จุลินทรีย์สังเคราะห์แสง

จุลินทรีย์สังเคราะห์แสง (photosynthetic bacteria; PSB) พบกระจายทั่วไปในธรรมชาติ ตามแหล่งน้ำจืด น้ำเค็ม ทะเลสาบทั้งน้ำเค็มและน้ำจืด น้ำพุร้อน และน้ำทะเลบริเวณขั้วโลกเหนือ นอกจากนี้ยังพบตามแหล่งน้ำเสีย บ่อบำบัดน้ำเสีย และดินจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงสามารถใช้บำบัดน้ำเสียจากอาคารบ้านเรือน การเกษตร อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมทางเคมีและปิโตรเลียม เป็นต้น นอกจากนี้ ยังมีการนำมาใช้เพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร โดยเฉพาะการใช้เพื่อเพิ่มผลผลิตข้าว ซึ่งพบว่าสามารถเพิ่มผลผลิตข้าวได้มากถึงไร่ละ 20 30 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากดินในบริเวณรากข้าวในระยะข้าวตั้งท้อง จะมีสภาวะแบบไม่มีออกซิเจนทำให้แบคทีเรียที่ในกลุ่มแอนแอโรบิคแบคทีเรีย (anaerobic bacteria) เจริญได้ดี สร้างก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ซึ่งมีผลไปยับยั้งกระบวนการสร้างเมตาโบลิซึมของรากข้าว แต่เมื่อนำจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงมาใส่ลงในดินในระยะเวลาดังกล่าวจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงจะเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์ให้อยู่ในรูปสารประกอบซัลเฟอร์ในรูปซัลเฟตที่ไม่เป็นพิษต่อราก จึงมีผลให้รากของต้นข้าวเจริญงอกงามมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและลักษณะของต้นข้าวก็มีความแข็งแรง นอกจากนี้เซลล์ของจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง ยังสามารถนำมาใช้เป็นแหล่งอาหารเสริมของสัตว์ได้เพราะเซลล์ของจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง จะประกอบด้วยโปรตีนสูงถึงร้อยละ 60-65 ซึ่งโปรตีนเหล่านี้ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่จำเป็นครบถ้วน และยังมีวิตามินและแร่ธาตุ เช่น วิตามินบี 1 วิตามินบี 2 วิตามินบี 6 กรดฟอลิค วิตามินบี 12 วิตามินซี วิตามินดี วิตามินอี รงควัตถุสีแดง (carotenoid) และสารโคแฟคเตอร์เช่น ยูบิควิโนน (Ubiquinone) โคเอนไซม์คิว (Coenzyme-Q)

จุลินทรีย์สังเคราะห์แสงมีอยู่มากมายหลากหลายสายพันธุ์แต่ละสายพันธุ์ให้ประโยชน์ที่แตกต่างกันออกไปในที่นี้จะกล่าวถึงสายพันธุ์ที่มีประสิทธิภาพที่เหมาะกับประเทศไทยได้แก่ Psudomonas sp,Rhodopseudomonas sp. ซึ่งมีความสามารถพิเศษที่หลากหลายใช้ในวงการเกษตรต่างๆไม่ว่าจะเป็น สัตว์น้ำ สัตว์บก พืชสวนพืชไร่ อุตสาหกรรม บำบัดน้ำเสีย เป็นต้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการนำไปใช้ซึ่งที่กล่าวมานั้นมีอยู่ในผลิตภัณฑ์ ( สยามโรโด )โดยได้คัดเลือกสายพันธุ์ที่โดดเด่น 2 สายพันธุ์นี้คือ Rhodopseudomonas sp. Psudomonas sp, ให้อยู่ในรูปของผลิตภัณฑ์ชีวะภาพชนิดน้ำเพื่อการเกษตร

คุณสมบัติของเชื้อ
Rhodopseudomonas sp. เป็นแบคทีเรียที่สามารถใช้แสงเป็นแหล่งพลังงานและออกซิไดซ์สารประกอบอินทรีย์โดยเฉพาะกรดอินทรีย์หลายชนิด ในสภาพที่ไม่มีออกซิเจนแต่มีแสงได้ นอกจากนี้สายพันธุ์นี้ยังสามารถตรึงไนโตรเจนได้ ผลผลิตที่ได้จะเป็นแหล่งอาหารที่ดีของของพืชและสัตว์หลายชนิด

Psudomonas sp. เป็นแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่ช่วยลดระดับไนเตรตที่มีมากเกินพอ โดยจะทำงานในสภาพที่มีออกซิเจนและยังสามารถควบคุมสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายน้ำได้ด้วย Psudomonas sp. เป็นแบคทีเรียพวกที่ใช้อินทรีย์คาร์บอนจากโปรตีน ไขมัน คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งคาร์บอน โดยเรียกกลุ่มนี้ว่า Heterotrophs ซึ่งกระบวนการเปลี่ยนไนไตรต์หรือไนเตรตให้เป็นก๊าซไนโตรเจนโดยแบคทีเรียนี้เรียกว่า Denitrifcation เป็นกระบวนการที่เกิดในสภาพที่ไม่มีออกซิเจนและต้องการสารอินทรีย์คาร์บอนเพื่อใช้เป็นแหล่งพลังงาน โดยแหล่งคาร์บอนเหล่านี้มาจากดินโคลนตะกอนเลน เราเรียกแบคทีเรียกลุ่มนี้ว่า Denitrifying bacteria และยังผลิตฮอร์โมนพืชที่สำคัญได้แก่ ไซโตไคนิน [Cytokinin] , ซีเอติน [Zeatin] ,ออกซิน [Auxin] , กรดอินโดล -3- อะซิติก [ Indole-3-acetic acid : IAA] , กรดอินโดล -3-บิวทีริก [ Indole-3-butyric acid : IBA]

