"โพลิเมอร์ชีวภาพ" กับการวิจัยเพื่อใช้ประโยชน์

ในโลกแห่งการวิจัย คิดค้นและพัฒนายุคปัจจุบัน "โพลิเมอร์ชีวภาพ" นับเป็นสิ่งที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการนำมาใช้ในการผลิตหรือดัดแปลงเป็นวัสดุต่าง ๆ เพื่อใช้ประโยชน์ ซึ่งโดยทั่วไป "โพลิเมอร์" คือ สิ่งที่มนุษย์สังเคราะห์ขึ้น เช่น พลาสติก ยางสังเคราะห์ ฯลฯ แต่สำหรับโพลิเมอร์ชีวภาพแล้วถือเป็นสิ่งที่มีอยู่ในธรรมชาติรอบตัวเรา และจัดว่ามีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอย่างมาก ตัวอย่างโพลิเมอร์ชีวภาพที่น่าสนใจ ได้แก่ เซลลูโลสที่อยู่ในโครงสร้างของพืช แป้งที่เราใช้เป็นอาหาร ยางพารา โปรตีน สารไคตินและไคโตซานที่มีอยู่ในเปลือกปูเปลือกกุ้ง และแกนปลาหมึก ปัจจุบันศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ หรือเอ็มเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ นับเป็นผู้มีบทบาทสำคัญในการทำการวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับโพลิเมอร์ชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำกากของเสียที่เหลือจากอุตสาหกรรมส่งออกอาหารแปรรูป ซึ่งมีเป็นจำนวนมากมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ชีวภาพหลายชนิดเพื่อนำไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่น ๆ ตัวอย่างงานวิจัยที่ทางเอ็มเทคสนใจทำในขณะนี้ก็คือ การศึกษาความเป็นไปได้ในการผลิตผิวหนังเทียมจากไคติน-ไคโตซาน สำหรับรักษาแผลไฟไหม้ น้ำร้อนลวก สารไคติน-ไคโตซานมีคุณสมบัติคือ ไม่มีปฏิกิริยาต่อต้านจากร่างกาย เป็นคาร์โบไฮเดรต จะสลายตัวอย่างช้า ๆ และถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายในที่สุด และงานวิจัยเกี่ยวกับการนำเอาแป้งมันสำปะหลังมาปรับปรุง และเปลี่ยนแปลงเกิดประโยชน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเชิงวัสดุ เช่น ทำแผ่นฟิล์มหรือแผ่นพลาสติกคลุมแปลงพืชผักทางการเกษตร ทำหมึกพิมพ์สกรีนระบบน้ำ ทำโพลิเมอร์ดูดน้ำที่ใช้ในการบำบัดน้ำทิ้ง ทำเป็นอาหารเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช หรือเป็นวัสดุเพื่อการบรรจุ เช่น ถุงพลาสติกที่ย่อยสลายได้ เป็นต้น ไคตินและไคโตซาน เป็นสารธรรมชาติที่มีในเปลือกสัตว์จำพวก กุ้ง ปูและแมลง นอกจากนี้ยังพบในผนังเซลล์ของเชื้อราและสาหร่ายบางชนิด ไคตินและไคโตซานสามารถนำมาใช้งานได้แพร่หลาย ทั้งด้านวัสดุทางการแพทย์และเภสัช ด้านสิ่งแวดล้อม ด้านการเกษตร โดยได้มาจากแหล่งใหญ่คือ ได้จากการสกัดของเปลือกกุ้งและปู ได้มีการนำไคตินมาใช้เพื่อทำน้ำให้บริสุทธิ์สำหรับดื่ม รวมถึงใช้ในอุตสาหกรรมผลิตยาบางชนิด สำหรับในอุตสาหกรรมกระดาษไคโตซานได้ถูกใช้เพื่อเป็นสารช่วยการยึดติดโดยใช้เพียง 1% โดยน้ำหนัก กระดาษที่ได้จะมีความทนทานเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะขณะเปียก ซึ่งเหมาะสำหรับทำผ้าอ้อมแบบใช้แล้วทิ้ง หรือทำกระดาษเช็ดมือ ในส่วนของไคโตซานนั้น ได้จากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีของไคติน และมีการนำไปใช้หลายด้านเช่นเดียวกัน เช่น ในระบบบำบัดน้ำทิ้ง