Pitching
ไซโปร สายพันธุ์ยีสต์และกระบวนการผลิตไซลิทอล
XylPro Robust yeast and process for xylitol production
บทเกริ่นนำ :
ไซลิทอลเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ เป็นสารให้ความหวานที่ใช้กับอาหาร เครื่องดื่ม และผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ ไซลิทอลเป็นสารให้ความหวานที่มีแคลอรีต่ำและไม่สามารถเผาผลาญได้ซึ่งช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์โปรไบโอติก ที่สำคัญ ไซลิทอลมีความเสถียรในอุณหภูมิสูง (100°C) และ pH กว้าง (1-11) ปัจจุบันมีการผลิตไซลิทอลด้วยกระบวนการทางเคมีโดยผ่านปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี เช่น รานีย์-นิเกิล ภายใต้ความดันสูง (50-60 บาร์) และอุณหภูมิสูง (140-200°C) ทำให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและค่าใช้จ่ายในการบำบัดน้ำเสียสูง ดังนั้นทีมวิจัยจึงพัฒนาขึ้นเทคโนโลยีไซโปรÒ ซึ่งเป็นเซลล์ยีสต์สำหรับผลิตไซลิทอล เพื่อเอาชนะข้อเสียของการสังเคราะห์ทางเคมี
ไซโปรÒ เป็นยีสต์สายพันธุ์ที่ไม่ผ่านดัดแปลงพันธุกรรม ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการผลิตไซลิทอล โดยไซโปรÒ พัฒนาโดยกระบวนการวิวัฒนาการแบบปรับตัวในห้องปฏิบัติการ การใช้แพลตฟอร์มไซโปรÒ สามารถผลิตไซลิทอลได้ความเข้มข้นสูง (>80 g/L) และผลผลิตสูง (> 80%) โดยสามารถใช้ทั้งน้ำตาลไซโลสบริสุทธิ์และไซโลสที่สกัดจากมวลชีวภาพลิกโนเซลลูโลส เช่น กากอ้อยและกากอ้อย (ยอดและใบ) ที่มีสารเคมีเจือปนเป็นวัตถุดิบตั้งต้นได้ ปัจจุบันเทคโนโลยีไซโปรÒ ดำเนินการขยายการผลิตในถังหมักระดับห้องปฏิบัติการ (5 ลิตร) และถังหมักขนาดก่อนนำร่อง (90 ลิตร)
จุดเด่นของเทคโนโลยี :
เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ยีสต์ที่ใช้ในกะบวนการผลิตไซลิทอล พบว่าเทคโนโลยี ไซโปรÒ ให้ผลผลิตไซลิทอลสูงกว่าเทคโนโลยีที่มีอยู่ โดยเทคโนโลยีไซโปรÒ ผลิตไซลิทอลความเข้มข้นสูง (>80 กรัมต่อลิตร) และได้ผลผลิตสูง (80-90%) ในเวลาการผลิตสั้น (32 ชั่วโมง) โดยใช้ไซโลสที่มีความเข้มข้นสูงเป็นวัสดุตั้งต้น (100-120 กรัม/ลิตร) ที่สำคัญเทคโนโลยี ไซโปรÒ มีความทนทานสูงในวัตถุดิบที่มีสารเคมีเจือปนในลิกโนเซลลูโลสไฮโดรไลเสต เช่น กรดเฟอร์ฟูรัล ไฮดรอกซีเมทิลเฟอร์ฟูรัล และกรดอินทรีย์ ดังนั้นจึงสามารถใช้ทั้งไซโลสบริสุทธิ์ (ความบริสุทธิ์ 99%) และไซโลสที่สกัดจากมวลชีวภาพลิกโนเซลลูโลส (ความบริสุทธิ์ประมาณ 80%) เป็นวัตถุดิบได้ มีปริมาณผลพลอยได้ในปริมาณต่ำ เช่น เอทานอลและกลีเซอรอล น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์
คุณสมบัติของต้นแบบผลิตภัณฑ์ :
ไซโปรÒ เป็นเซลล์ยีสต์สำหรับการผลิตไซลิทอล ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อเอาชนะข้อเสียด้านสิ่งแวดล้อมของกระบวนการทางเคมี ไซโปรÒ เป็นยีสต์สายพันธุ์ที่ไม่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม ซึ่งได้รับการพัฒนาโดยใช้เทคนิควิวัฒนาการแบบปรับตัวในห้องปฏิบัติการเพื่อปรับปรุงผลผลิตไซลิทอล ความทนทาน และความเร็วของอัตราการเกิดปฏิกิริยาเอนไซม์
การประยุกต์ใช้งาน :
ปัจจุบันประเทศไทยมีชานอ้อยและใบอ้อยมากกว่า 30 ล้านตันต่อปี ที่เป็นวัสดุเหลือทิ้งจากกระบวนการผลิตจากโรงงานน้ำตาล โดยชีวมวลส่วนใหญ่ถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตไฟฟ้าและวัสดุทดแทนไม้ ที่สำคัญใบอ้อยส่วนหนึ่งถูกเผาระหว่างกระบวนการเก็บเกี่ยวส่งผลให้เกิดปัญหาผลพิษทางอากาศ ดังนั้นเทคโนโลยี ไซโปรÒ จึงเป็นนวัตกรรมในการสร้างสารให้ความหวานที่มีมูลค่าเพิ่มสูงเพิ่มมูลค่าของใบอ้อยและเศษที่เหลือจากการตัดอ้อย เพื่อตอบสนองความต้องการทางธุรกิจตามรูปแบบเศรษฐกิจชีวภาพและ BCG
กลุ่มลูกค้า/ผู้ใช้งานเทคโนโลยีเป้าหมาย :
- กลุ่มบริษัทที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมไบโอรีไฟเนอรี่ เช่น โรงงานน้ำตาล
- กลุ่มบริษัทที่เกี่ยวข้องกับการผลิตส่วนประกอบเชิงฟังก์ชัน (Functional ingredient)
กลุ่มนักลงทุนเป้าหมาย :
- กลุ่มบริษัทที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมไบโอรีไฟเนอรี่ เช่น โรงงานน้ำตาล
- กลุ่มบริษัทที่เกี่ยวข้องกับการผลิตส่วนประกอบเชิงฟังก์ชัน (Functional ingredient)
สถานภาพทรัพย์สินทางปัญญา :
สิทธิบัตรการประดิษฐ์เรื่อง “ยีสต์ Candida tropicalis สายพันธุ์ดัดแปลงพันธุกรรมที่มีประสิทธิภาพในการผลิตไซลิทอลจากน้ำตาลไซโลส และกระบวนการผลิตไซลิทอลด้วยยีสต์ดังกล่าว” เลขที่คำขอ 2101005196 วันที่ยื่นจด 1 กันยายน 2564
สถานการณ์พัฒนาผลิตภัณฑ์ :
อยู่ในระหว่างการทดสอบประสิทธิภาพการขยายขนาดการผลิตในระดับนำร่อง (Pilot scale)
ติดต่อขอรับข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ :
ดร. เบญจรัตน์ บันเทิงสุข
ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ BIOTEC
โทรศัพท์: 02-564-6700 ต่อ 3464
Email: benjarat.bun@biotec.or.th
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม
111 อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย ถนนพหลโยธิน ตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี 12120
© 2024 สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติสงวนสิทธิ์ทุกประการ