รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- การพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Development of Cosmetic Product from Agricultural Waste
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 30 ตุลาคม 2560
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 31 มีนาคม 2562
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีการส่งออกสินค้าทางการเกษตรจำนวนมาก นอกจากข้าวซึ่งเป็นสินค้าส่งออกอันดับต้นแล้ว ยังมีพืชเศรษฐกิจอื่นเช่น ข้าวโพด อ้อย มันสำปะหลัง ซึ่งปลูกในหลายพื้นที่ หลายภาคของประเทศ จากข้อมูลปี 2553 พบการปลูกมันสำปะหลัง 8 ล้านไร่ ให้ผลผลิตถึง 26 ล้านตัน มีการเพาะปลูกข้าวโพดในจังหวัดนครสวรรค์ พบพื้นที่เก็บเกี่ยวถึง 3.5 แสนไร่ ให้ผลผลิต 3 แสนตัน พื้นที่ปลูกอ้อยในภาคกลางสูงถึง 2.35 ล้านไร่ ซึ่งเกษตรกรมีการเพิ่มพื้นที่เพาะปลูกและเพิ่มอัตราผลผลิตต่อไร่สูงขึ้น ส่วนลำต้นของอ้อยใช้เป็นวัตถุดิบป้อนโรงงานน้ำตาล กากอ้อยจากโรงงานน้ำตาลเป็นเชื้อเพลิงในโรงงานผลิตไฟฟ้าและผลิตเอทานอล ทำให้หน่วยงานภาครัฐและเอกชนมุ่งดำเนินการวิจัยพัฒนาพันธุ์และเทคโนโลยีเพื่อเพิ่มผลผลิตจากพืชเศรษฐกิจเหล่านี้เพิ่มขึ้น ภายหลังการเก็บเกี่ยวพืชเศรษฐกิจเหล่านี้ป้อนโรงงานเพื่อแปรรูปเป็นอาหารหรือสารตั้งต้นในอุตสาหกรรมต่างๆแล้ว เศษวัสดุเหลือใช้ทางเกษตรที่เหลือจากมันสำปะหลัง 2 ล้านตันต่อปี จากข้าวโพดพบปริมาณซังและเปลือกข้าวโพดถึง 1.7ล้านตันต่อปี ปริมาณต้นและใบข้าวโพด 5.2 ล้านตันต่อปี เศษวัสดุเหลือใช้จากยอดและใบอ้อย 22 ล้านตันต่อปี (วีรชัยและคณะ, 2555; นฤภัทร, 2557) เกษตรกรจะเก็บส่วนฝักข้าวโพด ส่วนใบ เปลือกและต้นที่เหลือไม่มีการนำมาใช้ประโยชน์ จะไถกลบบางส่วนเพื่อเป็นปุ๋ย และเผาทำลาย ในส่วนการเก็บเกี่ยวอ้อยจะเผาไร่อ้อยก่อนตัดอ้อย ในส่วนของมันสำปะหลัง เมื่อเก็บหัวแล้วส่วนเหง้าจะใช้ทำเชื้อเพลิงแทนฟืน ทดแทนน้ำมันเตาได้ถึงปีละ 3 พันล้านลิตร แต่ส่วนที่เหนือด้านบนของมัน ซึ่งพบว่า ใน 1 ไร่จะมีใบมันสดถึง 700 กิโลกรัมนำมาใช้เป็นอาหารสัตว์ ซึ่งเศษวัสดุที่เหลือทางการเกษตรของพืชเหล่านี้ส่วนใหญ่ เกษตรกรจะไถกลบทำปุ๋ยอินทรีย์ ใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตกระแสไฟฟ้า และใช้เป็นอาหารเลี้ยงสัตว์ ซึ่งพบงานวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการเผาไหม้เศษวัสดุในที่โล่งแจ้งพบว่า ก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนมอกนอกไซด์ ออกไซด์ของไนโตรเจน ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และหมอกควันฝุ่นละอองปริมาณสูง (วีรชัยและคณะ, 2555) หากมีการนำเศษวัสดุเหลือใช้เหล่านี้มาพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง แทนการนำเศษวัสดุการเกษตรเหล่านี้ไปเผา ทำปุ๋ย หรือให้อาหารสัตว์ (สำนักวิจัยเศรษฐกิจการเกษตร, 2559) นอกจากจะเป็นการเพิ่มมูลค่าเศษวัสดุเหลือใช้ให้มีราคา เกิดการใช้ประโยชน์สูงสุด ซึ่งองค์ความรู้ที่ได้จากการถ่ายทอดงานวิจัยนี้จะเป็นการเพิ่มอาชีพ เพิ่มรายได้ให้แก่เกษตรกรในชุมชน และที่สำคัญเป็นการลดการเกิดมลพิษ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย ปัจจุบันตลาดเครื่องสำอางในประเทศมีการนำเข้ามูลค่าเป็นพันล้านบาท และมีแนวโน้มสูงขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้นจึงควรส่งเสริมให้มีการผลิตเครื่องสำอางจากธรรมชาติโดยใช้ทรัพยากรในประเทศให้เกิดประโยชน์สูงสุด