การผลิตสารชีวเภสัชกรรม (แลคทูโลส) จากแลคโตสและฟรุกโตสโดยใช้เอนไซม์เบต้ากาแลคโตซิเดสจากแบคทีเรีย

แลคทูโลสเป็นสารชีวเภสัชกรรมที่มีคุณสมบัติเป็น “Bifidus Factor” หรือสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของแลคโตบาซิลลัส (Lactobacillus) ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย โดยจะช่วยปรับสภาวะให้มีความเป็นกรด เพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เป็นอันตรายในระบบทางเดินอาหาร นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการรักษาอาการท้องผูก โรคไขสันหลังอักเสบในตับ การป้องกันเนื้องอก และรักษาระดับน้ำตาลในเลือดและอินซูลินได้อีกด้วย

แลคทูโลสประกอบด้วยกาแลคโตสและฟรุกโตส ซึ่งสามารถสังเคราะห์ทางเคมีได้โดยการไอโซเมอไรเซชันแลคโตสด้วยด่าง ซึ่งวิธีนี้มีข้อเสียคือแลคทูโลสที่ได้มีอัตราการสลายตัวที่สูงและเกิดผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่กำจัดออกได้ยาก ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการผลิตสูงตามไปด้วย การผลิตแลคทูโลสทางชีวภาพโดยใช้เอนไซม์เบต้ากาแลคโตซิเดสช่วยแก้ไขข้อเสียต่าง ๆ เหล่านี้ได้ โดยปกติแล้ว เอนไซม์เบต้ากาแลคโตซิเดสถูกใช้ในการผลิตกาแลคโตโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแลคโตสผ่านปฏิกิริยาทรานส์กาแลคโตซิเลชั่น ดังนั้นเอนไซม์ชนิดนี้จึงสามารถย่อยแลคโตสแล้วเปลี่ยนกาแลคโตสและฟรุกโตสให้กลายเป็นแลคทูโลสได้ นอกจากนี้แลคโตสยังเป็นน้ำตาลที่พบมากในหางนม ดังนั้นจึงสามารถประยุกต์ใช้เอนไซม์เบต้ากาแลคโตซิเดสร่วมกับเอนไซม์กลูโคสไอโซเมอเรสในการผลิตแลคทูโลสจากหางนมได้

ศูนย์ความเชี่ยวชาญเทคโนโลยีเอนไซม์และการใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี มีคลังแบคทีเรียที่มีความสามารถในการย่อยสลายของเหลือทิ้งทางการเกษตรและสารชีวมวล ดังนั้น โครงการวิจัยนี้จึงสนใจคัดเลือก ศึกษา และผลิตเอนไซม์เบต้ากาแลคโตซิเดสจากแบคทีเรีย เพื่อผลิตแลคทูโลสซึ่งเป็นสารชีวเภสัชกรรมมูลค่าสูง โดยเริ่มจากการใช้ซับเสตรทเป็นแลคโตสและฟรุกโตสซึ่งเป็นน้ำตาลที่มีราคาถูกกว่า และสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับหางนมหรือสารชีวมวลอื่น ๆ ที่มีองค์ประกอบเป็นน้ำตาลแลคโตสได้ในอนาคต