ผลของแบคทีเรียปนเปื้อนต่อการเจริญและการผลิตเอทานเอลของ Saccharomyces cerevisiae

Abstract

การปนเปื้อนของแบคทีเรียในระหว่างการหมักเอทานอลโดยยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ในระดับอุตสาหกรรม ส่วนหนึ่งเป็นผลจากภาวะไม่ปลอดเชื้อของกากน้ำตาลที่ใช้เป็นวัตถุดิบในการหมัก และอีกส่วนหนึ่งอาจมาจากการปนเปื้อนในกระบวนการหมัก จึงทำการแยกและคัดเลือกแบคทีเรียที่เป็นประชากรส่วนใหญ่ในกากน้ำตาลและจากน้ำหมัก โดยอาศัยลักษณะการเจริญบนผิวและภายในอาหารเลี้ยงเชื้อชนิดแข็งเป็นเกณฑ์เบื้องต้นในการแบ่งกลุ่ม พบว่าแบคทีเรียที่เป็นประชากรส่วนใหญ่ในกากน้ำตาลจากแหล่งต่างๆ ส่วนมากเป็นแบคทีเรียชนิดสร้างสปอร์ที่อยู่ในสกุล Bacillus แต่เมื่อนำมาเลี้ยงในอาหารกากน้ำตาลสำหรับหมักเอทานอล แบคทีเรียเหล่านี้เจริญได้ไม่ดี ดังนั้นแบคทีเรียที่ปนเปื้อนในกากน้ำตาลไม่น่าจะเป็นปัญหาในกระบวนการหมักเอทานอล จึงได้ตรวจสอบแบคทีเรียปนเปื้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างการหมัก โดยแยกและคัดเลือกแบคทีเรียปนเปื้อนที่เป็นประชากรส่วนใหญ่ในน้ำหมัก พบแบคทีเรียที่ไม่สร้างสปอร์ ไม่สร้างเอนไซม์คะตาเลส และออกซิเดส สามารถจัดอยู่ในสกุล Lactobacillus ให้ชื่อว่าแบคทีเรีย J แบคทีเรียดังกล่าวเจริญได้ดีในอาหารกากน้ำตาล เมื่อทำการแปรผันความเข้มข้นของกากน้ำตาลเริ่มต้นในอาหารสำหรับหมักเอทานอลเป็น 60, 120, 180 และ 220 กรัมต่อลิตร พบว่าแบคทีเรีย J มีผลทำให้ปริมาณเอทานอลลดต่ำลงเมื่อหมักในอาหารกากน้ำตาลที่มีความเข้มข้นต่ำที่ 60 และ 120 กรัมต่อลิตร เนื่องจากที่ความเข้มข้นดังกล่าวปริมาณน้ำตาลมีจำกัดจึงมีการแข่งขันกันใช้น้ำตาลระหว่างยีสต์และแบคทีเรีย J แต่ที่ความเข้มข้น 180 และ 220 กรัมต่อลิตร แบคทีเรีย J ไม่ทำให้การผลิตเอทานอลลดลง โดยที่ความเข้มข้นดังกล่าวจะทำให้อัตราการเจริญจำเพาะของยีสต์และแบคทีเรีย J ลดลง แต่ไม่มีผลทำให้อัตราการผลิตเอทานอลจำเพาะลดลง