Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77506
Title: Process development of succinic acid production from sorghum straw by Actinobacillus succinogenes NP9-aA7
Other Titles: การพัฒนากระบวนการผลิตกรดซักซินิกจากชานข้าวฟ่าง โดย Actinobacillus succinogenes NP9-aA7
Authors: Sukanya Phuengjayaem
Advisors: Siriluk Teeradakorn
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: No information provinded
Subjects: Succinic acid -- Culture media (Biology)
Fermentation
กรดซักซินิก -- การเพาะเลี้ยงและอาหารเลี้ยงเชื้อ
การหมัก
Issue Date: 2016
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The aim of this study emphasized the isolation, screening, identification and optimization of the potential bacteria for succinic acid production. From primary screening, 171 isolates exhibited a clear zone on the screening medium. From qualitative analysis, 165 isolates gave positive by TLC. The potential 58 isolates were selected with quantitative analysis by HPLC for phenotypic characteristic. Fifty-eight isolates were divided into 11 groups. Representative isolate from each group have been identified based on its 16S rRNA sequence analysis. They were closely belonged to genus Enterococcus, Streptococcus. Lactobacillus, Clostridium, Lactococcus., Proteus. and Actinobacillus. Among 11 groups, the isolate NP9-aA7 representative from group X was isolated from the bovine rumen. It gave a high succinic acid of 42.539 g/L with a yield of 0.709 g/g glucose. It was identified to Actinobacillus succinogenes, non-motile, non-spore-forming, gram-negative rod and non-pathogenic. The statistical method combining a one factor at a time method, a Plackett-Burman Design (PBD) and a Box-Behnken Design (BBD) using a Response Surface Methodology (RSM) were developed to optimize succinic acid production by A. succinogenes NP9-aA7. Key medium consisted of 74 g/L of glucose, 30 g/L of yeast extract and 60 g/L of alkaline neutralizer (45 g/L of MgCO₃ and 15 g/L of Mg(OH) ₂) gave a maximum succinic acid to 60.087 g/l with a yield of 0.816 g/g glucose after 36 h of cultivation time. Batch fermentations in a 2 L fermenter, the model was validated with succinic acid of 58.080 g/L after 27 h of cultivation time. Addition of CO₂ partial pressure in the medium had significant improved the production of succinic acid to 72.930 g/l with a yield of 1.393 g/g glucose at the CO₂ partial pressure of 50.66 kPa after 24 h of cultivation time. Using sorghum straw hydrolysate as an alternative carbon source, A. succinogenes NP9-aA7 gave a succinic acid of 19.139 g/L closely to type strain of A. succinogenes DSMZ 22257. It could be suggested that SSH, a renewable material, could be used as an alternative carbon source for succinic acid production by A. succinogenes NP9-aA7.
Other Abstract: จุดประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อคัดแยก คัดกรอง ระบุสายพันธุ์ และ ศึกษาภาวะที่เหมาะที่สุดต่อการผลิตกรดซักซินิกจากแบคทีเรียที่คัดเลือกได้ จากผลการคัดแยกบนอาหารแข็งขั้นต้นพบว่า 171 ไอโซเลต ให้เคลียร์โซนและเมื่อทดสอบการผลิตกรดเชิงคุณภาพด้วยเทคนิคโครมาโตรกราฟีแผ่นบาง พบว่า 165 ไอโซเลตให้ผลบวก จากนั้นจึงทดสอบการผลิตกรดเชิงปริมาณด้วยเทคนิคโครมาโตรกราฟีเหลวความดันสูงและได้ไอโซเลตที่มีศักยภาพ 58 ไอโซเลต เพื่อศึกษาฟีโนไทป์ ผลการศึกษาพบว่สามารถแบ่งเป็น 11 กลุ่ม และเลือกไอโซเลตจากตัวแทนกลุ่มไปศึกษาหาลำดับนิวคลีโอไทด์จากยีนส์ 16S rRNA พบว่ามีความใกล้เคียงกับแบคทีเรียจีนัส Enterococcus sp. Streptococcus sp. Lactobacillus sp. Clostridium sp. Lactococcus sp. Proteus sp. และ Actinobacillus sp. จาก 11 กลุ่ม ไอโซเลต NP9-aA7 ซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่ม 10 ที่คัดแยกได้จากกระเพาะวัว สามารถผลิตกรดซักซินิกสูงถึง 42.539 กรัมต่อลิตร และผลผลิต 0.709 กรัมต่อกรัมกลูโคส เมื่อศึกษาในระดับยีนส์แล้วมีความใกล้เคียงกับ Actinobacillus succinogenes ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่ ไม่มีการเคลื่อนที่ ไม่สร้างสปอร์ แกรมลบ มีลักษณะแท่ง และไม่ก่อโรค ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงเลือกไอโซเลตนี้ไปศึกษาต่อการศึกษาภาวะที่เหมาสมต่อการผลิตกรดซักซินิกโดยการใช้สถิติหลายวิธีร่วมกัน ได้แก่ การศึกษาแหล่งอาหารทีละปัจจัยต่อครั้ง การหาปัจจัยที่สำคัญโดยวิธี Plackett-Burman Design (PBD) และ หาความเข้มข้นที่เหมาะสมโดยวิธี Box-Behnken Design (BBD) โดยใช้การแปลผลกราฟแบบ Response Surface Methodology (RSM) ผลที่ได้พบว่า ปัจจัยของแหล่งอาหารที่สำคัญประกอบด้วยกลูโคส 74 กรัมต่อลิตร สารสกัดยีสต์ 30 กรัมต่อลิตร ตัวปรับกลาง 60 กรัมต่อลิตร (MgCO₃ 45 กรัมต่อลิตร และ Mg(OH)₂ 15 กรัมต่อลิตร) สามารถผลิตกรดซักซินิกสูงสุด 60.087 กรัมต่อลิตร และผลผลิต 0.816 กรัมต่อกรัมกลูโคสที่ 36 ชั่วโมงของการหมัก จากกระบวนการหมักแบบครั้งเดียวในถัง 2 ลิตร A. succinogenes NP9-aA7 สามารถผลิตกรดซักซินิกสูงสุด 58.080 กรัมต่อลิตรที่ 27 ชั่วโมงของการหมัก เป็นการยืนยันผลของสมการการผลิตกรดซักซินิกที่ได้จากวิธีทางสถิติ เมื่อเพิ่มก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อพบว่าซักซินิกสูงขึ้นถึง 72.930 กรัมต่อลิตร และผลผลิต 1.393 กรัมต่อกรัมกลูโคส ที่ความดัน 50.66 กิโลปาสคาลที่ 24 ชั่วโมงของการหมัก เมื่อนำสารละลายย่อยสลายชานข้าวฟ่างมาใช้เป็นแหล่งคาร์บอน A. succinogenes NP9-aA7 สามารถผลิตกรดซักซินิกได้ 19.139 กรัมต่อลิตร ใกล้เคียงกับสายพันธ์ดั้งเดิมของ Actinobacillus succinogenes DSMZ 22257 (Type strain) จากงานวิจัยนี้จึงสามารถแนะนำได้ว่า ชานข้าวฟ่างซึ่งเป็นวัตถุดิบเหลือใช้ทางการเกษตรสามารถนำมาใช้เป็นทางเลือกของแหล่งคาร์บอนในการผลิตกรดซักซินิกโดย A. succinogenes NP9-aA7 ได้
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2016
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Biotechnology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77506
URI: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2016.1335
metadata.dc.identifier.DOI: 10.58837/CHULA.THE.2016.1335
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5572882923.pdf7.51 MBAdobe PDFView/Open


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