Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51820
Title: การพัฒนาเทคนิคการหมักที่ให้ผลผลิตสูงสำหรับกรดดี-แล็กติกที่มีความบริสุทธิ์เชิงแสงในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบกวน
Other Titles: Developing of the fermentation technique with high yield for optically pure d-lactic acid in a stirred tank bioreactor
Authors: กล้า จันทนวัลย์
ณัฏฐา ทองจุล
Kentaro Kodama
Email: nuttha.t@chula.ac.th
No information provided
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Subjects: การหมัก
แบคทีเรียกรดแล็กติก
Fermentation
Lactic acid bacteria
Issue Date: 2556
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: ในงานวิจัยนี้เราใช้แบคทีเรีย Sporolactobacillus laevolacticus SK5-2 และ Sporolactobacillus nakayamae subsp. nakayamae CU72-1 ในการผลิตกรดดี-แล็กติกที่ให้ผลผลิตและความบริสุทธิ์เชิงแสงสูงในถังปฏิกรณ์ชีวภาพแบบกวน แบคทีเรีย SK5-2 ทำการหาสภาวะในการเลี้ยงคือ เวลาในการเลี้ยงหัวเชื้อเริ่มต้น ปริมาณหัวเชื้อเริ่มต้นที่ใช้ เวลาในการเลี้ยงในช่วงการเจริญของแบคทีเรียในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ หาอัตราการกวนและอัตราการให้อากาศที่เหมาะสม และหาด่างที่ใช้ควบคุมความเป็นกรด-ด่างที่เหมาะสมในการเลี้ยง ซึ่งสภาวะที่เหมาะสมที่ได้คือ เลี้ยงหัวเชื้อเริ่มต้นเป็นเวลา 6 ชั่วโมง ปริมาณหัวเชื้อเริ่มต้นที่ใช้ 5 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณอาหารเลี้ยงเชื้อ เวลาในการเลี้ยงในช่วงการเจริญในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ 6 ชั่วโมง อัตราการกวน 300 รอบต่อนาทีและอัตราการให้อากาศ 1 ปริมาตรอากาศต่อปริมาตรน้ำหมักต่อนาที และใช้ CaCO₃ เป็นด่างควบคุมความเป็นกรด-ด่างทั้งกระบวนการ ใช้อุณหภูมิที่ 37 องศาเซลเซียส โดยใช้เวลาทั้งสิ้น 36 ชั่วโมง ใช้น้ำตาลกลูโคส 125.08 กรัมต่อลิตร ได้กรดดี-แล็กติก 114.93 กรัมต่อลิตร yield ที่ได้ 0.92 กรัมของกรดดี-แล็กติกที่ได้ต่อกรัมของกลูโคสที่ใช้ไป productivity 3.83 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ค่าความบริสุทธิ์เชิงแสง 100 เปอร์เซ็นต์ แบคทีเรีย CU72-1 ทำการหาสภาวะที่เหมาะสมในการเลี้ยงคือ เวลาในการเลี้ยงหัวเชื้อเริ่มต้น ปริมาณหัวเชื้อเริ่มต้นที่ใช้ และด่างที่ใช้ควบคุมค่าความเป็นกรด-ด่าง ซึ่งสภาวะเวลาในการเลี้ยงหัวเชื้อ 24 ชั่วโมง ปริมาณหัวเชื้อเริ่มต้นที่ใช้ 10 เปอร์เซ็นต์ของอาหารเลี้ยงเชื้อ และใช้ CaCO₃ เป็นด่างที่ใช้ควบคุมความเป็นกรด-ด่าง เลี้ยงในสภาวะไม่มีอากาศ อัตราการกวนที่ใช้ 200 รอบต่อนาทีตลอดการทดลองและใช้อุณหภูมิที่ 37 องศาเซลเซียส โดยแบคทีเรียสายพันธุ์นี้ใช้เวลา 54 ชั่วโมงในการผลิตกรดดี-แล็กติกจากกลูโคส 121.41 กรัมต่อลิตรได้กรดดี-แล็กติก 110.42 กรัมต่อลิตร ค่า yield 0.91 กรัมของกรดดี-แล็กติกที่ได้ต่อกรัมของกลูโคสที่ใช้ไป productivity 3.68 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ค่าความบริสุทธิ์เชิงแสง 100 เปอร์เซ็นต์ แบคทีเรีย SK5-2 ใช้เวลาทั้งกระบวนการผลิตได้เร็วกว่าแบคทีเรีย CU72-1 ถึง 18 ชั่วโมง จากนั้นได้นำแบคทีเรียทั้ง 2 ตัวมาทำการเปลี่ยนแหล่งไนโตรเจนที่ใช้โดย SK5-2 พบว่าแหล่งไนโตรเจนที่เหมาะสมคือใช้สารสกัดจากยีสต์ 15 กรัมต่อลิตรกับ NH4Cl 4 กรัมต่อลิตร พบว่า yield ที่ได้ 0.92 กรัมของกรดดี-แล็กติกที่ได้ต่อกรัมของกลูโคสที่ใช้ไป productivity 3.83 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ส่วนแบคทีเรีย CU72-1 ให้ผลการทดลองที่ดีทั้งเปปโทน 10 กรัมต่อลิตรและ NH4Cl 10 กรัมต่อลิตร ได้ yield ของทั้ง 2 แหล่งไนโตรเจนคือ 0.92 และ 0.94 กรัมของกรดดี-แล็กติกที่ได้ต่อกรัมของกลูโคสที่ใช้ไปตามลำดับ
Other Abstract: In this study, D-lactic acid producing bacteria Sporolactobacillus laevolacticus SK5-2 and Sporolactobacillus nakayamae subsp. nakayamae CU72-1 were used to produce D-lactic acid for high productivity and optical purity in a stirred tank bioreactor. In case of SK5-2 the effects of inoculum age, inoculum size, preculture time, agitation speed, aeration rate and neutralizing agent on lactic acid production were investigated. The optimal operating conditions to achieve high lactic acid productions are as follows: 5% inoculums size grown for 6 h in a shaken flask, seeding precultured in the fermentor for 6 h at 300 rpm and 1.0 vvm air using CaCO₃ as the neutralizing agent. Under these operating conditions, SK5-2 gave 114.93 g/L D-lactic acid from the initial glucose of 125.08 g/L with the production yield of 0.92 g/g glucose, the productivity 3.83 g/L*h, and the optical purity of 100%ee within 36 h. For CU72-1, the influence of inoculum size and age as well as the neutralizing agent of lactic acid production were studied. It was found that with 10% inoculum size that was cultured in the flask for 24 h transferring into the fermentor operated at 200 rpm using CaCO₃ for pH control, the highest D-lactic acid of 110.42 g/L with the yield of 0.91 g/g glucose, the productivity of 3.68 g/L*h, and the optical purity of 100 %ee was obtained within 54 h. From this study, SK5-2 gave the higher productivity compared with that obtained from CU72-1 with the corresponding shorter fermentation time due to the ability of catalase positive strain that could uptake some glucose for energy production required in lactic acid fermentation. Later, the inexpensive nitrogen sources were screened for substituting yeast extract and peptone. The results indicated that with yeast extract 15 g/L and NH₄Cl 4 g/L, the high D-lactic acid yield of 0.92 g/g glucose with the final titer of 114.93 g/L and the productivity of 3.83 g/L*h were obtained in the condition using SK5-2. While for CU72-1, it was found that NH₄Cl could be able to substitute peptone with the slightly lower lactate yield.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีชีวภาพ
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51820
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
kla_ja.pdf2.64 MBAdobe PDFView/Open


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