เอกสารและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง

         ในการศึกษาโครงงานเรื่อง กระดาษจากเปลือกส้มโอ   

1. ส้มโอ
              2. การทำกระดาษ

3. การสกัดน้ำมันผิวส้มโอ

4. แบคทีเรีย

1. ส้มโอ

               

 

                                                                          รูปที่ 1.1 ส้มโอ       

            ส้มโอ เป็นไม้ยืนต้นขนาดกลางในตระกูลเดียวกับส้ม ใบเป็นแผ่นหนาสีเขียวเข้ม โคนก้านใบมีหูใบแผ่ออกเป็นรูปหัวใจ ดอกเดี่ยว สีขาว กลีบดอกมี 4 กลีบ ผิวของเปลือกผลมีต่อมน้ำมันกระจายทั่วไป ผลส้มโอมีเปลือกหนาทำให้สามารถเก็บรักษาได้นาน มีรสหวาน มีวิตามินซีมาก ส้มโอจัดว่าเป็นไม้ผลเศรษฐกิจชนิดหนึ่งของไทย
ลักษณะทางพฤกษศาสตร์

ส้มโอเป็นไม้ยืนต้นขนาดเล็ก แตกกิ่งก้านสาขาที่เรือนยอด ลำต้นมีสีน้ำตาล มีหนามเล็ก ๆ สูงประมาณ 8 เมตร ใบประกอบ มีใบย่อย 1 ใบ แผ่นใบเหมือน มะกรูด คือแบ่งใบเป็น 2 ตอน แต่ขนาดใบใหญ่กว่า ใบหนาแข็ง มีสีเขียวแก่ มีกลิ่นหอม ดอกออกเป็นช่อสั้นหรือดอกเดี่ยว ตามบริเวณง่ามใบ มีสีขาว ปลายกลีบมนมี 4 กลีบ กลางดอกมี เกสร 20-25 อัน ผลกลมโต บางพันธุ์ตรงขั้วมีจุกสูงขึ้นมา ผิวผลเมื่อยังอ่อนมีสีเขียว เมื่อแก่จัดเปลี่ยนเป็นสีเขียวอมเหลือง ผิวของผลไม่เรียบ ภายในผลเป็นช่อง ๆ มีแผ่นบาง ๆ สีขาวกั้นเนื้อให้แยกออกจากกัน เนื้อแต่ละส่วนเรียกว่า "กลีบ" มีรสหวานหรือหวานอมเปรี้ยว มีเมล็ดฝังอยู่ระหว่างเนื้อมากกว่า 1 เมล็ด (http://th.wikipedia.org)

ปัจจุบันได้มีการศึกษาการยับยั้ง  การเจริญของเชื้อแบคทีเรีย  โดยใช้สารสกัดจากธรรมชาติและสมุนไพรเป็นจำนวนมาก  เพื่อทดแทนสารเคมี  ซึ่งเป็นวิธีการดั้งเดิมที่ใช้กันมาเป็นเวลานาน  ดังนั้น  การใช้สารสกัดจากธรรมชาติเพื่อการยับยั้ง  การเจริญของเชื้อแบคทีเรีย  จึงเป็นทางเลือกใหม่เพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้บริโภค  มีรายงานการวิจัยที่ได้ศึกษาสารสกัดจากเปลือกและเมล็ดของพืชตระกูลส้มว่ามีประสิทธิภาพในการยับยั้ง  การเจริญของเชื้อแบคทีเรียบางชนิดได้

ส้มโอเป็นพืชตระกูลส้ม  มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า  Citrus maxima Merr. หรือ Citrus grandis Linn. มีชื่อสามัญว่า Pomelo  หรือ  Shaddock  พันธุ์ส้มโอที่ปลูกเพื่อการค้าได้แก่  พันธุ์ข้าวพวง  พันธุ์ทองดี  พันธุ์ขาวน้ำผึ้ง  พันธุ์ขาวแป้น  พันธุ์ขาวแตงกวา  และพันธุ์ขาวใหญ่  เป็นต้น  (สถาบันวิจัยพืชสวน,2541) เนื่องจากส้มโอเป็นพืชตระกูลส้มที่มีขนาดใหญ่และส่วนเปลือกของส้มโอมีปริมาณมากกว่าพืชตระกูลส้มชนิดอื่น ๆ และพันธุ์ส้มโอที่ปลูกอยู่ในประเทศไทยมีหลายพันธุ์  โครงงานจึงนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้ประโยชน์จากเปลือกส้มโอพันธุ์ขาวใหญ่และทองดีเป็นสารยับยั้งแบคทีเรียในธรรมชาติ

