- นักวิทยาศาสตร์ยังใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในคอมบูชา มาทำเป็น “เซลลูโลส” เพื่อไปผลิตเป็นเสื้อผ้าและบรรจุภัณฑ์อาหารได้
- เซลลูโลสที่ได้มามีความบริสุทธิ์ ดูดซับได้ดี แข็งแรง แถมเป็นมิตรกับธรรมชาติ ไม่เป็นพิษ และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
- ทั้งนี้นักวิจัยยังต้องหาวิธีที่ทำให้ผลิตเซลลูโลสมาก ๆ เพื่อมีปริมาณพอสำหรับผลิตในระดับอุตสาหกรรม
“คอมบูชา” (Kombucha) เป็นชาหมักที่อุดมไปด้วยจุลินทรีย์ชนิดดีที่ช่วยบำรุงระบบลำไส้ แต่นอกจากจะเป็นเครื่องดื่มแก้วโปรดของใครหลายคนแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ในคอมบูชา มาทำเป็น “เซลลูโลส” เพื่อผลิตเป็นเสื้อผ้าและบรรจุภัณฑ์อาหารได้อีกด้วย
หากนำผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว มาหมักกับน้ำตาลและน้ำใส่ขวดโหลไว้สัก 3-4 เดือน จะเห็นแผ่นวุ้นค่อย ๆ ก่อตัวขึ้นเป็นชั้นที่เรียกว่า สโคปี้ (SCOBY) ซึ่งย่อมาจาก Symbiotic Consortium of Bacteria and Yeast เป็นโคโลนีของจุลินทรีย์ คอยย่อยน้ำตาลให้กลายเป็นสารอาหารต่าง ๆ และเมื่อนำน้ำที่ได้ไปต้มกับชา ก็จะได้ออกมาเป็นคอมบูชา
แต่แทนที่จะดื่ม นักวิจัยจะนำสโคบี้ไปใช้งานต่อ เพราะเมื่อจุลินทรีย์กินน้ำตาล จุลินทรีย์จะแยกเส้นใยเซลลูโลสออกมาและสร้างเนื้อเยื่อหนาแน่นที่สามารถเก็บเกี่ยวและแปรรูปได้
ถึงแม้จะไม่ได้มาจากพืช แต่เซลลูโลสจากแบคทีเรียก็มีความคล้ายคลึงกับเซลลูโลสจากฝ้ายมาก ในบางแง่เซลลูโลสอาจดีกว่าด้วยซ้ำ เพราะเซลลูโลสที่ได้มามีความบริสุทธิ์ ดูดซับได้ดี แข็งแรง แถมเป็นมิตรกับธรรมชาติ ไม่เป็นพิษ และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เซลลูโลสอาจเหมาะสำหรับการใช้งานหลากหลาย ตั้งแต่เสื้อผ้าไปจนถึงใช้เป็นผ้าพันแผลทางการแพทย์ เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียตามธรรมชาติ อีกทั้งยังสามารถนำเซลลูโลสไปย้อม เย็บ และเคลือบเพื่อให้ได้พื้นผิวที่แตกต่างกัน สามารถใช้แทนหนังในเสื้อผ้า รองเท้า และเครื่องประดับได้
รองเท้าจากคอมบูชา
เซลลูโลสจากแบคทีเรียอาจเป็นวิธีหนึ่งช่วยลดการใช้เส้นใยในอุตสาหกรรมแฟชั่นที่สร้างมลพิษสูง ไม่ว่าจะเป็นเส้นใยธรรมชาติ ที่ต้องใช้น้ำและพลังงานจำนวนมากในการผลิต ส่วนเส้นใยสังเคราะห์ปล่อยไมโครพลาสติกในปริมาณมหาศาลในทุกขั้นตอนของการใช้งาน และหากเป็นเสื้อผ้าฟาสต์แฟชั่นด้วยแล้ว จะยิ่งมีอายุการใช้งานสั้นเข้าไปอีก สุดท้ายจะกลายเป็นขยะ
อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าเส้นใยชนิดนี้สามารถทดแทนฝ้ายได้อย่างง่ายดาย (แต่อาจจะไม่ทนทานและยืดหยุ่นเท่ากับเส้นใยสังเคราะห์บางชนิด) แต่ปัญหาที่สำคัญคือ จนถึงปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถผลิตเซลลูโลสจากแบคทีเรียได้ในราคาถูกและในปริมาณมากพอที่จะตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตเสื้อผ้ารายใหญ่ได้ อีกทั้งกระบวนการหมักใช้น้ำมาก และทำให้มีกรดในน้ำ ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้โดยไม่ผ่านการบำบัด
