ชุดตรวจ “เดกซ์แทรน” ปนเปื้อนในการผลิตน้ำตาล
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) มุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาให้แก่อุตสาหกรรมอย่างครบวงจรตั้งแต่การผลิตวัตถุดิบในภาคการเกษตรไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตและเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์ปลายน้ำในโรงงาน
โดย “การพัฒนาชุดตรวจวิเคราะห์เดกซ์แทรน (Dextran) ปนเปื้อนในกระบวนการผลิตน้ำตาล” เป็นหนึ่งในผลงานของศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สวทช. ดำเนินงานวิจัยและพัฒนาขึ้น เพื่อตอบโจทย์ปัญหาของบริษัทผู้ผลิตน้ำตาลในระดับอุตสาหกรรม
“เดกซ์แทรน” เป็นสารชีวโมเลกุลซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของกลูโคสที่ปนเปื้อนในกระบวนการผลิตน้ำตาล หากพบว่ามีการปนเปื้อนของเดกซ์แทรน 1,000 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมน้ำอ้อย จะทำให้เกิดการสูญเสียน้ำตาล 1.123 กิโลกรัมต่อตันอ้อย
ซึ่งปริมาณเดกซ์แทรนที่ปนเปื้อนจะสัมพันธ์กับปริมาณน้ำตาลที่สูญเสียไปในลักษณะสมการเชิงเส้น ทำให้โรงงานต้องสูญเสียผลผลิตน้ำตาลทรายและเป็นปัญหาสำคัญในอุตสาหกรรมการผลิตน้ำตาล ที่ส่งผลกระทบอย่างต่อเนื่องถึงผลกำไรของโรงงานอุตสาหกรรมและรายได้ของเกษตรกรผู้ปลูกอ้อย ตลอดจนเศรษฐกิจของประเทศโดยรวม
นอกจากนี้ โมเลกุลของเดกซ์แทรนที่ปรากฏในน้ำอ้อยยังส่งผลต่อการอ่านค่า Pol (ร้อยละของน้ำตาลซูโครสที่วัดจากเครื่อง Polarimeter) ที่คลาดเคลื่อนเกินความเป็นจริง ส่งผลกระทบต่อการวางแผนควบคุมคุณภาพการผลิตโมเลกุลเดกซ์แทรนยังทำให้การเคี่ยวน้ำตาลยากขึ้นเกิดน้ำตาลตกค้างในกากน้ำตาลสูง อีกทั้งยังขัดขวางการโตของผลึกน้ำตาลและมีผลให้ผลึกน้ำตาลมีรูปร่างเรียวแหลมเกิดโอกาสในการสูญเสียจากการเก็บเกี่ยวน้ำตาลสูง
การแก้ปัญหาหรือกำจัดโมเลกุลเดกซ์แทรนที่ปรากฏในน้ำอ้อยอย่างรวดเร็วตั้งแต่ระยะเริ่มต้นของกระบวนการผลิตจึงมีความสำคัญกับโรงงานน้ำตาลเป็นอย่างมาก วิธีทดสอบเพื่อวิเคราะห์ปริมาณเดกซ์แทรนในน้ำอ้อยของโรงงานน้ำตาลที่นิยมใช้เป็นการวิเคราะห์ปริมาณสสารในเชิงเคมีปฏิบัติ ซึ่งจะต้องทำในห้องปฏิบัติการและใช้เวลาในการวิเคราะห์ค่อนข้างมาก เพื่อให้ได้ข้อมูลที่มีความถูกต้องและแม่นยำ
ทีมนักวิจัยห้องปฏิบัติการวินิจฉัยระดับนาโน กลุ่มวิจัยวัสดุตอบสนองและเซนเซอร์ระดับนาโนจากนาโนเทค สวทช. ได้พัฒนาชุดตรวจวิเคราะห์เดกซ์แทรน (Dextran) ปนเปื้อนในกระบวนการผลิตน้ำตาล ขึ้น โดยใช้หลักการ Competitive immunoassay ซึ่งเป็นการแย่งจับระหว่างเดกซ์แทรนที่ต้องการตรวจหาและเดกซ์แทรนที่เคลือบไว้บนแถบทดสอบกับอนุภาคนาโนทองคำที่ถูกเชื่อมต่อด้วยแอนติบอดีที่มีอยู่ในปริมาณจำกัด โดยใช้แอนติบอดีที่มีขายในท้องตลาดทำให้สามารถวิเคราะห์ปริมาณเดกซ์แทรนในรูปแบบชุดตรวจแบบรวดเร็ว มีค่าคัตออฟของชุดตรวจที่ 1,000 ppm/brixโดยมีค่าความไว ความจำเพาะ และความถูกต้องในการตรวจวัดมากกว่า 90%
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การทดสอบความบริสุทธิ์ของเมล็ดพันธุ์ด้วยเทคนิคการใช้เครื่องหมายโมเลกุลสนิป เริ่มได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากในจีโนมพืชมีเครื่องหมายโมเลกุลสนิป อยู่เป็นจำนวนมาก ทีมนักวิจัยศูนย์โอมิกส์แห่งชาติ (NOC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ได้พัฒนาชุดตรวจ “HybridSure” (ไฮบริดชัวร์) ขึ้นโดยประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเครื่องหมายดีเอ็นเอแบบลําดับเบสเดี่ยว (Single Nucleotide Polymorphism: SNP) หรือ “สนิป” เพื่อทดสอบเอกลักษณ์พันธุ์พืช ทำให้สามารถแยกความแตกต่างของสายพันธุ์ลูกผสมได้เป็นครั้งแรกในประเทศไทย
แถมการใช้งานชุดตรวจยังทำได้ง่าย ไม่ต้องมีขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างก่อนตรวจ วิเคราะห์ผลได้โดยสังเกตสีที่เกิดขึ้น สามารถรู้ผลได้รวดเร็ว ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือเพิ่มเติม และไม่ต้องมีผู้เชี่ยวชาญ ทำให้พนักงานในโรงงานผลิตน้ำตาลสามารถใช้งานได้อย่างสะดวก
นาโนเทค สวทช. ได้มีการส่งมอบชุดตรวจวิเคราะห์เดกซ์แทรน (Dextran) ปนเปื้อนในกระบวนการผลิตน้ำตาลให้ผู้ประกอบการในอุตสาหกรรมน้ำตาลนำไปใช้ในการควบคุมคุณภาพการผลิตของโรงงานผลิตน้ำตาลอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี พ.ศ. 2555 ซึ่งสามารถช่วยลดการสูญเสียน้ำตาลในกระบวนการผลิต สร้างผลกระทบทางเศรษฐกิจกว่า 100 ล้านบาทต่อปี
0-2564-8000
