การศึกษาการผลิตไมโครกรีนพืชพื้นบ้านไทยที่ปลูกในระบบปิดอัจฉริยะ
หัวหน้าโครงการ
ผู้ร่วมโครงการ
ไม่พบข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
สมาชิกทีมคนอื่น ๆ
รายละเอียดโครงการ
วันที่เริ่มโครงการ: 01/10/2022
วันที่สิ้นสุดโครงการ: 30/09/2023
คำอธิบายโดยย่อ
จากการที่รัฐบาลมีนโยบายพัฒนาการทำเกษตรแบบดั้งเดิมไปสู่การทำเกษตร 4.0 ซึ่งเป็นการเปลี่ยนผ่านทั้งระบบจากการเกษตรแบบดั้งเดิมไปสู่การเกษตรสมัยใหม่ที่เน้นการบริหารจัดการและเทคโนโลยีที่เรียกว่า สมาร์ทฟาร์มมิ่ง (Smart Farming) โดยเกษตรกรต้องมีรายได้ที่ดีขึ้นและเป็นเกษตรกรแบบเป็นผู้ประกอบการ ดังนั้นจำเป็นต้องมีการสนับสนุนและผลักดันให้เกษตรกรเดิมและเกษตรกรรุ่นใหม่ มีการปรับตัวทางด้านความรู้ นวัตกรรม เทคนิค การเงิน การบริหารจัดการ และนำนวัตกรรมใหม่ๆ มาใช้เพื่อสร้างความเปลี่ยนแปลงต่อการทำการเกษตรอย่างยั่งยืน ซึ่งการทำการเกษตรแบบดั้งเดิมนั้นประสบกับปัญหาที่สำคัญนานับประการ เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาวะอากาศ ปัญหาการขาดแคลนแหล่งน้ำและขาดแคลนพื้นที่สำหรับการเกษตร เป็นต้น ดังนั้นเพื่อให้เป็นการแก้ปัญหาดังกล่าวอย่างยั่งยืน ปัจจุบันจึงได้มีการพัฒนาการทำการเกษตรในรูปใหม่ขึ้น โดยการเพาะปลูกพืชแนวตั้งโดยใช้ระบบการปลูกพืชในระบบปิดภายใต้แสงเทียม ซึ่งระบบการปลูกพืชรูปแบบนี้คือ “โรงงานปลูกพืชภายใต้แสงเทียม (plant factory with artificial light, PFAL)” PFAL เป็นการปลูกพืชในระบบปิดภายใต้แสงเทียมที่มีการควบคุมสภาวะแวดล้อมต่างๆ ในการเพาะปลูก ลักษณะเด่นคือเป็นการเพาะปลูกบนชั้นแนวตั้งที่มีการติดตั้งแสงเทียมเลียนแบบแสงธรรมชาติ ส่วนประกอบที่สำคัญที่ใช้สำหรับระบบการปลูกพืชแบบ PFAL ได้แก่ ระบบปรับอากาศเพื่อควบคุมอุณหภูมิ ระบบการหมุนเวียนอากาศ ระบบควบคุมปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ระบบควบคุมปริมาณธาตุอาหารในรูปแบบสารละลาย และระบบควบคุมสภาวะแวดล้อมต่างๆ เป็นต้น ซึ่งลักษณะเด่นในการเพาะปลูกพืชแนวตั้งจะส่งผลต่อการใช้ที่ดินอย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังไม่ต้องพึ่งพาสภาพภูมิอากาศหรือฤดูกาล ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาระบบปลูกพืชแบบ PFAL มาใช้ในการปลูกพืชผักหลายชนิด เช่น ผักใบ พืชสมุนไพร ผลไม้ และไมโครกรีน ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นผลผลิตราคาสูงเพื่อให้เกิดความคุ้มค่าสูงสุด
