การย่อยแป้งด้วยเชื้อราที่ถูกตรึง

Abstract

ในการคัดเลือกเชื้อราที่มีความสามารถในการย่อยแป้ง โดยวิธีทดสอบประสิทธิภาพในการย่อยแป้งมันสำปะหลังสุกของเชื้อราที่ถูกตรึง พบว่า Aspergillus oryzae จากโรงงานสุรา จังหวัดชลบุรี และ Rhizopus sp. จากโรงงานสุรา จังหวัดนครปฐม มีความสามารถในการย่อยแป้งสูง เมื่อเทียบกับเชื้อราสายพันธุ์อื่นๆ ที่เลี้ยงภายใต้สภาวะเดียวกัน การใช้เซลที่ถูกตรึงของเชื้อราทั้ง 2 ชนิดร่วมกันในการย่อยแป้งมันสำปะหลังสุก และแป้งมันสำปะหลังดิบจะให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวส์สูงกว่าการย่อยโดยใช้เชื้อเดี่ยว เมื่อตรวจสอบชนิดของผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากการย่อยแป้งมันสำปะหลังของเชื้อราดังกล่าวโดยวิธีโครมาโต-กราฟฟิกระดาษพบว่า Aspergillus oryzae ย่อยแป้งสุกได้กลูโคส มอสโตส และมอลโตไตรโอส และย่อยแป้งดิบได้กลูโคสอย่างเดียว ส่วน Rhizopus sp. หรือเชื้อราทั้ง 2 ชนิดร่วมกันจะย่อยแป้งดิบและแป้งสุกได้กลูโคสอย่างเดียว จากการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการตรึงเซลของ Aspergillus oryzae และ Rhizopus sp. พบว่า การตรึงโดยใช้จำนวนสปอร์ 〖10〗^8 สปอร์ต่อ 100 มล. ของโซเดียมอัลจิเนต ชนิด 300 cps. ที่มีความเข้มข้น 1.0 เปอร์เซนต์ จะให้เซลที่ถูกตรึงที่มีความสามารถในการย่อยแป้งสูง และสูตรอาหารที่เหมาะสมสำหรับการเลี้ยงเซลที่ถูกตรึงให้ได้เซลที่มีประสิทธิภาพในการย่อยแป้งสูง ประกอบด้วย แป้งมันสำปะหลัง 4.0 เปอร์เซนต์ เป็นแหล่งคาร์บอน และแอมโมเนียมซิเตรต 0.3 เปอร์เซนต์ เป็นแหล่งไนโตรเจนจากสาร อนินทรีย์ โดยใช้กากถั่วเหลือง 1.0 เปอร์เซนต์ และ 4.0 เปอร์เซนต์ เป็นแหล่งไนโตรเจนจากสารอินทรีย์สำหรับเซลที่ถูกตรึงที่ใช้ในการย่อยแป้งสุกและแป้งดิบตามลำดับ นอกจากนี้ยังต้องการโปแตสเซียมได-ไฮโดรเจนฟอสเฟต 0.2 เปอร์เซนต์ แมกนีเซียมซัลเฟต 0.1 เปอร์เซน เฟอรัสซัลเฟต 0.005 เปอร์เซน และแคลเซียมคลอไรด์ 0.735 เปอร์เซนอีกด้วย ความเป็นกรดด่างเริ่มต้นที่เหมาะสมสำหรับอาหารเลี้ยงเชื้อ Aspergillus oryzae และ Rhizopus sp. ที่ถูกตรึง คือ 5.5 และ 4.0 ตามลำดับ ส่วนช่วงเวลาที่เหมาะสมในการเลี้ยงเซลที่ถูกตรึงให้มีประสิทธิภาพในการย่อยแป้งสูง คือ 52 ชั่วโมง ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ความเป็นกรดด่างที่เหมาะสมของน้ำแป้งสุกและดิบที่ย่อยโดย Aspergillus oryzae และ Rhizopus sp. คือ 3.5 และ 4.5 ตามลำดับ และประสิทธิภาพของเซล Aspergillus oryzae ที่ถูกตรึงในการย่อยแป้งมันสำปะหลังสุกและแป้งมันสำปะหลังดิบซึ่งมีความเข้มข้นของแป้ง 1.0 เปอร์เซน ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส คือ 6.7 มก. ต่อ มล.และ 3.65 มก. ต่อ มล. ส่วนเซล Rhizopus sp. ที่ถูกตรึงจะย่อยแป้งมันสำปะหลังสุกและแป้งมันสำปะหลังดิบได้ 10.1 มก. ต่อ มล.และ 4.4 มก. ต่อ มล. ตามลำดับที่สภาวะเดียวกัน การศึกษาความสามารถในการย่อยแป้งสุกแบบต่อเนื่องของเซล Rhizopus sp. ที่ถูกตรึง โดยใช้หอปฏิกิริยาแบบฟลูอิดไดเซชั่น ซึ่งมีปริมาตรทำงาน 1200 มล. โดยบรรจุเซลที่ถูกตรึงปริมาตร 600 มล. ลงในหอปฏิกิริยา แล้วผ่านน้ำแป้งสุกที่มีความเข้มข้นของแป้ง 1.0 เปอร์เซน เข้าไปในหอปฏิกิริยาด้วยความเร็ว 100 มล. ต่อ ชม. ผ่านอากาศที่ปลอดเชื้อเข้าทางด้านล่างของหอปฏิกิริยาจนกระทั่งเม็ดเซลที่ถูกตรึงหมุนเวียนตลอดทั้งหอทดลองในลักษณะที่เรียกว่าฟลูอิดไดเซชั่น พบว่า เซล Rhizopus sp. ที่ถูกตรึงจะย่อยแป้งสุกได้สูงถึง 90 เปอร์เซน ได้น้ำตาลรีดิวส์ 9.8 มก. ต่อ มล. และความสามารถในการย่อยแป้งจะลดลงครึ่งหนึ่งในระยะเวลา 5 วัน ในกรณีที่ไม่มีการเติมสารอาหารไนโตรเจนและเกลือแร่ให้แก่เซล แต่ถ้าเติมสารอาหารไนโตรเจนอนินทรีย์และเกลือแร่ที่ใช้สำหรับเลี้ยงเซลที่ถูกตรึงให้มีประสิทธิภาพในการย่อยแป้งสูงลงในหอปฏิกิริยาทุกๆ 3 วัน พบว่า เซลที่ถูกตรึงจะสามารถรักษาประสิทธิภาพในการย่อยแป้งให้คงที่จนถึงวันที่ 6 และต่อมาความสามารถในการย่อยแป้งของเซลจะค่อยๆ ลดลงจนเหลือครึ่งหนึ่งในระยะเวลา 10 วัน และเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของน้ำแป้ง 1.5 เปอร์เซน พบว่า เซลที่ถูกตรึงจะย่อยแป้งสุกได้ 80 เปอร์เซ็นต์ได้น้ำตาลรีดิวส์ 13 มก. ต่อ มล. และความสามารถในการย่อยแป้งจะค่อยๆ ลดลงจนเหลือ 50% ของความสามารถในการย่อยวันแรกในวันที่ 8