ไซโตไคนิน Cytokyninเกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์ และการยืดตัวของเซลล์ส่งเสริมการสร้าง แคลลัสเร่งการแตกตาข้างชะลอการชราภาพ (senescence)ช่วยในการเคลื่อนย้ายธาตุอาหารในพืชส่งเสริมการสังเคราะห์โปรตีนชะลอการสูญเสียคลอโรฟิลล์

ออกซิน Auxinกระตุ้นการแบ่งเซลล์และการขยายตัวของเซลล์ จึงทำให้ส่วนของพืชมีการเจริญเติบโตขึ้น ส่งเสริมการออกรากของกิ่งชำและการเกิดแคลลัสของกิ่งตอน กระตุ้นการติดผลและการเจริญเติบโตของผล ยับยั้งการเจริญเติบโตของตาข้าง ส่งเสริมการเกิดดอกตัวผู้ในพืชบางชนิด เช่น เงาะ ส่งเสริมการออกดอกติดผลในพืชบางชนิด เช่น สับปะรด

กรดอินโดลบิวทิริก(Indolebutiric acid IBA) กรดอินโดลโพรพิออนิก(Indolepropionic acid IPA) กรดอินโดล-3-อะซิติก(Indole-3-acetic acid IAA) ประโยชน์ช่วยขยายขนาดเซลล์ กระตุ้นการแบ่งเซลล์

วิตามินบี1 มีความสำคัญต่อเมตาบอลิสมของพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมตาบอลิสมของคาร์โบไฮเดรท โดยทำหน้าที่เป็น co-enzyme ใน oxidative decarboxylation

วิตามินบี2 หรือ ไรโบฟลาวิน [Riboflavin] จัดว่าเป็นวิตามินที่มีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตของเซลล์ พบว่าพืชจะมีความต้องการวิตามิน บี 2 เพิ่มขึ้นในระยะที่เซลล์กำลังเจริญเติบโต เช่น ระยะที่แตกราก หรือระยะที่แตกกอและติดผลจึงมีความต้องการวิตามิน บี 2สูง

วิตามินบี6 พายริดอกซิล ( Pyridoxine ) ประโยชน์และหน้าที่สำคัญ ของ วิตามินบี6พายริดอกซิล ( Pyridoxine ) เป็นตัวสำคัญที่จะทำให้การดูดซึมของวิตามินบี12 ได้เต็มที่และสมบูรณ์ช่วยเสริมวิตามินเอฟ ช่วยเผาผลาญ คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และ โปรตีน ให้เป็นประโยชน์ต่อพืชและสัตว์ ช่วยสร้างภูมิคุ้มกันให้กับพืชและสัตว์ช่วยในการปล่อยน้ำตาล( Glycogen )เป็นกำลังงานช่วยในการควบคุมความสมดุลของน้ำ

โคเอนไซม์คิวเท็น (Coenzyme Q10)โคเอ็นไซม์คิว10 (Coenzyme Q10) เรียกย่อๆว่า โคคิวเท็น (CoQ10) เป็นสารที่มีคุณสมบัติคล้ายวิตามิน เป็นสารเคมีในกลุ่มของสารควิโนน (Quinone) บางครั้งเรียกว่า ยูบิควิโนน (Ubiquinone) พบในไมโตคอนเดรีย (Mitochondria) ซึ่งเกี่ยวข้องกับกลุ่มขบวนการสร้างพลังงานที่อยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต จากการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับ CoQ10 และการถ่ายทอดพลังงาน พบว่า CoQ10 ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักในกลไกการสร้างพลังงานของเซลล์

จุลินทรีย์สังเคราะห์แสง (Photosynthetic Microorganisms) เป็นกลุ่มจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง และถูกใช้ประโยชน์ในหลากหลายสาขา เช่น ใช้ใส่ในถังบำบัดน้ำเสีย ใช้เพิ่มความอุดมสมบูรณ์ให้แก่ดิน โดยจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงนี้ จะช่วยสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ ในดิน เช่น ไนโตรเจน กรดอะมิโน น้ำตาล ฮอร์โมน ฯลฯ เป็นการเพิ่มคุณภาพให้แก่ดินได้เป็นอย่างดี ส่วนในแง่ของการใช้จุลินทรีย์ชนิดนี้บำบัดน้ำเสียนั้น กลุ่มจุลินทรีย์สังเคราะห์แสง ถือว่ามีประสิทธิภาพในการบำบัดอย่างยิ่ง เพราะมีกระบวนการภายในเซลล์ที่สามารถปรับเปลี่ยนพฤติกรรมเพื่อดำรงชีวิตได้อย่างเสรี กล่าวคือ เมื่ออยู่ในสภาวะที่มีแสง จุลินทรีย์ก็จะปรับรูปแบบการดำรงชีวิตโดยใช้แสง แต่ถ้าอยู่ในภาวะที่ไม่มีแสง จุลินทรีย์ก็จะปรับโหมดไปใช้การดำรงชีวิตแบบไม่ต้องอาศัยแสง นั่นทำให้จุลินทรีย์ชนิดนี้มีความทนทานต่อสภาวะต่างๆ ได้เป็นอย่างดี สามารถย่อยสลายเศษปฏิกูลที่เป็นสารอินทรีย์ต่างๆ ในน้ำเสียได้ในทุกสภาวะ ทั้งภาวะที่มีแสงและไร้แสง ทั้งภาวะที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน จึงเหมาะสำหรับใส่ในถังบำบัดน้ำเสียทุกประเภท

เอกสารประกอบ : จุลินทรีย์สังเคราะห์แสง