ไคติน-ไคโตซาน
Chitin and Chitosan
<< Thai Version >> << English Version >>

ผู้รับผิดชอบโครงการ
ดร.ปิยะบุตร วานิชพงษ์พันธุ์
ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์
โทร. 0-2470-9007 โทรสาร 0-2428-3534
หลักการและเหตุผล
ไคติน จัดอยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรตประเภทโครงสร้างที่เป็นเส้นใย คล้ายคลึงกับเซลลูโลสจากพืช ไคตินพบได้ในเปลือกของสัตว์ เช่น กุ้ง ปู แกนหมึก แมลง ตัวไหม หอยมุก และผนังเซลล์ของพวกรา ยีสต์ และจุลินทรีย์อีกหลายชนิด ไคตินในธรรมชาติมีโครงสร้างของผลึกที่แข็งแรง 3 ลักษณะ ได้แก่ แอลฟ่าไคติน เกิดจากเปลือกกุ้งและเปลือกปู เบต้าไคติน เกิดในแกนหรือกระดองหมึก และแกมม่าไคติน
ไคโตซาน คือ สารโพลิเมอร์ชีวภาพที่สกัดจากไคติน ซึ่งเป็นโครงสร้างของเปลือกกุ้ง กระดองปู แกนปลาหมึก และผนังเซลของเห็ด ราบางชนิด ไคติน-ไคโตซาน จัดเป็นโคโพลิเมอร์ที่อยู่ร่วมกันในธรรมชาติ มีปริมาณของไคตินมากเป็นอันดับสองรองจากเซลลูโลส ไคติน-ไคโตซาน มีสมบัติพื้นฐานที่เข้ากับธรรมชาติได้ดี ย่อยสลายง่าย ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งไคติน-ไคโตซาน มีหมู่อะมิโนที่แสดงสมบัติพิเศษหลายประการที่ต่างจากเซลลูโลส เช่น การละลายได้ในกรดอินทรีย์เจือจาง การจับกับอิออนของโลหะได้ดี และการมีฤทธิ์ทางชีวภาพ ปัจจุบันมีการนำสารไคติน-ไคโตซาน มาประยุกต์ใช้จริงทั้งในภาคอุตสาหกรรม ภาคเกษตรกรรม ทางการแพทย์และเภสัชกรรม เช่น สารตกตะกอนในการบำบัดน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมเส้นใยสิ่งทอ เพื่อป้องกันแบคทีเรียและเชื้อรา ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อคุณภาพในการลดไขมันและคอเลสเตอรอล เรื่องความสวยความงามที่เป็นที่สนใจของคุณสุภาพสตรีทั้งหลาย สารเร่งการเจริญเติบโตในพืชและสัตว์แลกเนื้อต่าง ๆ เช่น สุกร กุ้ง เป็ด ไก่ สารเคลือบผลไม้เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา สารถนอมอาหาร และแผ่นฟิล์มปิดแผล ช่วยให้แผลหายเร็วขึ้น
ภาพรวมการใช้ไคติน-ไคโตซานในประเทศไทย ณ วันนี้อาจกล่าวได้ว่า ประเทศไทยได้เปรียบกว่าประเทศอื่นๆ อันเนื่องมาจากมีความพร้อมทางด้านวัตถุดิบ (เปลือกกุ้งและปู) ศักยภาพในด้านวัตถุดิบนี้ เป็นผลมาจากการที่ประเทศไทย เป็นประเทศที่ส่งออกกุ้งแช่แข็งเป็นสินค้าออกอันดับต้นๆ ของโลก ถึงแม้ว่าทางรัฐบาลได้มีนโยบายในการจำกัดพื้นที่การเพาะเลี้ยงกุ้ง แต่เปลือกกุ้งที่จะถูกป้อนให้กับโรงงาน เพื่อนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเป็นไคติน-ไคโตซาน นั้นได้มาจาก 2 แหล่ง คือ จากฟาร์มเพาะเลี้ยงกุ้งประมาณ 2 แสนตันต่อปี และจากทะเลประมาณ 3 แสนตันต่อปี ดังนั้นจึงไม่น่ามีปัญหาในด้านการขาดแคลนวัตถุดิบ เมื่อความต้องการใช้ไคติน-ไคโตซานในท้องตลาดมีเพิ่มขึ้น ขณะเดียวกันนี้ก็ยังมีความพร้อมทางด้านเทคโนโลยี ทั้งนี้เพราะเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตสารไคติน-ไคโตซาน เป็นเทคโนโลยีที่ง่ายไม่ซับซ้อน สามารถทำได้ตั้งแต่ในระดับครัวเรือน ชุมชนและขยายใหญ่ในระดับอุตสาหกรรม ปัจจุบันโรงงานที่ดำเนินการผลิต ยังมีอยู่ไม่มาก อัตราการผลิตของแต่ละโรงก็ยังไม่สูงมาก