองใชนาโนเซลลโลสเปนสาร

ทดแทนไขมนในผลตภณฑน าสลด เพอลดแคลอรของผลตภณฑ พบวา น าสลดทไดมความคงตวคอนขางด สและเนอสมผสมความใกลเคยงกบสตรมาตรฐาน9 ตอมาปครสตศกราช 2002 ทมวจยของ Cantiani น านาโนเซลลโลสมาใชเปนสารทดแทนไขมนในผลตภณฑทอปปง21 และในปครสตศกราช 2015 ทมวจย Gibis ไดน านาโนเซลลโลส มาใชในผลตภณฑเนอสตวประเภทอมลชน เชน แฮมเบอเกอร ไสกรอก เปนตน พบวา สามารถลดไขมนลงจากสตรมาตรฐานไดถงรอยละ 10 และนาโนเซลลโลสนน ยงชวยเพมความฉ าน า (Juiciness) มากกวาสตรมาตรฐาน และยงใหความรสกในปาก (Mouth feel) คลายไขมนอกดวย ขอจ ากดส าหรบการใชนาโนเซลลโลส คอ สารในกลมนจะมความสามารถในการอมน าสง ท าใหปรมาณน าในอาหารสงขน ซงมผลเพมคาแอคตวตของน า (Water activity, Aw) ในผลตภณฑ มผลใหอายการเกบรกษาผลตภณฑลดลง 22

3.3 เสนใยอาหาร (Dietary fiber)

คณสมบตส าคญอกประการหนง ของ นาโนเซลลโลส คอเปนใยอาหารทไมละลายน า (Insoluble dietary fiber) ซงรางกายมนษยไมสามารถยอยสลายได และเนองจากนาโนเซลลโลสมคณสมบตในการอมน าสง จงถกน ามาใชเปนสวนประกอบอาหาร และยาส าหรบผปวย ทมปญหาความผดปกตในระบบขบถาย23 สวนการน าไปใชในผลตภณฑเนอสตว ประเภทอมลชนนน พบวา ในผลตภณฑไขมนต าทใช นาโนเซลลโลสเปนสารทดแทนไขมน สงถงรอยละ 3 สามารถกลาวอางไดวา ผลตภณฑ


โครงรางตาขายสามมต ซงชวยเพมความหนดของสวนตอเนอง มผลชวยตรงและลดการเคลอนทของเมดไขมน ท าใหระบบมความคงตวตอการแยกชนมากขน 15,18

ขอดของการน านาโนเซลลโลสมาใชเปนอมลซไฟเออรและสารใหความคงตว คอ สามารถใชในปรมาณทคอนขางนอย ไมเสยสภาพจากความเปนกรดและเกลอในอาหาร ทนตอกระบวนการฆาเชอทใชความรอนสง ท าใหใชกบอาหารไดคอนขางหลากหลาย ไมวาจะเปนอาหารทผานการฆาเชอโดยอณหภมสงโดยการสเตอรไรเซชน (Sterilization) ดวยเครองรทอรท (Retort)19 หรอในอาหารทเกบทอณหภมต า เชน ไอศครม โดยมงานวจยของ Yano และคณะในปครสตศกราช 2012 แสดงใหเหนวาการใชนาโนเซลลโลสในปรมาณเพยงรอยละ 0.1-0.3 ชวยในการชะลอการละลาย และชวยคงรปของไอศครมไวไดนานยงขน นอกจากนน พบวา ชวยปรบปรงกลนรสและเนอสมผสของไอศครมอกดวย20

3.2 สารทดแทนไขมน (Fat replacer)

การศกษาเรองการลดปรมาณไขมน ในอาหารเรมตงแตปครสตศกราช 1970 เปนตนมา และในปจจบนผบรโภคไดหนมาใสใจกบปรมาณพลงงานและไขมนทไดรบจากอาหารมากขน เปนเหตใหเกดการวจย และพฒนาสารทดแทนไขมนชนดตาง ๆ มากขน นาโนเซลลโลสสามารถน ามาประยกตใชเปนสารทดแทนไขมนได ดงมงานวจย ทไดรบการตพมพลงวารสารวชาการจ านวนมาก เชน ในปครสตศกราช 1983 ทมวจยของ Turbak ทดลองใชนาโนเซลลโลสเปนสาร

