ด้วยรสชาติที่หอมหวาน ความกรอบที่ลงตัว ทำให้ “สับปะรดภูแล” เป็นสินค้า GI ของจังหวัดเชียงราย ที่มียอดสั่งซื้อจากประเทศจีนทั้งในรูปของผลสด ผลปอกเปลือกหรือตัดแต่งก่อนส่งออก ติดต่อกันทุกปี จนทำให้ปัจจุบันมีพื้นที่ปลูกสับปะรดภูแลในจังหวัดเชียงราย มากกว่า 5 หมื่นไร่ มีผลผลิตมากกว่าหนึ่งแสนตันต่อปี อย่างไรก็ตาม การผลิตสับปะรดภูแลมีวัสดุเศษเหลือเป็นจำนวนมาก ซึ่งมีศักยภาพในการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์มูลค่าสูง ซึ่งกระบวนการผลิตสับปะรดในขั้นตอนต่าง ๆ ต้องคำนึงถึงการปลดปล่อยคาร์บอน เนื่องมาจากข้อกำหนดการนำเข้าสินค้าของต่างประเทศ รวมถึงผู้บริโภคที่ให้ความสำคัญกับ “ฉลากคาร์บอน” (Carbon Label) มากยิ่งขึ้น ดังนั้น การวิจัยเพื่อสร้างมูลค่าเพิ่มจากวัสดุเศษเหลือในกระบวนการผลิต และเพื่อให้ได้ตัวเลขการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของผลิตภัณฑ์สับปะรดภูแล โดยวิธีการเก็บข้อมูลและโดยวิธีการใช้ภาพถ่ายทางอากาศ  คือ สิ่งสำคัญที่จะทำให้สับปะรดภูแลของจังหวัดเชียงราย คงศักยภาพในการแข่งขันในตลาดประเทศจีน รวมถึงในประเทศอื่น ๆ ได้อย่างต่อเนื่อง

.

.

นี่จึงเป็นที่มาของ โครงการการใช้นวัตกรรมเพื่อเพิ่มมูลค่าวัสดุเศษเหลือ และการประเมินคาร์บอนฟุตพรินท์ในห่วงโซ่การผลิตและการแปรรูปสับปะรดภูแลของจังหวัดเชียงราย โดยการสนับสนุนของ สำนักงานการวิจัยแห่งชาติ  โดย รศ.ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ อาจารย์คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ในฐานะหัวหน้าโครงการ กล่าวว่า ภายใต้โครงการระยะ 1 ปีนี้ (เริ่มดำเนินงาน เม.ย. 66) ประกอบด้วย งานวิจัยย่อย 2 เรื่องคือ (1) การวิเคราะห์ข้อมูลคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของกระบวนการการปลูกและแปรรูปสับปะรดภูแลตลอดห่วงโซ่การผลิตที่รวมถึงออกแบบกระบวนการทางคณิตศาสตร์และอัลกอริทึมร่วมกับการใช้ภาพถ่ายจากอากาศยานไร้คนขับสำหรับใช้วิเคราะห์คาร์บอนฟุตพริ้นท์ตลอดกระบวนการปลูกสับปะรดภูแล และ (2) แนวทางการเพิ่มมูลค่าและ/หรือสร้างนวัตกรรมจากการใช้ประโยชน์วัสดุเศษเหลือในกระบวนการแปรรูปสับปะรดภูแลตามแนวทาง Zero waste โดยมีเป้าหมายหลักเพื่อสร้างความตระหนักให้กับเกษตรกรหรือผู้ประกอบการเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่มีผลกับอุตสาหกรรมในภาพรวม อันจะนำไปสู่การปรับเปลี่ยนรูปแบบการผลิตและการจัดการผลผลิตที่เป็นผลดีทั้งกับสิ่งแวดล้อมและตลาดสับปะรดภูแลทั้งในไทยและต่างประเทศ

.

“หากเรามีตัวเลขการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ตั้งแต่ในไร่จนถึงโรงงาน จะเป็นจุดเริ่มต้นที่ทำให้ได้มาซึ่งฉลากคาร์บอนที่มีความถูกต้อง และนำไปติดบนผลิตภัณฑ์ได้จริง ข้อมูลนี้ยังเป็นข้อมูลสำคัญในการใช้สื่อสารกับเกษตรกร รวมถึงผู้ประกอบการ เพื่อนำไปสู่ความร่วมมือกันในการปรับเปลี่ยนวิธีการทั้งในไร่และในโรงงาน เพื่อลดตัวเลขของการปล่อยก๊าซคาร์บอนบนฉลากคาร์บอนของผลิตภัณฑ์สับปะรดภูแลลดลงมา อันจะทำให้เกิดยอมรับในตัวผลิตภัณฑ์ของผู้นำเข้าและผู้บริโภคในต่างประเทศมากขึ้น ขณะเดียวกัน ข้อมูลจาก มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง ที่ทำวิจัยร่วมกับเราทั้งในชุดโครงการนี้และก่อนหน้า พบว่า การตัดแต่งสับปะรดภูแลเพื่อส่งออกนั้น จะมีเศษเหลือต่าง ๆ ทั้งใบ เปลือก และส่วนอื่น ๆ มากถึง ร้อยละ 60 การนำของเหลือทิ้งมาทำเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ ที่มีมูลค่า นอกจากจะเป็นการสร้างรายได้และช่วยลดขยะของเสียแล้ว ยังลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกิดจากการย่อยสลายตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถนำไปลดตัวเลขบนฉลากคาร์บอนได้อีกทางหนึ่ง”