โดยนำมาสกัดสารสกัดจากส่วนเปลือกเขียว (flavedo) และมาใส่ในเยื่อกระดาษที่ทำจากเปลือกสีขาว (albedo)  ด้วยการสกัดด้วนไอน้ำ  แล้วนำสารสกัดที่ได้มาทดสอบประสิทธิภาพในการยับยั้ง  การเจริญของแบคทีเรียบางชนิดจากธรรมชาติทดแทนสารสังเคราะห์ เพื่อใช้เป็นแนวทางในการนำสารสกัดธรรมชาติมาใช้ผสมกระดาษเพื่อทำความสะอาดมือ  บริเวณพื้นผิวโต๊ะ 

2. การทำกระดาษ
                ขั้นตอนการทำกระดาษด้วยมือแบบพื้นบ้าน

การทำกระดาษด้วยมือส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นการทำกระดาษเพื่อใช้ในงานหัตถกรรม ซึ่งมีวัตถุดิบจากพืชหลายชนิด แต่ก่อนกระดาษจะทำจากเปลือกไม้ที่มีอยู่ในท้องถิ่น เช่น ถ้าใช้เปลือกข่อยก็จะเรียกสมุดข่อย ใช้เปลือกสาก็จะเรียกสมุดปอสา พืชทั้งหลายที่เป็นผักและผลไม้เมื่อนำไปบริโภคแล้ว ยังมีส่วนที่ยังตกค้างอยู่ในแปลงปลูกที่ยังไม่ได้นำไปใช้ประโยชน์ นอกการจากการเผาทำลายทิ้งทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ และส่งเสริมให้เกิดภาวะโลกร้อน การทำกระดาษจากเปลือกส้มโอจึงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจ
                2.1 การเตรียมวัตถุดิบ
                วัตถุดิบที่จะนำมาใช้ต้มเป็นเยื่อสามารถทำได้ทั้งสดและแห้ง แต่ขอแนะนำให้ใช้แบบแห้ง เพราะสามารถคำนวณหาปริมาณโซดาไฟ (NaOH) ที่ใช้ต้มได้ง่าย ก่อนต้มวัตถุดิบควรนำไปแช่น้ำไว้ 1 คืน เพื่อทำให้การต้มสามารถย่อยสลายได้ดีขึ้นและยังช่วยล้างเอาสิ่งสกปรกออกไปในขั้นตอนการแช่ด้วย ที่เห็นในภาพเป็นการต้มด้วยถังน้ำมัน 200 ลิตร ซึ่งสามารถต้มปอสาได้มากกว่า 20 กก. แต่ถ้าทำน้อยก็ใช้หม้อสแตนเลสต้มได้ สามารถคิดค้นกระดาษรูปแบบใหม่ที่ใช้ประดับตกแต่งได้ถือว่าเป็นการเริ่มต้นการค้นคว้าหาสิ่งใหม่ ในการต้มเยื่อก็เพื่อต้องการให้เส้นใยที่มีอยู่ในพืชแยกออกจากกันเป็นเส้นใยเดี่ยวและสลายสารต่างๆที่มีอยู่ในพืชออกไป วัตถุดิบที่มีขนาดใหญ่ หนา ควรบีบ ทุบ หรือตัดให้มีขนาดเล็กลงเพื่อให้โซดาไฟได้ย่อยสลายได้ดีขึ้น ปริมาณโซดาไฟที่ใช้ควรอยู่ระหว่าง 8-15% ต่อน้ำหนักแห้ง ในการต้มมีปัจจัยอยู่ 3 ปัจจัย ได้แก่  ปริมาณโซดาไฟที่ใช้  อุณหภูมิ                            เวลาในการต้ม ทั้ง 3 ปัจจัยต้องพิจารณาว่าเหมาะสมกับวัตถุดิบของพืชแต่ละชนิดหรือเปล่า การใช้โซดาไฟถ้าใช้มากไปก็จะไปทำลายเส้นใยทำให้ได้กระดาษที่ไม่แข็งแรง ตัวอย่าง ปอสาควรใช้โซดาไฟ 7-8% กาบกล้วยใช้ 10% ใบสับปะรดใช้ 15% ฟางข้าวใช้ 15% ผักตบชวาใช้ 5-12% เป็นต้น