ทดแทนไขมนในผลตภณฑน าสลด เพอลดแคลอรของผลตภณฑ พบวา น าสลดทไดมความคงตวคอนขางด สและเนอสมผสมความใกลเคยงกบสตรมาตรฐาน9 ตอมาปครสตศกราช 2002 ทมวจยของ Cantiani น านาโนเซลลโลสมาใชเปนสารทดแทนไขมนในผลตภณฑทอปปง21 และในปครสตศกราช 2015 ทมวจย Gibis ไดน านาโนเซลลโลส มาใชในผลตภณฑเนอสตวประเภทอมลชน เชน แฮมเบอเกอร ไสกรอก เปนตน พบวา สามารถลดไขมนลงจากสตรมาตรฐานไดถงรอยละ 10 และนาโนเซลลโลสนน ยงชวยเพมความฉ าน า (Juiciness) มากกวาสตรมาตรฐาน และยงใหความรสกในปาก (Mouth feel) คลายไขมนอกดวย ขอจ ากดส าหรบการใชนาโนเซลลโลส คอ สารในกลมนจะมความสามารถในการอมน าสง ท าใหปรมาณน าในอาหารสงขน ซงมผลเพมคาแอคตวตของน า (Water activity, Aw) ในผลตภณฑ มผลใหอายการเกบรกษาผลตภณฑลดลง 22

3.3 เสนใยอาหาร (Dietary fiber)

คณสมบตส าคญอกประการหนง ของ นาโนเซลลโลส คอเปนใยอาหารทไมละลายน า (Insoluble dietary fiber) ซงรางกายมนษยไมสามารถยอยสลายได และเนองจากนาโนเซลลโลสมคณสมบตในการอมน าสง จงถกน ามาใชเปนสวนประกอบอาหาร และยาส าหรบผปวย ทมปญหาความผดปกตในระบบขบถาย23 สวนการน าไปใชในผลตภณฑเนอสตว ประเภทอมลชนนน พบวา ในผลตภณฑไขมนต าทใช นาโนเซลลโลสเปนสารทดแทนไขมน สงถงรอยละ 3 สามารถกลาวอางไดวา ผลตภณฑ

ดงกลาวเปนแหลงของใยอาหารและมไขมนลดลงถงรอยละ 3022 จะเหนไดวา การน าเอานาโนเซลลโลสมาใชนน สามารถใชไดหลายวตถประสงคในคราวเดยวกน จงนบวาเปนขอดอกประการหนง

3.4 บรรจภณฑอาหาร (Food packaging)

วตถประสงคหลกของบรรจภณฑอาหาร คอ เปนสงหอหมอาหาร ใชเพอการขนสงผลตภณฑจากแหลงผผลตไปยงผบรโภค หรอแหลงใชประโยชน ปองกนการปนเปอนจากสารเคมหรอจลนทรยหลงจากการฆาเชอ เพอใหอาหารมความปลอดภยตอผบรโภค รวมทงปองกนการเสอมสภาพทจะเกดขน เพอใหอาหารสามารถเกบไวบรโภคไดยาวนาน ดงนน การออกแบบและวจยบรรจภณฑ จงมบทบาทส าคญในอตสาหกรรมอาหาร นอกจากคณสมบตพนฐานของบรรจภณฑทควรตองม เชน ความทนตอแรงดง (Tensile strength) ความปลอดภย เปนตน สงทส าคญอยางมาก คอ ตองชวยยดอายการเกบรกษาอาหาร ดงนน การทบรรจภณฑมคณสมบตในการขวางกน (Barrier property) การซมผานของออกซเจน หรอความชน จงเปนอกแนวทางหนงในการชวยยดอายอาหารไวได ซงนาโนเซลลโลสนนมคณสมบตทเหมาะสมในการน ามาใช เปนวสดในการผลตบรรจภณฑอาหาร เนองจากมคณสมบตเพมความแขงแรง และลดการแลกเปลยนกาซ ของบรรจภณฑกบสงแวดลอม24 ในปครสตศกราช 2011 ทมวจยของ George ไดแสดงใหเหนวา การเตมนาโนเซลลโลสจากแบคทเรยเพยงรอยละ 4 ลงในฟลม PVA มสวนชวยท าใหฟลมมคาความทนตอแรง

ดงและคามอดลส (Modulus) เพมขนเกอบ 2 เทา เมอเปรยบเทยบกบฟลม PVA บรสทธ25 นอกจากนยงมงานวจยอน ๆ อกมากมายทมผลการทดลองไปในแนวทางเดยวกน26,27,28 สวนคณสมบต ในการลดการแลกเปลยนกาซกบสงแวดลอมนน ในปครสตศกราช 2010 และ 2011 ทมวจยของ Tomé และ Belbekhouche ไดรายงานวา การเตมนาโนเซลลโลสลงในฟลมชวยลดการซมผานของน า โดยเฉพาะ CNFs มประสทธภาพดกวา CNCs เนองจาก ฟลมจาก CNFs มรพรนนอยกวา29,30 และในปครสตศกราช 2015 ทมวจยของ Li ไดเปดเผยวา การใช CNCs เปนสารเคลอบโพลเมอรชนดอนทน ามาท าบรรจภณฑ เชน Polyethylene terephthalate (PET) มผลในการชวย ลดการแลกเปลยนออกซเจนกบสงแวดลอม โดยทฟลมทไดยงคงความใส28

