การประยุกต์ใช้น้ำเสียจากโรงงานแปรรูปผลไม้เพื่อเพิ่มผลผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตจากเชื้อ Weissella cibaria สายพันธุ์ PN3 แบบเซลล์ตรึง

Abstract

สารลดแรงตึงผิวชีวภาพ (Biosurfactant) ถูกผลิตได้จากจุลินทรีย์หลายชนิดรวมถึงกลุ่มแบคทีเรียผลิตกรดแลคติก ซึ่งเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่ามีความปลอดภัยในการใช้งาน (Generally recognized as safe, GRAS) แต่การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพในปริมาณมากต้องใช้ต้นทุนการผลิตที่สูง งานวิจัยนี้ จึงมีจุดประสงค์ที่จะนำน้ำเสียจากโรงงานแปรรูปผลไม้ที่มีค่าซีโอดีสูงมาผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจากแบคทีเรียผลิตกรดแลคติก ชนิด Weissella cibaria สายพันธุ์ PN3 แบบเซลล์ตรึง เพื่อลดต้นทุนการผลิต จากการหาปริมาณของน้ำเสียที่เหมาะสมต่อการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ พบว่าน้ำเสียที่มีค่าซีโอดีเจือจางเป็น 1 เท่าของอาหารเลี้ยงเชื้อเบซัลสูตรปกติและมีการเติมน้ำมันถั่วเหลือง 2 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตรต่อปริมาตร ให้ผลผลิตมากที่สุดในรอบการผลิตที่ 1 และมีแนวโน้มที่จะใช้เซลล์ตรึงซ้ำได้ในรอบที่ 2 และ 3 โดยปริมาณสารลดแรงตึงผิวชีวภาพรวมจากการผลิตทั้ง 3 รอบ มีปริมาณ 4.26 กรัมต่อลิตร และเมื่อน้ำสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้จากการใช้น้ำเสียมาเป็นแหล่งคาร์บอนมาทดสอบคุณสมบัติต่าง ๆ พบว่าสารลดแรงตึงผิวชีวภาพชนิดปล่อยออกมานอกเซลล์ ชนิดติดอยู่ที่ผิวเซลล์จากเซลล์อิสระ และชนิดติดอยู่ที่ผิวเซลล์จากเซลล์ในวัสดุตรึงมีค่า CMC อยู่ที่ 1.76 กรัมต่อลิตร 3.98 กรัมต่อลิตร และ 3.91 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ เมื่อวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพพบว่าชนิดปล่อยออกมานอกเซลล์ ชนิดติดอยู่ที่ผิวเซลล์จากเซลล์อิสระ มีสัดส่วน คาร์โบไฮเดรต: โปรตีน: ไขมัน เท่ากับ 69: 0: 39 และ 14: 25: 61 ตามลำดับ จากนั้นเมื่อนำสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้มาทดสอบการก่ออิมัลชันกับน้ำมันชนิดต่าง ๆ พบว่าสารลดแรงตึงผิวชีวภาพชนิดติดอยู่ที่ผิวเซลล์จากเซลล์อิสระมีประสิทธิภาพในการก่ออิมัลชันกับน้ำมันพืชที่นำมาทดสอบได้มากกว่า 50 เปอร์เซนต์ จากงานวิจัยนี้ จึงสรุปได้ว่าการใช้น้ำเสียจากโรงงานแปรรูปผลไม้มาเป็นแหล่งคาร์บอนร่วมกับการตรึงเซลล์อาจเป็นหนึ่งทางเลือกในการช่วยลดต้นทุนการผลิต และสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้อาจนำไปใช้ประโยชน์เป็นตัวก่ออิมัลชันในอาหาร และเครื่องสำอาง เป็นต้น