เชลแล็กถือเป็นสารสกัดจากเรซิ่นที่ครั่ง (แมลงในกลุ่มเพลี้ย) หลั่งออกมา และได้มีการผลิตมาเป็นเวลานานหลายศตวรรษเพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น ยาทาเล็บ สีเฟอร์นิเจอร์และสีย้อมต่าง ๆ เชลแล็กเป็นพอลิเมอร์ชีวภาพในกลุ่มโพลีเอสเตอร์ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยาและอาหาร เนื่องจากไม่เป็นพิษ ทนต่อน้ำมันและป้องกันความชื้นได้ดี นอกจากนี้ยังมีการยึดเกาะที่ดีและสามารถละลายในตัวทำละลายที่มีความเป็นพิษต่ำ แต่การเคลือบของเชลแล็กนั้นก็ยังไม่ค่อยเป็นที่นิยมเนื่องจากมีความเปราะบางและมีความสามารถในการซึมผ่านของออกซิเจนสูง
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ประเทศไทย และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอน สหราชอาณาจักร ได้ร่วมกันพัฒนาสารเคลือบผิวที่มีส่วนประกอบของเชลแล็ก เพื่อทำการปรับปรุงคุณภาพวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ย่อยสลายได้ และมีความยั่งยืน เพื่อใช้สำหรับการบรรจุอาหารสำเร็จรูป,อาหารแห้ง,อาหารแช่แข็ง และอาหารแช่เย็น
เยื่อกระดาษขึ้นรูปที่ทำจากวัสดุทดแทน เช่น ยูคาลิปตัสหรือชานอ้อยได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในฐานะวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่มีความยั่งยืนเพื่อใช้ปกป้องผลิตภัณฑ์สำหรับเป็นถาดอาหารและเครื่องดื่ม ตามรายงานที่ตีพิมพ์ใน Polymer International ปริมาณการผลิตคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าร้อยละ 30 ของวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ใช้กระดาษทั้งหมดและนอกเหนือจากวัตถุดิบตั้งต้นที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ยังเหมาะสำหรับการรีไซเคิลและการทำปุ๋ยหมักอีกด้วย อย่างไรก็ตามคุณสมบัติในการกีดขวางก๊าซที่ไม่ดีของวัสดุและความคงทนต่อการโดนน้ำและน้ำมันยังเป็นข้อจำกัดที่ทำให้เยื่อกระดาษขึ้นรูปไม่เหมาะสมสำหรับการรักษาอายุการเก็บรักษาและคุณภาพของผลิตภัณฑ์จำนวนมาก ปัญหาที่เกิดขึ้นนี้ได้รับการแก้ไขโดยการเคลือบวัสดุด้วยพอลิเมอร์จากปิโตรเลียม เช่น พอลิเอทิลีนและชั้นโลหะบาง ๆ ซึ่งมักเป็นอะลูมิเนียม ทำให้การรีไซเคิลหรือการนำกลับมาทำปุ๋ยหมักนั้นทำได้ยาก ดังนั้นนักวิจัยจึงมุ่งเน้นการศึกษาที่จะปรับปรุงคุณสมบัติของพื้นผิวเยื่อกระดาษที่ขึ้นรูป โดยการพัฒนาสารเคลือบนาโนใหม่บนพื้นฐานของวัสดุที่มีความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ทดแทนได้ และย่อยสลายทางชีวภาพได้
ในงานวิจัยนี้เยื่อกระดาษขึ้นรูปได้ถูกเคลือบด้วย nanocomposite ซึ่งประกอบด้วย nanofibrillated cellulose (NFC) และเชลแล็ก เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพคุณสมบัติความต้านทานของผิว และเพื่อเพิ่มความเข้ากันได้กับเชลแล็กและเพิ่มความต้านทานต่อน้ำของ NFC จึงได้มีการนำ NFC ที่ถูกดัดแปลงหรือ modified nanofibrillated cellulose (mNFC) ซึ่งจะถูกเตรียมผ่านปฏิกิริยา esterification และนักวิจัยยังได้เตรียมตัวอย่างที่ไม่เคลือบเชลแล็กและเคลือบเชลเล็กเพื่อทำการเปรียบเทียบกัน จากผลการศึกษาพบว่า สูตรของการเคลือบ nanocomposite และความหนาของการเคลือบที่แตกต่างกันบนเยื่อกระดาษขึ้นรูป ทำให้เห็นว่าอัตราการถ่ายเทไอน้ำและ O2 จะมีคุณสมบัติเทียบเท่ากับวัสดุบรรจุภัณฑ์อาหารแบบทั่วไป เช่น พอลิเอทิลีน ที่มีความหนาแน่นต่ำ และในส่วนของการทดสอบความต้านทานต่อน้ำและการดูดซับไขมันพบว่า การเคลือบ nanocomposite ทำให้เกิดความต้านทานต่อน้ำที่ดีมากและมีการซับไขมันที่ดีขึ้น และการเคลือบยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติการยืดตัวของเยื่อกระดาษขึ้นรูป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวอย่างที่เคลือบด้วยเชลแล็กและ mNFC จะมีเสถียรภาพความร้อนที่ดี (ประมาณ 250 °C) หลังจากแนะนำชั้นเชลแล็กซึ่งสลายตัวด้วยความร้อนที่ต่ำกว่า ซึ่งจะสามารถใช้งานได้จริงสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร
ที่มา : New Food Magazine สรุปโดย : มกอช.