นอกจากน นาโนเซลลโลสยงถกน ามาใชในการท าบรรจภณฑตอตานจลนทรย หรอทเรยกวา Antimicrobial packaging ยกตวอยางเชน ในปครสตศกราช 2014 ทมวจยของ Lavoine ไดใช CNFs ในการเปนสารเคลอบสารตานจลนทรย คอ Antibacterial chlorhexidine digluconate (CHX) พบวาสามารถควบคมการปลดปลอยสาร CHX และยดคณสมบตตานจลนทรยไดนานสงสดถง 45 วน31

จากบทความขางตน สรปไดวานาโนเซลลโลส ไดถกน ามาใชเปนสวนประกอบในอาหารเอง ยงรวมไปถง เปนสารเคลอบและบรรจภณฑอกดวย ถงแมเปนททราบกนดอยแลววาเซลลโลสนนไมมความเปนพษ แตการเตรยมนาโนเซลลโลสนน มขนตอนการใชสารเคม มการ


ปรบปรงคณสมบตพนผว รวมทงการลดขนาดทท าใหเสนใยมขนาดเลกมากจนถงระดบนาโน ซงอาจเปนไปได ทจะมความเสยงทนาโนเซลลโลสนน สามารถแทรกซมผานเขาเซลลไดโดยตรง32 ท าใหประเดนการทดสอบความเปนพษนน มความส าคญซงจะกลาวถงในหวขอถดไป

4. นาโนเซลลโลสกบความปลอดภยอาหาร

เปนททราบกนดวาเซลลโลสมความปลอดภย (Generally recognized as safe, GRAS) สามารถใชเปนวสดสมผสอาหาร และองคประกอบของอาหารได33 แตส าหรบวสดระดบนาโน เชน นาโนเซลลโลส ความปลอดภยขนอยกบหลายปจจย อาท ขนาด รปราง สมบตการเกาะตว และทาง (Route) ทไดรบสาร เชน การสดดม การสมผส การกน17 ในปจจบน การศกษาในดานความปลอดภย ของนาโนเซลลโลสยง ไมกวางขวางเทากบการศกษาการน าไปใชประโยชน34 แตกระนนมงานวจยมากมายรายงานวานาโนเซลลโลสจากเนอไมไมเปนพษตอมนษยและสงแวดลอม6,7, 34,36

การทดสอบความปลอดภย ของสารเคมและยาในทางพษวทยา มทงในระดบเซลล ระดบยนและในสงมชวต โดยการทดสอบในระดบยนเปนทนยมมาก และมขอแนะน าใหใช 1) Ames test ดงระบในคมอ OECD 471 เพอศกษาการยอนกลบของยนทเกดการกลายพนธในแบคทเรยในหลอดทดลอง (In vitro bacterial reverse gene mutation test) 2) การศกษาการกลายพนธของเซลลสตวเลยงลกดวยนม (In vitro mammalian cell gene mutation test) เชน HRPT (OECD 476)

และ 3) การศกษาความผดปกตของโครโมโซมของเซลลสตวเลยงลกดวยนม (In vitro mammalian cell chromosome aberration) หรอ Micronucleus assay (OECD 487)37 แมวา Kirkland และคณะ (2011) รายงานวาผลการทดสอบ Ames test และ Micronucleus Assay สามารถใชรวมกน เพอท านายความเปนพษตอระดบยนในสตวทดลอง (In vivo genotoxicity) ไดถงรอยละ 7838 แตส าหรบวสดระดบนาโนการใชวธ Ames test อาจไมเพยงพอเนองจากมรายงานจ านวนหนงพบผลลบลวง (False negative) ซงอาจขนกบสมบตทางกายภาพเคมของวสดนาโน ขนาดทใชทดสอบ (Dose) และอาจเกยวของกบปรมาณสาร ทถกสงผานเขาแบคทเรย เพราะผนงเซลลเปนตวกดขวางการแพรผานของวสดนาโน ซงอาจท าใหแบคทเรยไดรบสารทดสอบในปรมาณนอยกวามนษย เปนตน39,40 อยางไรกตามยงมการศกษาไมมากพอทจะชชดลงไปวาวธดงกลาวไมเหมาะสม ดงนนจงแนะน าวาใหทดสอบหลายวธควบคกนไป

จากการทบทวนวรรณกรรม ดานความปลอดภยของนาโนเซลลโลสแตละประเภท ไมพบความเปนพษของ CNCs เมอทดสอบทความเขมขน 0-50 ไมโครกรมตอมลลลตร เปนเวลา 48 ชวโมง ในเซลล 9 ชนด ดวยวธ 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium- bromide (MTT) และวธ lactate dehydrogenase (LDH)41 แตการศกษาของ Martin และคณะ (2011) พบวา การสดดม CNCs ในปรมาณสงกวาในสงแวดลอมทวไปอาจกอใหเกดการอกเสบในปอดได42 ส าหรบ CNFs ไมพบความเปนพษใน


