นาโนเทค สวทช. พัฒนา “สารคีเลต” อุตสาหกรรม อาหารสัตว์

นาโนเทค สวทช. พัฒนา “สารคีเลต” อุตสาหกรรม อาหารสัตว์ นวัตกรรมไทย เพื่อใช้เอง ภายในประเทศ ลดการนำเข้า ส่งต่อเอกชนสู่เชิงพาณิชย์

ภาพ นาโนเทค สวทช.

อีจัน

นักวิจัยนาโนเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี รับทุน Spearhead พัฒนาต้นแบบสารคีเลต 8 ชนิด สู่ธาตุอาหารเสริมแบบค็อกเทล ที่พัฒนาสูตรให้เหมาะสมกับสัตว์ประเภทต่างๆ ได้ ตอบความต้องการของอุตสาหกรรมอาหารสัตว์ในการเพิ่มประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์จากสัตว์ สร้างนวัตกรรมไทยใช้เองในประเทศ ลดการนำเข้า ส่งต่อเอกชนสู่เชิงพาณิชย์ หวังขยายการใช้ประโยชน์ทั้งไทยและตลาดโลก

ดร.วรายุทธ สะโจมแสง ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งเเวดล้อมภาพนาโนเทค สวทช.

โดย ดร.วรายุทธ สะโจมแสง ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งเเวดล้อม กลุ่มวิจัยวัสดุผสมและการเคลือบนาโน ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ (นาโนเทค) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สวทช.) เปิดเผยถึงงานวิจัยเรื่อง การพัฒนากระบวนการผลิตสารคีเลตของกรดอะมิโนกับโลหะ สำหรับใช้เป็นแร่ธาตุอาหารเสริมของสัตว์ ซึ่งได้รับทุนจากแผนงานวิจัยและนวัตกรรมขนาดใหญ่ เพื่อขับเคลื่อนยุทธศาสตร์การวิจัยและนวัตกรรม 20 ปี (Spearhead ปีงบประมาณ 2562) ภายใต้ชุดโครงการวิจัยเรื่อง “การพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิต Functional Ingredients และการประยุกต์” ร่วมกับศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ว่า เป็นการพัฒนาเทคโนโลยีคีเลชันและพัฒนาสูตร เป็นธาตุคีเลตรวมของสารคีเลตกรดอะมิโนกับโลหะในระดับกึ่งอุตสาหกรรม ซึ่งในปัจจุบันเป็นสารที่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ 100%

สำหรับประเทศไทยในปี 2562 อุตสาหกรรมอาหารสัตว์มีมูลค่ามากถึง 2.6 แสนล้านบาท และในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา มีการเติบโตสูงถึงร้อยละ 7-10 ต่อปี โดยเป็นการผลิตอาหารสำหรับสัตว์ปีกมากที่สุด 11.4 ล้านตัน รองลงมาคืออาหารสุกร 5.5 ล้านตัน อาหารสัตว์น้ำมีปริมาณ 1 ล้านตัน และอาหารสัตว์เคี้ยวเอื้อง 0.9 ล้านตัน

ซึ่งข้อจำกัดหลักของอุตสาหกรรมนี้ คือ สารคีเลตของกรดอะมิโนทั้งหมด ต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ไม่สามารถผลิตได้เองในประเทศ ทำให้ต้นทุนอาหารสัตว์สูงขึ้น ผู้ผลิตอาหารสัตว์ต้องเลือกใช้เฉพาะกับอาหารเกรดคุณภาพสูง ที่สามารถขายได้ในราคาแพงขึ้นเท่านั้น การใช้ประโยชน์จากสารคีเลตของกรดอะมิโนจึงอยู่ในวงจำกัด

ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งเเวดล้อมภาพนาโนเทค สวทช.

จากข้อจำกัดของสิทธิบัตรการประดิษฐ์สารคีเลตของกรดอะมิโนจากต่างประเทศ ส่งผลทำให้ฟาร์มเลี้ยงสัตว์ในไทย มีแนวโน้มการใช้อาหารสัตว์ที่มีส่วนผสมคุณภาพต่ำลง เนื่องจากแรงกดดันจากต้นทุนราคาอาหารสัตว์ที่สูงขึ้น การผลิตอาหารสัตว์ส่วนใหญ่ยังคงใช้แร่ธาตุอนินทรีย์ที่อยู่ในรูปเกลือจำพวกซัลเฟต เช่น ทองแดงซัลเฟต แมงกานีสซัลเฟต และเกลือออกไซด์อย่างซิงค์ออกไซด์ เป็นต้น

ซึ่งแร่ธาตุในรูปนี้มีการดูดซึมต่ำ สัตว์ไม่สามารถนำไปใช้ในร่างกายให้เกิดประโยชน์ได้เต็มประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังถูกขับทิ้งเป็นของเสียออกสู่ธรรมชาติอีกด้วย