ในปัจจุบันกระแสการบริโภคผักผลไม้สดและอาหารเพื่อสุขภาพหรืออาหารสมุนไพรที่มีฤทธิ์ทางยานั้นได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น ด้วยเหตุนี้เองได้มีการพัฒนารูปแบบของผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรชนิดใหม่ๆ ขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่นอกจากเป็นการบริโภคเพื่อสุขภาพแล้วยังเป็นการสร้างสิ่งที่แปลกใหม่ในการบริโภค ไมโครกรีนเป็นผลิตผลทางการเกษตรชนิดใหม่ที่กำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นอย่างแพร่หลาย ซึ่งไมโครกรีนหมายถึง ส่วนของพืชที่มีการงอกและเจริญเติบโตยังไม่เต็มที่ โดยอาจเป็นเมล็ดผัก เมล็ดสมุนไพร หรือเมล็ดธัญพืชต่างๆ เป็นต้น โดยไมโครกรีนได้นำมาใช้ในการตกแต่งอาหารเพิ่มความสวยงาม รสชาติ กลิ่นรส เนื้อสัมผัส โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพิ่มคุณค่าทางอาหารและโภชนาการ เช่น สลัด แซนวิช ซุปต่างๆ หรือแม้แต่ในของหวานหรือเครื่องดื่ม การผลิตไมโครกรีนนั้น สามารถบริโภคในลักษณะของการตัดแต่งพร้อมบริโภคหรือจำหน่ายพร้อมวัสดุปลูกเพื่อให้ผู้บริโภคสามารถตัดตัดรับประทานเองได้ ลักษณะเด่นที่เป็นเอกลักษณ์ของไมโครกรีนคือปริมาณสารสำคัญหรือสารพฤกษเคมีที่สามารถช่วยบำรุงสุขภาพมากกว่าลักษณะเด่นเรื่องรสชาติ ซึ่งมีรายงานว่าไมโครกรีนมีปริมาณสารพฤกษเคมีสูงกว่าพิชผักที่โตเต็มวัย เช่น ปริมาณวิตามินซี แคโรทีนอยด์ สารประกอบฟีนอลต่าง และปริมาณแร่ธาตุต่างๆ (Ca, Mg, Fe, Zn, Sn และ Mo) เป็นต้น ไมโครกรีนสามารถผลิตได้ในสภาวะแวดล้อมต่างๆ เช่น การปลูกกลางแจ้ง การปลูกในกรีนเฮาส์ การปลูกในระบบ PFAL นอกจากนี้ยังสามารถปลูกแบบใช้ดินหรือแบบไม่ใช่ดิน (soilless culture) ขึ้นอยู่กับขนาดของการผลิต นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาระบบการปลูกไมโคกรีนภายในภาชนะบรรจุซึ่งง่ายต่อการจัดการ การผลิตยังสามารถสร้างการตลาดแนวใหม่ขึ้น ดังนั้นความนิยมของไมโครกรีนจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งนอกจะเป็นที่นิยมของผู้บริโภคและยังมีราคาสูงจึงเหมาะสมและมีความคุ้มค่าที่จะผลิตด้วยระบบ PFAL สำหรับการศึกษาที่ผ่านมาโดยคณะผู้วิจัยซึ่งได้รับการสนับสนุนงบประมาณจาก สวก. ในปีงบประมาณ 2563 ได้มีการสร้างระบบปลูกไมโครกรีนในระบบปิดเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ดังนั้นจึงมีความพร้อมในการศึกษาต่อยอดเกี่ยวกับการผลิตไมโครกรีนในระบบปิดอัจฉริยะสำหรับพืชชนิดอื่นๆ เนื่องจากพืชแต่ละชนิดมีความต้องการสภาพแวดล้อมในการปลูกที่แตกต่างกัน