เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็กสำหรับการหมักน้ำซีอิ้ว

Abstract

ภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมแคปซูลเล็กบรรจุเซลล์มีชีวิต L. delbrueckii TISTR 108 ที่ห่อหุ้มโดยวิธี interfacial polymerization คือ 1,6-hexanediamine เข้มข้นร้อยละ 2 โดยน้ำหนัก sebacoylchloride เข้มข้นร้อยละ 5 โดยปริมาตร เป็นมอนอเมอร์ไฮโดรฟิลิคและไฮโดรโฟบิค ตามลำดับ อัตราส่วนของตัวทำละลายผสม cyclohexanechloroform ที่มี Span 85 เป็นอิมัลซิไฟเออร์ เท่ากับ 5:1 และปริมาณเซลล์เริ่มต้นเป็น 4.5-10.0x10 (superscript 8) เซลล์ต่อมิลลิลิตร โดยเติมเคซีนและทำปฏิกิริยาที่ pH 7.0 เป็นเวลา 3 นาที ภายใต้ภาวะดังกล่าวเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็ก ผลิตกรดแลคติกได้ 0.98 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตรของอาหารเลี้ยงเชื้อ GYP ในขณะที่เซลล์อิสระผลิตกรดแลคติกได้ 2.85 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ส่วนภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็กของ Z. rouxii NRRL Y-2547 คือใช้ 1,6-hexanediamine เข้มข้นร้อยละ 7 โดยน้ำหนัก sebacoylchloride เข้มข้นร้อยละ 6 โดยปริมาตร อัตราส่วนของตัวทำละลายผสมเท่ากับ 5:1 และปริมาณเซลล์เริ่มต้นเป็น 2.0-5.2 x10 (superscript 7)เซลล์ต่อมิลลิลิตร โดยผลิตแอลกอฮอล์ได้ร้อยละ 0.68 โดยปริมาตรของอาหารเลี้ยงเชื้อ YM ซึ่งมากกว่าเซลล์อิสระที่ผลิตแอลกอฮอล์ได้ร้อยละ 0.58 โดยปริมาตร เมื่อพิจารณาจากภาพถ่ายจุลทรรศน์อิเล็กตรอนของเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็กสีขาวของแบคทีเรียและยีสต์ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 ไมครอน แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเซลล์ถูกห่อหุ้มอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็กที่ได้จากเซลล์ทั้งสองชนิดจะเสถียร และไม่มีเซลล์อิสระหลุดเข้าไปในอาหารเลี้ยงเชื้อเมื่อบ่มไว้เป็นเวลา 1 เดือน นอกจากนี้ยังพบว่าเซลล์ในแคปซูลเล็กทั้งสองชนิดทนต่อเกลือที่ความเข้มข้นร้อยละ 20 โดยน้ำหนัก ได้ดีกว่าเซลล์อิสระ ตลอดระยะเวลาที่ทดสอบด้านการผลิตกรดแลคติกและแอลกอฮอล์. จากการผลิตกรดแลคติกและแอลกอฮอล์จากโปรตีนไฮโดรไลเซตจากถั่วเหลือง (SPH) ซึ่งเติมกลูโคสร้อยละ 1 โดยน้ำหนัก โดยเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็ก 2 ลักษณะคือ แบบไม่ต่อเนื่องและแบบต่อเนื่องในเครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์ชีวภาพเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็ก พบว่าในกระบวนการหมักแบบไม่ต่อเนื่อง เซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็กสามารถผลิตกรดแลคติกได้ 0.78 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ภายใน 14 วัน ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส และหลังจากหมักแอลกอฮอล์ต่อด้วยเซลล์ห่อหุ้มแบบแคปซูลเล็กของ Z. rouxiiเป็นเวลาอีก 14 วัน ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส จะผลิตแอลกอฮอล์จากโปรตีนไฮโดรไลเซตที่หมักกรดแลคติกแล้วได้ร้อยละ 0.54 โดยปริมาตร และพบว่าการพัฒนาการผลิตกรดแลคติกและแอลกอฮอล์ของโปรตีนไฮโดรไลเซตจากถั่วเหลืองเกิดขึ้นโดยการใช้เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเซลล์ห่อหุ้มของแบคทีเรียและยีสต์อย่างละ 3 เครื่อง (ขนาด 2.0 x 35 ซม.) เชื่อมกัน โดยให้อยู่ในลักษณะของการทำงานแบบฟลูอิไดซ์ทั้งชุด กล่าวคือ พบว่าผลผลิตของกรดแลคติกและแอลกอฮอล์จาก SPH สูงถึง 1.98 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร และร้อยละ 0.62 โดยปริมาตร ตามลำดับ ภายใน 72 ชั่วโมง สำหรับการทดสอบทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์ที่ได้ซึ่งเรียกว่า น้ำซีอิ๊ว ที่ผลิตโดยวิธีที่ทดลองนี้ให้ผลการวิเคราะห์ด้านกลิ่น รส และการยอมรับรวมค่อนข้างดี