ผลของแหล่งคาร์บอนต่อการผลิตโพลีไฮดรอกซีแอลคาโนเอตของจุลินทรีย์สายพันธุ์ผสมโดยการให้อาหารแบบเกินพอสลับกับขาดแคลน

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลของแหล่งคาร์บอนต่อการผลิตพีเอชเอ โดยใช้ถังปฏิกรณ์แบบกึ่งเทเลี้ยงจุลินทรีย์สายพันธุ์ผสมที่ได้มาจากตะกอนจุลินทรีย์ส่วนเกินจากระบบบำบัดน้ำเสียของโรงงานผลิตน้ำผลไม้ (บริษัททิปโก้ เอฟแอนด์บี จำกัด) โดยใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่เตรียมจากแหล่งคาร์บอนที่แตกต่างกันสองชนิดคือ อะซิเตทและโพรพิโอเนต ซึ่งมีการให้อาหารแบบเกินพอสลับกับขาดแคลน ผลการทดลองพบว่าจุลินทรีย์ที่เลี้ยงด้วยอะซิเตท สามารถผลิตพีเอชเอชนิดพีเอชบีได้สูงสุดในรอบการเดินระบบที่ 34 โดยได้ปริมาณพีเอชบีร้อยละ 44.78 โดยน้ำหนักเทียบกับน้ำหนักแห้ง สำหรับจุลินทรีย์ที่เลี้ยงด้วยโพรพิโอเนต สามารถผลิตพีเอชเอชนิดโคโพลีเมอร์ของเอชบีและเอชวีได้สูงสุดในรอบการเดินระบบที่ 27 โดยได้ปริมาณโคโพลีเมอร์ของเอชบีและเอชวีร้อยละ 12.65 โดยน้ำหนักเทียบกับน้ำหนักแห้ง ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนของเอชวีโมโนเมอร์ร้อยละ 42.38 เมื่อนำพีเอชเอที่ผลิตได้จากการใช้อะซิเตทและโพรพิโอเนตเป็นแหล่งคาร์บอน คือพีเอชบีและโคโพลีเมอร์ของเอชบีและเอชวีไปพิสูจน์เอกลักษณ์ด้วยเทคนิคโปรตอนนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโกปี พบว่ามีความแตกต่างกันทางโครงสร้างอย่างชัดเจน และพีเอชบีที่ผลิตได้จากการเลี้ยงจุลินทรีย์โดยใช้อะซิเตทมีค่าอุณหภูมิการหลอมตัวของผลึก ค่าอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว และ ค่าระดับความเป็นผลึกของโพลีเมอร์สูงกว่าโคโพลีเมอร์ของเอชบีและเอชวีที่ผลิตได้จากการเลี้ยงจุลินทรีย์โดยใช้โพรพิโอเนต จากผลการวิเคราะห์กลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในระบบโดยใช้เทคนิค 16s metagenomics (MiSeq, Illumina) พบว่าในระบบที่เลี้ยงด้วยอะซิเตท รอบการเดินระบบที่ผลิตพีเอชเอได้สูงสุดพบ Lewinella spp., Leucobacter spp., Hyphomonas spp., Defluvibacter spp. และ Pseudomonas spp. ส่วนในระบบที่เลี้ยงด้วยโพรพิโอเนต รอบการเดินระบบที่ผลิตพีเอชเอได้สูงสุดพบ Pseudoxanthomonas spp., Brevundimonas spp., Rhodobaca spp., Sphingopyxis spp. และ Paracoccus spp. กล่าวโดยสรุปคือ การใช้แหล่งคาร์บอนที่ต่างกันคืออะซิเตทและโพรพิโอเนตในการเลี้ยงตะกอนจุลินทรีย์ส่งผลโดยตรงต่อปริมาณ ส่วนประกอบ โครงสร้างและคุณสมบัติทางความร้อนของพีเอชเอที่ผลิตได้ รวมถึงกลุ่มประชากรจุลินทรีย์ในระบบ