นอกจากนี้คณะผู้วิจัยยังได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการผลิตไมโครกรีนไควาเระซึ่งมีการนำเข้าเมล็ดมาจากต่างประเทศซึ่งพบว่าทำให้มีต้นทุนของไมโครกรีนที่ผลิตได้มีราคาสูง ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงได้ศึกษาเบื้องต้นสำหรับการลดต้นทุนการผลิตโดยการใช้เมล็ดผักขี้หูดซึ่งเป็นเมล็ดผักในตระกูล Brassica ที่มีการผลิตในประเทศไทยและพบว่าผัดขี้หูดมีศักภาพในการผลิตเป็นไมโครกรีนได้โดยมีคุณสมบัติใกล้คียงกันกับไมโครกรีนไควาเระ คณะกรรมการผู้ทรงคุณวิฒิที่ประเมินโครงการของ สวก. จึงเห็นว่าควรส่งเสริมให้มีการศึกษาการผลิตไมโครกรีนผักขี้หูดต่อยอดในอนาคตเนื่องจากเป็นพืชในกลุ่มเดียวกันกับไควาเระ โดยมีกลิ่น รส และสารต้านอนุมูลอิสระใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ผักขี้หูดเป็นพืชพื้นเมืองของไทยสามารถผลิตเมล็ดพันธุ์ได้เองในประเทศ ซึ่งทางหน่วยงานของรัฐควรส่งเสริมให้เกษตรกรผลิตเมล็ดพันธุ์ผักขี้หูดที่มีคุณภาพสูงเพื่อนำมาใช้ผลิตไมโครกรีนที่จะเป็นการเพิ่มรายได้ให้กับเกษตกรได้ในอนาคตดังนั้นจึงเป็นประเด็นที่ควรนำมาต่อยอดงานวิจัยต่อไปเพราะยังมีข้อมูลการศึกษาอยู่น้อยมาก อย่างไรก็ตามประเด็นปัญหาที่สำคัญของเมล็ดผักที่ผลิตในประเทศไทยคือการปนเปื้อนของเชิ้อจุลินทรีย์ การงอกที่ไม่สม่ำเสมอ และการเกิดโรคของผลิตภัณฑ์ไมโครกรีนที่พบในผักขี้หูด ซึ่งจะต้องมีการทำการวิจัยเพื่อแก้ไขปัญหาในเรื่องนี้ต่อไป และควรทำการศึกษาในพืชพื้นบ้านชนิดอื่นๆ ที่มีศักยภาพในการนำมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์ไมโครกรีนเช่นกัน
สำหรับการเลือกเมล็ดพันธุเปนสิ่งที่สําคัญมากในกระบวนการผลิตไมโครกรีน เนื่องจากจําเปนตองใชเมล็ดพันธุจํานวนมากกวาการเพาะปลูกพืชแบบปกติและยังเปนตนทุนสวนใหญในการผลิตไมโครกรีน เมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑประเภทผักงอกทั่วไป ไมโครกรีนมีการปนเปื้อนของโรคในปริมาณที่ต่ำกวา อยางไรก็ตามการผลิตไมโครกรีนยังอาจมีความเสี่ยงจากเชื้อจุลินทรียและโรคพืชที่ปนเปื้อนที่ติดมากับเมล็ด ดังนั้นในกระบวนการผลิตไมโครกรีนจึงจําเปนตองมีการกําจัดหรือลดการปนเปื้อนของเชื้อจุลินทรียในเมล็ดไมโครกรีน โดยเฉพาะอยางยิ่งกระบวนการลดการเปอนโดยวิธีที่ไมใชสารเคมีเปนสิ่งที่จําเปนในกระบวนการผลิตไมโครกรีนแบบอินทรีย นอกจากนี้การงอกของเมล็ดเปนขั้นตอนหนึ่งที่มีความสําคัญ เนื่องจากเมล็ดชนิดตางๆ มีอัตรา การงอกแตกตางกัน ดังนั้นเมล็ดที่งอกชาจําเปน