.

.

การวิเคราะห์ข้อมูลคาร์บอนฟุตพริ้นท์ของกระบวนการการปลูกสับปะรดภูแล นั้น รศ. ดร.ทรงเกียรติ ภัทรปัทมาวงศ์ จาก คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ. หนึ่งในคณะวิจัย กล่าวว่า จะต้องทำการเก็บข้อมูลปริมาณทรัพยากรที่ใช้ทั้งหมด ตั้งแต่ขั้นตอนการปลูกจนถึงกระบวนการเกี่ยวเก็บผลผลิต เช่น ปริมาณน้ำ ประเภท และปริมาณปุ๋ย สารเคมี น้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อนำข้อมูลทั้งหมดมาคำนวณหาปริมาณคาร์บอนที่เกิดขึ้นและถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศจากการใช้ทรัพยากรทั้งหมด

.

.

.

ผลพบว่า “วัสดุเศษเหลือทิ้ง” จุก และใบ หลังการเก็บผลผลิต ทำให้เกิด “ก๊าซเรือนกระจกมากที่สุด” หากทิ้งไว้ในไร่จนเกิดการย่อยสลายตามธรรมชาติ จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คิดเป็นร้อยละ 58 ของกระบวนการในไร่ทั้งหมด ลำดับรองลงมา คือ การใช้ปุ๋ย (ร้อยละ 26) และ การใช้น้ำมันเชื้อเพลิง (ร้อยละ 15) ตามลำดับ

.

ผศ.ดร.สอนกิจจา บุญโปร่ง จาก คณะสังคมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ นักวิจัยร่วมโครงการ ใช้ “โดรน” เทคโนโลยีการเก็บภาพมุมสูง ร่วมกับ อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่อง และปัญญาประดิษฐ์ วิเคราะห์ฐานข้อมูลจากปริมาณก๊าซเรือนกระจกที่ได้จากการเก็บข้อมูลปริมาณการใช้ทรัพยากร นำมาประมวลผล/ประเมินปริมาณคาร์บอนที่จะเกิดในแต่ละช่วงการปลูกจนถึงการเก็บผลผลิต กล่าวว่า โดรนสามารถเก็บภาพถ่ายพื้นที่ปลูกสับปะรดได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ รวมถึงใช้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ปลูกได้อย่างต่อเนื่อง ภาพที่ถ่ายมาได้จะเก็บภาพในช่วงคลื่นต่าง ๆ ทั้งช่วงสีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน และอินฟราเรด

.

.

สำหรับงานในระยะที่ 2 ที่จะเริ่มกลางปีนี้ ผศ.ดร.สอนกิจจา กล่าวว่า จะมีการนำภาพถ่ายจากดาวเทียม THEOS 1 และ 2 ของคนไทย มาปรับใช้แทนภาพถ่ายจากโดรน เพื่อขยายผลสู่พื้นที่ปลูกสับปะรดูแลบริเวณกว้างขึ้น นอกจากนี้ รศ.ดร.ทรงเกียรติ กล่าวว่า จะเป็นการวิเคราะห์การปล่อยก๊าซเรือนกระจกในกระบวนการผลิตสับปะรดตัดแต่งจากโรงงาน ที่จะทำให้ได้ข้อมูลของวัฏจักรคาร์บอนตลอดห่วงโซ่การผลิต อันจะนำไปสู่การขอรับรอง “ฉลากคาร์บอน” ของผลิตภัณฑ์สับปะรดภูแลต่อไป

.

.

ในส่วนของงานวิจัย “นวัตกรรมเพื่อเพิ่มมูลค่าวัสดุเศษเหลือจากการแปรรูปสับปะรดภูแล” ที่ทีมวิจัยจากคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี ร่วมกับ มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง จังหวัดเชียงราย ในการนำเปลือกเหลือทิ้งของสับปะรดภูแลมาแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์สารมูลค่าสูง อย่าง น้ำตาลหายาก (Rare Sugar) ซึ่งเป็นสารให้ความหวานที่มีมูลค่าสูง นำมาใช้ในวงการอาหาร รวมถึงผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพของผู้บริโภค

.

