มจธ.พัฒนา “ซูเปอร์เอนไซม์” ย่อยเซลลูโลสแน่นๆ ประยุกต์ใช้งานได้หลากหลายอุตสาหกรรม ทั้งผลิตไบโอเอทานอล กรดอินทรีย์ อาหารสัตว์ และก๊าซชีวภาพ ผลงานจากความร่วมมือกับญี่ปุ่น จนได้รับความสนใจจากภาคเอกชนหลายรายไปต่อยอดทางการค้า
คณะวิจัยของห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีเอนไซม์ สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ (สรบ.) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ได้ดำเนินการคัดแยกและจำแนกแบคทีเรียเพื่อผลิตเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพสูงต่อการย่อยพอลิแซ็กคาไรด์ในผนังเซลล์พืชของชีวมวล เพื่อใช้ประโยชน์ในด้าน Bio refinery มาอย่างต่อเนื่องกว่า 30 ปี โดยเฉพาะในกลุ่มเอนไซม์ย่อยผนังเซลล์พืชจากแบคทีเรีย กระทั่งได้ค้นพบแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์ที่มีคุณสมบัติที่ดีหลายๆ ชนิด โดยเอนไซม์จากแบคทีเรียแต่ละชนิดมีความพิเศษเฉพาะตัวที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมได้หลากหลาย เช่น อุตสาหกรรมการผลิตไบโอเอทานอล กรดอินทรีย์ อาหารสัตว์ และก๊าซชีวภาพ เป็นต้น
ขณะที่เอนไซม์ย่อยผนังเซลล์พืชที่ขายในท้องตลาดมีประสิทธิภาพต่ำมากในการย่อยชีวมวลที่มีการจับตัวกันแน่นของเซลลูโลส ทำให้ต้องใช้สารเคมีต่างๆในการปรับสภาพก่อนย่อยต่อด้วยเอนไซม์ ทำให้สิ้นเปลืองทั้งค่าสารเคมี และการกำจัดของเสีย ทีมวิจัย มจธ.จึงร่วมมือด้านงานวิจัยกับศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์การเกษตรนานาชาติแห่งประเทศญี่ปุ่น (Japan International Research Center for Agricultural Sciences, JIRCAS) ภายใต้กระทรวงเกษตรและประมง ประเทศญี่ปุ่นมากกว่า 10 ปี
จากความร่วมมือดังกล่าวจึงค้นพบเชื้อคลอสทีเดียมเทอร์โมเซลลัม เอส14 (Clostridium thermocellum S14) ซึ่งผลิตเอนไซม์เชิงซ้อนในกลุ่มที่ย่อยเซลลูโลสที่มีศักยภาพสูงในการย่อยพอลิแซ็กคาไรด์ในผนังเซลล์พืชของชีวมวล และมีประสิทธิภาพดีกว่าเอนไซม์ทางการค้า และได้จดสิทธิบัตรร่วมกันในประเทศญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาเมื่อปี 2554 เพื่อใช้เอนไซม์จากเชื้อดังกล่าวที่เรียกว่า “ซูเปอร์เอนไซม์” (Super Enzyme) ซึ่งสามารถย่อยสารชีวมวลได้ดี โดยไม่ต้องผ่านการปรับสภาพ และเปลี่ยนพอลิแซ็กคาไรด์ในชีวมวลให้เป็นน้ำตาล เพื่อใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับงานด้าน Bio refinery
