Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2855
Title: การผลิตแซนแทนกัมจากไฮโดรไลเซทของแป้งมันสำปะหลังโดยใช้การหมักแบบป้อนเป็นช่วง
Other Titles: Production of xanthan gum from cassava starch hydrolysate by fed batch fermentation
Authors: สายศิริ ศิลป์วุฒิ, 2520-
Advisors: สุเมธ ตันตระเธียร
ธนจันทร์ มหาวนิช
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: sumate.t@chula.ac.th
Thanachan.M@Chula.ac.th
Subjects: แซนแทนกัม
มันสำปะหลัง
Issue Date: 2545
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ไฮโดรไลเซทที่ได้จากการย่อยแป้งมันสำปะหลังด้วยเอนไซม์ถูกนำมาใช้เป็นแหล่งคาร์บอนสำหรับเลี้ยงเชื้อ Xanthomonas campestris TISTR 840 เพื่อใช้ในการผลิตแซนแทนกัม โดยย่อยแป้งมันสำปะหลังความเข้มข้น 7 % ด้วยเอนไซม์แอลฟา-อะไมเลส pH 6 อุณหภูมิ 80oC เป็นเวลา 1 ชั่วโมง และกลูโคอะไมเลสความเข้มข้น 1 % อุณหภูมิ 60 oC pH 4.1-4.3 เป็นเวลา 2 ชั่วโมงตามลำดับ ได้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ความเข้มข้น 55 - 60 g/l มีค่า DE 80 จากนั้นทำการศึกษาผลของความเร็วรอบในการกวนให้อากาศของใบพัดโดยทำการหมัก แซนแทนแบบขั้นตอนเดียวในถังหมักขนาด 5 ลิตร เป็นเวลา 72 ชั่วโมง ใช้อัตราส่วน C:N เริ่มต้นเท่ากับ 30:1 พบว่าการกวนให้อากาศของใบพัดโดยใช้อัตราเร็ว 200 rpm ตั้งแต่ชั่วโมงที่ 0-24 อัตราเร็ว 600 rpm ตั้งแต่ชั่วโมงที่ 24-48 และอัตราเร็ว 700 rpm ตั้งแต่ชั่วโมงที่ 48-72 สามารถใช้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ได้สูงถึง 80.60 % น้ำหมักมีความหนืด 13,860 cp และให้ crude xanthan สูงสุดเท่ากับ 2.23 % เพื่อเป็นการเพิ่มปริมาณ แซนแทนจึงทำการศึกษาการหมักแบบ 2 ขั้นตอนด้วยการเลี้ยงเชื้อแบบเขย่าที่ 200 rpm โดยขั้นแรกศึกษาอัตราส่วน C:N ที่เหมาะสมต่อการเจริญของเชื้อเป็นเวลา 48 ชั่วโมง พบว่าที่อัตรา ส่วน C:N เท่ากับ 10:1 ให้ % cell dry weight สูงที่สุดเท่ากับ 0.129 % และขั้นที่ 2 ศึกษา C:N ที่เหมาะสมต่อการผลิตแซนแทนเมื่อเลี้ยงเชื้อแบบเขย่าที่ 200 rpm เป็นเวลา 94 ชั่วโมง พบว่าที่อัตราส่วน C:N เท่ากับ 30:1 ให้ crude xanthan เท่ากับ 3.18 % และน้ำหมักมีความหนืดสูงสุดเท่ากับ 132.725 cp จากนั้นนำผลการทดลองที่ได้มาใช้ในการหมักแบบ 2 ขั้นตอนในถังหมักขนาด 5 ลิตร ควบคุม pH เท่ากับ 7 อุณหภูมิ 30oC อัตราการให้อากาศ 0.5 vvm มีการกวนให้อากาศ 200 rpm ที่ 24 ชั่วโมงแรก 600 rpm ตั้งแต่ชั่วโมงที่ 24-48 และ 700 rpm ตั้งแต่ชั่วโมงที่ 48-63 โดยใช้อัตราส่วน C:N เท่ากับ 10:1 ในตอนเริ่มต้นการหมักเพื่อกระตุ้นการเจริญของเซลล์และเมื่อถึงชั่วโมงที่ 39 จึงปรับค่าอัตราส่วน C:N เป็น 30:1 พบว่าใช้เวลาในการหมักเพียง 63 ชั่วโมงเมื่อเทียบกับการหมักแบบขั้นตอนเดียวซึ่งใช้เวลา 72 ชั่วโมงและยังให้ crude xanthan เท่ากับ 3.50 % และน้ำหมักมีความหนืด 14,300 cp โดย crude xanthan ที่ผลิตได้จากการทดลองในถังหมักทุกสภาวะมีคุณสมบัติในเรื่องของความคงตัวของความหนืดต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ค่า pH และความเข้มข้นของสารละลายเกลือและแสดงความเป็น pseudoplastic ได้เป็นอย่างดีแต่ความหนืดที่ได้มีค่าน้อยกว่าแซนแทนกัมเกรดอาหาร นอกจากนี้ crude xanthan ที่ได้จากการทดลองมีปริมาณ total carbohydrate และปริมาณ total protein ใกล้เคียงกับแซนแทนกัมเกรดอาหารและมีปริมาณ น้ำตาลรีดิวซ์สูงกว่าแต่มี % total nitrogen ต่ำกว่าแซนแทนกัมเกรดอาหาร ส่วน MW เฉลี่ยของ crude xanthan มีองค์ประกอบของสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำอยู่เป็นจำนวนมากกว่าที่พบในแซนแทนกัมเกรดอาหาร