2.2 การล้างเยื่อ
               เมื่อต้มวัตถุดิบจะได้เยื่อที่ยังมีโซดาไฟอยู่ควรต้องล้างออกให้หมด สังเกตได้จากเมื่อจับเยื่อจะไม่ลื่นมือและน้ำล้างเยื่อจะใส การล้างอาจใส่ในอ่างน้ำแล้วแช่ไว้ จากนั้นถ่ายน้ำออก หรือล้างโดยวิธีน้ำไหลเหมือนการล้างผักก็ได้ ในการล้างเยื่อนี้เราจะคัดแยกเยื่อที่ไม่เปื่อยออกไปด้วย เยื่อเหล่านี้ไม่สามารถนำไปทำกระดาษได้ วิธีการดูว่าเยื่อที่เราต้มใช้ได้หรือเปล่านั้น ให้ดึงตามแนวตั้งและแนวขวาง แล้วสามารถดึงและฉีกออกได้ง่าย แสดงว่าสามารถใช้ได้ แต่ถ้าดึงไม่ขาดก็ใช้ไม่ได้

2.3 การฟอกเยื่อ
              การฟอกเยื่อเป็นการทำให้เยื่อที่จะนำมาใช้ทำแผ่นกระดาษให้มีความขาวเพิ่มขึ้น แต่ถ้าต้องการกระดาษให้เป็นสีธรรมชาติของเยื่อก็ไม่ต้องฟอก กระดาษที่ทำด้วยมือส่วนใหญ่แล้วถ้าไม่ใช่กระดาษสาจะไม่ฟอกกันนะครับ เพราะสีของกระดาษที่ได้ดูแล้วก็สวยไปอีกแบบ
              2.4 การกระจายเยื่อ (ตีเยื่อ)
              การกระจายเยื่อเป็นการทำให้เยื่อที่ประกอบด้วยเส้นใยหลายๆ เส้นหลุดออกจากกันเป็นเส้นใยเดี่ยวๆ นั้นเอง ระยะเวลาในการกระจายเยื่อขึ้นอยู่กับว่าในการต้มเยื่อเราได้ต้มเยื่อดีหรือเปล่า? ความเข้มข้นของสารเคมี NaOH ที่ใช้ในการต้มมีความเหมาะสมหรือเปล่า? ในการกระจายเยื่อเรายังสามารถประเมินบอกเราให้ทราบว่าสารเคมีที่ใช้ต้มมีความเข้มข้นเหมาะสมหรือเปล่า เช่น ถ้ากระจายเยื่อและเยื่อยังเป็นกระจุกของเส้นใยอยู่ก็แสดงว่าเราใช้ความเข้มข้นของสารเคมีในการต้มน้อยไป แบบนี้ก็ขึ้นอยู่กับเราว่าต้องการเส้นใยแบบไหนในการทำเป็นกระดาษ และระยะเวลาในการกระจายเยื่อก็มีผลต่อเส้นใยเหมือนกัน ถ้าใช้เวลาสั้นๆ ก็จะได้เส้นใยหยาบ แต่ถ้าใช้เวลาการกระจายเยื่อนานขึ้น เส้นใยก็กระจายได้ดีขึ้นเช่นกัน