“ปัจจุบันแนวโน้มการบริโภคผลิตภัณฑ์จากสัตว์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทั้งสุกร ไก่ และสัตว์น้ำ ทำให้ผู้ผลิตจำเป็นต้องหาวิธีการที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ผลผลิตที่คุณภาพดี ต้นทุนต่ำและเพียงพอต่อความต้องการของตลาด ผลิตภัณฑ์จากสัตว์จะมีคุณภาพดีต้องมาจากสัตว์ที่สุขภาพดี ดังนั้น อาหารสำหรับสัตว์จึงเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการเพิ่มผลผลิตจากสัตว์ต่างๆ การเสริมแร่ธาตุในรูปสารคีเลตของกรดอะมิโนกับโลหะในอาหารสัตว์ จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ซึ่งเป็นวิธีที่เริ่มเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอาหารสัตว์”

ดร.วรายุทธ สะโจมแสง ทีมวิจัยนาโนเทคโนโลยีเพื่อสิ่งเเวดล้อม

ทั้งนี้ทีมวิจัยได้สังเคราะห์สารคีเลตจากกรดอะมิโน 2 ชนิด ได้แก่ ไกลซีนและเมไทโอนีน และโลหะอีก 4 ชนิด ได้แก่ ทองแดง สังกะสี แมงกานีส และเหล็ก ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารคีเลตแบบน้ำ และสามารถทำเป็นคีเลตแบบผงแห้งด้วยวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอย หรือด้วยการทำแห้งเยือกแข็งแบบสุญญากาศ ทั้งหมด 8 ชนิด คือ ไกลซีนคอปเปอร์คีเลต ไกลซีนซิงค์คีเลต ไกลซีนเฟอรัสคีเลต ไกลซีนแมงกานีสคีเลต เมไทโอนีนคอปเปอร์คีเลต เมไทโอนีนซิงค์คีเลต เมไทโอนีนแมงกานีสคีเลตและเมไทโอนีนเฟอรัสคีเลต

โดยแร่ธาตุรอง (Trace mineral) ที่จําเป็นในรูปแบบของกรดอะมิโนคีเลตมีความเสถียรสูง ไม่เข้าทําปฏิกิริยากับสารอื่น ทำให้มีการใช้ประโยชน์ได้ของแร่ธาตุมากขึ้น จึงลดการขับทิ้งลง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และเพิ่มกระบวนการดูดซึมบริเวณผนังลําไส้ผ่านทางกลไกการดูดซึมกรดอะมิโน สามารถผสมเข้ากันกับอาหารได้ดี

ต้นแบบสารคีเลต 8 ชนิดภาพนาโนเทค สวทช.

โดยผลการทดสอบประสิทธิภาพสารคีเลต เพื่อใช้เป็นแร่ธาตุอาหารเสริมในกุ้งและปลานิลดำ พบว่า สารคีเลตสามารถเพิ่มการดูดซึมในกุ้งขาวและปลานิลดำ และสามารถใช้ประโยชน์จากแร่ธาตุของสารคีเลตได้ดี แม้มีปริมาณน้อยกว่าแร่ธาตุอนินทรีย์ถึง 2 เท่า

ซึ่งจุดเด่นของสารคีเลตที่พัฒนาขึ้นนั้น สามารถยืนยันการเกิดคีเลตของกรดอะมิโนกับโลหะได้ สารคีเลตมีความคงตัวในช่วง pH ที่กว้าง ละลายน้ำได้ดี ที่สำคัญยังสามารถพัฒนาสูตรเป็นแร่ธาตุคีเลตรวมที่ประกอบไปด้วยแร่ธาตุคีเลตของโลหะต่างๆ เพื่อให้เหมาะสมกับสัตว์แต่ละประเภทได้ เช่น สัตว์บก สัตว์น้ำ สัตว์ปีก สัตว์ที่ให้น้ำนม และสัตว์เลี้ยง เป็นต้น

สารคีเลต 8 ชนิดภาพนาโนเทค สวทช.

สำหรับ งานวิจัยนี้ ได้รับอนุสิทธิบัตร 4 เรื่อง และอยู่ระหว่างการเจรจากับเอกชนในการรับถ่ายทอดเทคโนโลยี ซึ่งหากเกิดการรับการถ่ายทอดเทคโนโลยีคีเลชัน นำไปสู่การผลิตสารคีเลตได้เองภายในประเทศ นักวิจัยชี้ว่า จะช่วยลดการนำเข้าสารคีเลตจากต่างประเทศและสามารถแข่งขันในเรื่องราคาและประสิทธิภาพ ที่สามารถทำตลาดได้ทั้งในและต่างประเทศได้

พัฒนา