หน้า: 1/5
ไคโตซาน
ลาวัลย์ จีระพงษ์
กลุ่มงานชีววิธี ส่วนบริหารศัตรูพืช
สำนักพัฒนาคุณภาพสินค้าเกษตรเกษตร agriqua31@doae.go.th
ไคโตซาน เป็นไบโอโพลิเมอร์ธรรมชาติอย่างหนึ่ง ซึ่งมีองค์ประกอบสำคัญในรูปของ D – glucosamine พบได้ในธรรมชาติ โดยเป็นองค์ประกอบอยู่ในเปลือกนอกของสัตว์พวก กุ้ง ปู แมลง และเชื้อรา เป็นสารธรรมชาติที่มีลักษณะโดดเด่นเฉพาะตัว คือ ที่เป็นวัสดุชีวภาพ ( Biometerials ) ย่อยสลายตามธรรมชาติ มีความปลอดภัยในการนำมาใช้กับมนุษย์ ไม่เกิดผลเสียและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม ไม่เกิดการแพ้ ไม่ไวไฟและไม่เป็นพิษ ( non – phytotoxic ) ต่อพืช นอกจากนี้ยังส่งเสริมการเพิ่มปริมาณของสิ่งมีชีวิตที่มีประโยชน์
ไคโตซานกับการเกษตรด้านการควบคุมศัตรูพืช
1. ยับยั้งและสร้างความต้านทานโรคให้กับพืช
การยับยั้งเชื่อสาเหตุของโรคพืช ได้แก่ เชื้อไวรัส แบคทีเรีย และเชื้อราบางชนิด โดยไคโตซานจะซึมผ่านเข้าทางผิวใบ ลำต้นพืช ช่วยยับยั้งการเกิดโรคพืชในกรณีที่เกิดเชื่อโรคพืชแล้ว (รักษาโรคพืช) และสร้างความต้านทานโรคให้กับพืชที่ไม่ติดเชื้อ โดยไคโตซานมีคุณสมบัติที่สามารถออกฤทธิ์เป็นตัวกระตุ้น (elicitor) ต่อพืชได้ จะกระตุ้นระบบป้องกันตัวเองของพืช ทำให้พืชผลิตเอนไซม์และสารเคมีเพื่อป้องกันตนเองหลายชนิด พืชจึงลดโอกาสที่จะถูกคุกคามโดยเชื่อสาเหตุโรคพืชได้
2. ทำให้เกิดโอกาสการสร้างความต้านทานของพืชต่อแมลงศัตรูพืช
ไคโตซานจะกระตุ้นให้มีการผลิตสารลิกนินและแทนนินของพืชมากขึ้น พืชสามารถป้องกันตัวเองจากการกัด – ดูด ทำลายของแมลงศัตรูพืช จะสังเกตุว่าต้นพืชที่ได้รับไคโตซานจะมีแวกซ์เคลือบที่ผิวใบ
3. ช่วยเพิ่มปริมาณจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในดิน
ไคโตซานสามารถส่งเสริมการเพิ่มปริมาณจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในดิน เช่น เชื้อ Actiomycetes sp. Trichoderma spp. ทำให้เกิดการลดปริมาณของจุลินทรีย์ที่เป็นเชื้อโรคพืช เช่น เชื้อ ( Furarium ) Phythophthora spp. ฯลฯ
รายชื่อศัตรูพืชที่มีการทดสอบแล้วว่าไคโตซานมีศักภาพในการควบคุม
1. การกระตุ้นให้พืชมีความต้านทานแมลง
ศัตรูพืช คือ หนอนใยผัก หนอนคืบและอื่น ๆ
การใช้ การพ่นทางใบ ลำต้น (ขึ้นกับส่วนที่ศัตรูพืชอาศัยอยู่)
อัตราการใช้ 10 – 20 ซีซี / น้ำ 20 ลิตร2.
2. การยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อสาเหตุโรคพืช
- ไวรัสโรคพืช
- แบคทีเรีย เช่น แคงเคอร์ ใบจุด
- เชื้อรา เช่น เชื้อไฟทอปธอร่า พิเทียม ฟิวซาเรียม Botrytis cineres Rhizopus stolonifer
- แอนแทรคโนส เมลาโนส ราน้ำค้าง ใบติด ราขาว รากเน่า – โคนเน่า ใบจุด โรคใบสีส้ม ใบลาย
ประโยชน์ของไคโตซานด้านการเกษตร
|
คุณสมบัติ
|
วิธีการใช้
|
อัตรา
|
| 1. แมลง : กระตุ้นให้พืชสร้างความภูมิคุ้มกัน โดยผลิตพืช เอนไซม์และสารเคมีป้องกันตนเอง เช่น สร้างลิกนิน แทนนิน และกระตุ้นให้สร้างไคติเนส ซึ่งจะย่อยผนังเปลือกหุ้มตัวแมลง ศัตรูพืช เช่น หนอนใย หนอนคืบ |
พ่นทางใบ
|
10 – 20 ซีซี / น้ำ 20 ลิตร
|
|
2. โรค : ยับยั้ง การเจริญเติบโตเชื้อสาเหตุของโรคพืชรักษาและสร้างภูมิต้านทานโรค
- ไวรัสโรคพืช
- แบคทีเรีย เช่น แคงเคอร์ ใบจุด
- เชื้อรา เช่น ไฟทอปธอร่า พิเทียม
Botrytis cineres Rhizopus stolonifer
แอนแทรคโนส เมลาโนส ราน้ำค้าง ใบติดราขาว รากเน่า -โคนเน่า โรคใบจุด โรคใบสีส้มข้าว ใบลาย
|
พ่นทางใบ
|
10 – 50 ซีซี / น้ำ 20 ลิตร
|
| 3. ใช้เคลือบเมล็ดพันธุ์ ลดความเสียหายจากการถูกทำลายโดยเชื้อรา และแมลง |
ชุบเมล็ดพันธุ์นาน 6 ชั่วโมง
|
10 ซีซี / น้ำ 1 ลิตร
|
4. ใช้ควบคุมไส้เดือนฝอย (รวมทั้งเชื้อรา เช่น Furarium spp. )
(ในฝ้าย พืชผัก กล้วยไม้ ผลไม้ ฯลฯ )
* วิธีการนี้ยังใช้ต้นทุนสูงไม่คุ้มการลงทุน |
ใช้เป็นรูปผง ใส่ลงดินแล้วไถกลบลึก 6-8 นิ้ว
2-4 สัปดาห์ ก่อนปลูกพืช
|
1 กรัม / ตารางวา
( 1 ตัน / Acre )
( 3% ปริมาตร / ปริมาตร)
|
| 5. ช่วยเพิ่มจำนวนจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ เช่น Actiomycetes sp. Trichoderma spp. ในดิน ลดจุลินทรีย์ที่เป็นเชื้อโรค เช่น Furarium sp. Phythozhthora spp. |
|
|
| 6. เพิ่มความเจริญเติบโตในพืชผัก ได้แก่ คะน้า หอม หน่อไม้ฝรั่ง ผักต่าง ๆ ( ผลดีกว่าไม่พ่น 20% และน้ำหนักมากกว่า 20-40% ) |
ฉีดพ่นทุก ๆ 7วัน
( 3-4 ครั้ง )
|
10-15 ซีซี
|
เอกสารอ้างอิง
1. ภาวดี เมธะดานนท์, 2544. ความรู้เกี่ยวกับไคติน – ไคโตซาน. ศูนย์เทคโนโลยีโลหะวัสดุแห่งชาติ. 10 หน้า.
2. รัฐ พิชญางภรู, 2543. คุณสมบัติและกลไกการทำงานของสารไคติน – ไคโตซานที่สามารถช่วยเพิ่มผลผลิต ทางการเกษตร. ภาควิชาชีวเคมี จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. 4 หน้า.
3. สุวลี จันทร์กระจ่าง, 2543. การใช้ไคติน – ไคโตซานในประเทศไทยสถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเซีย. ปทุมธานี. 5 หน้า.
ไคติน-ไคโตซาน
(กมลศิริ พันธนียะ ผู้รวบรวม)
ไคติน-ไคโตซาน เป็นวัสดุชีวภาพเกิดในธรรมชาติ จัดอยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรตผสม ที่ประกอบด้วยอนุพันธ์ของน้ำตาลกลูโคสที่มีธาตุไนโตรเจนติดอยู่ด้วยทำให้มีคุณสมบัติที่โดดเด่น และหลากหลายมีประสิทธิภาพสูงในกิจกรรมชีวภาพ และยังย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ ดังนั้นจึงเป็นสารที่มีความปลอดภัยในการใช้กับมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อม สารไคติน-ไคโตซานนี้มีลักษณะพิเศษในการนำมาใช้ดูดซับและจับตะกอนต่างๆในสารละลายแล้วนำสารกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งเป็นการหมุนเวียนตามระบบธรรมชาติ
โครงสร้างทางเคมีของสารไคติน คล้ายคลึงกับเซลลูโลส คือเป็นเส้นใยที่ยาว ไคตินที่เกิดในธรรมชาติมีโครงสร้างของผลึกที่แข็งแรงมีการจัดตัวของรูปแบบของผลึกเป็น 3 ลักษณะได้แก่ แอลฟ่าไคติน, บีต้าไคติน, และแกมม่าไคติน ไคตินที่เกิดในเปลือกกุ้งและปู ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแอลฟ่าไคติน ส่วนไคตินที่อยู่ในปลาหมึกพบว่าส่วนใหญ่เป็นบีต้าไคตินในการจัดเรียงตัวของโครงสร้างตามธรรมชาติ พบว่าแอลฟ่าไคตินมีคุณลักษณะของเสถียรภาพทางเคมีสูงกว่าบีต้าไคติน ดังนั้นจึงมีโอกาสที่บีต้าไคตินสามารถจะเปลี่ยนแปลงรูปแบบไปเป็นแอลฟ่าไคตินได้ในสารละลายของกรดแก่ เช่น กรดเกลือ เป็นต้น ส่วนแกมม่าไคตินเป็นโครงสร้างผสมระหว่างแอลฟ่าและบีต้าไคติน
ไคตินเป็นโพลีเมอร์ที่มีสายยาวมีองค์ประกอบของหน่วยย่อยเป็นอนุพันธ์ของน้ำตาลกลูโคสมีชื่อว่า N-acetyl glucosamine ไคตินเป็นสารที่ละลายยากหรือไม่ค่อยละลาย ส่วนไคโตซานเป็นโพลีเมอร์ของหน่วยย่อยที่ชื่อว่า glucosamine มากกว่า 60% ขึ้นไป ( นั้นคือมีปริมาณ N- acetylglcosamine นั้นเอง ในธรรมชาติย่อมมีไคตินและไคโตซาน ประกอบอยู่ในโพลิเมอร์ ที่เป็นสายยาวในสัดส่วนต่างๆกัน ถ้ามีปริมาณของ glucosamine น้อยกว่า 40 % ลงมา พอลิเมอร์นั้นจะละลายได้ในกรดอินทรีย์ต่างๆนั้นหมายถึงมีปริมาณไคโตซานมากกว่า 60 % นั้นเอง ฉะนั้นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีทำให้ไคตินเปลี่ยนไปเป็นไคโตซาน คือการลดลงของหมู่อะซีติลหรือเรียกว่า Deacetylation ขณะที่มีการลดลงของหน่วยย่อย N-acetyl glucosamine ย่อมเป็นการเพิ่มขึ้นของ glucosamine ในปริมาณที่เท่ากัน ซึ่งคือการเปลี่ยนแปลงไคตินให้เป็นไคโตซานนั่นเอง การจัดระดับของการ Deacetylation มีค่าร้อยละหรือเรียกว่า Percent Deacetylation ( % DD) กล่าวคือเมื่อในพอลิเมอร์มีค่าเกิน % DD เกินกว่า 60 % ขึ้นไป ของการกระจายไคโตซานในกรดอินทรีย์มากจะเพิ่มขึ้นของหมู่อะมิโนของ glucosamine ทำให้มีความสามารถในการรับโปรตรอน จากสารละลายได้เพิ่มขึ้นซึ่งช่วยในการละลายดีขึ้น เพราะมีสมบัติของประจุบวกเพิ่มขึ้น ฉะนั้นไคโตซานจึงสามารถละลายได้ดีขึ้นในกรดต่างๆ เช่น กรดน้ำส้ม กรดแลคติก และกรดอินทรีย์อื่นๆ
ซึ่งโดยธรรมชาติแล้ว ไคโตซานจะไม่ละลายน้ำเช่นเดียวกับเปลือกกุ้ง กระดองปู หรือเปลือกไม้ทั่วไป แต่ไคโตซานจะละลายได้ดีเมื่อใช้กรดอินทรีย์เป็นตัวทำละลาย สารละลายของไคโตซานจะมีความข้นเหนียวแต่ใสคล้ายวุ้น หรือพลาสติกใส ยืดหยุ่นได้เล็กน้อยจึงมีคุณสมบัติที่พร้อมจะทำให้เป็นรูปแบบต่างๆได้ง่าย โดยเฉพาะถ้าต้องการทำเป็นแผ่นหรือเยื่อบางๆเป็นเจล หรือรูปร่างเป็นเม็ด เกล็ด เส้นใย สารเคลือบและคอลลอยด์ เป็นต้น นอกจากนี้ไคโตซานยังย่อยสลายตามธรรมชาติ จึงไม่เกิดผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต เมื่อกินเข้าไปและไม่มีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเติมลงไปในน้ำหรือในดินเพื่อการเกษตร
