รวบรวมโดย ไปรมา ยงมานิตชัย

สาหร่ายเป็นจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสภาพแวดล้อมของโลกและความเป็นอยู่ของมนุษย์ เป็นส่วนหนึ่งของต้นทางห่วงโซ่อาหารในระบบนิเวศน์ เป็นตัวการในการรักษาสมดุลทางธรรมชาติ สามารถสร้างสารพิเศษบางชนิดที่มีประโยชน์และโทษต่อมนุษย์ ฉะนั้นจึงมีการศึกษาความหลากหลายทางชีวภาพของสาหร่าย เพื่อที่จะรวบรวมและจัดจำแนกให้เป็นระบบสามารถนำมาใช้ประโยชน์ต่อไปในอนาคต
การศึกษาค้นคว้าหาแหล่งอาหารโปรตีนแหล่งอื่นนอกเหนือจากโปรตีนจากเนื้อสัตว์และพืช ซึ่งนับวันการผลิตจะไม่เพียงพอกับการเพิ่มของประชากรโลก สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหาร โดยความร่วมมือระหว่างรัฐบาลไทย-เยอรมัน ได้เห็นความสำคัญของสาหร่ายเป็นแหล่งอาหารโปรตีนและสารเคมีที่มีมูลค่าสูง เพราะประเทศไทยเป็นประเทศในเขตร้อนซึ่งเหมาะต่อการเพาะเลี้ยงสาหร่ายได้ตลอดทั้งปีโดยอาศัยพลังงานจากแสงแดด จึงได้จัดตั้งหน่วยปฏิบัติการสาหร่ายขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 เพื่อศึกษาค้นคว้า ทดลองและวิจัย การเพาะเลี้ยงสาหร่ายโดยทำการสำรวจรวบรวมสายพันธุ์สาหร่ายน้ำจืดจากแหล่งน้ำต่าง ๆ ทั่วประเทศไทย แยกเชื้อสาหร่ายบริสุทธิ์และเก็บรักษาสายพันธุ์สาหร่ายในสภาพที่เป็นวุ้น ซึ่งในระยะแรกศึกษาเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของสาหร่ายในสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ ในระยะต่อมาทดลองทำอาหารบางชนิดโดยการผสมสาหร่ายเพื่อทดสอบความนิยมของผู้บริโภค รวมทั้งการทดสอบความเป็นพิษของสาหร่ายด้วย

สาหร่ายคืออะไร

ถ้าถามว่าสาหร่ายคืออะไร คงจะตอบได้ไม่ง่ายนัก เนื่องจากสาหร่ายมีความแตกต่างกันในเรื่องของที่อยู่อาศัย ขนาดสรีระ ชีวเคมี การสืบพันธุ์ และการจัดระเบียบขึ้นมา อย่างไรก็ตามได้มีผู้ให้คำจำกัดความที่ครอบคลุมความหมายของคำว่าสาหร่ายได้ดีพอสมควร โดยคำว่า "สาหร่าย" หมายถึง พืชชั้นต่ำที่มีคลอโรฟิลล์ สามารถสังเคราะห์แสงได้ ไม่มีส่วนที่เป็นราก ลำต้น ใบ ที่แท้จริง มีขนาดตั้งแต่เล็กมากประกอบด้วยเซลล์เดียว ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าต้องดูด้วยกล้องจุลทรรศน์ จนถึงขนาดใหญ่ยาวเป็นเมตรประกอบด้วยเซลล์จำนวนมาก อาจมีลักษณะเป็นเส้นสายหรือมีลักษณะคล้ายพืชชั้นสูง โดยมีส่วนที่คล้ายราก ลำต้น และใบรวมเรียกว่า Thallus

เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงสาหร่าย

สายพันธุ์สาหร่ายที่จะนำมาเพาะเลี้ยงในทางการค้า ควรเป็นสายพันธุ์ที่มีการเจริญเติบโตได้รวดเร็ว มีคุณค่าทางโภชนาการสูง ไม่มีสารพิษ ทนทานต่ออุณหภูมิสูง ถ้าเป็นเซลล์ขนาดใหญ่ก็จะง่ายต่อการเก็บเกี่ยว
เทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงสาหร่ายมี 3 ขั้นตอนที่สำคัญ คือ
1. การเพาะเลี้ยง (Algal cultivation) ตั้งแต่การเพาะเลี้ยงหัวเชื้อสาหร่ายในห้องควบคุม การเพาะเลี้ยงในอ่างขนาดใหญ่ การกวน การให้อากาศ และการใส่สารอาหาร
2. การเก็บเกี่ยว (Harvesting) โดยจะใช้เครื่องมือและวิธีการต่าง ๆ ตามแต่ชนิดของสาหร่าย เช่น เครื่องเหวี่ยง การตกตะกอน การกรอง
3. การทำแห้ง (Drying) โดยวิธีต่าง ๆ เช่น การตากแดด (Sun-drying) ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ (Solar-drying) การอบแห้งแบบลูกกลิ้ง (Drum-drying) การอบแห้งแบบพ่นฝอย (Spray-drying) การอบแห้งแบบระเหิด (Freeze-drying)