   2.5 การทำแผ่นกระดาษ
              ในการทำแผ่นกระดาษเป็นการเทเยื่อที่ได้จากการกระจายเยื่อดีแล้วลงไปในตะแกรงไนลอนที่ใช้ทำแผ่นกระดาษ ตะแกรงนี้จะลอยน้ำเมื่อเทเยื่อลงไปเยื่อก็จะลอยน้ำอยู่บนตะแกรงเราก็ทำการเกลี่ยเยื่อภายในตะแกรงให้มีความสม่ำเสมอกันทั้งแผ่น หรือที่ชาวบ้านเรียกกันว่า" แตะ" แต่ถ้านำเยื่อที่กระจายดีแล้วใส่ในอ่างผสมไปกับน้ำในปริมาณที่มากพอและเหมาะสม แล้วใช้ตะแกรงช้อนเยื่อขึ้นมา เรียกว่าวิธีการทำแผ่นกระดาษแบบ "ช้อนเยื่อ" ถ้าเยื่ออยู่บนตะแกรงมีความสม่ำเสมอดีก็แสดงว่าใช้ได้ และก็นำไปตากแดด เมื่อแห้งแล้วก็ค่อยๆ ลอกกระดาษออกจากตะแกรงเราก็จะได้กระดาษแล้ว
       ในการตากแดดเส้นใยพืชบางชนิดจะมีการหดหรือย่นทำให้กระดาษที่ได้ออกมาไม่สวย เช่น เยื่อจากสับปะรด กล้วย ผักตบชวาเป็นต้น วิธีแก้ง่ายๆ ก็คือนำไปตากแดดพอหมาดๆ ก็นำเขามาตากในร่ม วิธีนี้ก็พอช่วยได้ และถ้าทำกระดาษแบบที่เห็นเป็นเส้นใยแบบหยาบแบบนี้ก็จะช่วยลดการหดหรือย่นได้ แบบตัก ใช้แม่พิมพ์ลักษณะเป็นตะแกรงไนลอน ขนาด 50 คูณ 60 เซนติเมตร หรือทำขนาดตามขนาดกระดาษที่ต้องการ ช้อนตักเยื่อเข้าหาตัว ยกตะแกรงขึ้นตรงๆแล้วเทน้ำออกไปทางด้านหน้าโดยเร็ว จะช่วยให้กระดาษมีความสม่ำเสมอ

แบบแตะมักใช้ตะแกรงที่ทำจากผ้าใยบัวหรือผ้ามุ้งที่มีเนื้อละเอียดและใช้วิธีชั่งน้ำหนักของเยื่อเป็นตัวกำหนดความหนาของแผ่นกระดาษ นำเยื่อใส่ในอ่างน้ำ ใช้มือเกลี่ยกระจายเยื่อบนแผ่นให้สม่ำเสมอ
ตัวอย่าง ในการทำแผ่นกระดาษสา นำตะแกรงไปตากแดดประมาณ 1-3 ชั่วโมง กระดาษสาจะแห้งติดกันเป็นแผ่น จึงลอกกระดาษสาออกจากแม่พิมพ์เปลือกปอสาหนัก 1 กิโลกรัม สามารถทำกระดาษสาได้ประมาณ 10 แผ่น(www.oknation.net/blog/paper-making/2007/05/30/entry-2)

3. การสกัดน้ำมันจากผิวส้มโอ
               การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำการสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำ เป็นวิธีการสกัดสารออกจากของผสมโดยใช้ไอน้ำเป็นตัวทำละลาย วิธีนี้ใช้สำหรับแยกสารที่ละเหยง่าย ไม่ละลายน้ำ และไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ ออกจากสารที่ระเหยยาก การสกัดโดยการกลั่นด้วยไอน้ำนอกจากใช้สกัดสารระเหยง่ายออกจากสารระเหยยากแล้วยังสามารถใช้แยกสารที่มีจุดเดือดสูงและสลายตัวที่จุดเดือดของมันได้อีก เพราะการกลั่นโดยวิธีนี้ความดันไอเป็นความดันไอของไอน้ำบวกความดันไอของของเหลวที่ต้องการแยก จึงทำให้ความดันไอเท่ากับความดันของบรรยากาศก่อนที่อุณหภูมิจะถึงจุดเดือดของของเหลวที่ต้องการแยก ของ ผสมจึงกลั่นออกมาที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดของของเหลวที่ต้องการแยก

 สมบัติของสารที่แยกโดยการกลั่นด้อยไอน้ำ

 1. ต้องไม่ละลายน้ำ จึงจะสามารถแยกออกจากน้ำได้ง่าย โดยใช้กรวยแยก

 2. มีสมบัติระเหยง่าย มีจุดเดือดหรือต่ำกว่าน้ำก็ได้ ถ้าสารมีจุดเดือดต่ำจะแยกได้ดีกว่าสารที่มี 