ไคโตซานที่ผลิตขึ้นมาใช้ในปัจจุบันนี้ มีหลายรูปแบบ และส่วนใหญ่จะผลิตมาจากบริษัทต่างประเทศ จึงมีราคาค่อนข้างสูง
รูปแบบของไคโตซานที่ผลิตขึ้นมาจำหน่ายในขณะนี้มี 4 รูปแบบ ได้แก่
1. ไคโตซานที่เป็นเกล็ดหรือแผ่นบางเล็กๆ (flake)
2. ไคโตซานที่เป็นผงละเอียดคล้ายแป้ง (micromilled powder)
3. ไคโตซานในรูปแบบสารละลายเป็นของเหลวหนืด (solutions) ซึ่งความเข้มข้นอาจจะแตกต่างกันไปตาม ความต้องการของผู้สั่งซื้อ
4. ไคโตซานที่อยู่ในรูปเม็ดจิ๋วขนาดประมาณ 300-500 ไมโครเมตร (bead)
ผลิตภัณฑ์ไคโตซานที่อยู่ในรูป flake , powder , bead นั้นหากเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงจะต้องมีความชื้นต่ำมากคือไม่เกิน 5-10 เปอร์เซ็นต์ หากความชื้นสูงกว่านี้ก็อาจจะทำให้เกิดเชื้อราหรือมีสิ่งปนเปื้อนอื่นๆเข้าไปปะปนอยู่ทำให้คุณภาพด้อยลง หรืออาจจะเกิดความเป็นพิษ เนื่องจากเชื้อรา เชื้อแบคทีเรียหรือสิ่งปนเปื้อนนั้นๆผลิตสารพิษออกมา ความเป็นไปได้ที่จะเกิดการปนเปื้อนของสิ่งไม่พึงประสงค์ในไคโตซานนั้น เนื่องจากวัตถุดิบที่นำมาสกัดนั่นเอง
สาเหตุการปนเปื้อน
เนื่องจากไคโตซานผลิตมาจากไคตินซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากเปลือกกุ้งซึ่งมีต้นกำเนิดจากเปลือกกุ้ง กระดองปู กระดองปลาหมึก และจากสัตว์น้ำอื่นๆ ตามที่ได้กล่าวมาข้างต้นแล้ว ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่า ผลิตภัณฑ์ไคโตซานที่สกัดออกมาได้อาจจะมีการปนเปื้อนของสิ่งไม่พึงประสงค์ที่มาจากสิ่งแวดล้อม หากกุ้ง ปู หรือปลาหมึก เปลือกที่ถูกแกะกระดองแล้วนำมาสกัดนั้น ถูกจับมาจากแหล่งน้ำที่ไม่สะอาดนัก เช่น ในแหล่งน้ำที่มีการปนเปื้อนของโลหะหนัก , สารเคมี หรือยาปฏิชีวนะ ตลอดจนจุลชีพ ก่อโรคที่สำคัญได้แก่ E.coli , Salmolnella และ Vibrio spp. ซึ่งสิ่งเหล่านี้ปะปนอยู่ในน้ำทะเลบางแห่งที่ขาดการตรวจสอบ และเฝ้าระวังทางด้านสุขอนามัยและมลภาวะอยู่แล้ว การที่จะคัดเลือกไคโตซานที่มีคุณภาพดีทั้งทางด้านขบวนการผลิตและทางด้านสุขอนามัยนั้น จำเป็นต้องสืบหาข้อมูลและประวัติอันดีงามของบริษัทเสียก่อน
ปัจจุบันการผลิตสารไคตินและไคโตซานจากเปลือกกุ้งทำโดยการใช้สารเคมีได้แก่ด่างและกรดโดยมีหลักการที่สำคัญคือ
1. กระบวนการกำจัดโปรตีน (deproteination) โดยการทำปฏิกิริยากับด่าง ซึ่งส่วนใหญ่ใช้โซดาไฟ (NaOH) ในกระบวนการนี้โปรตีนส่วนใหญ่จะถูกขจัดออกไปจากวัตถุดิบพร้อมกันนี้บางส่วนของไขมันและรงควัตถุบางชนิดมีโอกาสถูกขจัดออกไปด้วย การพิจารณาใช้กระะบวนการนี้จะขึ้นอยู่กับประเภทของวัตถุดิบที่จะนำมาใช้
2. กระบวนการกำจัดเกลือแร่ (demineralization) โดยการนำวัตถุดิบที่ผ่าน กระบวนการกำจัดโปรตีนมาแล้ว มาทำปฏิกิริยากับกรดซึ่งส่วนมากใช้กรดเกลือ (HCL) ทำให้เกลือแร่ส่วนใหญ่ ได้แก่ หินปูน (calcium carbonate, CaCO3) ซึ่งจะถูกกำจัดออกไปโดยเปลี่ยนไปเป็นก๊าซ (chitin)
