การผลิตสารชีวเภสัชกรรมในกลุ่มฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์เพื่อส่งเสริมกลุ่มจุลินทรีย์ในลำไส้

ฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จัดเป็นใยอาหารประเภทพรีไบโอติกที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพและได้รับการยอมรับโดยองค์การอาหารและยาของประเทศญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา และสหภาพยุโรปมามากกว่า 20 ปี เนื่องจากช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพในระบบทางเดินอาหารและยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ก่อโรค ช่วยปรับการเคลื่อนไหวของระบบทางเดินอาหาร ช่วยย่อยอาหาร กระตุ้นการขับถ่าย จึงป้องกันการท้องผูกและลดความเสี่ยงของการเกิดโรคมะเร็งลำไส้ใหญ่ นอกจากนี้ ฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ยังส่งผลต่อเมทาบอลิซึมของกลูโคสและไขมัน ช่วยรักษาระดับกลูโคสและไขมันในเลือดให้เป็นปกติ จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอาหารเสริมประเภทดีท็อกซ์ลำไส้และอาหารเสริมสำหรับผู้ที่ต้องการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดหรือผู้ที่กำลังควบคุมน้ำหนัก

การผลิตฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ทางชีวภาพทำได้ 2 วิธี คือ การสกัดฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ออกมาจากพืชที่มีอินนูลินเป็นองค์ประกอบอยู่มากด้วยเอนไซม์เอนโดอินูลิเนส ได้ผลผลิตเป็นฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์สายยาว (ความยาวสายมากกว่า 4 หน่วย) และการสังเคราะห์ฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากซูโครสด้วยเอนไซม์ฟรุกโทซิลทรานสเฟอเรสและบีตาฟรุกโทฟูราโนซิเดส (อินเวอร์เทส) ได้ผลผลิตเป็นฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์สายสั้น (ความยาวสาย 3-4 หน่วย) เนื่องจากฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์สายสั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งคีสโตส (kestose) ที่มีความยาวสาย 3 หน่วยนั้นมีฤทธิ์ทางชีวภาพและประโยชน์ทางพรีไบโอติกมากกว่าฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์แบบสายยาว ดังนั้นโครงการวิจัยนี้จึงสนใจคัดเลือก ศึกษา และผลิตเอนไซม์อินเวอร์เทส เพื่อใช้สังเคราะห์ฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์สายสั้น โดยมุ่งเน้นไปที่การสังเคราะห์คีสโตสซึ่งเป็นฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ที่ให้ประโยชน์ต่อสุขภาพสูงสุด โดยจะมีการศึกษาการขยายขนาดการผลิตฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ดังกล่าวในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ และทดสอบประสิทธิภาพการส่งเสริมกลุ่มจุลินทรีย์ในลำไส้ของฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ที่ผลิตได้ด้วย นอกจากนี้ ซูโครสยังเป็นน้ำตาลที่พบมากในของเหลือทิ้งทางการเกษตรและอุตสาหกรรม เช่น กากน้ำตาล ดังนั้นจึงสามารถประยุกต์ใช้องค์ความรู้ที่ได้จากโครงการกับของเหลือทิ้งเหล่านี้ได้ในอนาคต