บริการสกัดด้วยเอนไซม์ (Enzyme-Assisted Extraction Service)
เปิดผนังเซลล์พืชโดยไม่ใช้ความรุนแรง
กำแพงที่ขวางอยู่ระหว่างคุณกับสารสำคัญ
สารสำคัญในพืชไม่ได้ลอยอยู่เฉย ๆ แต่ถูกเก็บอยู่ในเซลล์ที่มีผนังหุ้ม และผนังเซลล์พืชไม่ใช่เยื่อบาง ๆ แต่เป็นโครงสร้างที่ประกอบด้วยเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส เพกทิน และลิกนิน ซึ่งเป็นวัสดุที่แข็งแรงและทนต่อตัวทำละลาย
สำหรับพืชที่มีเนื้ออ่อน ตัวทำละลายซึมผ่านเข้าไปได้พอสมควรและวิธีดั้งเดิมก็ให้ผลที่ยอมรับได้ แต่สำหรับวัตถุดิบที่มีเส้นใยสูง เช่น เปลือก เมล็ด กาก และผนังเซลล์เห็ด ผลผลิตที่ได้มักต่ำกว่าปริมาณสารที่มีอยู่จริงในวัตถุดิบมาก
เมื่อเจอปัญหานี้ ทางแก้แบบดั้งเดิมคือใช้ความร้อนสูงขึ้น ใช้ตัวทำละลายแรงขึ้น หรือใช้เวลานานขึ้น ซึ่งทั้งสามทางแลกมาด้วยความเสียหายของสารเป้าหมาย
การสกัดด้วยเอนไซม์เป็นทางแก้ที่ต่างออกไป คือย่อยกำแพงนั้นให้เปิดออกก่อน แล้วสารจึงไหลออกมาเองโดยไม่ต้องใช้ความรุนแรง
หลักการทำงาน
เอนไซม์คือโปรตีนที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเฉพาะอย่าง ในธรรมชาติมีเอนไซม์ที่ย่อยองค์ประกอบของผนังเซลล์พืชได้แต่ละชนิดอยู่แล้ว
เราเลือกเอนไซม์ให้ตรงกับองค์ประกอบผนังเซลล์ของวัตถุดิบแต่ละชนิด เอนไซม์กลุ่มเซลลูเลส (Cellulase) ย่อยเซลลูโลสซึ่งเป็นโครงหลักของผนังเซลล์ กลุ่มเพกทิเนส (Pectinase) ย่อยเพกทินซึ่งเป็นสารที่ยึดเซลล์เข้าด้วยกัน กลุ่มเฮมิเซลลูเลส (Hemicellulase) ย่อยเฮมิเซลลูโลส ส่วนกลุ่มโปรตีเอส (Protease) ใช้เมื่อสารเป้าหมายถูกจับอยู่กับโปรตีน
การใช้เอนไซม์ทำงานที่อุณหภูมิปานกลางและความเป็นกรดด่างใกล้เคียงธรรมชาติ ซึ่งเป็นสภาวะที่สารเป้าหมายส่วนใหญ่ทนได้สบาย ต่างจากการใช้กรดหรือด่างแรงซึ่งย่อยผนังได้เหมือนกันแต่ทำลายสารเป้าหมายไปด้วย
ข้อได้เปรียบที่มีน้ำหนักในเชิงธุรกิจ
ผลผลิตสูงขึ้นจากวัตถุดิบเท่าเดิม เป็นข้อได้เปรียบหลัก โดยเฉพาะกับวัตถุดิบที่สกัดยาก ซึ่งแปลว่าต้นทุนวัตถุดิบต่อกิโลกรัมของสารสกัดลดลง
สภาวะที่อ่อนโยน อุณหภูมิและความเป็นกรดด่างที่ใกล้เคียงธรรมชาติทำให้สารที่ไวต่อสภาวะรุนแรงยังคงสภาพ
ลดการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ ในหลายงาน การใช้เอนไซม์ร่วมกับน้ำให้ผลใกล้เคียงกับการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ ซึ่งเปิดทางให้ผลิตภัณฑ์วางตำแหน่งในกลุ่มธรรมชาติได้
ใช้ประโยชน์จากของเหลือได้ กากจากการบีบน้ำมัน เปลือกจากอุตสาหกรรมแปรรูปผลไม้ และวัสดุที่เคยถูกทิ้ง กลายเป็นวัตถุดิบที่สกัดสารได้เมื่อใช้เอนไซม์เปิดโครงสร้างก่อน
ข้อจำกัดที่ต้องรู้ก่อนตัดสินใจ
ค่าเอนไซม์เป็นต้นทุนที่เพิ่มขึ้นจริง และเอนไซม์คุณภาพดีไม่ถูก ในงานที่ผลผลิตเพิ่มขึ้นไม่มากพอ ส่วนต่างนี้อาจไม่คุ้ม
ต้องมีขั้นตอนหยุดการทำงานของเอนไซม์ เมื่อย่อยเสร็จตามที่ต้องการ ต้องหยุดปฏิกิริยาด้วยความร้อนหรือการปรับความเป็นกรดด่าง ไม่เช่นนั้นเอนไซม์จะย่อยต่อไปเรื่อย ๆ และอาจไปย่อยสารเป้าหมายด้วย ขั้นตอนนี้เพิ่มเวลาและต้องควบคุมให้แม่นยำ
เอนไซม์ที่ใช้ต้องแจ้งในเอกสาร แม้จะถูกทำให้หมดฤทธิ์แล้ว การใช้เอนไซม์ต้องระบุในข้อมูลกระบวนการผลิต และในบางตลาดต้องระบุแหล่งที่มาของเอนไซม์ว่ามาจากจุลินทรีย์ชนิดใด ซึ่งกระทบกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการเคลมฮาลาลหรือเคลมมังสวิรัติ เราแจ้งข้อมูลชุดนี้ให้ครบตั้งแต่ต้น
ใช้เวลาย่อยที่ควบคุมยาก เพราะขึ้นกับสภาพวัตถุดิบแต่ละลอต การกำหนดเวลาตายตัวจึงใช้ไม่ได้ ต้องติดตามระหว่างกระบวนการ
วัตถุดิบและสารกลุ่มไหนที่ได้ประโยชน์มากที่สุด
เห็ดและยีสต์ ผนังเซลล์ของเห็ดประกอบด้วยไคตินและกลูแคนซึ่งแข็งแรงกว่าผนังเซลล์พืชทั่วไป การสกัดเบต้ากลูแคนจากเห็ดโดยไม่ใช้เอนไซม์จึงได้ผลผลิตต่ำ กลุ่มนี้เป็นกลุ่มที่เห็นความต่างชัดที่สุด
วัตถุดิบที่มีเส้นใยสูง เปลือกไม้ เปลือกผลไม้ เมล็ด และรากที่แข็ง ซึ่งมีสารสำคัญอยู่แต่เข้าถึงยาก
กากจากอุตสาหกรรมแปรรูป กากบีบน้ำมัน กากจากการทำน้ำผลไม้ และของเหลือจากโรงงานอาหาร ซึ่งยังมีสารมูลค่าสูงเหลืออยู่
สารที่จับอยู่กับโปรตีนหรือเส้นใย สารบางกลุ่มไม่ได้ลอยอิสระในเซลล์ แต่ยึดอยู่กับโครงสร้างอื่น การใช้เอนไซม์ปลดพันธะนั้นเป็นวิธีเดียวที่ดึงออกมาได้ในรูปที่ยังสมบูรณ์
ขั้นตอนการทำงานของเรา