Other Abstract: The hydrolysate of cassava starch was used as a carbon source for Xanthomonas campestris TISTR 840 in xanthan gum production. The 7 % of cassava starch was hydrolysed into glucose solution by 1 % alpha amylase at pH 6, 80 ํC for 1 hour and then followed with glucoamylase at pH 4.1 - 4.3, 60 oC for 2 hours. The hydrolysate contained reducing sugar about 55 60 g/l and DE 80. The fermentation with various agitation conditions were studied and done in a 5 liter fermenter vessel with hydrolysate liquid medium contained C:N ratio of 30:1 for 72 hours. It was found that the 200 rpm at the starting fermentation, 600 rpm at 24 - 48 hours and then shifted to 700 rpm gave the highest amount of crude xanthan of 2.23 %. The X. campestris TISTR 840 comsumed 80% of sugar in the system. The viscosity of culture broth was 13,860 centipoints. To increase the production of xanthan, two stage fermentation was applied. The studying in shake flask fermentation was showed that the first stage of cell mass production was achievedwith medium contained C:N ratio of 10:1, shaked at 200 rpm for 48 hours. This condition provided highest cell mass of 0.129 % (w/v) dry weight. The second stage was aimed to produce xanthan. It was found that the medium contained C:N ratio of 30:1 and shaked at 200 rpm for 94 hours produced the highest crude xanthan 3.18 % (w/v). The viscosity of culture broth was 132.725 centipoints. In fermenter, the fermentation condition was set up as the medium contained C:N ratio of 10:1 agitated at 200 rpm for 24 hours. The second stage was done by addition of hydrolysate in the fermenter until the C:N reached 30:1 at 39 hours and continue fermentation under the condition of 600 rpm at 24 48 hours, then shifted to 700 rpm until reached at 63 hours. After the fermentation complete, the crude xanthan of 3.50 % was extracted and the viscosity of broth was 14,300 centipoints. The crude xanthans from two-stage fermentation in 5 liter fermenter were showed the same properties as food grade xanthan gum about pseudoplastic and consistency for various temperature, pH and salt concentration. The crude xanthans compounded of the total carbohydrate and total protein closed to food grade xanthan gum while higher in reducing sugar but less than total nitrogen. The crude xanthans were found to lower an amount of high molecular weight molecule, which showed less viscosity than the food grade xanthan gum.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2545
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีทางอาหาร
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2855
ISBN: 9741731531
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
saisiri.pdf1.29 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.