Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51878
| Title: | การคัดเลือกแบคทีเรียและภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตกรดดี-แลกติก |
| Other Titles: | Bacteria selection and optimal conditions for D-lactic acid production |
| Authors: | บุษบาทิพย์ ประเสริฐศักดิ์ |
| Advisors: | ณัฏฐา ทองจุล สมบูรณ์ ธนาศุภวัฒน์ |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Advisor's Email: | nuttha.t@chula.ac.th Somboon.T@Chula.ac.th |
| Subjects: | แบคทีเรียกรดแล็กติก Lactic acid bacteria |
| Issue Date: | 2554 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | ในงานวิจัยนี้ได้ทำการคัดเลือกแบคทีเรียที่มีความจำเพาะต่อการผลิตกรดดีแลกติก จากแหล่งธรรมชาติในประเทศไทย เช่น ดิน เปลือกไม้ และรากไม้ จากทั้งหมด 136 ไอโซเลท ที่คัดเลือกได้พบว่ามีเพียง 5 ไอโซเลท เท่านั้น ที่สามารถผลิตกรดดีแลกติก ส่วนที่เหลือผลิตกรดดีแอล และแอลแลกติก ผลการพิสูจน์เอกลักษณ์ของแบคทีเรียทั้ง 5 ไอโซเลท พบว่ามี 1 ไอโซเลท (NK26-11) เป็นแบคทีเรียสกุลใหม่ที่คัดเลือกได้จากงานวิจัยนี้ และอีก 4 ไอโซเลท ได้แก่ SK5-2 CU38-12 CU68-1 และ CU72-1 มีเปอร์เซ็นต์ความเหมือนสูงเทียบได้กับ Sporolactobacillus laevolacticus S. kofuensis S. inulinus และ S. nakayamae subsp. nakayamae ตามลำดับ และต่อมานำทั้ง 5 ไอโซเลท มาทดสอบการผลิตกรดดีแลกติก จากการทดลองพบว่า SK5-2 และ CU72-1 สามารถให้ปริมาณผลผลิต และอัตราการผลิตรวมถึงความบริสุทธิ์เชิงแสงที่สูงเพียงต่อการยอมรับได้ในการสังเคราะห์พอลิดีแอลแลกติกแอซิด SK5-2 สามารถผลิตคะตะเลส และให้ค่าความบริสุทธิ์เชิงแสงของกรดดีแลกติกสูงถึง 99.99 เปอร์เซ็นต์ และมีความเข้มข้นกรดดีแลกติกสุดท้าย 97.24 กรัมต่อลิตร โดยมีปริมาณผลผลิต และอัตราการผลิตกรดดีแลกติกคือ 81.03 เปอร์เซ็นต์และ 1.35 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ตามลำดับ จากการหมักโดยกลูโคส สำหรับ CU72-1 ซึ่งเป็นแบคทีเรียไม่ผลิตคะตะเลส สามารถผลิตกรดดีแลกติกที่ให้ค่าความบริสุทธิ์เชิงแสงที่ต่ำกว่า SK5-2 เล็กน้อย (98.83 %ee) และความเข้มข้นกรดดีแลกติกสุดท้าย 91.87 กรัมต่อลิตร ค่าปริมาณผลผลิต 76.56 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการผลิต 1.28 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ต่อมานำ SK5-2 และ CU72-1 ทดสอบความสามารถในการหมักกรดแลกติกจากแหล่งคาร์บอนอื่นๆ พบว่า SK5-2 และ CU72-1 มีความสามารถในการใช้ซูโครสเพื่อผลิตกรดดีแลกติกแต่ประสิทธิภาพไม่ดีเทียบเท่ากลูโคส เมื่อทดสอบการใช้แป้งมันสำปะหลังเป็นแหล่งคาร์บอน พบว่า SK5-2 เท่านั้นที่สามารถผลิตกรดดีแลกติกได้ เมื่อเติมกลูโคอะไมเลส ในระหว่างการหมักด้วยแป้งมันสำปะหลัง พบว่าทั้ง SK5-2 และ CU72-1 สามารถผลิตกรดดีแลกติกได้ในปริมาณที่สูง โดยเทียบกับผลผลิตที่ได้จากการหมักกลูโคส เพื่อลดต้นทุนในการผลิตกรดดีแลกติก แหล่งไนโตรเจนที่มีราคาถูกได้ถูกนำมาใช้ทดแทนสารสกัดจากยีสต์ และเปปโทน โดยเปปโทนถูกแทนที่ด้วยแอมโมเนียมคลอไรด์ และลดปริมาณการใช้สารสกัดจากยีสต์ โดย SK5-2 ในการหมักด้วยกลูโคสที่มีสารสกัดจากยีสต์ 7.5 กรัมต่อลิตร และแอมโมเนียมคลอไรด์ 10 กรัมต่อลิตร สามารถให้ความเข้มข้นกรดดีแลกติกสูงถึง 123.48 กรัมต่อลิตร ค่าปริมาณผลผลิต 104.24 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการผลิต 1.72 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ความบริสุทธิ์เชิงแสง 99.47 %ee เมื่อเปรียบเทียบกับอาหารที่เป็นตัวควบคุมซึ่งประกอบไปด้วยสารสกัดจากยีสต์ 20 กรัมต่อลิตร และเปปโทน 10 กรัมต่อลิตร โดยนำแอมโมเนียมคลอไรด์มาแทนที่เปปโทนที่ความเข้มข้นเดียวกัน ส่งผลให้ได้ความเข้มข้นกรดดีแลกติก สุดท้าย 112.63 กรัมต่อลิตร ค่าปริมาณผลผลิต 98.48 เปอร์เซ็นต์ ค่าอัตราการผลิต 1.56 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง โดยให้ความบริสุทธิ์เชิงแสง 98.34 %ee ของการหมักกลูโคสโดย CU72-1 |