การวิเคราะห์องค์ประกอบผนังเซลล์ ขั้นแรกคือดูว่าผนังเซลล์ของวัตถุดิบประกอบด้วยอะไรเป็นหลัก เพื่อเลือกเอนไซม์ให้ตรง การเลือกผิดหมายถึงจ่ายค่าเอนไซม์โดยไม่ได้ผล
การกำหนดสภาวะ เอนไซม์แต่ละชนิดทำงานได้ดีที่อุณหภูมิและความเป็นกรดด่างเฉพาะ เราตั้งสภาวะให้เอนไซม์ทำงานเต็มที่โดยที่สารเป้าหมายยังปลอดภัย ซึ่งบางครั้งเป็นการหาจุดประนีประนอมระหว่างสองเงื่อนไข
การย่อยและติดตาม เดินกระบวนการพร้อมเก็บตัวอย่างเป็นระยะเพื่อดูว่าสารออกมาถึงจุดสูงสุดเมื่อไร ซึ่งเป็นจุดที่ควรหยุด
การหยุดปฏิกิริยา ทำให้เอนไซม์หมดฤทธิ์ด้วยวิธีที่ไม่กระทบสารเป้าหมาย
การสกัดและทำให้บริสุทธิ์ต่อ หลังผนังเซลล์เปิดแล้ว จึงเข้าสู่ขั้นตอนสกัดตามปกติ ซึ่งตอนนี้ใช้เวลาน้อยลงและใช้ตัวทำละลายน้อยลง
สิ่งที่คุณต้องเตรียม
ชื่อวัตถุดิบ ส่วนที่ใช้ และสารเป้าหมาย ปริมาณขั้นต่ำต่อรอบที่เราแจ้งให้ทราบหลังประเมินงาน ข้อมูลผลผลิตที่ได้จากวิธีปัจจุบันหากมี เพื่อใช้เป็นฐานเปรียบเทียบ
ข้อจำกัดด้านการเคลม เช่น ต้องเป็นฮาลาล ต้องเป็นมังสวิรัติ หรือต้องไม่ใช้วัตถุดิบดัดแปรพันธุกรรม เพราะข้อจำกัดเหล่านี้ตัดตัวเลือกเอนไซม์ออกไปหลายตัวและต้องรู้ตั้งแต่ต้น
สิ่งที่คุณจะได้รับ
สารสกัดพร้อมใบรายงานผลวิเคราะห์รายลอต ข้อมูลชนิดและแหล่งที่มาของเอนไซม์ที่ใช้สำหรับใช้ประกอบเอกสารขึ้นทะเบียนและเอกสารเคลม ข้อมูลเปรียบเทียบผลผลิตกับวิธีดั้งเดิม และข้อมูลสภาวะการผลิตเพื่อให้ทำซ้ำได้
ตัวอย่างการคำนวณว่าคุ้มหรือไม่
คำถามที่ตัดสินว่าจะใช้เอนไซม์หรือไม่ ลงเอยที่การเปรียบเทียบสองตัวเลข
ตัวเลขแรกคือมูลค่าของสารสกัดที่ได้เพิ่มขึ้น คำนวณจากปริมาณที่เพิ่มขึ้นคูณด้วยราคาขายต่อกิโลกรัม ตัวเลขที่สองคือต้นทุนที่เพิ่มขึ้น ซึ่งประกอบด้วยค่าเอนไซม์ ค่าเวลาเครื่องที่ใช้ในขั้นย่อยและขั้นหยุดปฏิกิริยา และค่าแรงที่เพิ่ม
สิ่งที่ทำให้การคำนวณนี้มักออกมาคุ้มในงานวัตถุดิบที่มีเส้นใยสูง คือส่วนต่างของผลผลิตในกลุ่มนั้นมักมากพอที่จะกลบต้นทุนได้ ส่วนในงานวัตถุดิบเนื้ออ่อนที่สกัดง่ายอยู่แล้ว ส่วนต่างมักน้อยเกินกว่าจะคุ้ม
อีกมิติที่ควรคิดคือ ในบางโครงการ วัตถุดิบตั้งต้นเป็นของเหลือจากกระบวนการอื่นที่ต้นทุนแทบเป็นศูนย์ กรณีนั้นสมการเปลี่ยนไปทั้งหมด เพราะสารที่ดึงออกมาได้ทุกกรัมคือรายได้ใหม่จากสิ่งที่เดิมต้องเสียเงินกำจัด