และเท่าที่ปรากฏก็ไม่ค่อยแสดงตัวมากนัก หากความต้องการของตลาดมีมากขึ้น การขยายตัวเป็นอุตสาหกรรมมีความเป็นไปได้มากและรวดเร็ว เพราะใช้เงินลงทุน เครื่องจักร-เครื่องมือ และแรงงานไม่มาก สามารถจัดการระบบการผลิตได้ไม่ยาก จากความพร้อมในหลายด้านดังกล่าว ในอนาคตเมืองไทยอาจจะเป็นประเทศที่ส่งออกไคติน-ไคโตซานระดับต้นๆ ของโลก เช่นเดียวกับกุ้งแช่แข็งก็อาจจะเป็นไปได้ ในแง่กระบวนการผลิตมีการใช้สารเคมีร่วม ซึ่งอาจจะมีปัญหาตามมาได้ เช่น ปัญหาสารเคมีตกค้างและปัญหาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม แต่ก็สามารถจัดการแก้ไขและควบคุมได้ โดยอาจนำแนวทางความรู้ทางเทคโนโลยีสะอาดและเทคโนโลยีชีวภาพมาร่วมจัดการได้ นอกจากนี้เรายังสามารถพัฒนาการผลิตให้ครบวงจรได้ตั้งแต่ สารไคติน สารไคโตซาน และผลิตภัณฑ์ต่างๆ จากสารไคติน-ไคโตซาน เช่น ปุ๋ย เครื่องสำอาง และอาหารเสริม ฯลฯ อันเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับวัสดุอีกทางหนึ่ง นอกจากนี้ยังไม่เป็นการเสียเปรียบดุลการค้ากับต่างประเทศ กล่าวคือ ในการที่เราต้องส่งสารไคติน-ไคโตซานออกขายให้กับต่างประเทศ เช่น ไต้หวัน ญี่ปุ่น จากนั้นประเทศเหล่านั้น ก็ทำการผลิตผลิตภัณฑ์จากสารนี้ แล้วส่งกลับมาขายในเมืองไทย ในราคาสูงมากเมื่อเทียบกับราคาไคติน-ไคโตซานที่เราขายให้ไปข้างต้น ทั้งๆ ที่นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยในประเทศไทยเอง ก็มีความรู้ความสามารถพัฒนาและผลิตผลิตภัณฑ์เหล่านั้นได้ แต่ทว่ายังต้องการแรงสนับสนุนและการส่งเสริมการผลิต ตลอดจนความร่วมมือกันระหว่างนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย นักอุตสาหกรรม และผู้ประกอบการ เพื่อนำไปสู่ระบบการผลิตเต็มรูปแบบในลำดับต่อไป
คุณสมบัติและลักษณะเด่น
*สมบัติและหน้าที่ **การประยุกต์ใช้และผลิตภัณฑ์ที่ได้นำไปใช้แล้ว
1. โพลีอิเลกโตรไลท์และคีเลต (B)
  1. ตัวรวมตะกอนและตัวตกตะกอน และการทำหน้าที่
    แคทอิออนิกสำหรับบำบัดน้ำเสีย
  2. ตัวตกตะกอนโปรตีนที่เป็นกรด และตัวตกตะกอนเพื่อแยกยูเรเนียม และโลหะจำเพาะบางชนิด ตลอดจนโลหะกัมมันตภาพรังสี
2. การขึ้นรูปเป็นลักษณะต่างๆ (A, B)
  1. ขึ้นรูปเป็นเส้นใย สิ่งทอ
  2. ขึ้นรูปเป็นแผ่นเยื่อบาง เพื่อใช้ในการกรองแยก เช่น แยกน้ำออกจากแอลกอฮอล์
  3. ขึ้นรูปเป็นเม็ด เป็นแคปซูลเพื่อการเพาะเซลล์
3. การเป็นเจลที่อุ้มน้ำ (B)
  1. การใช้หุ้มเซลล์ และหุ้มเอนไซม์
  2. เป็นตัวกลางสำหรับการแยกด้วยวิธีโครมาโตกราฟฟีแบบเจล
  3. การขึ้นรูปเป็นรูพรุนแบบฟองน้ำ
  4. เชอโรเจล
4. การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ (A, B)
  1. ตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ
  2. การทำวัสดุผสมกับคาร์บอนไดออกไซด์
5. การย่อยสลายด้วยน้ำ (A, B)
  1. ผลิตสารกลูโคซามีน และโอลิโกเมอร์ของน้ำตาลต่างๆ (โดยทางเคมีและเอนไซม์)
6. สารเหนียวและอุ้มน้ำ (B)
  1. เป็นส่วนผสมในเครื่องสำอาง สำหรับบำรุงรักษาผิวและผม
7. การดูดซับโมเลกุลต่างๆ (A, B, C)
  1. ใช้เป็นตัวกลางเพื่อทำโครมาโตกราฟฟีแบบต่างๆ เช่น แบบดูดซับและแบบแลกเปลี่ยน เพื่อแยกเลกติน, ไคติเนส และไลโซไซม์
