นักวิจัยจุฬาฯ ใช้เศษวุ้นมะพร้าวเหลือทิ้ง ผลิตเซลโลกัม วัตถุดิบพันล้าน
นักวิจัยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยใช้เศษวุ้นมะพร้าวเหลือทิ้ง ผลิต Cello-gum (เซลโลกัม) วัตถุดิบที่สามารถใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเครื่องสำอาง ลดการนำเข้าปีละกว่าหมื่นล้านบาท
“เซลโลกัม” ผลิตภัณฑ์ที่มาจากความร่วมมือระหว่างทีมนักวิจัยจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย กับบริษัท อำพลฟูดส์ โพรเซสซิ่ง จำกัด ที่ดัดแปรงเศษวุ้นมะพร้าวเหลือทิ้งนับเป็นตัน ๆ ต่อวัน ให้กลายเป็นสารเติมแต่ง ประสิทธิภาพสูง นับเป็นโมเดลเศรษฐกิจหมุนเวียน (circular economy) ที่จะเพิ่มมูลค่าเศษเหลือทิ้งจากอุตสาหกรรมอาหารและการเกษตร เพื่อสังคม zero waste ลดการกำจัดขยะด้วยการเผา
โดยทีมนักวิจัยภายใต้การนำของ ศ.ดร.หทัยกานต์ มนัสปิยะ ผู้อำนวยการศูนย์ความเป็นเลิศด้านเทคโนโลยีปิโตรเคมีและวัสดุ (PETROMAT) และอาจารย์ประจำวิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และหนึ่งในผู้ก่อตั้ง บริษัท ไบโอเน็กซ์ จำกัด (BioNext) สตาร์ตอัพภายใต้ชายคา CU Enterprise พร้อมทีมวิจัย ได้แก่ รศ.ดร.ศรุต อำมาตย์โยธิน คุณวรุณ วารัญญานนท์ คุณปิยะวัฒน์ สาธิตวงศ์กุล และ ดร.พงษ์พัฒน์ ศุขวัฒนะกุล
ทั้งนี้ โครงการวิจัยนี้เป็น 1 ใน 12 โครงการที่ได้ผ่านการคัดเลือกให้เข้ารอบสุดท้ายโครงการปั้นดาวของสำนักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สป. อว.) เมื่อปี พ.ศ. 2563 ทำให้ได้รับทุนสนับสนุนการสร้างโรงงงานนำร่อง (pilot plant) เพื่อนำเอาเศษวุ้นมะพร้าวมาผลิตเป็นสารเติมแต่งในอาหาร ยา และเครื่องสำอาง
Cello-gum คืออะไร
“เซลโลกัม คือผลิตภัณฑ์นาโนเซลลูโลสจากเศษวุ้นมะพร้าว ที่ทำขึ้นมานี้มีความบริสุทธิ์สูง ปลอดภัย และมีตลาดรองรับ เซลโลกัมจึงเป็นตัวอย่างนวัตกรรมซึ่งมีศักยภาพมากในการพัฒนาสู่อุตสาหกรรม สามารถนำไปใช้เป็นสารเติมแต่งในอาหาร ยา และเครื่องสำอาง เพื่อควบคุมความข้นหนืดและทำให้เกิดความคงตัวในอาหารเหลว หรือ food stabilizer
เช่น ในผลิตภัณฑ์น้ำนมข้าวต้องเติม food stabilizer เพื่อรักษาความเป็นคอลลอยด์ ไม่ให้น้ำนมเกิดการแยกชั้น และช่วยเพิ่มเนื้อให้มีลักษณะเหมือนมีเนื้อข้าวอยู่ในผลิตภัณฑ์ เช่นเดียวกับน้ำผลไม้ ที่มักใช้สารเติมแต่งจากเซลลูโลสเป็นสารเพิ่มเนื้อ” ศ.ดร.หทัยกานต์อธิบาย