3. กระบวนการกำจัดหรือลดหมู่อะซีติล (deacetylation) เป็นการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ใช้ในการกำจัดหรือลดหมู่อะซีติล (CH3CO-) ที่มีอยู่บนโมเลกุลของไคติน เพื่อให้เกิดเป็นไคโตซาน(chitosan) ซึ่งเป็นการเพิ่มขึ้นของหมู่อะมิโน (-NH2) บนโมเลกุลของไคตินและหมู่อะมิโนนี้มีความสามารถในการรับโปรตอนจากสารละลายซึ่งช่วยให้การละลายดีขึ้น เพราะมีสมบัติเป็นประจุบวก (Cation) ส่วนใหญ่เมื่อปริมาณของหมู่อะซีติล ถูกกำจัดไปมากกว่า 60% ขึ้นไป สารไคโตซานที่ได้สามารถละลายได้ในกรดอินทรีย์หลายชนิด การลดหมู่อะซีติลกระทำได้โดยใช้ด่างที่เข้มข้นสูงตั้งแต่ 40% ขึ้นไป ดังนั้นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการพิจารณาสารไคโตซานก็คือค่าระดับการกำจัดหมู่อะซีติล (degree of deacetylation , %DD)
ไคโตซานได้จากปฏิกิริยาการกำจัดหมู่อะซีติล (deacetylation) ของไคตินซึ่งก็คือ พอลิเมอร์ของ(1-4)-2 amino-2 deoxy- b - D-glucan หรือเรียกง่ายๆว่าพอลิเมอร์ของ (glucosamine) การเกิดไคโตซานนั้นขึ้นอยู่กับปริมาณของการเกิดปฏิกิริยาการกำจัดหมู่อะซีติล (deacetylation ) ซึ่งวัดจากค่าระดับการกำจัดหมู่อะซีติล (degree of deacetylation) การทำปฏิกิริยาการกำจัดหมู่อะซีติล คิดเป็นหน่วยร้อยละ (percentage of degree of deacetylation , %DD) กล่าวคือถ้า %DD เกินกว่า 50% ขึ้นไปแล้วสามารถใช้พอลิเมอร์นั้นทำให้เกิดอนุพันธ์ที่ละลายในกรดอินทรีย์ได้ หรืออาจกล่าวได้ว่าการลดลงของหมู่อะซีติลในไคติน (chitin regenerated) ผลที่ได้คือ การเพิ่มหมู่อะมิโน ซึ่งเป็นการเพิ่มสมบัติการเป็นสารที่มีประจุเป็นบวก (polycationic activity) บนพอลิเมอร์ทำให้เกิดสภาพของการเป็นไคโตซานเพิ่มขึ้น (chitosan generation) เพราะฉะนั้นโครงสร้างของไคโตซานต่างจากไคตินตรงหน่วยที่เป็น glucosamine ในสายพอลิเมอร์เพิ่มมากเกินกว่า 50% ขึ้นไปนั่นเอง
ในอุตสาหกรรมปัจจุบันการผลิตสารไคตินและคโตซานจากเปลือกกุ้งโดยการใช้เคมีสารได้แก่ ด่างและกรด
สรุปขั้นตอนการผลิตสารไคตินและไคโตซานจากเปลือกกุ้ง
1. ของเหลือจากกุ้ง
2. บดคัดขนาด
3. แยกโปรตีนออก ( โดยต้มกับด่าง 4-8 %)
4. ล้างน้ำให้หมดด่าง
5. แยกเกลือแร่ออก (โดยต้มกับกรด 4-8 %)
6. ล้างน้ำแล้วทำแห้ง
7. เป็นไคติน
8. ทำปฏิกิริยาลดหมู่อะซีติล (โดยใช้ด่างเข้มข้น 40-50 % ภายใต้อุณหภูมิสูง)
9. ล้างน้ำแล้วทำแห้ง
10. เป็นไคโตซาน
การใช้ประโยชน์จากไคโตซาน
ปัจจุบันไคโตซานถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายทั้งในด้านวงการเกษตร อาหารเสริมสุขภาพ และอีกหลายวงการ เช่น
1. การใช้กับพืชผักผลไม้
ในด้านการเกษตรกรรมนั้นมีการนำไคโตซานมาใช้เป็นอาหารเสริมให้แก่พืชเพื่อช่วยควบคุมการทำงานของพืชผลไม้และต้นไม้ให้ทำงานได้ดีขึ้นคล้ายๆกับการเพิ่มปุ๋ยพิเศษให้แก่พืชผักผลไม้ นอกจากนี้ยังนำไปใช้ในการป้องกันโรคที่เกิดจากจุลินทรีย์ และเชื้อราบางชนิดอีกด้วย ซึ่งตามคำโฆษณาบอกไว้ดังนี้
- ช่วยให้พืชมีการเจริญเติบโตที่ดีขึ้น
- ช่วยเสริมสร้างความแข็งแรงให้แก่ต้นพืช ผัก ผลไม้ ไม้ดอกไม้ประดับ
- ช่วยป้องกันการเกิดโรคซึ่งเกิดมาจากเชื้อจุลินทรีย์ในดิน
- ไปกระตุ้นการสร้างภูมิต้านทานให้แก่เมล็ดพืชที่จะนำไปเพาะขยายพันธุ์ทำให้มีอัตราการขยายพันธุ์เพิ่มขึ้น
ทุกวันนี้เกษตรกรได้นำเอาผลิตภัณฑ์ไคโตซานไปใช้ประโยชน์กับพืชผักผลไม้หลายชนิดแล้ว เช่น หน่อไม้ฝรั่ง , ต้นหอม , คะน้า , แตงโม , ข้าว , ถั่ว , ข้าวโพด ตลอดจนไม้ดอกไม้ประดับที่มีราคาสูงหลายชนิด เช่น ดอกคาร์เนชั่น ดอกเยอบีร่าพันธุ์นอก ดอกแคดิโอลัสและดอกบานชื่นฝรั่ง เป็นต้น
