รองศาสตราจารย์ ดร.การุณ ทองประจุแก้ว สาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ได้รับรางวัลผลงานวิชาการดีเด่น ด้านสิ่งแวดล้อมและวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี TTF AWARD ประจำปี 2562-2563 จัดโดยมหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์และมูลนิธิโตโยต้าประเทศไทย จากผลงาน การแต่งหนังสือ “เอนไซม์ย่อยอาหารในสัตว์น้ำ”
หนังสือ “เอนไซม์ย่อยอาหารในสัตว์น้ำ” เรียบเรียงมาจากประสบการณ์ในการสอนและวิจัยด้านเอนไซม์ย่อยอาหารในสัตว์น้ำมามากกว่า 10 ปี ผ่านการศึกษาทั้งในสัตว์น้ำจืด น้ำเค็ม และน้ำกร่อยมากกว่า 15 ชนิด ทั้งสัตว์น้ำเศรษฐกิจที่เลี้ยงเพื่อบริโภคและสัตว์น้ำสวยงาม รวมทั้งสัตว์น้ำที่อยู่ในภาวะเสี่ยงต่อการสูญพันธุ์เพื่อสนับสนุนภารกิจด้านชีววิทยาเชิงอนุรักษ์ (ภาพที่ 1) เนื้อหาหนังสือ “เอนไซม์ย่อยอาหารในสัตว์น้ำ” บูรณาการมาจากความรู้ด้านเคมีอาหาร ชีวเคมี และโภชนศาสตร์สัตว์น้ำ ครอบคลุมทั้งความรู้พื้นฐานและการประยุกต์ใช้ตั้งแต่การศึกษาในระดับวัตถุดิบอาหาร (Feedstuff) อาหาร (Feed) และฟาร์ม (Farm) หนังสือเล่มนี้จึงเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมการผลิตอาหารสัตว์น้ำ ฟาร์มเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ นักวิจัย นักวิชาการ รวมทั้งเกษตรกรที่มีความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ก็สามารถนำหลักการไปประยุกต์ใช้ได้
รองศาสตราจารย์ ดร.การุณ ทองประจุแก้ว
สาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพและวิทยาศาสตร์ประยุกต์
คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
การประเมินประสิทธิภาพการย่อยในหลอดทดลอง (In vitro digestibility) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้เอนไซม์ซึ่งสกัดจากสัตว์น้ำที่สนใจมาย่อยวัตถุดิบอาหารในหลอดทดลอง และตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น การตรวจสอบโดยวิธีนี้เลียนแบบสภาวะการย่อยให้ใกล้เคียงกับในตัวสัตว์น้ำ (In vivo digestibility) ใช้วัตถุดิบอาหารเป็นซับสเตรต มีบัฟเฟอร์ที่ใกล้เคียงกับพีเอชของท่อทางเดินอาหารหรือพีเอชที่เหมาะสมของเอนไซม์ในการควบคุมความเป็นกรด-ด่าง และใช้อุณหภูมิที่ใกล้เคียงกับอุณหภูมิน้ำในการทดสอบ
การประเมินประสิทธิภาพการย่อยในหลอดทดลองสามารถวิเคราะห์ได้รวดเร็ว ลดการใช้สัตว์ทดลอง มีค่าใช้จ่ายน้อย ไม่มีผลกระทบเนื่องจากพฤติกรรมการเลือกกินของสัตว์ และสามารถเปรียบเทียบความสามารถในการย่อยของสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกันได้ ข้อมูลที่ได้สามารถใช้คัดเลือกชนิดวัตถุดิบก่อนการประกอบสูตรอาหารจริง ซึ่งเป็นข้อมูลเบื้องต้นเพื่อการผลิตอาหารสัตว์น้ำสั่งตัด (Tailor-made aquafeed) ที่จำเพาะต่อชนิดและความสามารถในการย่อย อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบอาหารที่ผ่านการคัดเลือกบางชนิดอาจมีโครงสร้างที่เป็นอุปสรรคต่อการย่อยและมีสารต้านโภชนาการ หากนำวัตถุดิบเหล่านั้นมาดัดแปร (pretreatment) ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การแช่น้ำ การนึ่งด้วยความดันไอน้ำ การใช้คลื่นไมโครเวฟ การฉายรังสีแกมมา เป็นต้น ก็อาจช่วยปรับปรุงสมบัติทางเคมีกายภาพของวัตถุดิบให้เหมาะสมต่อการไฮโดรไลซ์ของเอนไซม์มากยิ่งขึ้น
หลังจากประกอบเป็นสูตรอาหารและนำไปเลี้ยงสัตว์น้ำแล้ว องค์ความรู้ด้านเอนไซม์ย่อยอาหารสามารถใช้วินิจฉัยเพื่อคัดเลือกอาหาร/สภาวะที่เหมาะสมในการเพาะเลี้ยงได้เช่นกัน เนื่องจากกิจกรรมของเอนไซม์จะเปลี่ยนแปลงตามสิ่งเร้าและสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงทางโภชนาการ ชีวเคมี และสรีรวิทยาของสัตว์ เช่น การศึกษาระดับที่เหมาะสมเพื่อทดแทนวัตถุดิบที่มีราคาแพงด้วยวัตถุดิบในท้องถิ่นที่มีราคาถูกหรือเป็นผลพลอยได้ (By-product) การศึกษาผลของความถี่ในการให้อาหารเพื่อหาความถี่มื้ออาหารที่เหมาะสมต่อการเลี้ยงสัตว์น้ำและเกิดความคุ้มทุน การอดอาหารสัตว์น้ำและกลับมาให้อาหารอีกครั้งเพื่อลดต้นทุนค่าอาหารและกระตุ้นให้สัตว์น้ำมีการเจริญเติบโตชดเชย (Compensatory growth) หรือการศึกษาระยะเวลาเพื่อเปลี่ยนจากอาหารมีชีวิตเป็นอาหารสำเร็จรูปเพื่ออนุบาลสัตว์น้ำวัยอ่อน เป็นต้น ข้อมูลเหล่านี้จัดเป็นเคล็ดลับ (Trick) ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้อาหารและการจัดการฟาร์มของสัตว์น้ำได้
“เทคโนโลยีเอนไซม์ย่อยอาหารสามารถประยุกต์และใช้ได้ผลดีในสัตว์น้ำเศรษฐกิจหลายชนิด รวมทั้งสามารถบูรณาการกับศาสตร์อื่นๆ ได้อย่างกว้างขวาง เช่น ชีววิทยา ชีวเคมี เทคโนโลยีชีวภาพ วาริชศาสตร์ สัตวศาสตร์ สัตวแพทยศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ อุตสาหกรรมเกษตร เป็นต้น เพื่อการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแบบยั่งยืน โดยสามารถประยุกต์ใช้ตั้งแต่ต้นน้ำไปสู่ปลายน้ำผ่านหลักการ 3F คือ การปรับปรุงคุณภาพวัตถุดิบอาหาร (Feedstuff) เพื่อคัดเลือกหรือดัดแปรวัตถุดิบให้มีคุณภาพสูง ย่อยง่าย และราคาถูก เมื่อประกอบเป็นสูตรอาหาร (Feed) และมีการจัดการฟาร์ม (Farm) ที่เหมาะสมก็จะทำให้สัตว์ที่เลี้ยงใช้ประโยชน์จากอาหารได้ดี มีของเสียเกิดขึ้นน้อย และมีการเจริญเติบโตเร็ว”