รศ.ดร.กนก รัตนะกนกชัย หัวหน้าคณะทำงานฯ จากห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีเอนไซม์ สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ (สรบ.) มจธ. เปิดเผยว่า “ซูเปอร์เอนไซม์” เป็นเอนไซม์ที่ได้จากการเพาะเลี้ยงแบคทีเรียภายใต้สภาวะไม่ใช้อากาศ ซึ่งแตกต่างจากเอนไซม์ที่มีขายทั่วไปที่ได้จากจุลินทรีย์ในกลุ่มเชื้อราที่ผลิตเอนไซม์ในรูปแบบเอนไซม์อิสระ โดยเอนไซม์ที่คัดแยกได้จากห้องปฏิบัติการฯ เป็นเอนไซม์ที่อยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มก้อน สามารถทำงานแบบยืดหยุ่นและย่อยวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรและของเสียจากอุตสาหกรรมการเกษตรได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในเวลาสั้น โดยไม่ต้องผ่านการปรับสภาพด้วยสารเคมี และสามารถทำงานได้แม้จะไม่ได้อยู่รวมกันเป็นก้อน จึงเป็นเอนไซม์ที่สามารถทำงานได้ถึง 2 ต่อ
“จากการค้นพบเทคนิคเฉพาะในการคัดแยกเชื้อ และจากคุณสมบัติจำเพาะของ “ซูเปอร์เอนไซม์” ที่สามารถย่อยสลายวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรและของเสียจากอุตสาหกรรมการเกษตรโดยไม่ต้องผ่านการปรับสภาพได้เป็นรายแรกๆ ของโลก ส่งผลให้ได้รับความสนใจจากภาคเอกชนที่จะนำผลงานวิจัยไปต่อยอดทางการค้า เช่น IHI Enviro Corporation ซึ่งเป็นบริษัทที่มีชื่อเสียงและมีความชำนาญด้านการผลิตก๊าซชีวภาพจากประเทศญี่ปุ่น สนใจและต้องการนำแบคทีเรียที่เจริญในสภาวะไม่ใช้อากาศ และผลิตเอนไซม์ในลักษณะ “ซูเปอร์เอนไซม์” ไปใช้ประโยชน์ จึงเกิดเป็นความร่วมมือ 3 ฝ่าย ระหว่างJIRCAS IHI Enviro และ มจธ.ขึ้น เมื่อวันที่ 20 พ.ค.58 ที่ผ่านมา” รศ.ดร.กนกระบุ
สำหรับก๊าซชีวภาพนั้น ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ เตชะอภัยคุณหนึ่งในคณะทำงานกล่าวว่า ปัจจุบันปัญหาของการผลิตก๊าซชีวภาพ คือ ไม่สามารถผลิตก๊าซชีวภาพจากสารชีวมวลที่เป็นของแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหากจะใช้ชีวมวลแข็งจะต้องผ่านการปรับสภาพต่างๆ ทำให้มีค่าใช้จ่ายสูง อย่างไรก็ตามแบคทีเรีย และ “ซูเปอร์เอนไซม์” ที่ทางคณะค้นพบ สามารถใช้ชีวมวลแข็งเป็นสารตั้งต้นในการผลิตก๊าซชีวภาพได้ โดยไม่ต้องผ่านการปรับสภาพหรือปรับสภาพในสภาวะที่ไม่รุนแรง ร่นระยะเวลาการย่อยสลาย ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายให้กับผู้ประกอบการได้มาก
“ที่สำคัญสามารถผลิตก๊าซชีวภาพจากของเสียอุตสาหกรรมเกษตร เช่น ชานอ้อย ฟางข้าว กากมันสำปะหลัง ฯลฯ ซึ่งแต่ละปีจะมีของเหลือทิ้งเหล่านี้จากกระบวนการผลิตเป็นจำนวนมาก ซึ่งจะเป็นเรื่องที่ดีมากหากสามารถเปลี่ยนสารเหล่านี้ให้เป็นสารที่มีมูลค่าสูงขึ้น หรือ ผลิตเป็นพลังงานทดแทนป้อนกลับเข้าไปใช้ในโรงงานแทนการเผาหรือฝั่งกลบที่ส่งผลให้เกิดมลพิษ ด้วยเหตุนี้บริษัท IHI ในฐานะบริษัทที่ดำเนินธุรกิจผลิตก๊าซชีวภาพลำดับต้นๆ ของญี่ปุ่น ซึ่งมีเทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพจากของเหลว จึงให้ความสนใจที่จะนำผลงานวิจัยดังกล่าวไปต่อยอดเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพจากชีวมวลแข็ง” ผศ.ดร.จักรกฤษณ์ให้ข้อมูล
*******************************