การใช้ประโยชน์จากสาหร่าย

- ใช้เป็นอาหารมนุษย์ มนุษย์รู้จักนำสาหร่ายมาใช้เป็นอาหารนานนับพันปีแล้ว เช่น ชาวจีน ญี่ปุ่น ใช้สาหร่ายสีน้ำตาล (Laminaria) และสาหร่ายสีแดง (Porphyra) หรือที่เรียกว่า จีฉ่าย มาทำอาหารพวกแกงจืด ญี่ปุ่นผสม Chlorella sp. ลงในชา ซุป น้ำผลไม้ บะหมี่ และไอศครีม สำหรับห้องปฏิบัติการสาหร่ายตามธรรมชาติ คัดแยกสายพันธุ์บริสุทธิ์ วิเคราะห์ปริมาณโปรตีน 40-50% ศึกษาปัจจัยที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของสาหร่ายในห้องควบคุมเพื่อใช้เป็นข้อมูลในการเลี้ยงในอ่างขนาดใหญ่เพื่อเข้าสู่อุตสาหกรรม ซึ่งผลงานวิจัยมีมากมาย เช่น การเพาะเลี้ยงสาหร่าย Spirulina Sp. ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีโซเดียมไบคาร์บอเนตระดับต่าง ๆ กัน การคัดเลือกหาสภาวะที่เหมาะสมในการเพาะเลี้ยงสาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว Spirulina Sp. เพื่อใช้เป็นอาหารมนุษย์ การเพาะเลี้ยงสาหร่ายพันธุ์พื้นบ้านเพื่อหาปริมาณโปรตีนเปรียบเทียบกับพันธุ์ Scenedesmus acutus (Selection of Local Algal Strains Related to Protein Content Compared with Scenedesmus acutus) เปรียบเทียบการเจริญเติบโตของสาหร่ายจากการเพาะเลี้ยงด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อ 2 ชนิด (Growth Comparison of Green Algec Cultivated in Two Different Media.)
สำหรับสาหร่ายเกลียวทอง เป็นที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางในปัจจุบันในรูปของอาหารเสริมสุขภาพ เนื่องจากมีคุณสมบัติเด่นคือ มีปริมาณโปรตีนสูงถึง 60% และเป็นโปรตีนที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่จำเป็นกระจัดกระจายอยู่ในเซลล์อย่างได้สัดส่วน มีวิตามิน เกลือแร่ และสารให้สีธรรมชาติจำนวนมาก นอกจากนี้สาหร่ายเกลียวทองยังมีเซลล์ขนาดใหญ่ สามารถเก็บเกี่ยวได้ง่าย ผนังเซลล์บาง จึงถูกย่อยและดูดซึมได้เร็วกว่าสาหร่ายสีเขียวซึ่งมีผนังเซลล์หนา
- ใช้เป็นอาหารสัตว์ สาหร่ายสามารถนำไปเลี้ยงสัตว์กระเพาะเดี่ยว เช่น หมู และสัตว์ปีกได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้สาหร่ายยังเป็นอาหารที่จำเป็นอย่างยิ่งต่อการเลี้ยงสัตว์น้ำวัยอ่อนที่กินพืชเป็นอาหาร เช่น ปลา กุ้งและแพลงตอนสัตว์ เช่น ไรแดง ไรน้ำเค็ม ในประเทศญี่ปุ่นใช้สาหร่ายเกลียวทองเลี้ยงปลาไหล ปลาเทร้า กุ้ง ปลาคาร์พสี เป็นต้น ทำให้เศรษฐกิจของอุตสาหกรรมการเลี้ยงปลาสวยงามได้พัฒนาก้าวไกลออกไปมาก ผลงานวิจัย เช่น การเลี้ยงสาหร่าย Spirulina Sp. จากน้ำทิ้งแหล่งชุมชนเพื่อใช้เป็นอาหารสัตว์ การศึกษาปริมาณความเข้มข้นที่เหมาะสมของสาหร่าย Chlorella Sp. (K3) สำหรับนำไปเลี้ยงพวกไดอะตอม แพลงตอนสัตว์ (Lapadella benjamini) ที่ระดับความหนาแน่นแตกต่างกัน การนำ Chlorella Sp. ที่ได้จากการเลี้ยงในน้ำทิ้งโรงงานผลิตน้ำนมถั่วเหลืองมาเลี้ยงไรแดง ความเป็นไปได้ในการเลี้ยงหอยมุกน้ำจืด Chamberlai hainesiana ด้วยสาหร่ายชนิดต่าง ๆ ในห้องปฏิบัติการ เป็นต้น
- ใช้ในการกำจัดน้ำเสีย การใช้สาหร่ายในการกำจัดน้ำเสียร่วมกับแบคทีเรีย โดยแบคทีเรียจะทำการย่อยสารประกอบอินทรีย์ต่าง ๆ ที่มีอยู่ ได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน ให้เป็นสารประกอบอนินทรีย์ เช่น แอมโมเนียม ไนเตรต คาร์บอนไดออกไซด์ และเกลือแร่ต่าง ๆ ในสภาพการเกิดที่มีอากาศ (aerobic) หรือไม่มีอากาศ (anaerobic) จากนั้นสาหร่ายจะใช้สารประกอบเหล่านี้ในกระบวนการเมตาบอลิสมต่าง ๆ สำหรับสาหร่ายที่ได้จากระบบกำจัดน้ำเสียนี้ อาจนำมาใช้เป็นอาหารสัตว์ ปุ๋ยพืชสด หรือใช้ในการทำแก๊สชีวภาพได้ งานวิจัยที่เกี่ยวข้องได้แก่ การศึกษาการเจริญเติบโตของสาหร่าย Spirulina platensis ที่เพาะเลี้ยงในมูลหมูผสมมูลไก่ที่มีการหมุนเวียนของสารอาหารแตกต่างกัน การผลิตสาหร่ายเกลียวทอง จากน้ำทิ้งโรงงานแป้งมันสำปะหลัง การเลี้ยงสาหร่ายเกลียวทองจากน้ำทิ้งโรงงานน้ำอัดลม เป็นต้น
- ใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว (Blue green algae) รู้จักกันแพร่หลายในแง่ของการใช้เป็นปุ๋ยชีวภาพ จากการวิจัยของสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย พบว่าสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินในนาข้าวบางชนิดสามารถตรึงไนโตรเจนในอากาศให้เป็นสารประกอบไนโตรเจน เช่น แอมโมเนียม ทำให้ข้าวเจริญเติบโต ส่วนใหญ่เป็นพันธุ์ Anabaena sp. และ Nostoc sp. พันธุ์ที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย พบในประเทศและให้ผลผลิตดี มีชื่อว่า Anabaena siamensis
- ใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง สาหร่ายประกอบด้วยสารเคมีบางชนิดที่ช่วยในการรักษาผิวหนัง ชนเผ่า Kanembu ที่อยู่รอบทะเลสาบชาด ได้ใช้สาหร่ายเกลียวทองรักษาโรคผิวหนังบางชนิด การศึกษาในประเทศญี่ปุ่นพบว่า เครื่องสำอางที่ผสมสาหร่ายและสารสกัดจากสาหร่ายเกลียวทองช่วยให้ผิวพรรณดีขึ้นและลดริ้วรอย ส่วนในประเทศไทยก็ได้มีบริษัทหลายแห่งที่ใช้สาหร่ายเกลียวทองเป็นเครื่องสำอางในรูปครีมบำรุงผิว
- ใช้ในอุตสาหกรรมยา นักวิทยาศาสตร์และนายแพทย์หลายท่านได้ทดลองใช้สาหร่ายเกลียวทองในการป้องกันและรักษาโรคต่าง ๆ เช่น โรคเบาหวาน โรคกระเพาะ อีกทั้งยังช่วยลดความเครียดและความไม่สมดุลในร่างกาย ในประเทศฝรั่งเศส ได้ทดลองใช้ยาที่ผสมสาหร่ายเกลียวทองทาแผล ทำให้แผลแห้งเร็วขึ้น ธาตุแมกนีเซียมในคลอโรฟิลล์ยังมีบทบาทอย่างสำคัญในการรักษาบาดแผล มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อป้องกันการเกิดของแบคทีเรียและช่วยสร้างเซลล์ขึ้นมาใหม่ด้วย คลอโรฟิลล์ในสาหร่ายมีโครงสร้างเหมือนสารสีแดงในเลือด (hemo-globin) นักวิทยาศาสตร์จึงแนะนำให้ใช้คลอโรฟิลล์รักษาโรคโลหิตจาง นอกจากนี้สาหร่ายบางชนิดสารปฏิชีวนะซึ่งเป็นประโยชน์ต่อวงการแพทย์ ได้แก่ cyanophycin หรือ marinamycin ซึ่งสารเหล่านี้มีคุณสมบัติในการยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรคต่าง ๆ ได้ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว scytonema No.11 เป็นสาหร่ายที่สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย แยกได้จากดินนาจังหวัดพิษณุโลก พบว่า สามารถผลิตสารปฏิชีวนะ Cyanobacterin ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นทั้ง algicide และ bacteriocide ที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของสาหร่ายและแบคทีเรียบางชนิดได้
- ใช้ในอุตสาหกรรมอื่น ๆ
สาหร่ายสีแดงพวก Gelidium, Gracilaria สามารถนำไปสกัดทำเป็นวุ้น เพื่อนำไปใช้ในการประกอบอาหาร และเป็นอาหารเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์
สาหร่ายสีน้ำตาลพวก Laminaria, Ascophyllum, Macrocystis นำไปสกัดเป็น แอลจินหรือแอลจิเนต ซึ่งนำไปใช้ในการทำนม ขนมปัง ไอศครีม ขนมหวาน ลูกกวาด สบู่ แชมพูสระผม เป็นต้น
ปัจจุบันห้องปฏิบัติการสาหร่ายนอกจากจะพัฒนากรรมวิธีการเพาะเลี้ยงสาหร่ายเป็นแหล่งอาหารโปรตีนแล้ว ยังได้นำสายพันธุ์สาหร่ายที่มีศักยภาพที่สามารถผลิตในทางการค้า เช่น Chlorella, Scenedesmusbs Spirulina, Dunaliella, Haematococcus มาศึกษาหาสภาวะที่เหมาะสมในการเพาะเลี้ยงเพื่อผลิตสารอาหารหรือสารเคมีที่มีมูลค่าสูง รวมทั้งวิธีการสกัด การนำไปใช้ประโยชน์และการแปรรูปในด้านต่าง ๆ นอกจากนี้ห้องปฏิบัติการสาหร่ายยังให้บริการสายพันธุ์สาหร่าย ให้คำปรึกษา แนะนำด้านการเพาะเลี้ยงและการใช้ประโยชน์จากสาหร่ายแก่นิสิต นักศึกษาและประชาชนที่สนใจทั่วไปด้วย
จัดทำโฮมเพจโดย : สำนักบริการคอมพิวเตอร์, 1 กรกฏาคม 2546