เนื่องจากไคโตซานสามารถจับของแข็งที่แขวนลอยได้ดี และจับกับอะตอมโลหะหนักเช่น ปรอท ตะกั่ว แคดเมียม นอกจากนี้ยังได้มีการนำไคโตซานไปช่วยจับสารกัมมันตรังสีพวกพลูโตเนียม ยูเรเนียมด้วย นอกจากนี้ยังมีการนำไคโตซานมาผสมกับพลาสติก เพื่อใช้ในการผลิตพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้ ไคโตซานเป็นสารโพลิเมอร์ที่อุ้มน้ำ นำมาห่อหุ้มต้นอ่อน ช่วยให้เจริญเติบโตได้ดี ในอุตสาหกรรมอาหารมีความเป็นไปได้ที่จะใช้ไคโตซานเป็นวัสดุห่อหุ้มอาหาร หรือยืดอายุของผลไม้ได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการต่อต้านจุลินทรีย์ ส่วนในเครื่องสำอางไคโตซานได้ถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์หลายอย่าง เช่น เป็นสารเพิ่มความข้นเหนียวในคอนดิชันเนอร์และครีม เป็นส่วนผสมในโลชั่น เพื่อเพิ่มความชุ่มชื้นในขณะใช้ เป็นต้น ในด้านการแพทย์ ในต่างประเทศได้มีการใช้งานกันอย่างกว้างขวาง โดยใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตผิวหนังเทียม เพื่อใช้ในการรักษาแผลผ่าตัดและไฟไหม้ ซึ่งจะช่วยให้แผลหายเร็วขึ้น ทำผลิตภัณฑ์ตกแต่งแผล ด้ายเย็บแผล ซึ่งข้อดีของมันก็คือจะไม่มีปฏิกิริยาต่อต้านร่างกาย และจะสลายตัวอย่างช้า ๆ เป็นคาร์โบ ไฮเดรตและถูกดูดซับในร่างกาย สำหรับในส่วนของงานวิจัยเกี่ยวกับแป้งมันสำปะหลัง เนื่องจากประเทศไทยถือเป็นประเทศผู้ผลิตแป้งมันสำปะหลังได้ในปริมาณมากเป็นอันดับหนึ่งของโลก ซึ่งส่วนใหญ่มักนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหารสัตว์ และผลิตภัณฑ์แปรรูปเพื่อเป็นอาหารต่าง ๆ ปัจจุบันเอ็มเทคได้ ให้ความสำคัญเกี่ยวกับการนำเอาแป้งมันสำปะหลังมาปรับปรุงเปลี่ยนแปลงให้เกิดประโยชน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเชิงวัสดุ ที่ผ่านมาได้ให้การสนับสนุนการทำแผ่นฟิล์มหรือแผ่นพลาสติกเพื่อใช้ในการเกษตร เช่น เป็นถุงเพาะชำพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้ ทำหมึกพิมพ์สกรีนระบบน้ำ หรือการนำแป้งมันสำปะหลังมาเป็นวัตถุดิบในการทำเป็นโพลิเมอร์ดูดน้ำ ที่ใช้ในการบำบัดน้ำทิ้ง หรือทำเป็นอาหารในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพืช เช่น กล้วยไม้ พืชสมุนไพรหรือพืชหายาก เป็นต้น ซึ่งทั้งหมดนี้ถือเป็นการสนับสนุนการเพิ่มมูลค่าของแป้งมันสำปะหลังในประเทศให้มากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ยังมีงานวิจัยเกี่ยวกับยางพารา ซึ่งจัดเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งของประเทศ เช่น การทำถุงมือยางเพื่อใช้ในทางการแพทย์ การทำเป็นแบริ่งเรือประมง ยางรองคอสะพาน เป็นต้น อย่างไรก็ตาม จากการที่โพลิเมอร์ชีวภาพ เช่น เปลือกกุ้ง แป้งมันสำปะหลัง รวมทั้งยางพารา สามารถหาได้ง่ายและมีคุณสมบัติเฉพาะที่น่าสนใจ จึงอาจกล่าวได้ว่าการวิจัยและพัฒนาโพลิเมอร์ชีวภาพในเมืองไทย น่าจะทำได้อย่างไม่มีขีดจำกัด ส่วนผลดีที่จะได้รับนั้น นอกจากจะเป็นการเพิ่มแนวทางในการนำผลิตผลทางการเกษตรหรือกากของเสียไปใช้แล้ว ยังช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับผลิตภัณฑ์นั้น ๆ อีกด้วย.

ศิริรัตน์ สาโพธิ์สิงห์ / รายงาน

main