มก. พบเอนไซม์ในเห็ดกำจัดพิษในน้ำเสียจากโรงงานทำกางเกงยีนส์

ทีมวิจัย มก. พบเห็ดชนิดใหม่แถมสร้างเอนไซม์มีประโยชน์ ใช้กำจัดพิษของสีฟอกย้อมที่ปนเปื้อนในน้ำเสียจากโรงงานสิ่งทอได้ โดยเฉพาะสีย้อมยีนส์ แถมไม่เพิ่มสารพิษให้สิ่งแวดล้อมจากเดิมที่กำจัดพิษสีย้อมด้วยปูนขาวหรือโอโซน ทั้งยังมีต้นทุนไม่แพงและนำเอนไซม์กลับมาใช้ใหม่ได้หลายครั้งแต่ยังคงประสิทธิภาพดีเยี่ยม

ใส่กางเกงยีนส์อยู่ดีๆ ก็มีส่วนทำลายสิ่งแวดล้อมด้วยเหมือนกัน เพราะน้ำเสียจากโรงงานอุตสาหกรรมผลิตกางเกงยีนส์ที่มีอยู่ทั่วโลกที่ปล่อยลงสู่แหล่งน้ำธรรมชาตินั้นเต็มไปด้วยสารพิษไปสะสมในธรรมชาติและก่อให้เกิดมะเร็งได้ในสิ่งมีชีวิต เพื่อหาวิธีกำจัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตกางเกงยีนส์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ทีมนักวิจัยของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ (มก.) จึงคิดใช้คุณสมบัติพิเศษของเอนไซม์ในเห็ดให้กำจัดพิษของสีย้อมในน้ำเสียจากโรงงานผลิตสิ่งทอ และก็ได้ผลดีเกินคาด ประยุกต์ใช้ได้จริงในอุตสาหกรรม

รศ.ดร.เลอลักษณ์ จิตรดอน อาจารย์ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ ม.เกษตรศาสตร์ เปิดเผยว่า เดิมทีมีจุดประสงค์ค้นหาเห็ดที่มีคุณสมบัติย่อยลิกนิน (lignin) ได้ดีในกระบวนการแยกเยื่อปอสาเพื่อช่วยชาวบ้านลดต้นทุนและผลิตกระดาษสาได้อย่างมีประสิทธิภาพ และก็ได้นำเห็ดป่าชนิดหนึ่งที่ขึ้นอยู่บนต้นสมอพิเพกไปใช้ในวัตถุประสงค์ดังกล่าวได้เป็นอย่างดี

ด้าน ดร.ชุรภา ธีรภัทรสกุล ซึ่งเป็นนักศึกษาในโครงการปริญญาเอกกาญจนาภิเษก (คปก.) และมี รศ.ดร.เลอลักษณ์ เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา เห็นว่าเอนไซม์ในเห็ดพันธุ์ใหม่จากต้นสมอพิเพกที่ย่อยลิกนินได้ น่าจะสามารถย่อยสารเคมีชนิดอื่นที่มีโครงสร้างคล้ายกับลิกนินได้ เช่น สารพิษและสีย้อมชนิดต่างๆ ซึ่งปกติจะใช้สารเคมี เช่น ปูนขาว หรือโอโซน เป็นตัวช่วยกำจัด

นักวิจัยจึงศึกษาวิเคราะห์จีโนมของเห็ดดังกล่าวอย่างละเอียด พบว่าเป็นเห็ดสายพันธุ์ใหม่ที่อยู่ในสกุลเดียวกับเห็ดหลินจือ ตั้งชื่อว่า เคยู-เอแอลเค4 (KU-Alk4) ตลอดจนศึกษากลไกการสร้างเอนไซม์ และปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อการผลิตและการทำงานของเอนไซม์

ทำให้นักวิจัยพบว่าเห็ด KU-Alk4 สามารถสร้างเอนไซม์ย่อยลิกนินในกลุ่มแลคเคส (laccase) ที่มีโครงสร้างโมเลกุลแบบใหม่เพิ่มขึ้นได้อีก 2 ชนิด จากทั้งหมด 5 ชนิดที่สร้างได้ ซึ่งหนึ่งในชนิดใหม่ที่พบมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงเป็นอย่างดีและทำงานได้ดีที่อุณหภูมิสูงมากถึง 90 องศาเซลเซียส ซึ่งดร.ชุรภา เผยว่าเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะนำไปใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานที่ส่วนใหญ่มีอุณหภูมิสูงอยู่แล้ว

จากการทดลองในห้องปฏิบัติการพบว่าเอนไซม์แลคเคสสามารถย่อยสารพิษในสีย้อมได้หลายชนิด แต่ย่อยสีย้อมชนิดอินดิโกคาร์มีน (Indigo Carmine) ได้ดีที่สุด ซึ่งเป็นสีย้อมเฉดน้ำเงินที่ใช้มากในอุตสาหกรรมการผลิตกางเกงยีนส์ และเป็นสีหนึ่งที่มักปนเปื้อนในน้ำทิ้งจากโรงงานสู่สิ่งแวดล้อม และเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตรุนแรงถึงขั้นทำให้เสียชีวิตได้

"เราได้พัฒนากระบวนการเพาะเลี้ยงเห็ด KU-Alk4 ให้สร้างเอ็นไซม์แลคเคสได้มากขึ้นถึง 12 เท่า จากนั้นสกัดเอนไซม์ได้และนำไปตรึงอยู่บนวัสดุตรึงเอนไซม์แบบเม็ดกลม ซึ่งทำให้สามารถนำเอนไซม์หมุนเวียนกลับมาใช้ใหม่ได้ไม่ยาก" ดร.ชุรภา เผย

เมื่อนักวิจัยนำเอนไซม์ไปย่อยสีอินดิโกคาร์มีนในถังหมักแบบให้อากาศขนาด 5 ลิตร โดยค่อยๆ หยดสีอินดิโกคาร์มีนลงไปครั้งละ 0.1 กรัม พบว่าเอนไซม์ชุดเดียวในปริมาณ 10,000 ยูนิต สามารถย่อยสลายอินดิโกคาร์มีนได้ 100% ถึง 16 รอบ และเมื่อคำนวณปริมาณสีที่ถูกกำจัดไปทั้งสิ้นเป็น 1.8 กรัม ขณะที่สีย้อมที่ใช้กันในอุตสากรรมจะใช้ในปริมาณความเข้มข้น 0.1 กรัมต่อลิตร และเหลือปะปนออกมากับน้ำเสียราว 10% ซึ่งหากนำไปใช้จริงในโรงงานก็จะใช้ได้นานกว่า และพร้อมถ่ายทอดเทคโนโลยีให้ภาคอุตสาหกรรมที่สนใจ

ดร.ชุรภา เสริมว่า ปัจจุบันกฎหมายห้ามไม่ให้ปล่อยน้ำเสียที่ปนเปื้อนฟีนอลลงในแหล่งน้ำ ขณะที่ไม่ได้ห้ามปล่อยน้ำเสียที่ปนเปื้อนสีย้อม ทั้งที่จริงแล้วสีย้อมก็เป็นสารเคมีในกลุ่มเดียวกับฟีนอล (phenolic compound) เช่นกัน.