ปรบปรงคณสมบตพนผว รวมทงการลดขนาดทท าใหเสนใยมขนาดเลกมากจนถงระดบนาโน ซงอาจเปนไปได ทจะมความเสยงทนาโนเซลลโลสนน สามารถแทรกซมผานเขาเซลลไดโดยตรง32 ท าใหประเดนการทดสอบความเปนพษนน มความส าคญซงจะกลาวถงในหวขอถดไป

4. นาโนเซลลโลสกบความปลอดภยอาหาร

เปนททราบกนดวาเซลลโลสมความปลอดภย (Generally recognized as safe, GRAS) สามารถใชเปนวสดสมผสอาหาร และองคประกอบของอาหารได33 แตส าหรบวสดระดบนาโน เชน นาโนเซลลโลส ความปลอดภยขนอยกบหลายปจจย อาท ขนาด รปราง สมบตการเกาะตว และทาง (Route) ทไดรบสาร เชน การสดดม การสมผส การกน17 ในปจจบน การศกษาในดานความปลอดภย ของนาโนเซลลโลสยง ไมกวางขวางเทากบการศกษาการน าไปใชประโยชน34 แตกระนนมงานวจยมากมายรายงานวานาโนเซลลโลสจากเนอไมไมเปนพษตอมนษยและสงแวดลอม6,7, 34,36

การทดสอบความปลอดภย ของสารเคมและยาในทางพษวทยา มทงในระดบเซลล ระดบยนและในสงมชวต โดยการทดสอบในระดบยนเปนทนยมมาก และมขอแนะน าใหใช 1) Ames test ดงระบในคมอ OECD 471 เพอศกษาการยอนกลบของยนทเกดการกลายพนธในแบคทเรยในหลอดทดลอง (In vitro bacterial reverse gene mutation test) 2) การศกษาการกลายพนธของเซลลสตวเลยงลกดวยนม (In vitro mammalian cell gene mutation test) เชน HRPT (OECD 476)

และ 3) การศกษาความผดปกตของโครโมโซมของเซลลสตวเลยงลกดวยนม (In vitro mammalian cell chromosome aberration) หรอ Micronucleus assay (OECD 487)37 แมวา Kirkland และคณะ (2011) รายงานวาผลการทดสอบ Ames test และ Micronucleus Assay สามารถใชรวมกน เพอท านายความเปนพษตอระดบยนในสตวทดลอง (In vivo genotoxicity) ไดถงรอยละ 7838 แตส าหรบวสดระดบนาโนการใชวธ Ames test อาจไมเพยงพอเนองจากมรายงานจ านวนหนงพบผลลบลวง (False negative) ซงอาจขนกบสมบตทางกายภาพเคมของวสดนาโน ขนาดทใชทดสอบ (Dose) และอาจเกยวของกบปรมาณสาร ทถกสงผานเขาแบคทเรย เพราะผนงเซลลเปนตวกดขวางการแพรผานของวสดนาโน ซงอาจท าใหแบคทเรยไดรบสารทดสอบในปรมาณนอยกวามนษย เปนตน39,40 อยางไรกตามยงมการศกษาไมมากพอทจะชชดลงไปวาวธดงกลาวไมเหมาะสม ดงนนจงแนะน าวาใหทดสอบหลายวธควบคกนไป

จากการทบทวนวรรณกรรม ดานความปลอดภยของนาโนเซลลโลสแตละประเภท ไมพบความเปนพษของ CNCs เมอทดสอบทความเขมขน 0-50 ไมโครกรมตอมลลลตร เปนเวลา 48 ชวโมง ในเซลล 9 ชนด ดวยวธ 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium- bromide (MTT) และวธ lactate dehydrogenase (LDH)41 แตการศกษาของ Martin และคณะ (2011) พบวา การสดดม CNCs ในปรมาณสงกวาในสงแวดลอมทวไปอาจกอใหเกดการอกเสบในปอดได42 ส าหรบ CNFs ไมพบความเปนพษใน