รศ.ดร.วาริช ศรีละออง คณบดีคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มจธ. หัวหน้าโครงการวิจัย เล่าว่า จากการวิเคราะห์คุณภาพของตาสับปะรดภูแลเหลือทิ้ง ทีมวิจัย พบว่า มีสารสำคัญหลายชนิดที่มีศักยภาพเพียงพอ และสามารถสกัดเป็นน้ำตาลหายาก (Rare Sugar) ที่เป็นสารมูลค่าสูงได้ “น้ำตาลหายาก” เป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ที่หาได้ยากในธรรมชาติ พบในปริมาณน้อย แม้จะมีโครงสร้างคล้ายน้ำตาลทั่วไป แต่จะมีคุณสมบัติที่พิเศษมากกว่า คือ น้ำตาลให้ความหวานน้อย แต่มีความสามารถในการส่งเสริมให้จุลินทรีย์โพรไบโอติกส์ (Probiotics) ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ดีในร่างกายเจริญเติบโตได้ดี รวมถึงยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ให้โทษในร่างกาย ส่งผลให้สุขภาพดีขึ้น ตรงกับโจทย์ความต้องการของคนในปัจจุบัน

.

การสกัดน้ำตาลมูลค่าสูงจากเปลือกสับปะรด เริ่มต้นจาก มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง นำตาของสับปะรดที่ถูกตัดทิ้งไปทำการอบแห้ง ก่อนส่งมาวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมี และสกัดเป็นน้ำตาลหายาก ที่คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี ซึ่งตาสับปะรดอบแห้งที่ได้จะถูกนำไปบดเป็นผงละเอียด เพื่อวิเคราะห์คุณสมบัติและนำไปใช้สำหรับการสกัดน้ำตาลหายาก โดยเลือกใช้วิธีทางชีววิทยาแทนการใช้สารเคมีในการสกัดแบบวิธีดั้งเดิม ด้วยการใช้จุลินทรีย์ที่มีความสามารถในการสกัดน้ำตาลหายากออกมาจากสับปะรดได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยจุลินทรีย์กับสับปะรดจะทำปฏิกิริยากันในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ (Bio-Reactor) ที่่ควบคุมตัวแปรหลายอย่าง เช่น อุณหภูมิ ค่าความเป็นกรด-ด่าง และระยะเวลา จนได้เป็นสารสกัดน้ำตาลที่มีส่วนผสมของน้ำตาลหายาก ก่อนจะนำไปทำเป็นผงน้ำตาลด้วยกระบวนการทำแห้งแบบพ่นฝอย (Spray Dryer) ซึ่งผลผลิตที่ได้มีมูลค่าสูงขึ้นหลายเท่าตัว เมื่อเปรียบเทียบกับราคาของน้ำตาลที่บริโภคทั่วไป นอกจากนี้ ยังสามารถต่อยอดเป็นสินค้าเพื่อสุขภาพของผู้บริโภคและยังเป็นผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมไปพร้อมกัน

.

รศ.ดร.วาริช กล่าวเสริมว่า ข้อมูลจากการศึกษาที่ผ่านมาของนักวิจัยกลุ่มต่าง ๆ ยังพบว่า นอกจากน้ำตาลหายากที่สกัดได้ จะมีประโยชน์ต่อจุลินทรีย์ดีในร่างกายแล้ว ยังมีฤทธิ์ในการต้านมะเร็ง ต้านอนุมูลอิสระ ป้องกันเบาหวาน โรคอ้วน และไขมันอุดตันในเส้นเลือด รวมถึงยังมีความเป็นไปได้ในการนำไปใช้ประโยชน์ด้านผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร และนำไปใช้ในการรักษาคุณภาพสินค้าทางการเกษตร ซึ่งเป็นโจทย์ที่ทีมวิจัยตั้งใจจะทำในอนาคตด้วย

.

.

รศ.ดร.อนรรฆ ขันธะชวนะ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ.

รศ.ดร.ทรงเกียรติ ภัทรปัทมาวงศ์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ.

รศ.ดร.วาริช ศรีละออง คณบดีคณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี มจธ.

ผศ.ดร.สอนกิจจา บุญโปร่ง คณะสังคมศาสตร์  มก.

ผศ.ดร.สุทธิวัลย์ สีทา สำนักวิชาอุตสาหกรรมเกษตร มฟล.

 ผศ.ดร.พันธ์สิริ สุทธิลักษณ์ สำนักวิชาอุตสาหกรรมเกษตร มฟล.