ข้อควรรู้เรื่องเอกสารและการเคลม
การใช้เอนไซม์เป็นสารช่วยในกระบวนการ ไม่ใช่ส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ปลายทาง แต่เราระบุการใช้ไว้ในข้อมูลกระบวนการผลิตเสมอ เพราะเป็นข้อมูลที่ผู้ตรวจสอบและผู้ซื้อระดับองค์กรมีสิทธิ์รู้ และเป็นสิ่งที่ตรวจสอบย้อนกลับได้อยู่แล้วจากบันทึกการผลิต
สำหรับแบรนด์ที่ต้องการเคลมฮาลาลหรือเคลมมังสวิรัติ แหล่งที่มาของเอนไซม์เป็นประเด็นที่ต้องตรวจ เพราะเอนไซม์ผลิตได้จากหลายแหล่ง เราคัดเลือกเอนไซม์ที่มีเอกสารรับรองแหล่งที่มาตรงกับข้อกำหนดของคุณ และแจ้งข้อจำกัดให้ทราบตั้งแต่ก่อนเริ่มงาน
การเลือกเอนไซม์ และเหตุผลที่ไม่มีสูตรสำเร็จ
คำถามที่ลูกค้าถามบ่อยที่สุดคือใช้เอนไซม์ตัวไหน และคำตอบที่ตรงไปตรงมาคือขึ้นกับว่าผนังเซลล์ของวัตถุดิบคุณประกอบด้วยอะไร ซึ่งต่างกันไปตามชนิดพืชและส่วนที่ใช้ การหยิบเอนไซม์ที่คนอื่นใช้ได้ผลมาใช้กับวัตถุดิบของตัวเอง จึงมักได้ผลที่ไม่คุ้มค่าเอนไซม์ที่จ่ายไป
ผนังเซลล์พืชโดยทั่วไปเป็นโครงข่ายของเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และเพกทิน ในสัดส่วนที่ต่างกัน เนื้อผลไม้มักมีเพกทินสูง เปลือกและลำต้นมักมีเซลลูโลสและลิกนินสูง ส่วนเมล็ดมักมีโปรตีนเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ห่อหุ้มไขมันไว้ การเลือกเอนไซม์จึงต้องเริ่มจากการรู้ว่ากำลังจะย่อยอะไร ไม่ใช่เริ่มจากยี่ห้อ
ในทางปฏิบัติ งานส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้เอนไซม์ตัวเดียว แต่ใช้ผสมกันเพื่อให้ย่อยโครงสร้างได้หลายจุดพร้อมกัน สัดส่วนของการผสมเป็นสิ่งที่ต้องหาด้วยการทดลอง และเป็นจุดที่ประสบการณ์กับวัตถุดิบชนิดนั้นมีค่ามากที่สุด เพราะช่วยตัดทางเลือกที่ไม่น่าจะได้ผลออกไปก่อนโดยไม่ต้องทดลองทุกชุดค่าผสม
นอกจากชนิดของเอนไซม์แล้ว ยังมีตัวแปรอีกสามตัวที่กำหนดผลลัพธ์พอ ๆ กัน คือค่าความเป็นกรดด่างของระบบ อุณหภูมิ และเวลาที่ให้ทำปฏิกิริยา เอนไซม์แต่ละตัวมีช่วงที่ทำงานได้ดีที่สุดของตัวเอง และเมื่อใช้ผสมกัน เราต้องหาสภาวะที่ประนีประนอมให้ทุกตัวยังทำงานได้ ซึ่งมักไม่ใช่สภาวะที่ดีที่สุดของตัวใดตัวหนึ่ง
