การปลูกพืชมูลค่าสูงใน Plant Factory

พืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกเป็นพืชที่เป็นที่ต้องการของมนุษย์มาตั้งแต่สมัยอดีตกาล โดยความต้องการเหล่านี้เพิ่มขึ้นสูงขึ้นเรื่อย ๆ จนในปัจจุบันมีอุตสาหกรรมต่าง ๆ มากมายที่เกี่ยวข้องกับพืชเหล่านี้ ซึ่งในนั้น คือ โรงงานผลิตพืช หรือ Plant Factory ที่เข้ามามีบทบาทมากมาย เนื่องจากมีผลวิจัยหลายตัวที่บ่งชี้ว่าการเพาะปลูกพืชจำพวกสมุนไพรและพืชอะโรมาติกในโรงงานผลิตพืช จะสามารถเพิ่มปริมาณสารสำคัญได้อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นในบทความนี้ผักอวบจะพาไปรู้จักกับพืชสมุนไพร พืชอะโรมาติก และสาเหตุที่ต้องปลูกพืชที่มีมูลค่าสูงในโรงงานผลิตพืชกันครับ

พืชสมุนไพร (Medicinal Plants) คืออะไร?

พืชสมุนไพร (Medicinal Plants) หรือบางคนอาจเรียกว่า “พืชทางการแพทย์” เป็นพืชที่มีคุณสมบัติหรือสามารถใช้ในทางการแพทย์เพื่อนำไปรักษามนุษย์จากโรคภัยไข้เจ็บต่าง ๆ ซึ่งพืชสมุนไพรนั้นจะมีสารประกอบทางเคมีที่มีฤทธิ์ในการกำจัดต่อ เชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา และเชื้อไวรัส โดยในระดับอุตสาหกรรมได้นำพืชสมุนไพรไปประกอบเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น ยา เครื่องสำอาง และอาหารเสริม โดยในบ้านเรามีพืชสมุนไพรที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้มากกว่า 1,800 ชนิด แต่น่าเสียดายที่มีหมุนเวียนอยู่ในตลาดจริง ๆ เพียงแค่ 300 ชนิดเท่านั้น สาเหตุเป็นเพราะความหายากและปริมาณความต้องการขายที่ไม่เพียงพอต่อความต้องการซื้อนั่นเอง แน่นอนว่าหากให้นึกถึงสมุนไพรที่กำลังมาแรงในตอนนี้ ทุกคนคงนึกถึง กัญชา กัญชง และกระท่อมกันแน่ ๆ แต่รู้หรือไม่ว่าสมุนไพรเหล่านี้เริ่มมีการทดลองปลูกในระบบ Plant Factory เพื่อสร้างปริมาณสารสำคัญอีกด้วย

พืชอะโรมาติก (Aromatic Plants) คืออะไร?

พืชอะโรมาติก (Aromatic Plants) เป็นพืชที่มีคุณสมบัติในการระเหยหรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า “น้ำมันหอมระเหย” โดยทุกส่วนของพืชไม่ว่าจะเป็น ราก ลำต้น ใบ ดอก สามารถนำไปสกัดในกระบวนทางเคมีจนได้เป็นน้ำมันหอมระเหยสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น ในเครื่องสำอาง เครื่องปรุงและน้ำหอม เครื่องเทศ ยาฆ่าแมลง ยาขับไล่ และเครื่องดื่มสมุนไพร แม้ว่าพืชสมุนไพรหลายชนิดจะได้รับการศึกษาเพื่อรักษาโรคตามแบบแผนต่าง ๆ แต่สำหรับพืชอะโรมาติกกลับมีผลการศึกษาที่น้อยมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันรังสี ซึ่งมีงานวิจัยชิ้นหนึ่งบ่งชี้ว่าสารสกัดจากพืชหลายชนิดมีสารต้านอนุมูลอิสระที่สามารถขับอนุมูลอิสระที่เกิดจากการสัมผัสรังสี จึงให้ประสิทธิภาพในการป้องกันรังสีได้เป็นอย่างดี ส่งผลให้ในปัจจุบันเริ่มมีการมุ่งเน้นศึกษาในเรื่องการป้องกันรังสีของพืชอะโรมาติกกันมากขึ้น

ทำไมโรงงานผลิตพืช (Plant Factory) ถูกนำมาใช้ในการปลูกพืชมูลค่าสูง?