2. การใช้ไคโตซานในวงการประมง
ในวงการประมงนั้นขณะนี้ได้มีการนำไคโตซานมาใช้ประโยชน์ในด้านการยืดอายุการรักษา และเก็บถนอมอาหารที่เป็นผลิตภัณฑ์จากสัตว์น้ำ และในขั้นต้นนี้ได้สกัดโปรตีนจากหัวกุ้งด้วยกระะบวนการย่อยด้วยแบคทีเรีย กรดแล็คติด (lectic acid bacteria) เพื่อนำโปรตีนนั้นมาใช้ในแง่เป็นสารเสริมคุณค่าอาหารและของว่างที่ทำจากสัตว์น้ำ การปรุงแต่งรส และกลิ่นในอาหารขบเคี้ยวที่เป็นผลิตภัณฑ์จากสัตว์น้ำ เป็นต้น
นอกจากนี้ฝ่ายเอกชนหลายแห่งได้นำไคโตซานมาใช้ประโยชน์ในด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำกันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเพาะเลี้ยงกุ้งกุลาดำ วิธีการนั้นมีหลายรูปแบบ ได้แก่การคลุกกับอาหารเม็ด ในอัตราส่วนต่างๆกันเพื่อให้กุ้งกิน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการไปกระตุ้นภูมิต้านทานโรคในตัวกุ้ง และเพื่อเป็นส่วนไปกระตุ้นการย่อยอาหารและการเจริญเติบโต ประโยชน์อีกด้านหนึ่งที่ผู้ขายโฆษณาไว้ก็คือ การช่วยให้เม็ดอาหารคงรูปอยู่ในน้ำได้นานกว่าโดยการเคลือบสารไคโตซานบนอาหารที่จะหว่านให้กุ้งกิน บางรายก็แนะนำให้เติมลงไปในน้ำเพื่อช่วยปรับสภาพแวดล้อมให้ดีอยู่เสมอ
3. การใช้ไคโตซานในวงการแพทย์
ไคโตซานที่ใช้ในการแพทย์และมีผลที่เชื่อถือได้ ได้ดำเนินการมาหลายปีแล้ว เช่น การใช้ประโยชน์โดยนำมาประกอบเป็นอาหารเพื่อลดน้ำหนัก ทำผลิตภัณฑ์เสริมความงาม เช่น ครีมทาผิว ทำเป็นแผ่นไคโตซานเพื่อปิดปากแผลที่เกิดจากการผ่าตัดเฉพาะที่ ซึ่งพบว่าแผ่นไคโตซานจะช่วยให้คนป่วยเกิดการเจ็บปวดแผลน้อยกว่าการใช้ผ้าก๊อซชุบน้ำมันวาสลินมาปิดแผลเหมือนที่เคยปฏิบัติมาในสมัยก่อน นอกจากนี้เวลาที่แผลปิดดีแล้วและมีการลอกแผ่นไคโตซานออก ยังสะดวกและง่ายกว่าการลอกแถบผ้าก๊อชเพราะจะไม่มีการสูญเสียเลือดที่เกิดจากการลอกแผ่นปิดแผลออกทำให้ผู้ป่วยไม่เจ็บปวดเท่ากับการใช้แถบผ้าก๊อซปปิดแผล นอกจากนี้ยังใช้ไคโตซานไปเป็นส่วนผสมของยาหลายประเภท เช่น ยาที่ใช้พ่นทางจมูกเพื่อบรรเทาอาการโรคทางเดินหายใจ
การพิสูจน์ความบริสุทธิ์ของไคโตซาน
ประการแรกที่จะดูว่าไคโตซานแท้หรือไม่นั้น ให้ดูที่ลักษณะของสาร ไคโตซานที่แท้หรือบริสุทธิ์นั้นจะต้องใสไม่เหนียวหนืดเกินไป และเมื่อเวลาเปิดขวดหรือภาชนะที่บรรจุไคโตซานจะต้องไม่มีลมออกมาเพราะหากมีลมออกมา ลมที่ออกมาคือการเน่าบูดของสารบางชนิด หรือพูดง่ายๆก็คือกระบวนการสกัดไคโตซานไม่บริสุทธิ์ ถ้านำไปใช้จะทำให้น้ำในบ่อเสียเร็วขึ้นและทำให้สัตว์น้ำติดเชื้อได้
ประการที่สองคือการทดสอบด้วยน้ำยาล้างจาน โดยการหยดน้ำยาล้างจานลงในไคโตซานในปริมาณที่เท่ากัน หากเป็นไคโตซานที่บริสุทธิ์ตัวไคโตซานจะจับตัวกันเหมือนไข่ขาว แต่ถ้าเป็นไคโตซานไม่บริสุทธิ์ก็จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น
เอกสารอ้างอิง
- ไม่มีชื่อผู้แต่ง. 2542. เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม : การผลิตไคติน-ไคโตซาน. วารสารสัตว์น้ำ ปีที่ 10 ฉบับที่ 118. หน้า 37-40.
