การตรึงเอนไซม์สกัดหยาบจากผักตบชวาและการประยุกต์ใช้กับระบบการไหลเพื่อใช้กำจัดฟีนอลในน้ำ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ชญานิศ พิสุทธิ์วรารมย์, ณภัทร หัตถ์สุวรรณกุล
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
ณุจุฑา ธรรมสุเมธ
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
การใช้เอนไซม์เปอร์ออกซิเดสสกัดหยาบจากผักตบชวาในการกำจัดฟีนอลในน้ำที่ศึกษาโดยนักเรียนโรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์ในรุ่นก่อนหน้า พบว่าสารสกัดหยาบเอนไซม์จากรากผักตบชวามีประสิทธิภาพในการกำจัดฟีนอลสูง แต่ยังมีข้อจำกัดคือเกิดการเสียสภาพของเอนไซม์ (Denaturation) อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการกำจัดฟีนอลลดลง ทั้งยังไม่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้ทำให้เป็นการสิ้นเปลืองเอนไซม์ ทางผู้วิจัยจึงคิดหาวิธียืดอายุเอนไซม์เปอร์ออกซิเดสที่สกัดจากผักตบชวาให้สามารถเก็บรักษาได้นานขึ้นโดยไม่เสียสภาพและสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำใหม่ได้ โดยจากการศึกษาค้นคว้าจากงานวิจัยต่าง ๆ พบวิธีหนึ่งที่น่าสนใจ คือ การนำเอนไซม์ไปผ่านกระบวนการตรึงรูป หรือ Immobilization เพื่อช่วยทำให้การเสียสภาพของเอนไซม์เกิดช้าลง ทั้งยังทำให้สามารถนำเอนไซม์กลับมาใช้งานใหม่ซ้ำได้อีกหลายครั้ง ซึ่งการตรึงรูปเอนไซม์นั้นจำเป็นต้องทำให้เอนไซม์ยึดติดกับตัว support โดยในงานนี้ผู้วิจัยเลือกใช้ calcium alginate ที่สามารถย่อยสลายได้ง่ายและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเป็นตัว support เอนไซม์ เอนไซม์ จากผลการทดลองเบื้องต้นพบว่าประสิทธิภาพการกำจัดฟีนอลโดยใช้ ของ Calcium alginate bead ที่ไม่ผ่านการตรึงรูปเอนไซม์ และ Calcium alginate bead ที่ผ่านการตรึงรูปเอนไซม์ โดยการผสมสารละลายโซเดียมอัลจิเนตกับสารสกัดเอนไซม์เปอร์ออกซิเดสจากรากผักตบชวาก่อนจะนำสร้างเป็นเม็ดบีด (แบบที่ 1) และแบบตรึงรูปเอนไซม์ด้วยการสร้าง Calcium alginate bead ก่อนแล้วนำไปแช่ในสารสกัดเอนไซม์เปอร์ออกซิเดสจากรากผักตบชวาเกิด (แบบที่ 2) มีประสิทธิภาพสูงถึงประมาณ 80% ในการนำมาใช้กำจัดฟีนอลครั้งแรก และมีประสิทธิภาพในการนำมาใช้กำจัดฟีนอลซ้ำครั้งที่ 2 ประมาณ 40% และมีประสิทธิภาพในการนำมาใช้กำจัดฟีนอลซ้ำครั้งที่ 3 ประมาณ 40% ซึ่งประสิทธิภาพในการกำจัดฟีนอลโดยใช้ Calcium alginate bead ทั้งแบบที่ผ่านและไม่ผ่านการตรึงรูปเอนไซม์มีค่าสูงกว่าการใช้เอนไซม์สกัดหยาบที่เก็บรักษาไว้โดยไม่ผ่านการตรึงรูป อย่างไรก็ตามจะต้องทำการศึกษาต่อไปเพื่อให้ได้ข้อสรุปที่ชัดเจนว่าประสิทธิภาพการกำจัดฟีนอลเป็นผลมาจากเอนไซม์ที่ตรึงรูปบน Calcium alginate bead หรือไม่ และทำการศึกษาการประยุกต์ใช้กำจัดฟีนอลในระบบการไหลต่อไป