การเพิ่มโปรตีนมันสำปะหลังโดยวิธีการหมักอาหารแห้ง ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบตรึงชั้น

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มโปรตีนให้กับมันสำปะหลังโดยวิธีการหมักในอาหารแข็งด้วย Rhizopus oligosporus TISTR 3001 (NRRL 2170) ซึ่งจะศึกษาถึงสภาวะที่เหมาะสมต่อการสร้างสปอร์ของราเพื่อใช้เป็นเชื้อเริ่มต้น รวมทั้งปัจจัยทางกายภาพอื่นที่เหมาะสมต่อการเพิ่มโปรตีน ผลการหาสภาวะที่เหมาะสมต่อการสร้างสปอร์โดยใช้อาหารแข็ง 3 ชนิดคือ ปลายข้าวเจ้าผสมรำหยาบ ปลายข้าวเจ้าผสมรำละเอียด และปลายข้าวเจ้าผสมกากถั่วเหลือง พบว่าปริมาณความชื้นที่เหมาะสมต่อการสร้างสปอร์สำหรับอาหารแข็งทั้ง 3 ชนิดข้างต้น จะมีค่าประมาณ 34.7 , 33.1 และ 34.7% ตามลำดับ และอัตราส่วนที่เหมาะสมของอาหารแข็งทั้ง 3 ชนิดคือ 9:1 อาหารทั้ง 3 ชนิดสามารถให้สปอร์สูงสุดใกล้เคียงกันคือ 4.8-4.9 x 10⁸ สปอร์/กรัม อาหาร ผลการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมต่อการเพิ่มโปรตีนให้กับมันในกล่องหมักซึ่งมีค่าความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศ 100% หมักที่อุณหภูมิ 37˚ซ และมีการให้อากาศในอัตรา 3.86x10⁻⁴ ม³/วินาที/กิโลกรัม มันแห้ง พบว่าขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นมันที่เหมาะสมคือ 3 มม. ความชื้นเริ่มต้นของมันหมักที่เหมาะสมจะมีค่าประมาณ 65% ความสูงของชั้นหมักที่เหมาะสมคือ 15 มม. และปริมาณสปอร์เริ่มต้นที่เหมาะสมคือ 2.5 x 10⁶ สปอร์/กรัม มันแห้ง ผลการหมักสามารถให้มันหมักที่มีปริมาณโปรตีน 0.12-0.15 กรัม/กรัม มันแห้งเริ่มต้น ในเวลา 30 ชั่วโมง ผลการศึกษาในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบตรึงชั้นซึ่งมีลักษณะเป็นถังทรงกระบอกบรรจุถาดใส่มันหมักไว้ภายใน และให้อากาศชื้นที่อุณหภูมิ 37˚ซ ไหลผ่าน พบว่าอัตราการให้อากาศที่เหมาะสมต่อการเพิ่มโปรตีนให้กับมันคือ 0.76x10⁻⁴ ม³/วินาที/กิโลกรัม มันแห้ง ซึ่งสามารถให้ปริมาณโปรตีนสูงสุดคือ 0.12 กรัม/กรัม มันแห้งเริ่มต้น มีอัตราการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดคือ 3.83x10⁻⁷ กิโลกรัม/วินาที/กิโลกรัม มันแห้ง และมีค่าความถี่ในการถ่ายเทมวลสูงสุดคือ 1.78x10⁻⁴ หน่วย/วินาที ภายในเวลา 30 ชั่วโมง ผลการหมักในเครื่องปฏิกรณ์โดยใช้ถาดหมัก 3 ชั้น และให้อากาศในอัตรา 0.79x10⁻⁴ ม³/วินาที/กิโลกรัม มันแห้ง พบว่าจะให้ปริมาณโปรตีนสูงสุดของมันหมักทั้ง 3 ถาด ซึ่งจะมีค่าใกล้เคียงกันคือ 0.11 กรัม/กรัม มันแห้งเริ่มต้น มีอัตราการผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุดคือ 3.79x10⁻⁷ กิโลกรัม/วินาที/กิโลกรัม มันแห้ง และมีค่าความถี่ในการถ่ายเทมวลสูงสุดคือ 1.46x10⁻⁴ หน่วย/วินาที ในชั่วโมงที่ 30 ของการหมัก นอกจากนี้เมื่อให้อากาศในอัตรา 0.97x10⁻⁴ ม³/วินาที/กิโลกรัม มันแห้ง พบว่าผลที่ได้ไม่ต่างจากผลการทดลองข้างต้น ผลการหมักในเครื่องปฏิกรณ์นี้จะให้ประมาณโปรตีนสูงสุด 0.11 กรัม/กรัม มันแห้งเริ่มต้น โดยสามารถเพิ่มโปรตีนให้กับมันประมาณ 6 เท่าของมันเส้นก่อนหมัก (0.018 กรัม/กรัม มันแห้งเริ่มต้น) ในเวลา 30 ชั่วโมง