8. ปฏิกิริยาเคมี (A, B)
  1. การสร้างกลิ่น รส
  2. การขจัดกลิ่นของฟอร์มาลดีไฮด์
  3. การสังเคราะห์สารอนุพันธ์ต่างๆ เป็นสารต่อเนื่อง
9. การนำไฟฟ้า (B)
  1. การนำแผ่นเยื่อบางไคโตซานผสมลิเธียม ไตรเฟลท ที่ใช้เป็นอีเลกโตรไลท์ในแบตเตอรี่ ที่ปราศจากมลพิษ
10. การเคลือบ (B)
  1. การทำสีในการพิมพ์ การย้อมและสารเติมแต่งต่างๆ
  2. การทำสีทา
  3. การทำลำโพง ทำเครื่องดนตรี
  4. เป็นสารแติมแต่งในอุตสาหกรรมกระดาษ
  5. เคลือบผิวผลไม้ ผัก เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา
  6. เคลือบรักษาเมล็ดพันธุ์พืช
11. ตัวดึงออกมา (A, B, C)
  1. เป็นตัวเหนี่ยวนำของโปรตีนที่ก่อให้เกิดโรคได้
  2. สารที่ใช้ในการเกษตร เช่น การเคลือบเมล็ด การพ่นเคลือบใบ
12. ตัวต้านจุลินทรีย์ (B) ใช้ในการเก็บรักษาอาหารและผลไม้
13. ส่งเสริมพวกจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ (A, B) ช่วยในการปรับปรุงจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ เช่น
1. ในดินและในน้ำ
2. ในสัตว์และในลำไส้คน
14. สารที่ปราศจากพิษ เป็นมิตรต่อสิ่งมีชีวิต จึงใช้ได้ทั่วไป
15. สร้างภูมิต้านทานได้ (A, B, C)
  1. เป็นตัวเหนี่ยวนำไลโซไซม์ และ LPL activities ใน เนื้อเยื่อและในเลือด
  2. ต่อต้านสารก่อมะเร็ง
16. สมานแผล (A, B, C)
  1. ใช้เป็นตัวรักษาแผล โดยเฉพาะไฟไหม้ และแผลที่ ผิวหนังสำหรับคน สัตว์ และต้นไม้ (ทำผิวหนังเทียม)
  2. รักษากระดูก เอ็น และซ่อมแซมพวกเอ็นยึดอวัยวะต่างๆ
17. ย่อยสลายได้ในธรรมชาติ (A, B, C)
  1. ทำไหมเย็บแผลที่ละลายได้
  2. สารปลดปล่อยยาอย่างช้าๆ
  3. ควบคุมการย่อยสลายของเอ็นไซม์
18. ลดโคเลสเตอรอล (B)
  1. ใช้เป็นอาหารเสริมสุขภาพ และใช้เติมแต่งในอาหาร สัตว์
  2. ลดความดันเลือด
19. ห้ามเลือดต่อต้านการเกิดลิ่มเลือด (C)
  1. ทำยาห้ามเลือด
  2. ใช้ทำเส้นเลือด ใช้ทำคอนแทคเลนซ์ตา
20. ใช้เป็นฟิล์มเคลือบผลไม้ (B)
  1. ช่วยให้ผลไม้ และผักสดอยู่นาน
21. เข้ากันได้กับอวัยวะร่างกาย (A, B, C)
  1. รักษาแผล
  2. ไหมเย็บแผล
หมายเหตุ   * A คือ สารไคติน B คือ สารไคโตซาน C คือ อนุพันธ์ของสารไคตินและสารไคโตซาน
           ** ที่ขีดเส้นใต้ คือ ผลิตภัณฑ์ที่ออกมาจำหน่ายแล้วในตลาด
การนำผลงานไปใช้ประโยชน์
การทำวิจัยในเรื่องไคติน ไคโตซานได้กระทำแล้ว และได้นำสารสกัดจากไคติน-ไคโตซาน ไปประยุกต์ใช้อย่างจริงจังด้วยตัวเอง เพราะมีฟาร์มเล็ก ๆ อยู่ไม่ไกลจากกรุงเทพมากนัก มีการเลี้ยงสัตว์เช่น สุกร เป็ด ไก่ ปลูกผลไม้ต่าง ๆ เช่น มะละกอ มะนาว มะม่วง และอื่น ๆ เมื่อนำสารสกัดจากไคติน-ไคโตซานเข้าไปประยุกต์ ปรากฏว่า ผลผลิตที่ได้มีคุณภาพเป็นที่น่าพอใจยิ่ง นอกจากนั้นยังได้นำไปใช้จริงกับนาข้าว ไม้ดอกไม้ประดับที่ปลูกบนภูเขาทางภาคเหนือด้วย การใช้สารไคติน-ไคโตซานจะนำไปสู่การเกษตรแบบอินทรีย์ (Organic Farm) ซึ่งสามารถลดปัญหาสารเคมีตกค้าง ปัญหามลพิษ ปลอดภัยต่อเกษตรกรผู้ใช้ และผู้บริโภคผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร และยังสามารถทดแทนการใช้สารเคมี ซึ่งส่วนใหญ่ต้องนำเข้าจากต่างประเทศปีละจำนวนมากๆ

  ทำการปรับปรุงเมื่อ : วันที่ 13 สิงหาคม 2545