- ไม่มีชื่อผู้แต่ง. 2544. บทพิสูจน์ไคโตซาน ที่ยังต้องหาข้อสรุป. วารสารสัตว์น้ำ ปีที่ 12 ฉบับที่ 137. หน้า 47-50.
- ไม่มีชื่อผู้แต่ง. 2544. เทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม : จะทราบได้อย่างไรว่าไคโตซานที่ใช้ "บริสุทธิ์". วารสารสัตว์น้ำ ปีที่ 12 ฉบับที่ 140. หน้า 46.
- ไม่มีชื่อผู้แต่ง. 2544. โต๊ะวิชาการ : ไคโตซาน. วารสารสัตว์น้ำ ปีที่ 12 ฉบับที่ 141. หน้า 47-50.
- ลิลา เรืองแป้น. 2544. โต๊ะวิชาการ : ไคโตซาน. วารสารสัตว์น้ำ ปีที่ 12 ฉบับที่ 142. หน้า 65-66.
- อัธยา กังสุวรรณ และคณะ. 2536. การสกัดไคโตซานจากเปลือกสัตว์น้ำ. รายงานการสัมมนาวิชาการประจำปี 2536 กรมประมง. หน้า 726-730.
- อัธยา กังสุวรรณ และคณะ. 2537-2538. การใช้ไคโตซานถนอมอาหาร. รายงานประจำปี 2537-2538 สถาบันวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมสัตว์น้ำ กรมประมง. หน้า 46-47.
- doae.go.th/library/html/detail/ditosan.htm
- hospital.moph.go.th/krabi/tip/kitosan.htm.
- megthai.com/products th_chitosan.html.
- thailabonline.com/chitin-chitosan.htm
- update.se-ed.com/162/chitin.htm.
เอกสารหมายเลข 1
ไคติน-ไคโตซาน
พูนทรัพย์ วิชัยพงษ์
คำสำคัญ ไคติน ไคโตซาน โพสิแซคคาไรด์
ปัจจุบันกระแสความตื่นตัวในการอนุรักษ์ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมมีมาก ทุกคนจึงหัน กลับไปค้นหาและนำสิ่งต่าง ๆ จากธรรมชาติมาใช้ประโยชน์กันมากขึ้น ไคติน-ไคโตซาน ก็เป็นอีกตัวอย่างที่ มนุษย์คิดค้นนำสารสกัดจากธรรมชาติมาใช้ประโยชน์อย่างหลากหลายรูปแบบ ไคตินเป็นสารโพลิเมอร์ชีวภาพ ประเภทโพลิแซคคาไรด์ จัดอยู่ในกลุ่มคาร์โบไฮเดรต ประเภท โครงสร้างที่เป็นเส้นใยคล้ายคลึงกับเซลลูโลสจากพืช มีชื่อทางเคมีว่า Poly [β-(14)-2-
acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose]
ไคโตซาน คือ สารโพลิเมอร์ชีวภาพที่สกัดจากไคติน คือการนำเอาอนุพันธ์ของไคตินที่ตัดเอาหมู่ acetyl ของน้ำตาล N-acetyl-D-glucosamine ออกตั้งแต่ 50% ขึ้นไปและมีสมบัติละลายในกรดอ่อน มีชื่อทางเคมีว่า poly [β-(14)-2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose]
โครงสร้างของไคติน - โครงสร้างของไคโตซาน
ในธรรมชาติเราพบไคตินมีปริมาณมากเป็นอันดับสองรองจากเซลลูโลส แต่ไม่พบเป็น โครงสร้างหลักเดี่ยวๆ ในสิ่งมีชีวิต โดยพบในรูปที่เป็นสารประกอบปะปนอยู่กับสารอื่นๆ เช่น อยู่รวมกับ หินปูน หรือแคลเซียม และโปรตีน ในรูปสารประกอบเชิงซ้อน แหล่งวัตถุดิบสำคัญของไคติน ดังแสดงใน
ตารางที่ 1
สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง แมลง จุลินทรีย์
ประเภทมีข้อปล้อง (Arthopods) (Insect) (Microorganisms)
หนอนทะเล (Annelida)
แมลงป่อง
สาหร่ายสีเขียว
หอย (Mollusk) Brachiopods
สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำตาล Coelentera มด ยีสต์ (β-type) Crustaceans