ระดบเซลล และระดบยนเมอตวอยางมเสนผานศนยกลาง 20-60 นาโนเมตร และอนภาคขนาด 0.35-100 ไมโครเมตร43 ตอมาในปครสตศกราช 2011 Vartiainen และคณะ รายงานวาไมพบฤทธกอการอกเสบ และความเปนพษตอเซลลของ CNFs ทบดและท าแหงดวยวธสเปรยดราย จนมเสนผานศนยกลาง 20-30 นาโนเมตร ททดสอบในเซลลมาโครฟาจของหนและคน เปนเวลา 6 และ 24 ชวโมง 6 ในขณะท Rouhiainen และคณะ (2012) ไมพบความเปนพษตอเซลลของ CNFs แตพบพษตอภมคมกน และพษในระดบยนเลกนอย ทงนเมอทดสอบในหนอน (Nematode) ไมพบการเปลยนแปลงของการตายของเซลล การเคลอนท ความสามารถในการสบพนธ และไมพบพษตอระบบประสาท44 Bhattacharya และคณะ (2012) ไมพบพษตอเซลลตบของ CNFs45 Pareira และคณะ (2013) ไมพบความเปนพษตอเซลลและผลตอการแสดงออกของยนในเซลลไฟโบรบลาส (Fibroblast cells) เมอใช CNFs ความเขมขนต า (100 ไมโครกรมตอมลลลตร) แตเมอทดสอบทความเขมขนสงมากๆ (2000-5000 ไมโครกรมตอมลลลตร) พบวาจ านวนเซลลทมชวตลดลงอยางรวดเรว และสงผลตอตวบงชทเกยวของกบการเกดการตายของเซลลแบบทมการโปรแกรมไว (Apoptosis)46 Hua และคณะ (2014) ไมพบพษตอเซลลไฟโบรบลาสตของมนษย เมอทดสอบดวยนาโนเซลลโลสฟลมจากสาหรายสเขยวทความเขมขน 6 มลลกรมตอมลลลตร47 นอกจากน การศกษาในหนทดลองทใหอาหารสตรควบคม (AIN-93G) เทยบกบอาหารควบคม ทเสรมนาโนเซลลโลสจากพชปาลม (Peach palm residue) รอยละ 7, 14, 21

โดยน าหนก ไมท าใหเกดความผดปกตใด ๆ ในระบบเมตาบอลซมของหนทกกลม ชใหเหนวาสามารถใชนาโนเซลลโลส เปนอาหารเสรมได48 จากผลการศกษาตาง ๆ จะเหนวานาโนเซลลโลสในระดบปกต ไมมความเปนพษตอเซลลและระดบยน แตอยางไรกตาม ยงคงตองมการศกษาเพมเตมเพอยนยนความปลอดภย และควรมการตงมาตรฐานสากลเพอใชทดสอบความปลอดภยของนาโนเซลลโลสโดยเฉพาะตอไป

5. บทสรป

นาโนเซลลโลส เปนสารทสามารถสกดไดจากธรรมชาตและมศกยภาพในการใชเปนวตถเจอปนอาหาร (Food additive) ในหลายดานไมวาจะเปนความสามารถในการเปนอมลซไฟเออรท าใหน าและน ามนรวมตวกนได ซงน าไปใชเปนสารใหความคงตวในอาหารประเภทอมลชน เชน น าสลด ซป และไอศครม เปนตน และเนองจากนาโนเซลลโลส เปนเสนใยอาหารชนดไมละลายน า (Insoluble dietary fiber) จงน าไปใชเพอเพมเสนใยอาหารในอาหารชนดตางๆ รวมทงยงน าไปใชเปนสารทดแทนไขมน เพอลดพลงงานและลดการบรโภคไขมน เพอเปนทางเลอกใหกบผบรโภค นอกจากการใชเปนวตถเจอปนอาหารแลว นาโนเซลลโลสยงน าไปใชเปนสวนประกอบเพอเพมความแขงแรง ลดการซมผานของออกซเจนในบรรจภณฑอาหาร และมคณสมบตเพมเตม ในการตานจลนทรยในบรรจภณฑอาหารอกดวย ถงแมวานาโนเซลลโลสจะมขอดและคณสมบตหลากหลายเพยงใด และงานวจยสวนใหญ ไมพบความเปนพษของนาโนเซลลโลสกตาม แตในขนตอนการเตรยมและ


สกดนาโนเซลลโลสจากวตถดบตงตนนน มการใชสารเคม เอนไซม ซงอาจมสารตกคาง รวมทงมขนตอนเพอลดขนาดของเสนใยใหอยในระดบนาโน ซงอาจมกลไกทสามารถเขาเซลลไดโดยตรง ท าใหประเดนเรอง การทดสอบความเปนพษและ

ความปลอดภย ยงคงเปนอกหวขอหนงทไมสามารถละเลยได และจ าเปนตองมการศกษาเพมเตมเพอใหไดขอมลทางวทยาศาสตรทชดเจนมากขน

เอกสารอางอง

1. Lavoine N, Desloges I, Dufresne A, Bras J. Microfibrillated cellulose - its barrier properties and applications in cellulosic materials: a review. Carbohydr Polym 2012;90: 735-64. 2. Siqueira G, Bras J, Dufresne A. Cellulosic bionanocomposites: A review of preparation, properties and application. Polymers 2010;2:728-65. 3. Azizi Samir MAS, Alloin F, Dufresne A. Review of recent research into cellulosic whiskers, their properties and their application in nanocomposite field. Biomacromolecules 2005;6:612-26. 4. Abitbol T, Rivkin A, Cao Y, Nevo Y, Abraham E, Ben-Shalom T, Lapidot S, Shoseyov O. Nanocellulose, a tiny fiber with huge applications. Curr Opin Biotechnol 2016;39:76-88. 5. Pitkänen M, Kangas H, Laitinen O. Characteristics and safety of nano-sized cellulose fibrils. Cellulose 2014;21:3871-86. 6. Vartiainen J, Pöhler T, Sirola K, et al. Health and environmental safety aspects of friction

