บทความทบทวนนี้เปรียบเทียบการใช้กรด–ด่างและตัวทำละลายแบบดั้งเดิมกับ supercritical fluid extraction, enzymatic hydrolysis, pulsed electric fields, ultrasound, cold plasma, microwave, high-pressure processing และ deep eutectic solvents เพื่อกู้คืนสารออกฤทธิ์จากผลพลอยได้ของครัสเตเชียน ผู้เขียนสรุปว่าไม่มีเทคโนโลยีเดียวเหมาะกับทุกผลิตภัณฑ์: วิธีดั้งเดิมยังได้เปรียบด้านความง่ายและความพร้อม ส่วนวิธีใหม่อาจลดสารเคมีหรือรักษาคุณภาพสารได้ดีขึ้นแต่ติดข้อจำกัดด้านอุปกรณ์ ต้นทุน พลังงาน การทำซ้ำ และการทดสอบระดับนำร่อง คุณค่าของงานจึงอยู่ที่การจัดแผนที่ทางเลือกและช่องว่าง มากกว่าการพิสูจน์ว่าเทคโนโลยีใด ‘ยั่งยืนที่สุด’
ข้อค้นพบสำคัญ
- เปลือก หัว โครงแข็ง และน้ำทิ้งจากการแปรรูปเป็นแหล่งของไคติน/ไคโตซาน โปรตีนและเปปไทด์ ไขมันที่มี EPA/DHA แอสตาแซนธิน แร่ธาตุ เอนไซม์ และตัวยับยั้งเอนไซม์ แต่ปริมาณและคุณสมบัติแปรตามชนิดสัตว์ ฤดูกาล ส่วนของร่างกาย และกระบวนการผลิต
- วิธีกรด–ด่างและตัวทำละลายยังแพร่หลายเพราะง่าย ให้ผลผลิตสูง และมีความพร้อมทางเทคโนโลยี แต่เสี่ยงทำลายพอลิเมอร์ ใช้สารเคมีรุนแรง และสร้างน้ำทิ้ง; วิธีเอนไซม์ให้ความจำเพาะและคุณภาพสูงกว่าในสภาวะอ่อนโยนแต่มีต้นทุนเอนไซม์และใช้เวลามาก
- ผู้เขียนประเมินว่า ultrasound-assisted extraction เหมาะกับการใช้เป็น pretreatment หรือ process intensification ระยะใกล้ เอนไซม์เหมาะกับผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง และ supercritical fluid เหมาะกับไขมัน/แคโรทีนอยด์ ขณะที่ DES, pulsed electric fields และ plasma ยังต้องทดสอบระดับนำร่องมากขึ้น
- การใช้ประโยชน์ครอบคลุมสารกันเสียและส่วนผสมฟังก์ชัน nutraceuticals วัสดุปิดแผล/นำส่งยา บรรจุภัณฑ์ย่อยสลายได้ ตัวดูดซับน้ำเสีย และ biostimulants แต่ผลิตภัณฑ์เคลือบกินได้กับ active packaging ส่วนใหญ่ยังอยู่ระดับวิจัยหรือนำร่อง และต้องควบคุมโลหะหนัก สารก่อภูมิแพ้ เชื้อจุลินทรีย์ สารตกค้าง และ migration
ทำไมจึงมีความสำคัญระดับโลก
การเปลี่ยนเศษจากอุตสาหกรรมกุ้ง ปู และล็อบสเตอร์เป็นผลิตภัณฑ์หลายชนิดใน biorefinery เดียวอาจลดภาระของเสียและเพิ่มรายได้ในเศรษฐกิจสีน้ำเงิน โดยเฉพาะประเทศผู้ผลิตอาหารทะเล อย่างไรก็ดี ความยั่งยืนไม่ควรอนุมานจากการลดตัวทำละลายเพียงตัวเดียว การเลือกเทคโนโลยีต้องเทียบ mass/energy balance การกู้คืนตัวทำละลายและเอนไซม์ carbon footprint, LCA, techno-economic analysis, ความปลอดภัย มาตรฐานผลิตภัณฑ์ และเส้นทางกำกับดูแลกับวิธีฐานเดิม จึงจะบอกได้ว่าระบบใดลดผลกระทบจริงในระดับโรงงาน
บทบาทของนักวิจัยไทย
Akanksha R. Gautam, Soottawat Benjakul, Rattikarn Boonchoosri และ Avtar Singh มีสังกัดศูนย์ ICE-SSI มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ ส่วน Nilesh Nirmal สังกัดสถาบันโภชนาการ มหาวิทยาลัยมหิดล CRediT ของผู้จัดพิมพ์ระบุว่า Gautam รับผิดชอบร่างต้นฉบับ ซอฟต์แวร์ การดูแลข้อมูล การสืบค้น/ตรวจสอบ และ validation; Benjakul ดูแลข้อมูล กำกับงาน และทบทวนแก้ไข; Boonchoosri ทำซอฟต์แวร์ validation และทบทวนแก้ไข; Nirmal ดูแลข้อมูล การสืบค้น/ตรวจสอบ validation และทบทวนแก้ไข; Singh ซึ่งเป็นผู้เขียนติดต่อ รับผิดชอบแนวคิด การสืบค้น กำกับงาน และทบทวนแก้ไข สถาบันไทยจึงเป็นแกนทั้งด้าน conceptualization การสังเคราะห์ข้อมูล และ supervision
ข้อจำกัดที่ควรรู้
การทบทวนไม่แสดง protocol การค้นและคัดเลือก จึงประเมินความครบถ้วน selection bias และความเสี่ยงอคติของงานต้นทางไม่ได้ ตัวเลขประสิทธิภาพมาจากการทดลองที่ต่างกันมากทั้งชนิดวัตถุดิบ pretreatment สเกล ตัวทำละลาย และตัวชี้วัด จึงไม่เหมาะนำมาเปรียบเทียบตรงหรือสรุปขนาดผลรวม หลักฐานจำนวนมากอยู่ระดับห้องปฏิบัติการและรายงาน yield/คุณสมบัติมากกว่าความสม่ำเสมอ ต้นทุน พลังงาน solvent recovery และการเดินระบบระยะยาว อีกทั้งบทความไม่ได้ทำ LCA, TEA หรือการทดสอบความปลอดภัยใหม่เอง จึงยังยืนยันไม่ได้ว่าวิธีที่เรียกว่าสีเขียวมีผลกระทบต่ำกว่าวิธีดั้งเดิมในโรงงานจริง
ตรวจสอบแหล่งต้นทาง
International Journal of Molecular Sciencesอ่านบทความทบทวนต้นฉบับใน International Journal of Molecular Sciences↗DOI: 10.3390/ijms27156959