ตองมีการบวนการที่สามารถชวยกระตุนการงอกของ เมล็ด ซึ่งสามารถใชวิธีการตางๆ เชน การแชน้ำ หรือแชในสารเคมีตางๆ (Priming) เปนตน ซึ่งขั้นตอนของการกระตุนการงอกเปนขั้นตอนที่สําคัญตอปริมาณผลิตผลที่สามารถผลิตได ซึ่งจะสงผลโดยตรงตอตนทุนการผลิตไมโครกรีน สำหรับวัสดุที่ใชปลูกไมโครกรีนควรมีคาพีเอชอยูระหวาง 5.5 – 6.5 มีคาการนำไฟฟาของสารละลายไมเกิน 500 µS/cm มีคุณสมบัติอุมน้ำ (water holding capacity) รอยละ 55 – 70 โดยปริมาตร และมีการไหลเวียนของอากาศ รอยละ 20 – 30 โดยปริมาตร วัสดุปลูกไมโครกรีนที่นิยมใชในปจจุบันคือพีทและวัสดุที่ผสมพีทมอสหรืออาจใชขุยมะพราวที่เปนวัสดุเหลือใชจากอุตสาหกรรมมะพราว แตขุยมะพราวมักพบปญหาการปนเปอนของเชื้อจุลินทรียและเชื้อรา นอกจากนี้ยังมีการพัฒนาใชวัสดุสังเคราะหตางๆ มาใชในการปลูกไมโครกรีน เชน ไย หิน หรือเส้นใยที่ผลิตจากโพลีเอทิลีน หรืออาจผสมวัสดุสังเคราะหกับวัสดุที่ผลิตมาจากเสนใยธรรมชาติที่เปน เกรดที่สามารถใชกับอาหาร เปนตน ดังนั้นการคัดเลือกวัสดุปลูกที่เหมาะสมจึงเป็นอีกส่วนหนึ่งที่มีความสำคัญต่อคุณภาพของไมโครกรีน
โดยทั่วไปโรงเพาะปลูกพืชในระบบปิดใช้แหล่งกำเนิดแสงจาก 2 แหล่งคือ จากหลอดฟลูออเรสเซนส์ และจากหลอด LED ซึ่ง LED ได้รับความนิยมมากขึ้น เพราะใช้พลังงานน้อย และสามารถจัดการควบคุมและปฏิบัติการการให้แสงตามช่วงคลื่นและระยะเวลาตามความต้องการ แหล่งกำเนิดแสง LED จึงมีศักยภาพในการนำมาใช้ประโยชน์ในการผลิตพืชในโรงเรือนอัจฉริยะในการผลิตไมโครกรีนเพราะการให้แสง LED แต่ละความยาวคลื่นสามารถเพิ่มผลผลิตและกระตุ้นกลไกการสร้างสารต้านอนุมูลอิสระ และสารต้านมะเร็งในพืชได้ต่างกัน เช่น การให้แสงสีน้ำเงินสลับกับการให้แสงสีขาวกระตุ้นให้ไมโครกรีนไควาเระสะสมสารต้านอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้น การให้แสง LED ช่วงคลื่นแสงสีแดง น้ำเงิน ขาว ในระหว่างการเจริญเติบโตของไมโครกรีนมีผลต่อปริมาณการสะสมของสารต้านอะนุมูลอิสระได้หลายชนิดแตกต่างกัน เช่น กลูโคซิโนเลต และซัลโฟราเฟน (Sulforaphane) ในไมโครกรีนบลอคโคลี อย่างไรก็ตาม พืชแต่ละชนิดและระยะการเจริญเติบโตจะตอบสนองช่วงคลื่นแสงแต่ละช่วงแตกต่างกันไป ดังนั้น เพื่อการปรับเปลี่ยนรูปแบบการให้แสง LED ในการผลิตไมโครกรีนให้มีประสิทธิภาพทั้งในฟาร์มระบบเปิดและระบบปิดอัจฉริยะ ซึ่งจะแตกต่างจากการผลิตแบบดั้งเดิม และเป็นการเพิ่มขีดความสามารถในการเพิ่มผลผลิตไมโครกรีนที่มีคุณภาพด้าน functional food สูง ซึ่งผลการทดลองที่ได้ เกษตรกร/ภาคเอกชนสามารถนำไปปรับใช้ได้
คำสำคัญ
- bioactive compound
- disease
- germination
- microgreen
- Thai local plant
กลุ่มสาขาการวิจัยเชิงกลยุทธ์
ผลงานตีพิมพ์
ไม่พบข้อมูลที่เกี่ยวข้อง