เพื่อทดแทนการนำเข้าจากต่างประเทศ แต่อย่างไรก็ตาม ตลาดเครื่องสำอางส่วนใหญ่ที่ผลิตในชุมชนยังไม่ได้มาตรฐาน ดังนั้นจึงควรส่งเสริมและให้ความรู้แก่ผู้ผลิตเครื่องสำอางในชุมชน เพื่อยกระดับมาตรฐานผลิตภัณฑ์และใช้สารสกัดธรรมชาติ ทรัพยากรในชุมชนท้องถิ่นให้เกิดประโยชน์สูงสุดอย่างยั่งยืน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และปลอดภัยต่อผู้ใช้ผลิตภัณฑ์ซึ่งเป็นปัญหาหลักที่สำคัญของผู้ใช้เครื่องสำอางที่พบได้บ่อยต่อผลข้างเคียงจากการใช้ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่ไม่ได้มาตรฐาน ดังนั้น สารสกัดธรรมชาติจากข้าวโพด มันสำปะหลัง และอ้อยเหล่านี้ จึงเป็นสิ่งที่น่าสนใจ เนื่องจากเป็นการนำของเหลือใช้ทางการเกษตรมาพัฒนาให้เกิดประโยชน์สูงสุด และเป็นการเพิ่มรายได้ เพิ่มมูลค่าของสินค้ามากขึ้น แต่อย่างไรก็ตาม งานวิจัยพืชเศรษฐกิจเหล่านี้ยังไม่พบข้อมูลในประเทศไทยมากนักถึงฤทธิ์ในการต้านเชื้อจุลชีพ และยังไม่มีการนำมาพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง งานวิจัยนี้จึงมุ่งศึกษา สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพต่อเชื้อจุลชีพก่อโรค ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส ฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์คอลลาจีเนส และการพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่มีประสิทธิภาพในการลดเชื้อจุลชีพและผลิตภัณฑ์ลดริ้วรอย ผิวกระจ่างใส และทดสอบความคงตัวของผลิตภัณฑ์จากของเหลือใช้ทางการเกษตรเหล่านี้
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1 เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของสารสกัดจากไหมข้าวโพด ใบอ้อยและใบมันสำปะหลังในการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียก่อโรคผิวหนังบางชนิด 2 เพื่อทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์คอลลาจิเนสและเอนไซม์ไทโรซิเนส 3 เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและทดสอบความคงตัวของผลิตภัณฑ์
- ขอบเขตของโครงการ :
- 1 ประชากรที่ศึกษาคือ ไหมข้าวโพด ใบอ้อย และใบมันสำปะหลัง โดยใช้ตัวทำละลายในการสกัด ได้แก่ เอทานอลและเอทิลอะซิเตท 2 ทดสอบฤทธิ์ของสารสกัดในการยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย Staphylococcus aureus, และทดสอบฤทธิ์ของสารสกัดในการต้านอนุมูลอิสระ ยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสและคอลลาเจน 3 พัฒนาตั้งตำรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่มีส่วนผสมของสารสกัดจากไหมข้าวโพด ใบอ้อยหรือใบมันสำปะหลัง 4 การจัดการองค์ความรู้โดยเผยแพร่ ถ่ายทอดองค์ความรู้จากงานวิจัยให้แก่เกษตรกรหรือผู้สนใจในรูปของเอกสาร หนังสือ หรือสิ่งพิมพ์หรือจัดอบรม ณ ศูนย์การเรียนรู้ของชุมชนหรือสถานศึกษา 5 ตัวแปรที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ ได้แก่ 5.1 วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร เช่น ไหมข้าวโพด ใบอ้อย ใบมันสำปะหลัง 5.2 ประสิทธิภาพของสารสกัดจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรในการยับยั้งเชื้อ Staphylococcus aureus 5.3 ประสิทธิภาพในการต้านอนุมูลอิสระและการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสและคอลลาจิเนส 5.4 ประสิทธิภาพและความคงตัวของผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 1 ทราบประสิทธิภาพการมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียก่อโรคผิวหนังบางชนิด การเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์สาเหตุของริ้วรอยและความหมองคล้ำจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร ไหมข้าวโพด ใบอ้อยและใบมันสำปะหลัง 2 ได้ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางต้นแบบที่มีประสิทธิภาพอย่างน้อย 1 ผลิตภัณฑ์ 3 เป็นแนวทางให้เกษตรกรใช้ทรัพยากรให้เกิดประโยชน์สูงสุด เพิ่มมูลค่าจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรให้มีราคาสูง เกิดรายได้ และลดการก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 1.การเตรียมสารสกัดจากของเหลือทิ้งจากอ้อย มันสำปะหลัง และข้าวโพด นำส่วนไหมสดของข้าวโพด ใบสดของอ้อย และใบแห้งของมันสำปะหลัง มาบดและสกัดด้วยตัวทำละลาย เอทานอล 95% และเอทิลอะซิเตท จากนั้นกรองและระเหยตัวทำละลายออกด้วยเครื่องระเหยระบบสุญญากาศ (Rotary Vacuum Evaporator) จากนั้นนำไปเก็บที่อุณหภูมิ 4?C เพื่อใช้ในการทดสอบขั้นต่อไป 2 การทดสอบความสามารถของสารสกัดในการยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียก่อโรคด้วยวิธี Agar well diffusion (คณาจารย์สาขาจุลชีววิทยา, 2557) 2.1 เพาะเลี้ยงเชื้อ Staphylococcus aureus ในอาหารเลี้ยงเชื้อ บ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 18 - 24 ชั่วโมง เพื่อให้ได้ความขุ่นของแบคทีเรียเทียบเท่า McFarland standards 0.5 2.2 จากนั้นใช้ไม้พันสำลีปลอดเชื้อจุ่มลงในหลอดเพาะเชื้อแต่ละชนิด นำมาเกลี่ยบนผิวหน้าอาหาร NA ใช้ cork borer ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มิลลิเมตร เจาะลงบนอาหารเลี้ยงเชื้อ แล้วหยดสารสกัดยาปฏิชีวนะ จากนั้นบ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง บันทึกเส้นผ่านศูนย์กลางวงใสของการยับยั้ง 3. การหาค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียทดสอบ (MIC) และหาค่าความเข้มข้นต่ำสุดของสารทดสอบที่สามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียทดสอบ (MBC) ด้วยวิธี Broth dilution (ณรงค์ศักดิ์, 2553) 3.1 ทำการเจือจางสารสกัดที่ให้ยับยั้งดีที่สุด เติมแบคทีเรียทดสอบ นำไปบ่มที่ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 24 - 72 ชั่วโมง อ่านผลการเกิดความขุ่นของแบคทีเรียทดสอบในหลอดทดลองด้วยตาเปล่า เทียบกับหลอดควบคุม ค่า MIC คือ ค่าความเข้มข้นต่ำสุดของสารทดสอบในหลอดที่ไม่มีความขุ่นเกิดขึ้น 3.2 นำหลอดทดสอบที่ไม่พบการเจริญของเชื้อในข้อ 13.3.1 มา streak plate และบ่มที่ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง อ่านเป็นค่า MBC คือค่าที่ให้ผลของการนับจำนวนเซลล์ไม่เกิน 0.01 เปอร์เซ็นต์ของจำนวนเซลล์เริ่มต้น 4. การทดสอบกิจกรรมต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH assay (ดัดแปลงจาก Duan, 2007) 4.1 เจือจางสารสกัดที่ความเข้มข้นต่างๆ จากนั้นเติมสารสกัดลงในหลอดทดลองและเติม 1M Tris- HCl (pH 7.9) และ 130 ?M DPPH methanol solution ผสมให้เข้ากัน บ่มในที่มืดอุณหภูมิห้องเป็นเวลา 20 นาที นำไปวัดค่าดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 517 nm คำนวณหา % inhibition ตามสมการ ดังนี้ % inhibition = [(A517 control- A517 test sample)/ A517control] x 100 4.2 จากค่า % inhibition ที่ได้นำมาคำนวณเป็น gallic acid equivalent (gallic acid mg/mL และ gallic acid/g dry weight) 5. การวัดปริมาณ Phenolic compound (ดัดแปลงจาก Chandler and Dods, 1983) 5.1 เจือจางสารสกัดที่ความเข้มข้นต่างๆ ผสมสารสกัดและ50% Folin-Ciocalteu reagent บ่มที่อุณหภูมิห้องนาน 5 นาที เติม 5% Na2CO3 บ่มไว้ในที่มืด 1 ชั่วโมง และวัดค่าการดูดกลืนคลื่นแสงที่ความยาวคลื่น โดยใช้เครื่องวัดค่าการดูดกลืนแสง 5.2 นำค่าการดูดกลืนแสง มาคำนวณเป็น gallic acid equivalent (gallic acid mg/mL และ mg gallic acid/g dry weight) 6 การศึกษาผลของสารสกัดต่อการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส (ดัดแปลงจากวิธีการของ Long และคณะ, 2002) 6.1 เติม 50 ?L L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine) ความเข้ม 1 mg/mL ลงไปใน micro plate 96-well จากนั้นเติมสารสกัด ตามด้วย 100 unit/mL ของไทโรซิเนสเอนไซม์ นำไปวัดค่าการดูดกลืนแสง 6.2 นำไปบ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 60 นาที แล้วนำไปวัดค่าการดูดกลืนแสง จากนั้นแล้วคำนวณ %Inhibition โดยใช้ kojic acid เป็นสารมาตรฐาน 7 การศึกษาผลของสารสกัดต่อการยับยั้งเอนไซม์คอลลาจีเนส (ดัดแปลงวิธีของ Ya et al, 2015; Ndlovu et al, 2013) 7.1 เติมสารละลาย collagenase, TES buffer (50 mM), 0.36 mM calcium chloride pH 7.4 และสารสกัด ลงในหลอดทดลองขนาด 2 mL นำไป บ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส หลังจากนั้นเติม FALGPA นำไปบ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส นาน 60 นาที 7.2 เติม Citrate buffer แล้วนำไปบ่มที่ 100 องศาเซลเซียส ทิ้งไว้ให้เย็นที่อุณหภูมิห้อง เติม 50% isopropanolแล้วนำไปวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น จากนั้นคำนวณ % Inhibition 8 ตั้งตำรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางที่ผสมสารสกัดและทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพและความคงตัวของตำรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง (Romanowski et al, 2006) เลือกสารตัวอย่างที่มีฤทธิ์ดีที่สุด โดยประเมินผลจากการศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพ เพื่อนำมาผสมใน ตำรับ โดยมีขั้นตอนดังนี้ -เติมสารสกัดที่ออกฤทธิ์ดีที่สุดลงในตำรับพื้นและสังเกตลักษณะทางกายภาพของตำรับ -ทดสอบความคงตัวของตำรับผลิตภัณฑ์ที่เติมสารสกัด โดยเก็บตำรับในสภาวะต่างๆ บันทึกผลการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของตำรับผลิตภัณฑ์ที่มีสารสกัด 9. การวิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ วิเคราะห์ความแตกต่างของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดแต่ละชนิดโดยใช้โปรแกรม SPSS version 17.0 for windows
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- นำวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรมาทำการทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพ ต้านอนุมูลอิสระ ตั้งตำรับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและทดสอบความคงตัว ได้ตำรับสูตรเครื่องสำอางเป็นแนวทางต่อยอดเชิงพาณิชย์ ก่อให้เกิดรายได้ในชุมชน
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นางสาวเรณู อยู่เจริญ นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 60% 2 นายลภัสรดา มุ่งหมาย นักวิจัยภายนอกมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 40%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