แมลงสาบ
เชื้อรา (ผนังเซลล์)
กุ้งก้ามกราม (Lobster)
แมลงปีกแข็ง ก้านชูสปอร์ของ penicillium
กุ้ง (Shrimp)
แมงมุม
สปอร์
กุ้งนาง (Prawn) Chytricliacae
Krill Blastocladiaoeae
ปู (crab) Ascomydes
การผลิตไคติน-ไคโตซาน
กระบวนการผลิตไคติน มีขั้นตอนพื้นฐานอยู่ 3 ขั้นตอน ดังนี้
ขั้นตอนที่ 1 การแยกโปรตีน(deproteinization)
ขั้นตอนที่ 2 การแยกแร่ธาตุ (demineralization) และ
ขั้นตอนที่ 3 การแยกเม็ดสี (decoloration)
ซึ่งขั้นตอนที่ 1 และ 2 สามารถสลับลำดับก่อนหลังได้
การผลิตไคโตซานจากไคตินสามารถทำได้ทั้งวิธีทางเคมี และวิธีทางชีวภาพ แต่วิธีทางชีวภาพโดยการใช้เอ็นไซม์ ในการดึงหมู่อะซิทิลออกจากไคตินนั้นยังอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการ ส่วนวิธีทางเคมีเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในปัจจุบันกรรมวิธีการผลิตไคตินและไคโตซานมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องทั้งวิธีทางเคมีและทางชีวภาพ วัตถุดิบส่วนใหญ่มาจากกากของเหลือในอุตสาหกรรมอาหารทะเลแช่แข็ง อาทิ เปลือก-หัวกุ้ง กระดองปูและแกนปลาหมึก โดยสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของไคตินและไคโตซานที่ได้มีความหลากหลายขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ (Species) ของสัตว์เหล่านี้ รวมถึงกรรมวิธีการผลิต ดังนั้น กระบวนการผลิตที่นำเอาเทคโนโลยีชีวภาพเข้ามาผสมผสานกับกระบวนการผลิตทางเคมี จึงมีการพัฒนาขึ้นเพื่อให้ได้สมบัติของ ผลิตภัณฑ์ไคตินและไคโตซานตามต้องการและเหมาะสมกับการนำไปใช้
คุณสมบัติที่สำคัญในการกำหนดคุณภาพของไคติน-ไคโตซาน ได้แก่ ลักษณะวัตถุดิบ ความชื้น (%) เถ้า (%) โปรตีน (%) ระดับการกำจัดหมู่อะซิทิล (%) ความหนืด (cps) กากที่เหลือหลังการละลาย (%) สารหนู(As)(ppm) ตะกั่ว(Pb)(ppm) ความเป็นกรด-ด่าง (pH) และกลิ่น
ประโยชน์จากไคติน และไคโตซาน สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น อาหาร ยาและวัสดุการแพทย์ เครื่องสำอาง การเกษตร การบำบัดน้ำเสีย บรรจุภัณฑ์ เส้นใย และสิ่งทอ และกระดาษ
เอกสารอ้างอิง
1. ไคติน-ไคโตซาน.2005.[ออนไลน์] [cited 20 July.2005] เข้าถึงได้จากอินเทอร์เน็ต : http://
www. material.chula.ac.th/chitsan.pdf.
2. ไคติน-ไคโตซาน.2005.[ออนไลน์] [cited 20 July.2005] เข้าถึงได้จากอินเทอร์เน็ต : http://
www.thepwatana.com/ chitsan.asp.
3. ไคติน-ไคโตซาน.2005.[ออนไลน์] [cited 20 July.2005] เข้าถึงได้จากอินเทอร์เน็ต : http://
www.mtec.or.th/th/imager/pdf/chitin-chitosan/chapter 6.pdf.
4. สถานการณ์ ไคตินและไคโตซาน. วารสาร เอ็มเทค, กุมภาพันธ์, 2548, ปีที่1, ฉบับที่9, หน้า4,12-13.
โครงการวิทยาศาสตร์ชีวภาพ
โทร 0 2201 7208
e-mail poon_nutr@yahoo.co.th
16 พฤศจิกายน 2548
ครั้ง 