ศ.ดร.หทัยกานต์เล่าว่า จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยมีองค์ความรู้ในการนำเอาแบคทีเรียเซลลูโลส มาเข้าสู่กระบวนการทางเคมี โดยใช้โบโอเทคโนโลยีและผลิตเป็นสารเติมแต่ง ที่ผ่านมาทีมวิจัยมักใช้แบคทีเรียเซลลูโลสมาขึ้นรูปเป็นเมมเบรน เป็นฟิล์มถนอมอาหาร หรือฉลากต่าง ๆ
“บริษัท อำพลฟู้ดส์ โพรเซสซิ่ง จำกัด ซึ่งเป็นผู้ส่งออกวุ้นมะพร้าวในระดับโลก ทราบข่าวเกี่ยวกับงานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ออกไป ก็เกิดแนวคิดและความร่วมมือที่จะใช้องค์ความรู้แบคทีเรียเซลลูโลส ในการทำสารเติมแต่งเพื่อสร้างมูลค่าเพิ่มให้เศษวุ้นมะพร้าวที่มีมูลค่าสูงได้
เพราะเศษวุ้นมะพร้าวที่เหลือจากการผลิตของบริษัทมีเป็นตัน ๆ ทุกวัน ปกติแล้วจะถูกกำจัดโดยการเผาทิ้ง ซึ่งหากนำมาทำเป็นสารเติมแต่งได้ ก็จะช่วยลดการนำเข้าสารเติมแต่งต่าง ๆ ที่ประเทศไทยต้องนำเข้าปีละกว่าหมื่นล้านบาท”
เซลโลกัม โดดเด่นเหนือคู่แข่งในตลาด
ศ.ดร.หทัยกานต์อธิบายว่า วุ้นมะพร้าว หรือ Nata de Coco เป็นวัสดุธรรมชาติที่มีลักษณะโครงสร้างทางวิทยาศาสตร์เป็นแบคทีเรียเซลลูโลส (bacterial cellulose, BC) ซึ่งมีคุณสมบัติเด่นหลายประการ เช่น มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี รูพรุนมาก ดูดซับน้ำได้มาก ขึ้นรูปได้ง่าย ย่อยสลายตามธรรมชาติได้ และไม่มีความเป็นพิษ
“เมื่อนำวุ้นมะพร้าวมาใช้เป็นวัสดุผสมหรือสารเติมแต่ง จึงช่วยให้สามารถเพิ่มคุณสมบัติอื่น ๆ เช่น ทำให้อะตอมหรือโมเลกุลของสารอื่น ๆ สามารถยึดเกาะได้ดี และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างหลากหลาย แบคทีเรียที่ใช้ในการผลิตวุ้นมะพร้าวมีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า อะซิโตแบคเตอร์ ไซลินัม (acetobacter xylinum) ซึ่งสามารถเลี้ยงในห้องแล็บได้ โดยเลี้ยงด้วยน้ำตาล และ carbon source
ที่เรียกว่า วุ้นมะพร้าว เพราะใช้น้ำมะพร้าวเป็นอาหารสำหรับแบคทีเรีย เมื่อแบคทีเรียได้รับอาหาร ก็จะขับถ่ายออกมาเป็นไฟเบอร์ ซึ่งไฟเบอร์ตัวนี้แหละที่เป็นเซลลูโลสอย่างดี และเมื่อเทียบกับสารเติมแต่งที่เราต้องนำเข้าจากต่างประเทศแล้ว เซลโลกัมมีความบริสุทธิ์กว่า มีประสิทธิภาพดีกว่า ประหยัดกว่าเพราะใช้ในปริมาณที่น้อยกว่า และมาจากธรรมชาติ (bio resource)”