แต่ใช่ว่าจะยังไม่มีใครนำเซลลูโลสจากแบคทีเรียมาใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องแต่งกายจริง ๆ เจน คีน ผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทสตาร์ทอัพ Modern Synthesis ร่วมมือกับ Ben Reeve นักวิทยาศาสตร์จาก Imperial College ใช้สารน้ำตาลจากขยะพืชร่วมกับจุลินทรีย์เพื่อผลิต “สิ่งทอจุลินทรีย์” ผลิตออกมาเป็นรองเท้า
เริ่มต้นจากการใช้หุ่นยนต์สร้างเส้นใยธรรมชาติอื่น ๆ ให้เป็นโครงสำหรับให้จุลินทรีย์เติบโต ในขณะที่จุลินทรีย์กินน้ำตาล จุลินทรีย์จะ “ทอ” เส้นใยใหม่รอบ ๆ โครง ทำให้เกิดลูกผสมที่ประกอบด้วยทั้งวัสดุโครงเดิมและนาโนเซลลูโลสที่จุลินทรีย์สร้างขึ้น
วัสดุที่ได้มานี้มันเป็นวัสดุโปร่งใส และมันเกือบจะดูเหมือนไนลอนหรือผ้าสังเคราะห์ แต่มีสัมผัสเป็นธรรมชาติมากกว่ามาก อีกทั้งยังสามารถปรับให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นหรือหนาขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถออกแบบให้ทนทานมากขึ้นได้ด้วย
Modern Synthesis มุ่งเน้นที่การผลิตตัวอย่างที่แสดงให้เห็นถึงวิธีการใช้วัสดุดังกล่าว ปัจจุบันบริษัทผลิตแผ่นวัสดุทั้งหมดสำหรับให้แบรนด์ต่าง ๆ ใช้ในต้นแบบ แม้ว่าจะต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานวัสดุที่เข้มงวดของบริษัท โดยคีนกล่าวว่า บริษัทจะเข้าสู่การผลิตเต็มรูปแบบในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
บริษัทกำลังใช้การผสมผสานอุปกรณ์สำเร็จรูปเพื่อพยายามให้เติบโตได้ง่ายขึ้น “ลำดับความสำคัญอันดับแรกของเราคือ เราจะปรับเปลี่ยนสิ่งที่มีอยู่เพื่อสร้างขีดความสามารถในตลาดสำหรับวัสดุเหล่านี้ได้อย่างไร และเราสามารถขยายการเติบโตได้เร็วเพียงใด เพราะมีความต้องการอยู่” คีนกล่าว
ใช้ทำบรรจุภัณฑ์อาหาร
เนื่องด้วย เซลลูโลสจากแบคทีเรีย เป็นโพลิเมอร์ที่สามารถสลายตัวในดินภายใน 3-5 เดือน จึงสามารถนำมาใช้เป็นบรรจุภัณฑ์อาหาร คณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจีนแห่งฮ่องกงจึงได้ทดลองผลิตเซลลูโลสจากแบคทีเรียที่ได้มาจากการหมักคอมบูชา
เมื่อได้สโคปี้แล้ว ทีมงานจะเติมโปรตีนถั่วเหลืองและเกลืออัลจิเนตที่ได้จากสาหร่ายทะเล ลงในโครงสร้างเซลลูโลสและเคลือบด้วยวัสดุผสมที่ทนน้ำมัน เมื่อแห้งแล้ว เซลลูโลสจะกลายเป็นฟิล์มบาง ๆ ที่ย่อยสลายได้ ไม่เป็นพิษ รับประทานได้ และมีความยืดหยุ่น ซึ่งสามารถใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ใส่อาหารได้หลากหลาย ไม่ว่าจะเป็น ถุงใส่ขนมขบเคี้ยว ห่ออาหาร ฝาปิดแก้วเครื่องดื่ม หรือกล่องแซนด์วิชก็ได้
ศ.หงาย ตู๋ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจีนแห่งฮ่องกง ผู้ทำการทดลอง กล่าวว่าบริษัทบรรจุภัณฑ์อาหารบางแห่งแสดงความสนใจในผลิตภัณฑ์ฟิล์มจากคอมบูชานี่แล้ว แต่จำเป็นต้องพัฒนาฟิล์มให้โปร่งแสง และกั้นออกซิเจนและไอน้ำ เพื่อไม่ให้อาหารเสียเร็ว
ทั้งนี้ การผลิตฟิล์มในปัจจุบันมีต้นทุนสูงกว่าพลาสติก ดังนั้นทีมงานจึงมองหาวิธีที่จะทำให้กระบวนการผลิตเป็นอัตโนมัติและผลิตได้ในปริมาณมากขึ้น และเพื่อลดต้นทุน ทีมงานหวังว่าจะร่วมมือกับอุตสาหกรรมอาหารเพื่อนำใบชาที่ไม่ต้องการไปใช้กับเครื่องดื่มอื่น ๆ หรือน้ำตาลที่เหลือ มาใช้ในการผลิตฟิล์ม
แหล่งข้อมูล