Page 16 - รายงาน ผลของการใช้ผลิตภัณฑ์ชีวภาพเพื่อเร่งการย่อยสลายตอซังข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ Effect of using biological products for accelerating the degradation of maize stubble
P. 16
ห้องสมุดกรมพัฒนาที่ดิน
10
ลิกนิน เป็นสารประกอบเชิงซ้อนประกอบด้วยคาร์บอนไฮโดรเจน และออกซิเจน รวมกันเป็น
หน่วยย่อยซึ่งเป็นสารอะโรมาติก (ภาพที่ 3) เนื่องจากลิกนินไม่สามารถละลายน้ำ ไม่มีคุณสมบัติในการยืดหยุ่นจึง
ทำให้โครงสร้างของพืชที่มีปริมาณลิกนินสูง จะมีความแข็งแรงทนทาน ลิกนินเป็นส่วนประกอบที่สำคัญใน
โครงสร้างของเนื้อเยื่อพืช โดยพบในส่วนของผนังเซลล์ ทำให้ผนังเซลล์พืชแข็งแรง อยู่ร่วมกับเซลลูโลสและเฮมิ
เซลลูโลสเป็นส่วนประกอบของเปลือก ซัง หรือส่วนของราก และลำต้น จะถูกสร้างจากส่วนโคนดันไปสู่ยอด เมื่อ
พืชมีอายุมากขึ้น ปริมาณลิกนินจะเพิ่มมากขึ้นด้วย (พิมพ์เพ็ญ และ นิธิยา, 2552) โดยพืชที่มีปริมาณลิกนินสูง
จะมีความแข็งแรงมาก ในขณะที่พืชที่มีอายุมากจะมีปริมาณลิกนินที่สูงเช่นเดียวกัน ในธรรมชาติลิกนินจะช่วย
ห่อหุ้มเซลลูโลสและเฮมิเซลลูโลสจากศัตรูทำลายเนื้อไม้ อีกทั้งเป็นตัวเพิ่มความแข็งแรงของผลึกลิกโนเซลลูโลส
ดังนั้นต้องปรับสภาพไม้เพื่อลดปริมาณลิกนินก่อนการเปลี่ยนแปลงเซลลูโลสเป็นกลูโคส (Singh et al., 2014)
ภาพที่ 3 ลักษณะโครงสร้างของลิกนิน
ที่มา : Food network solution (2015)
3.2 ความสำคัญของเอนไซม์เซลลูเลส
3.2.1 เอนไซม์
เอนไซม์เป็นชีวโมเลกุลที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในระบบชีวภาพ สามารถเปลี่ยนแปลงซับสเตรต
(substrate) ให้เป็นผลิตภัณฑ์ โดยเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกระบวนการย่อยสลายเซลลูโลสในสภาพธรรมชาติ คือ
เอนไซม์เซลลูเลส จุลินทรีย์ผลิตเอนไซม์เซลลูเลสมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศถือเป็นผู้ย่อยสลายอินทรียสาร
(Georgieva et al., 2005) ดังนี้
1) เอนไซม์เซลลูเลส (cellulase)
ลักษณะของเอนไซม์เซลลูเลส เป็นเอนไซม์ผสม (multicomponent enzyme) ประกอบด้วย
เอนไซม์อย่างน้อย 3 ชนิด ทำงานร่วมกัน (ภาพที่ 4) ดังนี้ (เปี่ยมสุข, 2551)
1.1) เอนไซม์ C1 หรือ ไฮโดรเจน บอนเดส (hydrogen bondase) ทำหน้าที่กระตุ้นหรือ
ย่อยเซลลูโลสในสภาพธรรมชาติให้เป็นสายโพลีแซคคาไรด์สั้นๆ ทำให้พันธะไฮโดรเจนอ่อนลง และมีสภาพที่
เหมาะสมสำหรับเป็นซับสเตรตของเอนไซม์เซลลูเลสอันดับต่อไป คือ บีต้า-1, 4-กลูคาเนส (ß-1, 4-glucanase)
1.2) เอนไซม์ Cx หรือ บีต้า-1, 4-กลูคาเนส เป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ย่อยโพลีแซกคาไรด์สาย
สั้น ๆ จนได้เป็นน้ำตาลโมเลกุลเล็ก ๆ จะสามารถย่อยสลายอนุพันธ์ของเซลลูโลสที่ละลายน้ำได้ เช่น คาร์บอกซี
เมทิลเซลลูโลส (carboxymethyIcellulose) แต่ไม่สามารถย่อยสลายซับสเตรตที่มีโครงสร้างซับซ้อนได้ เอนไซม์