ด้วยความที่พืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกมีความสำคัญในหลาย ๆ ด้าน ทำให้ตกเป็นเป้าหมายของการเก็บเกี่ยวที่มากเกินไป จนทำให้พันธุ์พืชที่เป็นประโยชน์เหล่านี้หายากขึ้นมาในทันที พูดง่าย ๆ คือ มีความต้องการจากมนุษย์มากขึ้นในทุก ๆ อุตสาหกรรมไม่ว่าจะเป็น ยา อาหารเสริม เครื่องสำอาง และอื่น ๆ อีกมากมาย ทำให้เหล่านักวิทยาศาสตร์หรือนักพฤกษศาสตร์เป็นกังวลว่าในอนาคตพืชที่เป็นประโยชน์เหล่านี้จะสูญพันธุ์นั่นเอง

แน่นอนว่านักวิทยาศาสตร์และนักพฤกศาสตร์ต่างพากันหาวิธีเพื่อให้พืชที่มีมูลค่าเหล่านี้สามารถดำรงอยู่ได้ในยุคที่มีความต้องการมหาศาล โดยพวกเขาได้ทำการขยายพันธุ์พืชมีมูลค่าเหล่านี้ในหลาย ๆ วิธี ไม่ว่าจะเป็นทั้งแบบอาศัยเพศและไม่อาศัยเพศ เพื่อเพิ่มประชากรของพืชหายากเหล่านั้นให้มีอัตราการอยู่รอดที่สูงขึ้น รวมถึงจี้ให้ภาครัฐในแต่ละประเทศออกกฎระเบียบต่าง ๆ ในการเก็บพืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกจากแหล่งธรรมชาติ เพื่อให้ธรรมชาติได้มีเวลาในการฟื้นฟูตัวเอง และการทดลองปลูกพืชในระบบปิดแบบควบคุมสภาพแวดล้อมได้ 100% เพื่อศึกษาปริมาณของสารสำคัญ ซึ่งผลการศึกษาได้ข้อสรุปว่าการปลูกพืชในสภาพแวดล้อมที่เราควบคุมได้จะช่วยให้พืชสร้างสารสำคัญออกมาในปริมาณที่มากกว่าการปลูกแบบปกติ ซึ่งเมื่องานวิจัยนี้ถูกเผยแพร่ออกไป ทำให้ระบบ Plant Factory ถูกพูดถึงกันในวงที่กว้างขึ้น (คลิกที่นี่ เพื่ออ่านบทความเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Plant Factory)

ตัวอย่างของสมุนไพรป่าที่ได้รับความนิยม

ตารางแสดงชื่อ ส่วน สารสำคัญ และประโยชน์ของสมุนไพรป่าที่เป็นที่นิยมในปัจจุบัน

*เหง้า (Rhizome) เป็นส่วนลำต้นที่เจริญเติบโตไปขนานกับแนวนอนตามพื้นดิน และมีการสะสมอาหารเกิดขึ้นที่บริเวณรากตามข้อปล้อง

**ไหล (Stolon) เป็นลำต้นที่ทอดเลื้อยไปตามความยาวของข้อปล้องหรือปล้องของพืช แล้วเมื่อทอดเลื้อยไปแล้วก็จะเกิดรากแล้วไปเป็นต้นใหม่

เทคนิคอะไรที่ทำให้รู้ว่าปริมาณสารสำคัญเพิ่มขึ้น?

สารเคมีที่ได้มาจากพืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกจะประกอบไปด้วย สารเมแทบอไลท์ปฐมภูมิ (Primary Metabolite) ที่สามารถพบได้ในพืชชั้นสูงทั่วไป โดยได้มาจากการสังเคราะห์แสง และสารเมแทบอไลท์ทุติยภูมิ (Secondary Metabolite) ที่พบได้ในพืชสมุนไพร พืชอะโรมาติก หรือพืชอื่น ๆ บางชนิดเท่านั้น แม้เราจะรู้ว่าการปลูกในระบบ Plant Factory สามารถเพิ่มปริมาณสารสำคัญทั้ง 2 ชนิดได้ แต่นักวิทย์เขาวัดได้อย่างไรล่ะ? คำตอบคือ เขาสกัดสารมาเทียบกับการปลูกด้วยระบบอื่น โดยวิธีการในการหาสารสำคัญหรือสารพฤกษเคมี (Phytochemical) เหล่านี้ทำได้โดยการใช้การสกัดและการแยก โดยในการสกัดสาร (Extraction) จากพืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกจะมีวิธีที่เป็นมาตรฐานอยู่ 2 วิธี คือ