grinding and spray drying of microfibrillated cellulose. Cellulose 2011;18:775-86. 7. Pitkänen M, Kangas H, Laitinen O, Sneck A, et al. Characteristics and safety of nano-sized cellulose fibrils. Cellulose 2014;21:3871-86. 8. Munk M, Brandão HM, Nowak S, et al. Direct and indirect toxic effects of cotton-derived cellulose nanofibres on filamentous green algae. Ecotoxicol Environ Saf 2015;122:399-405. 9. Turbak AF, Snyder FW, Sandberg KR. 4,378,381. Washington DC: U.S: Patent and Trademark Office, 1983. 10. El-Saied H, Basta AH, Gobran RH. Research progress in friendly environmental technology for the production of cellulose products (bacterial cellulose and its application). Polym Plast Technol Eng 2004;43:797-820. 11. Jonoobi M, Oladi R, Davoudpour Y, Oksman K, et al. Different preparation methods and properties of nanostructured cellulose from various natural resources and residues: a review. Cellulose 2015;22:935-69. 12. Wang B, Sain M, Oksman K. Study of structural morphology of hemp fiber from the


สกดนาโนเซลลโลสจากวตถดบตงตนนน มการใชสารเคม เอนไซม ซงอาจมสารตกคาง รวมทงมขนตอนเพอลดขนาดของเสนใยใหอยในระดบนาโน ซงอาจมกลไกทสามารถเขาเซลลไดโดยตรง ท าใหประเดนเรอง การทดสอบความเปนพษและ

ความปลอดภย ยงคงเปนอกหวขอหนงทไมสามารถละเลยได และจ าเปนตองมการศกษาเพมเตมเพอใหไดขอมลทางวทยาศาสตรทชดเจนมากขน

เอกสารอางอง

1. Lavoine N, Desloges I, Dufresne A, Bras J. Microfibrillated cellulose - its barrier properties and applications in cellulosic materials: a review. Carbohydr Polym 2012;90: 735-64. 2. Siqueira G, Bras J, Dufresne A. Cellulosic bionanocomposites: A review of preparation, properties and application. Polymers 2010;2:728-65. 3. Azizi Samir MAS, Alloin F, Dufresne A. Review of recent research into cellulosic whiskers, their properties and their application in nanocomposite field. Biomacromolecules 2005;6:612-26. 4. Abitbol T, Rivkin A, Cao Y, Nevo Y, Abraham E, Ben-Shalom T, Lapidot S, Shoseyov O. Nanocellulose, a tiny fiber with huge applications. Curr Opin Biotechnol 2016;39:76-88. 5. Pitkänen M, Kangas H, Laitinen O. Characteristics and safety of nano-sized cellulose fibrils. Cellulose 2014;21:3871-86. 6. Vartiainen J, Pöhler T, Sirola K, et al. Health and environmental safety aspects of friction

grinding and spray drying of microfibrillated cellulose. Cellulose 2011;18:775-86. 7. Pitkänen M, Kangas H, Laitinen O, Sneck A, et al. Characteristics and safety of nano-sized cellulose fibrils. Cellulose 2014;21:3871-86. 8. Munk M, Brandão HM, Nowak S, et al. Direct and indirect toxic effects of cotton-derived cellulose nanofibres on filamentous green algae. Ecotoxicol Environ Saf 2015;122:399-405. 9. Turbak AF, Snyder FW, Sandberg KR. 4,378,381. Washington DC: U.S: Patent and Trademark Office, 1983. 10. El-Saied H, Basta AH, Gobran RH. Research progress in friendly environmental technology for the production of cellulose products (bacterial cellulose and its application). Polym Plast Technol Eng 2004;43:797-820. 11. Jonoobi M, Oladi R, Davoudpour Y, Oksman K, et al. Different preparation methods and properties of nanostructured cellulose from various natural resources and residues: a review. Cellulose 2015;22:935-69. 12. Wang B, Sain M, Oksman K. Study of structural morphology of hemp fiber from the

micro to the nanoscale. Appl Compos Mater 2007;14:89-103. 13. Henriksson M, Henriksson G, Berglund LA, et al. An environmentally friendly method for enzyme-assisted preparation of microfibrillated cellulose (MFC) nanofibers. Eur Polym J 2007; 43:3434-41. 14. Pääkkö M, Ankerfors M, Kosonen H, et al. Enzymatic hydrolysis combined with mechanical shearing and high-pressure homogenization for nanoscale cellulose fibrils and strong gels. Biomacromolecules 2007;8:1934-41. 15. Winuprasith T, Suphantharika M. Microfibrillated cellulose from mangosteen (Garcinia mangostana L.) rind: preparation, characterization, and evaluation as an emulsion stabilizer. Food Hydrocoll 2013;32:383–94. 16. Salas C, Nypelö T, Rodriguez-Abreu C, et al. Nanocellulose properties and applications in colloids and interfaces. Curr Opin Colloid Interface Sci 2014;19:383-96. 17. Gómez HC, Serpa A, Velásquez-Cock J, et al. Vegetable nanocellulose in food science: A review. Food Hydrocoll 2016;57:178–86. 18. Winuprasith T, Suphantharika M. Properties and stability of oil-in-water emulsions stabilized by microfibrillated cellulose from mangosteen rind. Food Hydrocoll 2015;43:690–9. 19. Mizuguchi K, Fujioka I, Kobayashi H. JP58190369. Japan: Patent and Trademark Office, 1983.

