Page 159 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 159
กระบวนการด ำ�รงชีวิต 2-149
เทคโนโลยีช ีวภาพท ี่ใช้ค วามร ู้ช ีวเคมีจ ุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่น การผ ลิตอ าหารห มักด องห รือเครื่องป รุง
รสชนิดต ่างๆ เช่น นํ้าปลา ซีอิ๊ว นํ้าส้มสายชูหมัก ผงชูรส โยเกิร์ต นมเปรี้ยว และอ ื่นๆ โดยความรู้เหล่านี้จ ะ
ช่วยให้มีการปรับปรุงและควบคุมคุณภาพของผลผลิต ตัวอย่างเช่น การคัดเลือกพันธุ์ และการใช้สภาวะที่
เหมาะส มในก ารใช้เชื้อร าป ระเภท Aspergillus ในก ารห มักถ ั่วเหลืองจ ะส ามารถช ่วยค วบคุมให้การผ ลิตซ ีอิ๊ว
มีประสิทธิภาพยิ่งข ึ้น ได้ผลผลิตท ี่ม ีค ุณภาพส ูงกว่าเดิม เป็นต้น
2. กระบวนการเทคโนโลยีช ีวภาพในก ารผ ลติ
ในก ารผ ลิตร ะดับอ ุตสาหกรรมท ีใ่ชก้ ระบวนการท างเทคโนโลยชี ีวภาพ ส่วนใหญป่ ระกอบข ึ้นด ้วยข ั้น
ตอนส ำ�คัญ 2 ขั้น คือ การเตร ียมผ ลผลิต และก ารแ ยกผ ลผลิตให้บ ริสุทธิ์
2.1 การเตรียมผลผลิต โดยทั่วไปการเตรียมผลผลิตในระดับอุตสาหกรรมมักใช้จุลินทรีย์เป็นตัว
ดำ�เนินการให้เกิดผลิตภัณฑ์ ซึ่งสามารถเลี้ยงให้มีปริมาณมากๆ ด้วยกระบวนการหมัก (fermentation)
ผลผลิตท ี่ได้อาจจ ะเป็นต ัวจุลินทรีย์เอง หรือสารที่สร้างข ึ้นม าจากจุลินทรีย์นั้น เช่น โปรตีน ยาปฏิชีวนะ กรด
อะมิโน และอ ัลกอฮ อล์ เป็นต้น
2.2 การแยกผลผลิตให้บริสุทธิ์ การแยกผลผลิตในขั้นสุดท้ายของกระบวนการผลิตเรียกว่า
ขั้นตอนปลายนํ้า (down-stream process) มีความสำ�คัญในเทคโนโลยีชีวภาพเช่นกัน โดยทั่วไปเริ่มจาก
การแยกเซลล์จุลินทรีย์ออกจากนํ้าเลี้ยงเชื้อ ในกรณีที่ผลผลิตถูกขับออกมาอยู่ในนํ้าเลี้ยงเชื้อก็นำ�นํ้าเลี้ยง
เชื้อนั้นเข้าส ู่กระบวนการเตรียมให้บ ริสุทธิ์ แต่ในกรณีที่ผลผลิตยังอ ยู่ในเซลล์จุลินทรีย์ ก็มีความจำ�เป็นต ้อง
นำ�เซลล์จุลินทรีย์น ั้นมาท ำ�ให้แ ตกก ่อนด ้วยวิธีการท างก ายภาพวิธีใดวิธีหนึ่ง หรือห ลายวิธี เช่น การท ำ�ให้เป็น
เนื้อเดียวกัน (homogenization) การใช้คลื่นเสียงความถี่ส ูง (sonication) การแช่แข็งส ลับกับก ารล ะลาย
(freeze and thaw) การใช้แ รงด ันออส โมต ิก (osmotic pressure) หรือด้วยวิธีทางเคมี เช่น การส กัดด ้วย
ตัวทำ�ล ะลาย การใช้ดีเทอ ร์เจนต์ หรือว ิธีทางช ีวภาพ เช่น การใช้เอนไซม์ย่อยผนังเซลล์ การใช้ฟ าจ (phage)
(ไวรัสที่สามารถทำ�ลายจ ุลินทรีย์) เพื่อท ำ�ให้จุลินทรีย์แ ตก จากน ั้นจึงเข้าสู่ขั้นตอนการเพิ่มความเข้มข้น และ
ทำ�ให้ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์เพิ่มขึ้น โดยอาศัยลักษณะเฉพาะและสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ให้
เป็นป ระโยชน์ เช่น ขนาดโมเลกุล ประจุ ความสามารถในก ารล ะลาย การระเหย เป็นต้น
3. การป ระยุกต์เทคโนโลยีชวี ภาพ
การประยุกต์เทคโนโลยีชีวภาพมีเป้าหมายหลัก คือ การใช้วัตถุดิบทางชีวภาพเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์
ต่างๆท ี่ม ีก ารผ ลิตอ ย่างม ีป ระสิทธิภาพ มีค ุณภาพข องผ ลผลิต และส ร้างม ูลค่าเพิ่มข องผ ลิตภัณฑ์ อันเป็นการ
สรา้ งศ กั ยภาพในเชงิ ก ารแ ขง่ ขนั ท างการค า้ ดงั น ัน้ จ งึ ม กี ารน�ำ เอาเทคโนโลยชี วี ภาพน ไี้ ปป ระยกุ ตใ์ นก จิ การต า่ งๆ
เช่น ทางการแพทย์ การเกษตร การพลังงานแ ละสิ่งแวดล้อม ตลอดจนการอ ุตสาหกรรม
3.1 การประยุกต์ในด้านการแพทย์ มีการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีชีวภาพในทางการแพทย์มา
เป็นระยะเวลานาน ตั้งแต่อเล็กซานเดอร์ เฟลมมิ่ง (Alexander Fleming) ค้นพบยาปฏิชีวนะชนิดแรก
คือ เพนิซ ิล ลิน ซึ่งเป็นเมแทบอ ไลต์ของเชื้อราที่สร้างขึ้นเพื่อต ่อสู้กับแบคทีเรีย จึงมีการนำ�เชื้อราน ั้นมาเลี้ยง
