Innovative Biostimulant Production to Stimulate Plant Growth: Commercial Scale

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลทำให้ประเทศไทยมีอุณหภูมิเฉลี่ยเพิ่มขึ้น ซึ่งถือว่าเป็นสภาวะเครียด (abiotic stress) อย่างหนึ่งที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืช เช่น การออกดอกและติดผล อีกทั้งทำให้การแพร่ระบาดของศัตรูพืชมากขึ้น ในการปลูกพืชอาหาร เช่น ข้าว ผักและผลไม้ จึงมีการใช้ปุ๋ยและสารเคมีป้องกันกำจัดศัตรูพืชในปริมาณมากส่งผลให้เกิดการตกค้างของสารเคมีเกินมาตรฐาน ปัจจุบันการแข่งขันทั้งด้านคุณภาพและราคาของผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกษตรกรต้องพัฒนาวิธีการผลิตให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งผลให้ความต้องการสารกระตุ้นการเจริญเติบโตพืชสูงขึ้นตามไปด้วย ในปี 2016 มูลค่าตลาดของสารกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืชมีมูลค่าถึง 40,000 ล้านบาท มีอัตราการเติบโต (CAGR) ถึงร้อยละ 12.5 ต่อปีและคาดว่ามูลค่าตลาดจะมีมูลค่าสูงถึง 75,000 ล้านบาท ในปี 2021

โปรตีนไฮโดรไลเสท (Protein Hydrolysates; PHs) คือ สารผสมระหว่างพอลิเพปไทด์และกรดอะมิโน มีคุณสมบัติในการช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตของพืช ผ่านกลไกการกระตุ้นเมตาบอลิซึมของคาร์บอน (C) และ ไนโตรเจน (N) ตลอดจนควบคุมการดูดซึม และกระบวนการใช้ไนโตรเจนควบคุมการทำงานและกิจกรรมของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับ tricarboxylic acid cycle ทำให้พืชมีการปรับตัวทางด้านโมเลกุล และทางสรีรวิทยา เช่น การเจริญเติบโต เพิ่มผลผลิต ช่วยลดความเครียดจากสภาวะแวดล้อมที่ไม่เหมาะสมสำหรับพืช เช่น ทนเค็ม ทนโลหะหนัก ทนความร้อน การขาดสารอาหาร และน้ำ  จึงนิยมนำมาใช้เป็นสารกระตุ้นการเจริญของพืชทั้งในพืชสวนและพืชไร่ ซึ่งอาจจะอยู่ในรูปสารสกัดแบบของเหลว ผง หรือเกล็ด โดยเจือจางด้วยน้ำก่อนนำมาพ่นทางใบ (foliar sprays) หรือให้ทางดินรอบโคนต้น (side-dressed near the root) ทั้งนี้วิธีการผลิตโปรตีนไฮโดร
ไลเสทโดยการนำโปรตีนแหล่งโปรตีนไม่ว่าจะเป็นพืชหรือสัตว์มาทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolysis Reaction) แบบบางส่วน (Partial Hydrolysis) ด้วยกรดหรือเอนไซม์  ซึ่งวิธีการย่อยด้วยกรดได้รับความนิยมมากกว่า เนื่องจากค่าใช้จ่ายต่ำ ผลิตได้ง่ายและรวดเร็ว  อย่างไรก็ตามการผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทด้วยกรดนั้น ต้องการถังปฏิกรณ์ทำปฏิกิริยาที่ทนกรด โดยถังปฏิกรณ์และอุปกรณ์ต่างๆ สามารถควบคุมชุดกวน และอุณหภูมิขณะทำปฏิกิริยาได้อย่างสม่ำเสมอ มีทางออกของแรงดันไอของกรด และดักจับไอกรดเพื่อไม่ให้เกิดอันตรายต่อ
ผู้ปฏิบัติการและสภาพแวดล้อม

บริษัท นูกรีน จำกัด ซึ่งทำธุรกิจเกี่ยวกับการผลิตและจำหน่ายปุ๋ยเคมี และสารชีวภัณฑ์ให้กับเกษตรกรชาวไร่และชาวสวนในพื้นที่ภาคเหนือและประเทศเพื่อนบ้าน ได้เล็งเห็นถึงข้อจำกัดดังกล่าว ซึ่งได้ร่วมมือกับคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ในการพัฒนาเครื่องทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสหรือถังปฏิกรณ์ Green Thermal Hydrolysis Technology สำหรับผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทจากกากถั่วต่างๆ โดยการออกแบบตัวถังทำปฏิกิริยาให้สามารถทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดที่อุณหภูมิสูงได้เป็นเวลานาน และมีช่องทางออกของแรงดันไอของกรด พร้อมระบบควบคุมชุดกวน และควบคุมอุณหภูมิ รวมทั้งให้เป็นระบบต่อเนื่องกึ่งอัตโนมัติ ทำให้สามารถควบคุมสภาวะระหว่างการทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส (Hydrolysis Reaction) ได้อย่างเหมาะสม และควบคุมคุณภาพการผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทได้อย่างสม่ำเสมอ สามารถเพิ่มกำลังการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยสามารถผลิตได้ปริมาณมากถึง 400 ลิตรต่อรอบ ในระยะเวลาไม่เกิน 5 ชั่วโมง