การตรึงเชื้อผสมระหว่าง Methylobacterium sp. NP3 และ Acinetobacter sp. PK1 บนซิลิกา เพื่อใช้ย่อยสลายฟีนอล

Abstract

ฟีนอลถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม ส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมและก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยสลายฟีนอลของเชื้อผสมระหว่าง Methylobacterium sp. NP3 และ Acinetobacter sp. PK1 โดยใช้วิธีตรึงเซลล์บนซิลิกาที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ โดยทั่วไปการสังเคราะห์ซิลิกาใช้กระบวนการโซล-เจล ที่มี TEOS เป็นสารตั้งต้น และใช้กรดหรือเบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ผู้วิจัยสามารถสังเคราะห์ซิลิกาได้ทั้งหมด 9 ชนิด และคัดเลือกซิลิกา 6 ชนิด มาใช้ตรึงเชื้อผสมโดยวิธียึดเกาะหรือวิธีกักขัง ผลการทดลองพบว่าซิลิกาที่สังเคราะห์ขึ้น 2 ชนิด คือ KAb และ EntA สามารถตรึงเซลล์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีจำนวนแบคทีเรียทั้งหมดในซิลิกาประมาณ 4.33x10[superscript 6] และ 9.33x10[superscript 6] CFU ต่อกรัมซิลิกา ตามลำดับ ต่อมาศึกษาเปรียบเทียบการย่อยสลายฟีนอลโดยเซลล์อิสระและเซลล์ตรึงในระบบขวดเขย่าเป็นเวลา 10 วัน เซลล์อิสระสามารถย่อยสลายฟีนอลเกือบ 100% เมื่อความเข้มข้นฟีนอลเริ่มต้นน้อยกว่า 2,500 มิลลิกรัมต่อลิตร อย่างไรก็ตามแบคทีเรียตรึงบนซิลิกา KAb และ EntA สามารถย่อยสลายฟีนอลที่ความเข้มข้นฟีนอลเริ่มต้น 5,000 มิลลิกรัมต่อลิตร ได้ถึง 80-85% ในขณะที่ซิลิกาที่ไม่มีแบคทีเรียสามารถลดปริมาณฟีนอลได้เพียง 20% เท่านั้น จากผลการทดลองเซลล์ตรึงช่วยป้องกันแบคทีเรียจากฟีนอลที่มีความเข้มข้นสูง นอกจากนี้สามารถนำเซลล์ตรึงบนซิลิกา KAb และ EntA กลับมาใช้อย่างต่อเนื่องที่ความเข้มข้นฟีนอลเริ่มต้น 5,000 มิลลิกรัมต่อลิตร โดยเมื่อเริ่มการทดลองแบคทีเรียตรึงสามารถย่อยสลายฟีนอลได้ 100% ภายใน 15 วัน และระยะเวลาการย่อยสลายฟีนอลลดลงเหลือเพียง 10 วัน หลังจากเติมฟีนอลในปริมาณเท่าเดิมลงในชุดทดลองอย่างสม่ำเสมอ ทั้งนี้ซิลิกา EntA มีราคาถูกและมีความเสถียรมากกว่า ซิลิกา KAb นอกจากนี้ขั้นตอนการเตรียมและการตรึงเซลล์ก็ไม่ยุ่งยาก จึงเหมาะสมกับการนำมาใช้ตรึงเซลล์แบคทีเรีย และเซลล์ตรึงสามารถนำมาประยุกต์ใช้ในระบบบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดฟีนอลต่อไป