Dip-Innovation

กรมส่งเสริมอุตสาหกรรม

เอนไซม์สำหรับย่อยวัตถุดิบจากมันสำปะหลังเป็นน้ำตาลโดยไม่ใช้ความร้อน

เอนไซม์สำหรับย่อยวัตถุดิบจากมันสำปะหลังเป็นน้ำตาลโดยไม่ใช้ความร้อน

เทคโนโลยีเพื่อสนับสนุนภาคการผลิตและพัฒนาคุณภาพชีวิต
 (Technology For Supporting And Developing Quality Of Life)
เทคโนโลยีเกษตร
ชื่อเทคโนโลยี           เอนไซม์สำหรับย่อยวัตถุดิบจากมันสำปะหลังเป็นน้ำตาลโดยไม่ใช้ความร้อน

เอนไซม์ ENZ_Cas เป็นมัลติเอนไซม์ซึ่งประกอบด้วยกิจกรรมของเอนไซม์กลุ่มย่อยโพลีแซคคาไรด์ที่ไม่ใช่แป้ง (non-starch polysaccharide hydrolyzing enzyme) ซึ่งรวมถึงเซลลูเลส เพคติเนส และเฮมิเซลลูเลส และเอนไซม์ย่อยแป้งดิบ (raw starch degrading amylolytic enzyme) จากสายพันธุ์ราในกลุ่ม Aspergillus  ซึ่งคัดเลือกจาก BIOTEC Culture Collection เอนไซม์นี้สามารถย่อยวัตถุดิบจากมันสำปะหลังประเภทต่างๆ ได้แก่ หัวมันสดบด มันเส้น และกากมันสำปะหลังเป็นน้ำตาลได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้ความร้อนในการเจลาติไนซ์แป้ง (non-thermal hydrolysis and saccharification process) ซึ่งกระบวนการนี้อาศัยการทำงานร่วมกันของเอนไซม์ต่างๆ ในมัลติเอนไซม์ในการย่อยสลายองค์ประกอบของผนังเซลล์ที่กักเม็ดแป้งไว้ และย่อยเม็ดแป้งที่ปลดปล่อยออกมา โดยให้ปริมาณน้ำตาลองค์ประกอบมากกว่า 80% ของค่าทางทฤษฎีภายในเวลา 48 ชั่วโมง น้ำตาลที่ได้สามารถนำมาใช้เพื่อใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและสารเคมีต่างๆ ด้วยกระบวนการหมักโดยเฉพาะเพื่อการผลิตไบโอเอธานอล
ผู้ทรงสิทธิ สวทช.
สถานภาพทรัพย์สินทางปัญญา           ยื่นคำขอสิทธิบัตรแล้วเลขที่คำขอ 801005025 เอนไซม์รวมจากเชื้อราที่มีประสิทธิภาพในการย่อยวัตถุดิบจากมันสำปะหลังทุกรูปแบบโดยไม่ต้องอาศัยความร้อนในการทำให้แป้งสุกก่อน ซึ่งเป็นการช่วยลดการใช้พลังงานในกระบวนการผลิตเอธานอลหรือสารเคมีต่างๆโดยใช้มันสำปะหลังเป็น
วัตถุดิบ
ที่มา  ข้อมูลเบื้องต้น ความสำคัญของปัญหา    ในปัจจุบันกระบวนการแปรสภาพชีวมวล (biomass conversion) เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) และสารเคมี (biochemicals) ด้วยกระบวนการหมัก (fermentation) หรือการเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ (biocatalysis) มีบทบาทสำคัญมากขึ้น เนื่องจากความต้องการเชื้อเพลิงและสารเคมีจากวัตถุดิบทางเลือกที่เพิ่มขึ้น วัตถุดิบจากมันสำปะหลังประเภทต่างๆ ซึ่งได้แก่ หัวมันสด มันเส้น และกากมันสำปะหลังซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตแป้งมันสำปะหลังจัดเป็นวัตถุดิบตั้งต้นที่มีศักยภาพในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและสารเคมีต่างๆ โดยวัตถุดิบประเภทต่างๆจะมีแป้งและเส้นใย (fiber) เป็นองค์ประกอบหลักในสัดส่วนที่แตกต่างกัน โดยทั้งแป้งและเซลลูโลสรวมถึงเฮมิเซลลูโลส ซึ่งเป็นองค์ประกอบของเส้นใยสามารถเป็นแหล่งของน้ำตาลได้ โดยทั่วไปกระบวนการเปลี่ยนแป้งในมันสำปะหลังเป็นน้ำตาลสามารถทำได้โดยการย่อยด้วยกรดที่อุณหภูมิสูง หรือการใช้กระบวนการทางเอนไซม์ด้วยการเจลาติไนซ์แป้งที่อุณหภูมิสูงในสภาวะที่มีเอนไซม์แอลฟา-อะไมเลส และย่อยเด็กซ์ทรินที่ได้เป็นน้ำตาลโดยเอนไซม์
กลูโคอะไมเลส แต่กระบวนการดังกล่าวใช้พลังงานในการให้ความร้อน รวมถึงการเกิดสารยับยั้งการทำงานของจุลินทรีย์ในกระบวนที่ใช้กรด การพัฒนากระบวนการทางเอนไซม์ใหม่ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้นทั้งในเชิงพลังงาน เศรษฐศาสตร์ และเทคโนโลยี จึงเป็นงานวิจัยที่มีความน่าสนใจและมีสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและกระบวนการแปรสภาพชีวมวลในประเทศ
สรุปเทคโนโลยี        มัลติเอนไซม์ที่พัฒนาขึ้นประกอบด้วยกิจกรรมของเอนไซม์ในกลุ่มเซลลูเลส
เพคติเนส และเฮมิเซลลูเลสที่ทำงานร่วมกันในการย่อยสลายองค์ประกอบของผนังเซลล์เพื่อปลดปล่อยเม็ดแป้งออกมา ซึ่งสามารถถูกย่อยต่อเป็นน้ำตาลได้โดยเอนไซม์ย่อยแป้งดิบ เอนไซม์องค์ประกอบนี้จะทำงานร่วมกันในการย่อยแป้งรวมถึงเซลลูโดลสและเฮมิเซลลูโลสในวัตถุดิบจากมันสำปะหลังประเภทต่างๆเป็นน้ำตาลในขั้นตอนเดียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ต้องอาศัยความร้อนในการเจลาติไนซ์แป้ง ซึ่งน้ำตาลที่ได้สามารถนำไปใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและสารเคมีต่างๆในชั้นตอนต่อไป
จุดเด่นของเทคโนโลยี          