1. HPLC (High Performance Liquid Chromatography) เป็นวิธีการที่ใช้สกัดสารเคมีที่นิยมที่สุด แบ่งเป็น 2 เฟส คือ เฟสอยู่กับที่ (Stationary Phase) หรือ คอลัมน์ และเฟสเคลื่อนที่ (Mobile Phase) โดยสารที่ถูกแยกจะมีตัวจับสัญญาณ (Detector) ที่จะบันทึกสัญญาณในลักษณะเป็นพีคตามกราฟ เรียกอีกอย่างว่า โครมาโตรแกรม (Chromatogram)
2. GC/MS (Gas Chromatography / Mass Spectrometry) เป็นวิธีการที่ใช้สำหรับสารเคมีหรือสารประกอบอินทรีย์ที่ระเหยกลายเป็นไอได้ สามารถวิเคราะห์สารได้ทั้งในเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ โดยมีตัวจับสัญญาณ (Detector)  เหมือนกับ HPLC ที่จะสร้างกราฟที่มีพีคในโครมาโตรแกรม (Chromatogram) เช่นเดียวกัน

การสกัดสารเคมีที่ออกมาจากพืชนั้น ถ้าเป็นสารเคมีที่มีความบริสุทธิ์จริง ๆ จะต้องมีเปอร์เซ็นต์ของความบริสุทธิ์มากกว่า 98 เปอร์เซ็นต์ โดยต้องไม่มีการปนเปื้อนในการสกัดสาร ซึ่งเราต้องดูทั้งน้ำหนักของโมเลกุลและความชุ่มชื้นของสารประกอบกันด้วย

ซึ่งหลังจากที่เราสกัดสารออกมาแล้วสารสกัดเหล่านั้นยังคงมีสารประกอบอีกหลายร้อยชนิดในนั้นซึ่งหากเราต้องการลงลึกให้มากยิ่งขึ้นเราจำเป็นที่จะต้องใช้การแยก (Separation) ที่จะใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ไม่มีขั้ว เช่น เฮกเซน (Hexane) เพนเทน (Pentane) ไอโซเพนเทน (Isopropane) มาแยกสารประกอบเหล่านั้นออกอีกขั้นตอนหนึ่ง

สรุป

ความต้องการของพืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกเพิ่มสูงขึ้นอย่างมาก เนื่องจากมนุษย์สามารถนำสารสกัดของพืชเหล่านี้ไปใช้ได้ในหลาย ๆ อุตสาหกรรม ทำให้เกิดการรุกร้ำหรือการเก็บเกี่ยวที่มากเกินไป ทำให้พืชที่พบนั้นหายากมากขึ้นเรื่อย ๆ และจะกลายเป็ยพืชหายากในทันที หากเราปล่อยให้เป็นแบบนี้ต่อไปเรื่อย ๆ โดยไม่มีการจัดการเก็บเกี่ยวให้ดีพอ ท้ายที่สุดแล้วพืชเหล่านี้จะสูญพันธุ์ในที่สุด

ดังนั้นจึงมีผู้ที่นำพืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกมาปลูกในระบบ Plant Factory ที่สามารถควบคุมสภาพแวดล้อมอย่าง ความชื้น อุณหภูมิ น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ธาตุอาหาร และแสงได้ ส่งผลให้พืชนั้นมีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมและสมบูรณ์มากที่สุด พืชจึงผลิตสารพฤกษเคมีออกมามากขึ้น รวมไปถึงความเร็วในการปลูก และความสะอาดที่สูงกว่าการปลูกแบบทั่วไป ซึ่งเราจัดให้ผลผลิตเหล่านี้อยู่ในระดับ Medical Grade นั่นเอง

ปัจจุบันการปลูกพืชมูลค่าสูงใน Plant Factory เริ่มแพร่หลายไปทั่วโลกไม่เว้นแม้แต่ที่ บารมีพิรุณ Plant Factory ของเราที่ได้ทำการทดลองในการปลูกพืชสมุนไพรและพืชอะโรมาติกเหล่านี้เพื่อนำสารสกัดที่ได้ไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ส่งออกให้อุตสาหกรรมต่าง ๆ ครับ สำหรับใครที่ชอบบทความแบบนี้อย่าลืมติดตามได้ที่เว็บไซต์บารมีพิรุณนะครับ วันนี้ผักอวบขอตัวไปสกัดสารของสมุนไพรก่อน แล้วเจอกันใหม่ในบทความหน้าครับ