20. Yano H, Abe K, Nakatani T, Kase Y, Kikkawa S, Onish Y. US 20140342075 A1. Washington DC: U.S: Patent and Trademark Office, 2012. 21.Cantiani R, Knipper M, Vaslin S. US 6.485.767. Washington, DC: U.S: Patent and Trademark Office, 2002. 22. Gibis M, Schuh V, Weiss J. Effects of carboxymethyl cellulose (CMC) and microcrystalline cellulose (MCC) as fat replacers on the microstructure and sensory characteristics of fried beef patties. Food Hydrocoll 2015;45:236–46. 23. Innami S, Fukui Y. US 4.659.388. Washington, DC: U.S: Patent and Trademark Office, 1987. 24. de Azeredo HMC. Nanocomposites for food packaging applications. Food Res Int 2009;42:1240-53. 25. George J, Ramana KV, Bawa AS, Siddaramaiah. Bacterial cellulose nanocrystals exhibiting high thermal stability and their polymer nanocomposites. Int J Biol Macromol 2011;48:50-7. 26. Aulin C, Gällstedt M, Lindstrom T. Oxygen and oil barrier properties of microfibrillated cellulose films and coatings. Cellulose 2010;17:559-74. 27. Nair SS, Zhu J, Deng Y, Ragauskas AJ. High performance green barriers based on nanocellulose. Sustain Chem Process 2014;2:1-7.


28. Li F, Mascheroni E, Piergiovanni L. The potential of nanocellulose in the packaging field: a review. Packag Technol Sci 2015;28:475-508. 29. Tomé LC, Brandão L, Mendes AM, Silvestre AJD, Neto CP, Gandini A, Freire CRS, Marrucho IM. Preparation and characterization of bacterial cellulose membranes with tailored surface and barrier properties. Cellulose 2010;17:1203–11. 30. Belbekhouche S, Bras J, Siqueira G, et al. Water sorption behavior and gas barrier properties of cellulose whiskers and microfibrils films. Carbohydr Polym 2011;83:1740-8. 31. Lavoine N, Tabary N, Desloges I, Martel B, Bras J. Controlled release of chlorhexidine digluconate using -cyclodextrin and microfibrillated cellulose. Colloids Surf B Biointerfaces 2014;121:196–205. 32. Azeredoa HMC, Rosaa MF, Mattoso LHC. Nanocellulose in bio-based food packaging applications. Ind Crops Prod 2017;97:664–71. 33. Lähtinen K, Valve H, Jouttijärvi T, et al. Piecing together research needs: safety, environmental performance and regulatory aspects of nanofibrillated cellulose (NFC). Helsinki: Cleen Ltd, 2012. Research report .D2.5.2. 34. Szakal C, Roberts SM, Westerhoff P, et al. Measurement of nanomaterials in foods: integrative consideration of challenges and future prospects. ACS Nano 2014;8:3128-35.

35.O’Connor B. Ensuring safety of manufactured nanocrystalline cellulose. OECD conference. Paris: 15–17 July 2009. 36. Vartiainen J, Vikman M. Health and safety aspects of CNF. In: Postek MT, Moon RJ, Rudie AW, Bilodeau MA (eds) Production and Applications of Cellulose Nanonaterials. 2013. TAPPI PRESS, GA, USA. 37. Pfuhler S, Albertini S, Fautz R, et al. Genetic toxicity assessment: employing the best science for human safety evaluation part IV: Recommendation of a working group of the Gesellschaftfuer Umwelt-Mutationsforschung (GUM) for a simple and straightforward approach to genotoxicity testing. Toxicol Sci 2007;97:237–40. 38. Kirkland D, Reeve L, Gatehouse D, et al. A core in vitro genotoxicity battery comprising the Ames test plus the in vitro micronucleus test is sufficient to detect rodent carcinogens and in vivo genotoxins. Mutat Res 2011;721:27–73. 39. Landsiedel R, Kapp MD, Schulz M, et al. Genotoxicity investigations on nanomaterials: methods, preparation and characterization of test material, potential artifacts and limitations – many questions, some answers. Mutat Res 2009;681:241–58. 40. Doak SH, Manshian B, Jenkins GJ, et al. In vitro genotoxicity testing strategy for nanomaterials and the adaptation of current OECD guidelines. Mutat. Res 2012;745:104–11.


