การผลิตพอลิเมอร์พลาสติกชีวภาพจากแป้งมันสำปะหลังโดยแบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะ
ชื่อผู้แต่งข้างต้นเป็นข้อความจากระเบียนผลงาน ไม่ได้ผูกกับรหัสนักวิจัย จึงกดดูผลงานอื่นของบุคคลนี้ไม่ได้ — ในคลังนี้ 142,080 ผลงาน (63.6% ของทั้งหมด) มีชื่อผู้แต่งที่เชื่อมกับหน้าผู้แต่งได้ และ 60,298 ผลงาน (27.0%) มีผู้แต่งที่ผูกกับรหัสนักวิจัยจริง ส่วนอีก 81,382 ผลงานไม่มีข้อมูลผู้แต่งเลย (มีชื่อผู้แต่งเป็นข้อความอยู่ 142,009 ผลงาน = 63.5%)
บทคัดย่อ
การผลิตพอลิเมอร์พลาสติกสลายตัวได้ทางชีวภาพเป็นที่สนใจ เพื่อใช้ทดแทนพลาสติกจากปิโตรเคมี พอลิไฮดรอกซีแอลคาโนเอท (พีเอชเอ) เป็นพอลิเมอร์พลาสติกสลายตัวได้ทางชีวภาพชนิดหนึ่ง ที่ได้จากกระบวนการทางชีวภาพของจุลินทรีย์ และมีศักยภาพในการใช้ประโยชน์ด้านการแพทย์และบรรจุภัณฑ์การผลิตพอลิเมอร์พลาสติกชีวภาพชนิดพีเอชเอนี้ยังมีข้อจำกัดด้านวัตถุดิบ กระบวนการผลิต และกรรมวิธีการสกัด ส่งผลให้มีต้นทุนการผลิตสูงและมีความเสี่ยงจากตัวทำละลายอันตรายที่ใช้เป็นสารสกัด การศึกษาครั้งนี้จึงมุ่งพัฒนากระบวนการผลิตพอลิเมอร์พลาสติกชีวภาพชนิดพีเอชเอที่มีความเหมาะสมต่อการใช้งาน โดยแบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะจากวัตถุดิบแป้งมันสำปะหลังที่มีราคาถูก ผลสำเร็จที่ได้อาจช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มและเสถียรภาพด้านราคาแก่พืชผลทางการเกษตร เน้นการพัฒนากระบวนการเลี้ยงจุลินทรีย์เพื่อผลิตสารและกรรมวิธีการสกัดสารพอลิเมอร์พลาสติกชีวภาพที่ลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์อันตราย เพื่อให้มีต้นทุนการผลิตต่ำและลดความเสี่ยงจากสารที่เป็นพิษ แบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะที่ใช้ศึกษาเป็นสายพันธุ์ปลอดภัย คัดแยกได้ในประเทศไทย ต่างกันจำนวน 2 สายพันธุ์ คือ Chryseobacterium sp. SUT-NZT6 และ SUT-NZT9 เมื่อเลี้ยงแบคทีเรียให้ผลิตพอลิเมอร์พีเอชเอระดับห้องปฏิบัติการแบบกึ่งกะสองขั้นตอน ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพที่บรรจุอาหารเลี้ยงเชื้อจากผลการศึกษาปริมาตร 5-10 ลิตร ด้วยสภาวะเหมาะสมที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ให้อากาศ 2.0 ลิตรต่อนาที กวนด้วยความเร็ว 300 รอบต่อนาที การเลี้ยงแบคทีเรียในขั้นตอนแรกใช้อาหารสมบูรณ์เตรียมจากแป้งมันสำปะหลังปริมาณ 30 กรัมต่อลิตร (น้ำหนักแห้ง) ปริมาตร 3 ใน 5 ส่วนของปริมาตรสุดท้าย เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นเติมอาหารขั้นต่ำที่มีกลูโคสความเข้มข้นสุดท้าย 10 กรัมต่อลิตร ให้ครบปริมาตรสุดท้าย เลี้ยงแบคทีเรียต่ออีก 48 ชั่วโมง สามารถผลิตเซลล์แบคทีเรียสายพันธุ์ SUT-NZT6 และ SUT-NZT9 ได้โดยเฉลี่ย 81.57 และ 79.48 กรัมต่อลิตร (น้ำหนักเปียก) ราว 15 และ 14 กรัมต่อลิตร (น้ำหนักแห้ง) ตามลำดับ ที่มีพีเอชเอสะสมไม่น้อยกว่าร้อยละ 26 ของน้ำหนักเซลล์แห้ง ได้ทดสอบคุณลักษณะของพอลิเมอร์พลาสติกชีวภาพชนิดพีเอชเอในเบื้องต้น ด้านความเหมาะสมต่อการใช้งาน พบว่าพีเอชเอที่ผลิตจากแบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะทั้ง 2 สายพันธุ์ มีพอลิไฮดรอกซีอัลคาโนเอทชนิดพอลิ-3ไฮดรอกซีบิวทิเรท และพอลิ-4ไฮดรอกซีบิวทิเรท เป็นส่วนประกอบ สามารถทำฟิล์มและขึ้นรูปได้ดี พีเอชเอจากแบคทีเรียสายพันธุ์ SUT-NZT6 และ SUT-NZT9 มีอุณหภูมิหลอมสูงโดยเฉลี่ย 168.60 และ 167.55 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ใกล้เคียงกับพอลิเมอร์ที่ได้จากปิโตรเคมีที่ใช้งานทั่วไปชนิดโพลีเอทิลีนและพอลิโพรไพลีน ชนิดไอโซแท็กติก พอลิโพรไพลีน (มีอุณหภูมิหลอมประมาณ 139 และ 171 องศาเซลเซียส ตามลำดับ) พร้อมทั้งได้พัฒนาวิธีการสกัดพอลิเมอร์พีเอชเอจากเซลล์แบคทีเรียสายพันธุ์เฉพาะที่ศึกษานั้น เป็นกรรมวิธีที่ไม่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์อันตรายที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นสารสกัด และสามารถพัฒนาต่อให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและต้นทุนต่ำกว่าวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วไป