สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตกรดมะนาวในถังหมักขนาด 5 ลิตรโดยเชื้อ Aspergillus niger A185

Abstract

อาหารเลี้ยงเชื้อที่เหมาะสมสำหรับผลิตกรดมะนาวโดยเชื้อ Aspergillus niger A185 หนึ่งลิตรประกอบด้วย แป้งมันสำปะหลังที่ย่อยด้วยเอนไซม์โดยมีค่าสมมูลเดกซ์โทรส (DE) ไม่ต่ำกว่า 94 เปอร์เซนต์ ปริมาณ 200 กรัมน้ำหนักแห้ง (total solid) แอมโมเนียมซัลเฟต 2.5 กรัม โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต 0.4 กรัม ไดโพแทสเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟต 0.4 กรัม แมกนีเซียมซัลเฟต 0.3 กรัม ทองแดงไอออน (ในรูปคอปเพอร์ซัลเฟต) 0.5x10-3 กรัม และเมทิลแอลกอฮอล์ 3 เปอร์เซ็นต์ (ปริมาตรโดยปริมาตร) ปรับค่าความเป็นกรดด่างเริ่มต้นเท่ากับ 6.5 การใช้สูตรอาหารดังกล่าวผลิตกรดมะนาวในระดับขวดเขย่าที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ความเร็วรอบการเขย่า 250 รอบต่อนาที ใช้หัวเชื้ออายุ 48 ชั่วโมง จะได้ผลผลิตกรดมะนาวสูงสุด 127.8 กรัมต่อลิตร ในชั่วโมงที่ 240 ของการหมัก เมื่อนำสูตรอาหารดังกล่าวไปใช้ในการผลิตกรดมะนาวในระดับถังหมักขนาด 5 ลิตร หมักที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส อัตราการให้อากาศ 1.0 ลิตรอากาศต่อลิตรอาหารต่อนาที อัตราการกวน 500 รอบต่อนาที หมักในสภาวะที่ไม่ควบคุมค่าความเป็นกรด่าง พบว่า เชื้อจะผลิตกรดมะนาวได้ 115.3 กรัมต่อลิตรในชั่วโมงที่ 204 ของการหมัก ประสิทธิภาพของการผลิตในถังหมัก สามารถเพิ่มได้โดยการเติมสารแหล่งคาร์บอนและสารแหล่งไนโตรเจนในปริมาณและช่วงเวลาการหมักที่เหมาะสม (fed-batch culture) จากผลการทดลองนี้ พบว่า เชื้อราสามารถผลิตกรดมะนาวได้สูงสุด 147.9 กรัมต่อลิตร ในเวลา 192 ชั่วโมงของการหมัก เมื่อเลี้ยงในถังหมักพร้อมกับการเติมสารแหล่งคาร์บอนและสารแหล่งไนโตรเจน โดยเชื้อผลิตกรดมะนาวได้สูงกว่าในระดับขวดเขย่า 17.8 เปอร์เซนต์ และสูงกว่าการหมัก โดยไม่มีการเติมสารแหล่งคาร์บอนและสารแหล่งไนโตรเจน 28.3 เปอร์เซนต์