จุดเดือดสูงประโยชน์การกลั่นด้วยไอน้ำ

 1. สกัดแยกน้ำมันหอมระเหยออกจากส่อนต่างๆ ของพืช

2. สกัดแยกน้ำมันพืชจากเมล็ดพืช

     

รูปที่ 1.2 อุปกรณ์ในการกลั่นด้วยไอน้ำ

4. แบคทีเรีย

   แบคทีเรีย หรือ บัคเตรี เป็นประเภทของสิ่งมีชีวิตประเภทใหญ่ประเภทหนึ่ง มีขนาดเล็ก มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ส่วนใหญ่มีเซลล์เดียว และมีโครงสร้างเซลล์ที่ไม่ซับซ้อนมาก แบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีอยู่มากมายหลายชนิดทั้งมีอยู่ในสภาพแวดล้อมทั่วไปโดยไม่ก่อโรคและก่อโรคในคนหรือในสัตว์ ดังนั้นการศึกษาและจำแนกชนิดของแบคทีเรียจึงต้องใช้ความละเอียดในการสังเกตและแยกความแตกต่างของแบคทีเรียทั้งลักษณะภายนอก ที่สังเกตได้ด้วยตาเปล่าเช่น สีขนาดโคโลนี ความโปร่งแสงทึบแสง ความสามารถในการทำให้เม็ดเลือดแดงเกิด Hemolysis ใน blood agar การย้อมสีและดูด้วยกล้องจุลทรรศน์และการทดสอบคุณสมบัติทางชีวเคมี ีในการศึกษาและจำแนกชนิดของเชื้อแบคทีเรียนอกจากจะต้องอาศัยการสังเกตและการทดสอบทุกขั้นตอนยังต้องมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่ ของเซลล์แบคทีเรียเพื่อจะได้เข้าใจถึงธรรมชาติของแบคทีเรียและกลไกในการดำรงชีวิตและการก่อโรคได้

ลักษณะโคโลนี ( colonial morphology )

เมื่อเพาะแบคทีเรียบนอาหารเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียจะเจริญเติบโตบนอาหารเลี้ยงเชื้อและเจริญเพิ่มจำนวนเป็นหลายร้อยล้านเซลล์ ทำให้มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเรียกว่า colony ซึ่งมีลักษณะแตกต่างกันออกไป เช่น ขนาด ความเหนียว ความหยาบ ความละเอียด และสี ความแตกต่างดังกล่าวขึ้นอยู่กับ media ที่ใช้เลี้ยง และสภาวะที่ incubate แบคทีเรีย

ขนาด Colony
แบคที่เรียที่เลี้ยงในสภาวะที่เหมาะสม ในสายพันธ์ที่ใกล้เคียงกันมักมีขนาดที่ไม่แตกต่างกันมาก โคโลนีอาจมีตั้งแต่ขนาดเล็กมากจนมองด้วยตาเปล่าแทบไม่เห็นจนมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 4-5 มม.

               ลักษณะโคโลนี

 -  ดูลักษณะโคโลนี ( Form ) เช่น กลม รูปกระสวย ลักษณะไม่แน่นอน เหมือนรากไม้ เส้นใย
 -  ขอบโคโลนี (Margin) เช่น ขอบเรียบ หยักเป็นลอน หยักเป็นคลื่น เป็นเส้นใย
 -  ดูลักษณะความนูน ( Elevation) เช่น แบนราบ นูนเล็กน้อย โค้งสูง นูนสูง นูนตรงกลาง บุ๋มตรงกลางความเหนียว ความหยาบหรือความละเอียด
โคโลนีแบคทีเรียอาจมีความเหนียวต่างกัน บางชนิดเหนียวจนติดกับ loop บางชนิดยืดเป็นสายเมื่อยก loop ขึ้น เมื่อแสงส่องผ่านโคโลนีจะเห็นความละเอียดหรือหยาบได้ ซึ่งอาจละเอียดเป็นเม็ดเล็กๆ (amorphous) โป่งแสง ( translucent ) โปรงใส ( transparent ) มีสีเหลือบ ( opalescent) หรือทึบ ( opaque)
สีของโคโลนี
แบคทีเรียบางชนิดผลิตสารบางอย่างทำให้โคโลนีมีสี เช่น ผลิตสาร carrotinoid pigments จะให้ colony สีแดง สีส้ม หรือสีเหลือง