| Other Abstract: | In this study, screening of D-lactic acid producing bacteria from Thai natural habitats including soil, tree barks, and small plant roots was performed. Among 136 isolates screened from the natural samples, only 5 isolates produced D-lactic acid whereas the remaining were DL- and L-lactic acid producing bacteria. From bacterial identification, it was found that one isolate (NK26-11) might be novel bacterial genus screened in this work. While the remaining 4 isolates obtained, i.e., SK5-2, CU38-12, CU68-1 and CU72-1 acquired the high similarity percentage to Sporolactobacillus laevolacticus, S. kofuensis, S. inulinus and S. nakayamae subsp. nakayamae, respectively. Later, the 5 isolates were tested for D-lactic acid fermentation. The results show that only SK5-2 and CU72-1 gave the high D-lactic acid yield and productivity with an acceptable optical purity percentage required in poly (D/L-lactic acid) synthesis. SK5-2, a catalase producing isolate, gave the high optical purity of D-lactate at 99.99 % and the final lactate titer of 97.24 g/L with the corresponding yield and productivity of 81.03 % and 1.35 g/Lh, respectively from the glucose fermentation. CU72-1, a non-catalase producing isolate, produced D-lactate at a bit lower optical purity (98.83%ee) with the final titer of 91.87 g/L, yield of 76.56 %, and productivity of 1.28 g/Lh. Later, SK5-2 and CU72-1 were tested for the ability to use various carbon substrates. It was observed that both SK5-2 and CU72-1 were capable of utilizing sucrose for D-lactic acid production but not as good as when consuming glucose. When using tapioca starch as the sole carbon source, only SK5-2 was able to produce D-lactic acid. With the supplemented glucoamylase during tapioca starch fermentation, both SK-2 and CU72-1 were able to produce D-lactic acid at high final titer compared to that obtained from glucose fermentation. To lower the production cost, yeast extract was substituted by an inexpensive nitrogen source. Peptone was replaced by NH4Cl. The glucose fermentation supplemented with yeast extract (7.5 g/L) and NH4Cl (10 g/L) by SK5-2 gave the high lactate titer (123.48 g/L), yield (104.24%), and productivity (1.72 g/Lh) with the optical purity of 99.47%ee. Compared with the control medium containing yeast extract (20 g/L) and peptone (10 g/L), replacing peptone with NH4Cl at the same concentration gave the higher lactate titer (112.63 g/L), yield (98.48%), productivity (1.56 g/Lh) with 98.34%ee in the glucose fermentation by CU72-1. |
| Description: | วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2554 |
| Degree Name: | วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต |
| Degree Level: | ปริญญาโท |
| Degree Discipline: | เทคโนโลยีชีวภาพ |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51878 |
| URI: | http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.2137 |
| metadata.dc.identifier.DOI: | 10.14457/CU.the.2011.2137 |
| Type: | Thesis |
| Appears in Collections: | Sci - Theses |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| budsabathip_pr.pdf | 3.07 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.