การหมักเปลือกทุเรียนที่ปรับสภาพด้วยวิธี alkaline/hydrothermal เพื่อผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ ลิกนิน และสารประกอบฟีนอล โดยแบคทีเรียชอบด่าง
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ (Biosurfactants) ลิกนิน และสารประกอบฟีนอลจากเปลือกทุเรียน โดยใช้แบคทีเรียชอบด่าง (Alkaliphilic bacteria) ชนิด Brevibacterium casei NK8 เป็นตัวหมักหลัก จุดเด่นของงานวิจัยนี้คือการนำเปลือกทุเรียนซึ่งเป็นของเสียทางการเกษตรมาใช้เป็นวัตถุดิบหลัก ลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุเหลือใช้ กระบวนการเริ่มจากการปรับสภาพเปลือกทุเรียนด้วยวิธี alkaline/hydrothermal ซึ่งเป็นการใช้ความดันและอุณหภูมิสูงร่วมกับสารด่าง เพื่อทำลายโครงสร้างของลิกนินและเฮมิเซลลูโลส ทำให้เซลลูโลสในเปลือกทุเรียนขยายตัวและจุลินทรีย์สามารถเข้าถึงได้ง่ายขึ้น ขั้นตอนนี้ยังช่วยลดการปนเปื้อนของจุลินทรีย์อื่นๆ เนื่องจากสภาวะด่างที่ไม่เหมาะสมกับจุลินทรีย์ส่วนใหญ่
การหมักจะใช้เทคนิค solid-state fermentation ซึ่งเหมาะกับวัสดุที่มีความชื้นต่ำ และสามารถควบคุมสภาวะการหมักได้ง่าย งานวิจัยได้ศึกษาหาสภาวะการหมักที่เหมาะสม โดยใช้ Response Surface Methodology (RSM) ซึ่งเป็นเทคนิคการออกแบบการทดลองทางสถิติ เพื่อหาปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ เช่น อัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจน ปริมาณหัวเชื้อ ความชื้น และอัตราการเติมอากาศ นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาการใช้เปลือกทุเรียนซ้ำหลายรอบ เพื่อประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการหมัก และการเปลี่ยนแปลงของสารต่างๆ ในน้ำชะและเปลือกทุเรียนหลังการหมักแต่ละรอบ
อีกส่วนสำคัญของงานวิจัยคือการพัฒนากระบวนการแยกสาร โดยใช้เทคโนโลยีเมมเบรน ซึ่งเป็นวิธีการที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและมีประสิทธิภาพสูง การใช้เมมเบรนอัลตราฟิลเทชันขนาด 2000 ดาลตัน ช่วยแยกสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ (โมโนเมอร์ <1000 ดาลตัน) ออกจากลิกนินและสารประกอบฟีนอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และกระบวนการแยกเพิ่มเติมด้วยการตกตะกอน ช่วยแยกสารประกอบฟีนอลออกจากลิกนินได้ ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งจะเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจ และลดต้นทุนการผลิต
สรุปแล้ว งานวิจัยนี้มีความครบถ้วน ตั้งแต่การปรับสภาพวัตถุดิบ การศึกษาสภาวะการหมัก การแยกและทำให้บริสุทธิ์ จนถึงการศึกษาสมบัติของผลิตภัณฑ์ การใช้ RSM และเทคโนโลยีเมมเบรน เป็นเทคนิคที่ทันสมัยและเหมาะสม ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม การนำเปลือกทุเรียนมาใช้ประโยชน์ ยังช่วยแก้ปัญหาการกำจัดขยะทางการเกษตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้จึงมีความสำคัญทั้งในเชิงวิทยาศาสตร์ เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมหลายประเภท เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ได้มีประโยชน์หลากหลาย ได้แก่:
- อุตสาหกรรมชีวภาพ (Bioindustry): สารลดแรงตึงผิวชีวภาพมีความต้องการสูงในอุตสาหกรรมนี้ สามารถใช้เป็นสารเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต หรือเป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น เครื่องสำอาง ยา และอาหารเสริม
- อุตสาหกรรมเกษตรกรรม: ลิกนินสามารถนำไปใช้เป็นส่วนผสมในปุ๋ย หรือสารปรับปรุงดิน ช่วยเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ของดิน และเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร
- อุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้าง: ลิกนินสามารถนำไปใช้เป็นส่วนผสมในคอนกรีต ช่วยเพิ่มความแข็งแรง และลดการใช้ซีเมนต์ ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- อุตสาหกรรมเคมี: สารประกอบฟีนอลมีประโยชน์ในหลายๆ ด้าน เช่น เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารเคมีอื่นๆ หรือใช้เป็นสารกันบูด และสารต้านอนุมูลอิสระ
- อุตสาหกรรมการจัดการของเสีย: งานวิจัยนี้ช่วยแก้ปัญหาการจัดการของเสียทางการเกษตร โดยเฉพาะเปลือกทุเรียน ซึ่งเป็นปัญหาใหญ่ของพื้นที่ที่มีการปลูกทุเรียนจำนวนมาก
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับผู้ที่มีความรู้และทักษะในหลายสาขาอาชีพ ได้แก่:
- นักวิจัยทางด้านจุลชีววิทยา: ผู้ที่มีความเชี่ยวชาญในการเพาะเลี้ยงและศึกษาจุลินทรีย์ การออกแบบการทดลอง และการวิเคราะห์ข้อมูล
- นักวิทยาศาสตร์ทางด้านเคมี: ผู้ที่มีความรู้ในการวิเคราะห์ แยก และทำให้บริสุทธิ์สารต่างๆ โดยเฉพาะสารชีวภาพ และสารประกอบทางเคมี
- วิศวกรเคมี: ผู้ที่มีความรู้ในการออกแบบและพัฒนากระบวนการผลิต การควบคุมกระบวนการ และการขยายขนาดการผลิต
- นักวิทยาศาสตร์ทางด้านสิ่งแวดล้อม: ผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับการจัดการของเสีย และการพัฒนากระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
- ผู้ประกอบการ: ผู้ที่สนใจนำงานวิจัยนี้ไปต่อยอด และพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อการค้า หรือสร้างธุรกิจใหม่ๆ
| รหัสโครงการ : | 37872 |
| หัวหน้าโครงการ : | ผศ.ดร. ณิชากร คอนดี |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยนเรศวร |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | The main objective of this research is to produce biosurfactants, lignin and phenolic compounds by utilizing durian peel as substrate for alkaliphilic bacteria fermentation. The sub objectives are followed; To optimize solid-state fermentation conditions and culture medium compositions for biosurfactants production by alkaliphilic Brevibacterium casei NK8 using alkaline/hydrothermal pretreated durian peel as substrate To study the repeat use of alkaline/hydrothermally pretreated durian peel for biosurfactants production To investigate the change of biosurfactant, lignin and phenolic compounds in rinsing solutions during repeated solid-state fermentation To investigate the change of biosurfactant, lignin, cellulose and hemicellulose in fermented durian peel during repeated solid-state fermentation To develop the membrane-based green recovery processes for the recovery of biosurfactants, lignin and phenolic compounds To study the properties and characteristics of biosurfactant, lignin and phenolic compounds obtained from membrane-based |
ผศ.ดร. ณิชากร คอนดี. (2563). การหมักเปลือกทุเรียนที่ปรับสภาพด้วยวิธี alkaline/hydrothermal เพื่อผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ ลิกนิน และสารประกอบฟีนอล โดยแบคทีเรียชอบด่าง. มหาวิทยาลัยนเรศวร. .
ผศ.ดร. ณิชากร คอนดี. 2563. "การหมักเปลือกทุเรียนที่ปรับสภาพด้วยวิธี alkaline/hydrothermal เพื่อผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ ลิกนิน และสารประกอบฟีนอล โดยแบคทีเรียชอบด่าง". มหาวิทยาลัยนเรศวร. .
ผศ.ดร. ณิชากร คอนดี. "การหมักเปลือกทุเรียนที่ปรับสภาพด้วยวิธี alkaline/hydrothermal เพื่อผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ ลิกนิน และสารประกอบฟีนอล โดยแบคทีเรียชอบด่าง". มหาวิทยาลัยนเรศวร, 2563. .
ผศ.ดร. ณิชากร คอนดี. การหมักเปลือกทุเรียนที่ปรับสภาพด้วยวิธี alkaline/hydrothermal เพื่อผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ ลิกนิน และสารประกอบฟีนอล โดยแบคทีเรียชอบด่าง. มหาวิทยาลัยนเรศวร; 2563. .