นอกจากวุ้นมะพร้าวแล้ว ศ.ดร.หทัยกานต์กล่าวว่า เศษวัสดุทางการเกษตรอื่น ๆ ก็นำมาใช้ทำเซลโลกัมได้เช่นกัน แม้จะให้เซลลูโลสในปริมาณที่น้อยกว่า
“วุ้นมะพร้าวให้เซลลูโลสมากกว่าเมื่อเทียบกับเซลลูโลสที่สกัดจากไม้หรือพืชอื่น ๆ เช่น ชานอ้อย หรือมันสำปะหลัง ซึ่งจะได้เซลลูโลสแค่ประมาณ 30% เท่านั้น แต่ก็สามารถเอาชานอ้อย ข้าวโพด สับปะรด มาเข้ากระบวนการผลิตเป็นเซลโลกัมได้เหมือนกัน เพียงแต่อาจจะต้องมีการพลิกแพลงหรือเพิ่มเติมอีกนิดหน่อย”
เส้นทางในอนาคตของ Cello-gum
นอกจากได้ผ่านเข้ารอบสุดท้ายโครงการปั้นดาวของสำนักงานปลัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สป. อว.) ปี พ.ศ. 2563 โครงการวิจัยเซลโลกัมยังได้รับรางวัลชนะเลิศจากโครงการ Angel Fund ประจำปี พ.ศ. 2566 ด้วย
จากความสำเร็จของ Pilot Plant ทีมวิจัยเห็นโอกาสที่จะขยายกำลังการผลิตในเชิงพาณิชย์ จึงได้ก่อตั้ง บริษัท ไบโอเน็กซ์ จำกัด ซึ่งเป็นบริษัทที่ spin-off มาจากวิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ศูนย์ความเป็นเลิศด้านเทคโนโลยีปิโตรเคมีและวัสดุ (PETROMAT) จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยการบ่มเพาะของ CU Enterprise เพื่อทดลองพัฒนางานวิจัย และเสนอโครงการตามบริษัทใหญ่ ๆ ต่อไป
“เราอยากจะทำเป็นโมเดลเหมือนกันคือแทนที่แต่ละโรงงานหรือบริษัทต้องทิ้งหรือกำจัดของเสียทางการเกษตร เราอาจจะนำกลับมาเข้ากระบวนการเพื่อผลิตเป็นพรอดักต์อย่างเซลโลกัม หรืออื่น ๆ ก็จะก่อให้เกิด circular economy หรือเศรษฐกิจหมุนเวียน และเป็น zero waste ด้วย” ศ.ดร.หทัยกานต์กล่าว
ศ.ดร.หทัยกานต์กล่าวถึงปัจจัยสู่ความสำเร็จที่เกิดขึ้นว่า สิ่งสำคัญที่สุดคือกำลังเสริม ได้แก่ ผู้ร่วมงานหรือทีมวิจัยที่ดี การส่งเสริมจากพาร์ตเนอร์หรือกลุ่มอุตสาหกรรมที่เราทำงานด้วย เพื่อให้เกิด eco system ที่ดี ให้ธุรกิจอยู่รอดได้อย่างยั่งยืน และก็ต้องไม่ย่อท้อต่ออุปสรรค
ปัจจุบัน เซลโลกัม อยู่ในช่วงของการหาผู้ร่วมทุน และความช่วยเหลือในด้านวิศวกรรม ทั้งเรื่องของการออกแบบเครื่องจักรและโรงงานเพื่อพัฒนากำลังการผลิตในรูปแบบของอุตสาหกรรมเต็มตัวในอนาคต พร้อม ๆ กับการทำงานวิจัยอย่างต่อเนื่อง โดยนอกเหนือจากเซลโลกัมแล้ว ทีมวิจัยภายใต้การนำของ ศ.ดร.หทัยกานต์ยังมีแผนที่จะพัฒนาแบคทีเรียเซลลูโลสเพื่อใช้เป็น binder ในอุตสาหกรรมการตอกยาเม็ด สารเติมแต่งในอาหารเสริม และ hydrogel ในเครื่องสำอางด้วย