  1. มัลติเอนไซม์ที่พัฒนาขึ้นสามารถย่อยวัตถุดิบจากมันสำปะหลังทุกประเภทเป็นน้ำตาลได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยได้ปริมาณน้ำตาล > 80% (>800 mg ของน้ำตาลรีดิวซ์/กรัมของวัตถุดิบโดยน้ำหนักแห้ง) ของค่าที่ได้ทางทฤษฎีภายในเวลา 48 ชั่วโมงภายใต้สภาวะที่เหมาะสม
  2. ไม่ต้องใช้ความร้อนในการเจลาติไนซ์แป้งในวัตถุดิบก่อน จึงเป็นการช่วยลดพลังงานที่ต้องใช้ในกระบวนการผลิต และไม่เกิดสารยับยั้งประเภท dehydration product
  3. สามารถทำงานได้ดีในช่วงอุณหภูมิ 35-50 oC และ pH 4-5 ซึ่งเหมาะสมกับในพัฒนากระบวนการหมักแบบขั้นตอนเดียวร่วมกับจุลินทรีย์ต่างๆ
  4. การย่อยแป้งดิบสามารถเกิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ร่วมกับการย่อยเฮมิเซลลูโลสและเซลลูโลสบางส่วนทำให้ได้ทั้งน้ำตาลกลูโคสและไซโลส
  5. มีผลในการช่วยลดความหนืด (viscosity) ของวัตถุดิบในระบบการหมัก ทำให้สามารถใช้ได้กับระบบที่ใช้ปริมาณวัตถุดิบสูงได้ (high solid loading fermentation)

สถานภาพเบื้องต้น งานวิจัยเสร็จสิ้นสมบูรณ์ กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนากระบวนการผลิตและการศึกษาการนำไปประยุกต์ใช้
รูปแบบความร่วมมือที่เสนอ เสาะหาผู้รับอนุญาตให้ใช้สิทธิ
เจ้าของผลงาน
1. อุกฤษฏ์ รัตนโฉมศรี
2. สุทิพา ธนพงษ์พิพัฒน์
3. ลิลี่ เอื้อวิไลจิตร
4. วีระวัฒน์ แช่มปรีดา
สนใจสอบถามข้อมูล: คุณปณิธาน  ลีละธนาวิทย์ โทร 02-564-6700 ต่อ 3128
Email : panitan@biotec.or.th
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ  (สวทช.)
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ศช.)
ฝ่ายพัฒนาธุรกิจเทคโนโลยีชีวภาพ
อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย  เลขที่ 113  ถ.พหลโยธิน
ต. คลองหนึ่ง  อ.คลองหลว จ. ปทุมธานี  12120

ที่มา: สำนักส่งเสริมและถ่ายทอดเทคโนโลยี กระทรวงวิทยาศาตร์และเทคโนโลยี
โทร. 02-354-4466 ต่อ 612, 613, 633, แฟ็กซ์. 02-354-3712
http://www.most.go.th

Updated: February 21, 2017 — 12:06 pm

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Dip-Innovation © 2016 Frontier Theme