28. Li F, Mascheroni E, Piergiovanni L. The potential of nanocellulose in the packaging field: a review. Packag Technol Sci 2015;28:475-508. 29. Tomé LC, Brandão L, Mendes AM, Silvestre AJD, Neto CP, Gandini A, Freire CRS, Marrucho IM. Preparation and characterization of bacterial cellulose membranes with tailored surface and barrier properties. Cellulose 2010;17:1203–11. 30. Belbekhouche S, Bras J, Siqueira G, et al. Water sorption behavior and gas barrier properties of cellulose whiskers and microfibrils films. Carbohydr Polym 2011;83:1740-8. 31. Lavoine N, Tabary N, Desloges I, Martel B, Bras J. Controlled release of chlorhexidine digluconate using -cyclodextrin and microfibrillated cellulose. Colloids Surf B Biointerfaces 2014;121:196–205. 32. Azeredoa HMC, Rosaa MF, Mattoso LHC. Nanocellulose in bio-based food packaging applications. Ind Crops Prod 2017;97:664–71. 33. Lähtinen K, Valve H, Jouttijärvi T, et al. Piecing together research needs: safety, environmental performance and regulatory aspects of nanofibrillated cellulose (NFC). Helsinki: Cleen Ltd, 2012. Research report .D2.5.2. 34. Szakal C, Roberts SM, Westerhoff P, et al. Measurement of nanomaterials in foods: integrative consideration of challenges and future prospects. ACS Nano 2014;8:3128-35.

35.O’Connor B. Ensuring safety of manufactured nanocrystalline cellulose. OECD conference. Paris: 15–17 July 2009. 36. Vartiainen J, Vikman M. Health and safety aspects of CNF. In: Postek MT, Moon RJ, Rudie AW, Bilodeau MA (eds) Production and Applications of Cellulose Nanonaterials. 2013. TAPPI PRESS, GA, USA. 37. Pfuhler S, Albertini S, Fautz R, et al. Genetic toxicity assessment: employing the best science for human safety evaluation part IV: Recommendation of a working group of the Gesellschaftfuer Umwelt-Mutationsforschung (GUM) for a simple and straightforward approach to genotoxicity testing. Toxicol Sci 2007;97:237–40. 38. Kirkland D, Reeve L, Gatehouse D, et al. A core in vitro genotoxicity battery comprising the Ames test plus the in vitro micronucleus test is sufficient to detect rodent carcinogens and in vivo genotoxins. Mutat Res 2011;721:27–73. 39. Landsiedel R, Kapp MD, Schulz M, et al. Genotoxicity investigations on nanomaterials: methods, preparation and characterization of test material, potential artifacts and limitations – many questions, some answers. Mutat Res 2009;681:241–58. 40. Doak SH, Manshian B, Jenkins GJ, et al. In vitro genotoxicity testing strategy for nanomaterials and the adaptation of current OECD guidelines. Mutat. Res 2012;745:104–11.

41. Dong S, Hirani AA, Colacino KR, et al. Cytotoxicity and cellular uptake of cellulose nanocrystals. Nano LIFE 2012;2:1241006. 42. Clift MJ, Foster EJ, Vanhecke D, et al. Investigating the interaction of cellulose nanofibers derived from cotton with a sophisticated 3D human lung cell coculture. Biomacromolecules 2011;12:3666–73. 43.Pitkänen M, Sneck A, Hentze HP, et al. Nanofibrillar cellulose–Assessment of cytotoxic and genotoxic properties in vitro. In: TAPPI International conference on nanotechnology for the forest products industry. Otaniemi, Espoo, Finland: 27–29 September 2010. 44. Rouhiainen J, Väänänen V, Tsitko I, et al. Risk assessment of nanofibrillated cellulose in occupational settings. SUNPAP Final conference. Milan, Italy: 19–20 June 2012. 45. Bhattacharya M, Malinen MM, Lauren P, et al. Nanofibrillar cellulose hydrogel promotes three-dimensional liver cell culture. J Control Release 2012;164:291–8.

46. Pereira MM, Raposo NRB, Brayner R, et al. Cytotoxicity and expression of genes involved in the cellular stress response and apoptosis in mammalian fibroblast exposed to cotton cellulose nanofibers. Nanotechnology 2013;24:075103. 47. Hua K, Carlsson DO, Ålander E, et al. Translational study between structure and biological response of nanocellulose from wood and green algae. RSC Adv 2014;4:2892–903. 48. Andrade DR, Mendonça MH, Helm CV, et al. Assessment of nanocellulose from peach palm residue as potential food additive: part II: preliminary studies. Int J Food Sci Tech 2015;52:5641–50.

า โนเซ ลูส การประยุกต์ใช้ใน ... · 2017. 8. 1. ·...

Documents