สุดท้ายคือการหยุดปฏิกิริยาให้ตรงเวลา ปล่อยไว้นานเกินไป เอนไซม์จะเริ่มย่อยสิ่งที่เราไม่ต้องการให้ย่อย หรือทำให้เกิดผลพลอยได้ที่รบกวนขั้นตอนถัดไป การกำหนดจุดหยุดจึงเป็นส่วนหนึ่งของการพัฒนากระบวนการ ไม่ใช่รายละเอียดปลีกย่อย และเป็นเหตุผลที่งานลักษณะนี้ต้องผ่านการทดลองระดับเล็กก่อนขยายกำลังผลิตทุกครั้ง
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
Q: เอนไซม์ตกค้างในสารสกัดหรือไม่
A: เอนไซม์ถูกทำให้หมดฤทธิ์ในขั้นตอนหยุดปฏิกิริยา และเป็นโปรตีนที่ถูกกำจัดออกในขั้นตอนกรองและทำให้บริสุทธิ์ตามปกติ แต่เรายังระบุการใช้ไว้ในเอกสารกระบวนการผลิตเสมอ เพราะเป็นข้อมูลที่ผู้ตรวจสอบและผู้ซื้อมีสิทธิ์รู้
Q: กระทบการเคลมว่าเป็นผลิตภัณฑ์ธรรมชาติไหม
A: โดยทั่วไปไม่ เพราะเอนไซม์เป็นสารช่วยในกระบวนการที่ถูกกำจัดออก ไม่ใช่ส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ แต่ข้อกำหนดของแต่ละมาตรฐานรับรองต่างกัน จึงควรตรวจสอบกับหน่วยรับรองที่คุณใช้ก่อน
Q: เพิ่มผลผลิตได้เท่าไร
A: ต่างกันมากตามวัตถุดิบ วัตถุดิบที่มีเส้นใยสูงเห็นความต่างชัดกว่าวัตถุดิบเนื้ออ่อนมาก เราเดินรอบทดลองเปรียบเทียบให้เห็นตัวเลขจริงก่อนตัดสินใจ
Q: ใช้ร่วมกับคลื่นอัลตราโซนิกได้ไหม
A: ได้ และเป็นการผสมที่ได้ผลดีกับวัตถุดิบที่สกัดยากเป็นพิเศษ โดยใช้คลื่นช่วยให้เอนไซม์เข้าถึงผนังเซลล์ได้ทั่วถึงขึ้น เราประเมินให้ว่าคุ้มกับต้นทุนที่เพิ่มหรือไม่
Q: ใช้เวลากี่วัน
A: เรานับเป็นวันทำการต่อรอบ รวมขั้นตอนย่อยและหยุดปฏิกิริยา หากต้องเดินรอบทดลองก่อนจะใช้เวลาเพิ่มขึ้น โดยระบุจำนวนวันไว้ในใบเสนอราคา
ก้าวต่อไป
ส่งชื่อวัตถุดิบและสารเป้าหมายมาที่ info@zubbbiotech.com หรือ LINE @zubbbiotech โดยเฉพาะหากคุณกำลังเจอปัญหาผลผลิตต่ำจากวัตถุดิบที่มีเส้นใยสูง เราจะประเมินว่าเอนไซม์ช่วยได้มากแค่ไหนและคุ้มหรือไม่ พร้อมกรอบราคากลับให้โดยเร็วที่สุด
ติดต่อสอบถามและขอใบเสนอราคา
ส่งรายละเอียดงานของคุณมาได้ที่ ติดต่อเรา หรือ LINE @zubbbiotech · โทร 089-056-5651 · 097-297-1777 · อีเมล info@zubbbiotech.com