เปลือกมะนาวไม่ใช่แค่ขยะ! งานวิจัยเปลี่ยนเศษเหลือจากอุตสาหกรรมน้ำผลไม้ สู่เส้นใยชีวภาพสำหรับอนาคต
จากเปลือกมะนาวที่เคยถูกทิ้ง สู่การพัฒนาเป็นเส้นใยชีวภาพ งานวิจัยใหม่กำลังชวนให้มอง “ขยะอาหาร” ในมุมใหม่ เพราะของเหลือจากอุตสาหกรรมอาหารอาจไม่ได้หมดคุณค่า หากสามารถนำความรู้ด้านชีวภาพและวัสดุศาสตร์เข้ามาต่อยอด
ในแต่ละวัน อุตสาหกรรมแปรรูปผลไม้สร้างเศษเหลือจำนวนมาก โดยเฉพาะเปลือกผลไม้ที่มักถูกมองว่าเป็นวัสดุเหลือทิ้ง แต่สำหรับทีมนักวิจัย เปลือกมะนาวกลับมีศักยภาพมากกว่านั้น
งานวิจัยล่าสุดได้พัฒนากระบวนการนำเปลือกมะนาวเหลือทิ้งจากการผลิตน้ำผลไม้มาสร้างเป็น เส้นใยชีวภาพ (Bio-based textile filaments) ผ่านการใช้ประโยชน์จากองค์ประกอบต่าง ๆ ภายในเปลือกมะนาวให้ได้มากที่สุด แนวคิดนี้ไม่เพียงช่วยเพิ่มมูลค่าให้กับเศษอาหาร แต่ยังสะท้อนแนวทางใหม่ของการพัฒนาวัสดุภายใต้แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน หรือ Circular Economy
ใช้เปลือกมะนาวให้คุ้มค่า ด้วย 2 เส้นทางการสร้างวัสดุ
กระบวนการเริ่มต้นจากการนำเปลือกมะนาวมาผ่านการบำบัดด้วยน้ำร้อนอย่างอ่อน เพื่อแยกสารอาหารและน้ำตาลออกมา
ส่วนของเหลวที่ได้ไม่ได้ถูกทิ้ง แต่ถูกนำไปใช้เป็นแหล่งอาหารสำหรับเพาะเลี้ยงเชื้อรา Rhizopus delemar ซึ่งผนังเซลล์ของเชื้อราชนิดนี้มีสารชีวพอลิเมอร์สำคัญอย่างไคตินและไคโตซาน
เมื่อนำมวลชีวภาพจากเชื้อรามาผ่านกระบวนการแยกและผสมกับกรดแลกติก จะได้วัสดุในลักษณะไฮโดรเจลที่สามารถนำไปขึ้นรูปเป็นเส้นใยเดี่ยวได้
ขณะเดียวกัน ส่วนที่เป็นของแข็งจากเปลือกมะนาวก็ยังถูกนำมาใช้ต่อ โดยนักวิจัยสกัด เซลลูโลส (Cellulose) และนำไปผ่านกระบวนการทางกลจนกลายเป็นสารแขวนลอยของไมโครและนาโนเซลลูโลส
กล่าวง่าย ๆ คือ เปลือกมะนาวหนึ่งชุดถูกนำมาใช้ประโยชน์มากกว่าหนึ่งครั้ง ทั้งส่วนของสารอาหารและส่วนของโครงสร้างพืช แทนที่จะเลือกใช้เพียงบางส่วนแล้วทิ้งส่วนที่เหลือ
สร้างเส้นใยโดยลดการใช้ตัวทำละลาย
วัสดุทั้งสองประเภทถูกนำมาผลิตเป็นเส้นใยต่อเนื่องด้วยเทคนิค Dry Gel Spinning ซึ่งเป็นกระบวนการขึ้นรูปเส้นใยที่ไม่ต้องใช้ตัวทำละลายและอ่างตกตะกอนทางเคมีเหมือนกระบวนการปั่นเส้นใยบางรูปแบบ
ผลการวิจัยพบว่า เส้นใยจากเซลลูโลสมีค่าความต้านทานแรงดึงประมาณ 298 MPa ขณะที่เส้นใยจากผนังเซลล์เชื้อรามีค่าประมาณ 85 MPa โดยเส้นใยเซลลูโลสมีคุณสมบัติอยู่ในระดับที่สามารถเปรียบเทียบกับเส้นใยธรรมชาติและวัสดุชีวภาพบางประเภทได้
อย่างไรก็ตาม งานวิจัยนี้ยังอยู่ในขั้นการพัฒนาและจำเป็นต้องมีการศึกษาต่อ ทั้งเรื่องการผลิตในระดับอุตสาหกรรม ความสม่ำเสมอของวัตถุดิบ ต้นทุน และการประเมินผลกระทบตลอดวงจรชีวิตของผลิตภัณฑ์อย่างครบถ้วน
เมื่อขยะอาหารอาจกลายเป็นวัตถุดิบของอุตสาหกรรมใหม่
ความน่าสนใจของงานวิจัยนี้ไม่ได้อยู่แค่การนำเปลือกมะนาวมาทำเป็นเส้นใย แต่คือแนวคิดการมองวัสดุเหลือทิ้งแบบใหม่
แทนที่จะมองว่าเศษจากอุตสาหกรรมอาหารเป็น “ปลายทาง” ของกระบวนการผลิต งานวิจัยนี้มองว่าของเหลือเหล่านั้นยังมีสารอาหารและโครงสร้างทางชีวภาพที่สามารถนำไปใช้สร้างวัสดุใหม่ได้
แนวคิดดังกล่าวอาจเปิดโอกาสให้เศษเหลือจากอุตสาหกรรมอาหารในอนาคต ไม่ว่าจะเป็นเปลือกผลไม้ กากพืช หรือวัสดุอินทรีย์ชนิดอื่น ถูกนำกลับเข้าสู่กระบวนการผลิตในฐานะวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมวัสดุ สิ่งทอ การออกแบบ หรือบรรจุภัณฑ์
สำหรับโลกที่กำลังเผชิญทั้งปัญหาขยะอาหารและความต้องการวัตถุดิบที่ยั่งยืนมากขึ้น การสร้างคุณค่าใหม่จากสิ่งที่เคยถูกทิ้งอาจเป็นอีกหนึ่งแนวทางสำคัญ
เพราะบางครั้ง “ขยะ” อาจไม่ได้หมดคุณค่า เพียงแค่เรายังไม่ได้ค้นพบวิธีใหม่ในการนำมันกลับมาใช้เท่านั้น
ที่มา : nature , materialdistrict
เรื่องอื่นๆที่น่าสนใจ : คอลลาเจนจากแมงกะพรุน ทางเลือกใหม่ของวัสดุชีวภาพจากทะเล – ESG Universe
