การพัฒนาและการใช้สารสกัดจากน้ำมันลำต้นของเฮมพ์เพื่อเพิ่มมูลค่า และรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์บุหรี่

Abstract

บุหรี่เป็นผลิตภัณฑ์สำคัญที่สร้างรายได้อย่างมากทางเศรษฐกิจให้กับประเทศไทย อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์บุหรี่ที่ผลิตในประเทศไทยมีอายุค่อนข้างสั้นเมื่อเทียบกับบุหรี่ต่างประเทศ เนื่องจากความชื้นและอากาศในผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีการใช้สารสกัดเฮมพ์มาเคลือบบนกระดาษมวนบุหรี่ด้วยเทคโนโลยีการใช้สเปรย์ความดันต่ำร่วมการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กได้ถูกพัฒนาเพื่อป้องกันการเกาะตัวของความชื้นบนกระดาษม้วนบุหรี่ ผลการศึกษาคุณภาพของบุหรี่ในสภาวะการเร่งเวลา (อุณหภูมิและความชื้นสูง) โดยใช้ Accelerated chamber พบว่าสามารถลดการเสื่อมของผลิตภัณฑ์บุหรี่ที่เกิดจากความชื้นและออกซิเจนในอากาศได้ 4 เท่า (6 เดือน เป็น 24 เดือน) และลดการเกาะตัวของหยดน้ำได้ดีกว่ากระดาษมวนที่ไม่เคลือบ 6-8 เท่า งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าสามารถใช้เทคโนโลยีนเพื่อยืดอายุและการรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์บุหรี่ในรูปแบบการเคลือบกระดาษมวน ทั้งนี้การทดสอบรสชาตและการลดความตึงเครียดของบุหรี่ที่เคลือบด้วยสารสำคัญโดยผู้ชำนาญการสูบไม่สามารถทำได้เนื่องจากผิดกฎหมายและต้องมีผู้รวมวิจัยที่เป็นแพทย์ ซึ่งการทดลองดังกล่าวจำเป็นต้องขอการรับรองจากคณะกรรมการพิจารณาจริยธรรมการทดลองในมนุษย์ก่อน จึงจะสามารถดำเนินการได้ เทคโนโลยีการสกัดน้ำมันจากเฮมพ์สามารถใช้วิธีการสกัดด้วยสารละลายเอทานอล (Solvent extraction) และระเหยเพื่อกำจัดตัวทำละลายออกที่อุณหภูมิ 98 องศาเซลเซียส เพื่อจะได้น้ำมันสกัดเฮมพ์ในความเข้มข้น 2.5 มก./มล. การสกัดน้ำมันเฮมพ์ด้วยตัวทำละลายมีความเหมาะสมต่อการสกัดน้ำมันเฮมพ์ในระดับอุตสาหกรรม เนื่องจากใช้เงินลงทุนไม่สูง และมีความปลอดภัย จากการวิเคราะห์สารสำคัญในน้ำมันเฮมพ์โดยใช้เทคนิค GC/MS พบว่ามีสารกลุ่ม Cannabinoids ที่มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระเพื่อลดการอักเสบในหลอดลม การทดสอบสารต้านที่มีในน้ำมัน พบว่ามีคุณสมบัติการยับยั้งอนุมูลอิสระที่เทียบเท่ากับแอลฟาโทโคฟรอล ความเข้มข้น 0.03 มก./มล. ซึ่งค่าดังกล่าวมีปริมาณสูงกว่าสารต้านอนุมูลอิสระในเปลือกองุ่นแดง (0.027 มก./มล.) การพัฒนาและประยุกต์ใช้สารสำคัญในน้ำมันเฮมพ์มาบรรจุในก้นกรองบุหรี่เพื่อลดอนุมูลอิสระที่เกิดจากการเผาไหม้ของบุหรี่ สามารถทำได้ 2 วิธีโดยใช้นาโนแคปซูล และไมโครแคปซูล การจำลองโครงสร้างโมเลกุลของไซโคลเดกซ์ตรินและสารประกอบเชิงซ้อนโดยวิธีเคมีเชิงคอมพิวเตอร์ และผลการทดลองในห้องปฏิบัติการพบว่า สามารถสร้างนาโนแคปซูลเพื่อกักเก็บ Cannabinoids จากสารสกัดเฮมพ์ได้ เพื่อรักษาคุณภาพสารสำคัญดังกล่าวในผลิตภัณฑ์ในส่วนของไมโครแคปซูล สามารถใช้แคปซูลที่ทำจาก alginate (7.5 mg/mLsol) เพื่อกักเก็บสารสำคัญ และบรรจุในก้นกรองบุหรี่ โดยการปลดปล่อยสารในไมโครแคปซูลสามารถกดเพื่อปลดปล่อยสารเมื่อต้องการใช้งาน โดยใช้แรงกด623 g force ซึ่งเทียบเท่ากับแรงที่ใช้กดปากกาลูกลื่น เทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับสารปรุงอื่น ๆ ในผลิตภัณฑ์บุหรี่ได้อีกด้วย Cigarette is one of the products that are important for Thailand’s economy. However, the shelf life of cigarettes produced in Thailand is short compared to those of the products from other countries, due to humidity and air in the product. Technology to coat cigarettes with hemp extract using airbrush combined with magnetic inducement was developed to protect water droplet formation on the surface of cigarettes. The investigation of coated cigarette quality in an accelerated chamber with high temperature and humidity showed 4 times slower degradation due to humidity and oxygen in the air (from 6 months to 24 months) and 6 to 8 times lower water adherence on the cigarette surface compared to the uncoated cigarettes. Therefore, this coating technology could be used to preserve and maintain the quality of cigarette. However, the flavor testing and anti-anxiety properties testing with specialists were not possible due to the regulation which requires a physician as a member of the research team. Solvent extraction with ethanol was used to extract hemp oil from hemp. The evaporation process was done at 98 ℃ to remove the solvent, producing 2.5 mg/mL hemp oil concentrate. This extraction technique is suitable for industrial production of hemp oil due to low risk and investment cost. From the quality analysis of hemp oil using GC-MS, Cannabinoids, compounds with anti-oxidant property to decrease bronchitis, was found. The anti-oxidant property of hemp oil was comparable to α-tocopherol with a concentration of 0.03 mg/mL, which was higher than in red grape skin (0.027 mg/mL). The development and application of active compounds from hemp oil in the cigarette filter to reduce the free radical formation from cigarette combustion process could be done by nanoencapsulation and microencapsulation processes. Computer simulation of cyclodextrin molecules and complex substances was used to investigate the formation of cannabinoids/cyclodextrin inclusion complex. The result shows that nanoencapsulation can be used to encapsulate and maintain the quality of cannabinoids from hemp oil. For microencapsulation, an alginate capsule (7.5 mg/mLsol) was introduced to encapsulate active compounds and pack in the cigarette filter. The releasing process of active compounds occurred when pressed. The pressing force required was 623 g force which was equal to the force used to press a ballpoint pen. This technology can be applied to other additive compounds for cigarette products.