การเปลี่ยนเชิงชีวภาพของแอลฟาเซลลูโลสจากวัชพืชไปเป็นเอทานอล

Abstract

การใช้ชีวมวลของวัชพืชในเขตร้อน ได้แก่ ก๋ง (Thysanolaena maxima) แขม (Phragmites karka) ธูปฤาษี (Typha angustifolia) เลา (Saccharum spontaneum) ลำเอียก (Coix aquatica) หญ้าขจรจบดอกเล็ก (Pennisetum polystachyon) หญ้าคา (Imperata cylindrica) และหญ้าเนเปียร์ (Pennisetum purpureum) เป็นวัตถุดิบในการผลิต เป็นเยื่อเซลลูโลสละเอียด โดยอาศัยขั้นตอนการย่อยด้วยกรดและด่าง ซึ่งวัชพืชทั้งหมดมีปริมาณเซลลูโลสอยู่ในช่วงร้อยละ 32.1 – 42.5 พบว่า เยื่อเซลลูโลสละเอียดจากก๋ง มีปริมาณแอลฟา-เซลลูโลสและเปอร์เซ็นต์ผลผลิตสูงที่สุด เมื่อนำเยื่อเซลลูโลสละเอียดจากวัชพืชแต่ละชนิด ไปใช้เป็นแหล่งคาร์บอนสำหรับการผลิตเซลลูเลสด้วยเชื้อรา Tricoderma reesei Rut C-30 พบว่ากิจกรรมของเซลลูเลสดีที่สุด เมื่อใช้แหล่งคาร์บอนจากเยื่อเซลลูโลสละเอียดของเลา มีค่าเอกโซกลูคาเนส 2.349 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน และเบต้า-กลูโคซิเดส 0.267 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน ส่วนเมื่อใช้แหล่งคาร์บอนจากเยื่อเซลลูโลสละเอียดของหญ้าเนเปียร์ พบว่า ให้ค่าเอนโดกลูคาเนสสูงที่สุด คือ 34.906 ยูนิตต่อมิลลิกรัมของโปรตีน จึงนำเซลลูเลสทั้งสองแหล่งไปใช้ เพื่อการผลิตเอทานอลด้วยการหมักและย่อยสลายแบบต่อเนื่อง (SSF) โดยใช้ยีสต์ทนร้อน Kluveromyces marxianus NRRL Y-1109 ภายใต้สภาวะการเขย่าที่ 125 รอบต่อนาที อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ค่าความเป็นกรดเป็นด่าง 5.0 พบว่า มีปริมาณเอทานอลสูงสุด คือ 0.26 กรัมต่อลิตรหรือเท่ากับ 0.43 กรัมต่อกรัมสับสเตรท เมื่อใช้เซลลูเลสที่มีเยื่อเซลลูโลสละเอียดจากเลาเป็นแหล่งคาร์บอนในอาหารสำหรับการผลิตเอนไซม์ และธูปฤาษีเป็นแหล่งของเซลลูโลส