Development of Technology for Production of Prebiotic Oligosaccharides from Cassava Waste (Phase 2)

ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีเอนไซม์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ที่ร่วมวิจัยกับทางบริษัท พรีเมียร์ไบโอเอนเนอจี จำกัด (ภายใต้โครงการวิจัย “การผลิตสารพรีไบโอติกโอลิโกแซ็กคาไรด์จากวัสดุเหลือทิ้งกากมันสำปะหลัง” ที่ได้รับการสนับสนุนจาก สกว. ชุดโครงการอุตสาหกรรมเชื้อเพลิงชีวภาพและเคมีชีวภาพ ร่วมกับบริษัท พรีเมียร์ไบโอเอนเนอร์จี จำกัด) ได้ค้นพบแบคทีเรีย Bacillus amyloliquefaciens สายพันธุ์ GS10 สามารถผลิตสารไอโซมอลโตโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคส 4 โมเลกุล จากกระบวนการหมักกากมันสำปะหลัง และน้ำตาลไอโซมอลโตโอลิโกแซ็กคาไรด์นี้มีคุณสมบัติกระตุ้นการเจริญเติบโตของเชื้อโพรไบโอติก และไม่มีผลต่อการกระตุ้นการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ก่อโรค นอกจากนี้ยังทนต่อการย่อยในระบบทางเดินทางอาหาร ซึ่งแสดงถึงคุณสมบัติของพรีไบโอติกที่ดี โดยสามารถพัฒนาต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์สารให้ความหวานพรีไบโอติกธรรมชาติ ที่ผลิตจากกากมันสำปะหลังโดยกระบวนการทางชีวภาพในระดับอุตสาหกรรมได้ ดังแผนภาพในรูปที่ 3 ซึ่งจากผลการศึกษาในโครงการก่อนหน้าของห้องปฏิบัติการ เป็นการศึกษากระบวนการหมักกากมันสำปะหลังเพื่อผลิตสารพรีไบโอติกโอลิโกแซ็กคาไรด์ในระดับขวดทดลองขนาด 0.5 ลิตร โดยส่วนใหญ่เป็นปัจจัยเกี่ยวข้องกับสารอาหารที่ใช้ในการเจริญเติบโต การใช้ชนิดและความเข้มข้นแหล่งคาร์บอน แต่กระบวนการหมักในขวดทดลองนั้น ไม่สามารถศึกษาปัจจัยทางกายภาพ เป็นปัจจัยที่เกี่ยวข้องโดยตรงระหว่างการหมักในอาหารเหลว เช่น ความเร็วรอบการกวนของใบพัดในถังหมัก อัตราการเติมอากาศ ซึ่งส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ที่ต้องการรวมถึงรูปร่างและใบกวนของถังหมักที่ต้องเลือกใช้ให้เหมาะกับการเลี้ยงแบคทีเรียที่ทนต่อแรงเฉือนได้สูง ดังนั้นเพื่อการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตสารพรีไบโอติกโอลิโกแซ็กคาไรด์ให้เข้าสู่ระดับอุตสาหกรรม โครงการจึงจะศึกษาปัจจัยทางกายภาพ คือ ความเร็วรอบการกวน และอัตราการเติมอากาศ โดยขยายขนาด 10 เท่าจากการศึกษาที่ผ่านมาในระดับขวดทดลองขนาด 0.5 ลิตร มาเป็นถังหมักขนาด 1-5 ลิตร เพื่อหาสภาวะเหมาะสมและความเป็นไปได้ในการขยายขนาดการผลิต และเพื่อเป็นข้อมูลสำหรับนำไปใช้ออกแบบในกระบวนผลิตในระดับอุตสาหกรรมที่มีขนาดเริ่มตั้งแต่ 50–500 ลิตร โดยขึ้นอยู่กับขนาดและความพร้อมของภาคอุตสาหกรรมต่อไป  ดังนั้นแสดงให้เห็นถึงความพร้อมของเทคโนโลยีที่จะขยายขนาดจาก TRL 5 ไปสู่ TRL 8 เพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการผลิตสารพรีไบโอติกโอลิโกแซ็กคาไรด์สู่ระดับอุตสาหกรรม รวมทั้งศึกษากระบวนการทำแห้งและคุณสมบัติของสารไอโซมอลโอลิแซ็กคาไรด์ในด้านต่างๆ ตามข้อกำหนดของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา เพื่อเป็นข้อมูลเพิ่มเติมและยืนยันคุณสมบัติของสารไอโซมอลโอลิแซ็กคาไรด์แก่ผู้บริโภค