การวิจัยและพัฒนานวัตกรรมระบบการผลิตสาหร่ายขนาดเล็กอย่างเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน

บทคัดย่อ

ชุดโครงการ การวิจัยและพัฒนานวัตกรรมระบบการผลิตสาหร่ายขนาดเล็กอย่างเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและยั่งยืน เป็นการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตชีวมวลสาหร่ายขนาดเล็ก เพื่อเป็นผลิตภัณฑ์อาหาร และสารสกัดจากธรรมชาติ บนพื้นฐานการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ภายใต้แนวคิด BCG Economy โดยมีโครงการวิจัยย่อย ได้แก่ โครงการวิจัยย่อยที่ 1 การศึกษาการใช้สารอาหารและพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายการให้สารอาหารและผลผลิตชีวมวลในระบบการเพาะเลี้ยงสาหร่ายระดับต้นแบบ โครงการวิจัยย่อยที่ 2 การใช้น้ำทะเลเพื่อเป็นอาหารสำหรับการผลิตชีวมวลและสารมูลค่าสูงของสาหร่าย โครงการวิจัยย่อยที่ 3 การพัฒนาอาร์โธรสไปร่าสายพันธุ์กลายโดยเทคนิคทางชีวโมเลกุลเพื่อสร้างสารมูลค่าสูง โครงการวิจัยย่อยที่ 4 การพัฒนาระบบการผลิตชีวมวลสาหร่ายในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเพื่อผลิตสารมูลค่าสูง ผลจากดำเนินงานในระยะที่ 1 ได้สร้างองค์ความรู้ที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพการใช้สารอาหารหลักคือ คาร์บอนและไนโตรเจน เพื่อสร้างชีวมวลของสไปรูลิน่า หรือ อาร์โธรสไปร่า ซึ่งใช้เป็นต้นแบบสาหร่าย ที่เพาะเลี้ยงในระดับห้องปฏิบัติการ และทดสอบในสภาวะกลางแจ้ง ข้อมูลที่ได้ถูกนำไปใช้สำหรับการพัฒนาและสร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์สำหรับทำนายการใช้สารอาหารเพื่อสร้างชีวมวลของสาหร่ายในเบื้องต้น โดยแบบจำลองคณิตศาสตร์ที่ได้จะถูกนำไปทดสอบและพัฒนาต่อยอดเพื่อให้มีความเหมาะสมกับระบบเพาะเลี้ยงสาหร่าย และนำไปสู่การพัฒนาระบบควบคุมการให้สารอาหารที่สอดคล้องกับการเจริญเติบโตของสาหร่ายในระบบเพาะเลี้ยงสาหร่ายระดับต้นแบบในโครงการระยะต่อไป นอกจากนี้ชุดโครงการวิจัยยังได้พัฒนาสูตรอาหารใหม่ ซึ่งเป็นสูตรอาหารที่มีการใช้น้ำทะเลมาทดแทนสารอาหารบางส่วน ร่วมกับการลดการใช้แหล่งคาร์บอน เพื่อการผลิตชีวมวลสาหร่าย โดยสูตรอาหารใหม่มีส่วนช่วยลดการใช้สารเคมี และลดค่าใช้จ่ายด้านค่าสารเคมี ได้ไม่น้อยกว่าร้อยละ 40 ดังนั้นสูตรอาหารที่พัฒนาขึ้นนี้จะถูกนำไปต่อยอดเพื่อพัฒนาการผลิตสาหร่ายด้วยต้นทุนที่คุ้มค่าต่อไป ชุดโครงการวิจัยนี้ยังพัฒนาเทคโนโลยีการปรับปรุงสายพันธุ์สาหร่ายอาร์โธรสไปร่าเพื่อใช้เป็นแหล่งผลิตสารเคมีมูลค่าสูง โดยสายพันธุ์กลายสาหร่ายอาร์โธรสไปร่า มียีนสำหรับการเติมพันธะคู่ของกรดไขมันเพื่อผลิตกรดไขมันจำเป็นชนิดไม่อิ่มตัวโอเมก้า 3 (?3) อยู่บนโครโมโซม ดังนั้นสายพันธุ์ที่ได้จะถูกนำไปต่อยอดพัฒนาการเพาะเลี้ยงเพื่อเพิ่มปริมาณกรดไขมันจำเป็นชนิดไม่อิ่มตัว รวมทั้งชุดโครงการวิจัยนี้ยังได้พัฒนาออกแบบและสร้างระบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพให้มีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มการเคลื่อนที่ของเซลล์สาหร่าย และให้แสงด้านในระบบ ทำให้เซลล์สามารถรับแสงได้ดียิ่งขึ้น และช่วยลดปัญหาการเกิด dead zone ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ โดยต้นแบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพรุ่นใหม่นี้ จะถูกนำไปทดสอบเพาะเลี้ยงสาหร่ายและต่อยอดให้เกิดประสิทธิภาพในการเพาะเลี้ยงสาหร่ายเพื่อเพิ่มผลผลิตชีวมวลและสารชีวเคมีในโครงการระยะต่อไป องค์ความรู้ที่ได้จากชุดโครงการนี้ จะนำไปสู่การพัฒนานวัตกรรมการจัดการระบบการผลิตชีวมวลสาหร่าย เพื่อใช้เป็นผลิตภัณฑ์อาหาร และสารสกัดจากธรรมชาติ บนพื้นฐานการใช้ทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