ผลของภาวะการเลี้ยง Acetobacter สายพันธุ์ Agr 60 และ TISTR 975 ต่อสมบัติทางกายภาพของแผ่นวุ้นเซลลูโลส

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) พัฒนาวิธีการสำหรับใช้ในการวัดและประเมินคุณภาพทางลักษณะเนื้อสัมผัสของแผ่นวุ้นเซลลูโลสที่ผลิตจากเชื้อแบคทีเรีย Acetobacter sp. และ 2) ศึกษาอิทธิพลของปริมาณแหล่งคาร์บอนและแหล่งไนโดเจนในอาคารน้ำมะพร้าวต่อสมบัติต่างๆ ได้แก่ ลักษณะเนื้อสัมผัส องค์ประกอบและโครงสร้างร่างแหเซลลูโลสของแผ่นวุ้นเซลลูโลสที่สร้างจากเชื้อสายพันธุ์ Ago 60 และ TISTR 975 ผลการทดลองพบว่าวิธีที่ง่ายและเหมาะสมสำหรับการวัดลักษณะเนื้อสัมผัสของแผ่นวุ้นเซลลูโลส ศึกษาวัดค่าแรงเจาะที่ความเร็ว 1 มม/วินาที โดยค่าแรงเจาะสำหรับวุ้นเนื้อนิ่ม เนื้อแน่นและเนื้อแข็งมีค่าเท่ากับ 40.4± 1.7, 71.0± 7.6 นิวตัน ตามลำดับ ปริมาณเซลลูโลสต่อน้ำหนักเปียก (%cellulose content) ของแผ่นวุ้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณเซลล์แบคทีเรียต่อน้ำหนักเปียก (%cell content) ในอัตราส่วน 3:6:1 แต่เป็นสัดส่วนผกผันกับปริมาณน้ำต่อกรัมเซลลูโลส โดยแผ่นวุ้นชนิดนิ่มซึ่งมีปริมาณเซลลูโลสต่อน้ำหนักเปียกต่ำที่สุดมีค่าของปริมาณน้ำต่อกรัมเซลลูโลส สูงที่สุดและมีค่าเท่ากับ 219 กรัมต่อเซลลูโลส ซึ่งสูงเป็น 1.5 และ 1.9 เท่าของค่าจากแผ่นวุ้นชนิดแน่นและชนิดแข็งตามลำดับภาพถ่ายจากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดแสดงว่าแผ่นวุ้นทั้ง 3 ชนิดมีขนาดโดยเฉลี่ยของเส้นใยใกล้เคียงกับเท่ากับ 60 นาโนเมตร แต่แผ่นวุ้นชนิดแข็งมีการรวมกลุ่มของเส้นใยเซลลูโลสเกิดเป็นกลุ่มเส้นใยขนาดใหญ่ 300 นาโนเมตร เมื่อปริมาณเซลลูโลสต่อน้ำหนักเปียกของแผ่นวุ้นมีค่าสูงขึ้นนั้นร่างแหเซลลูโลสมีความหนาแน่นของการสานกันสูงขึ้น แต่มีขนาดของรูโพรงและช่องว่างสำหรับกักเก็บน้ำในโครงสร้างน้อยลง โดยแผ่นวุ้นชนิดนิ่มมีขนาดของรูโพรงใหญ่ที่สุดและมีค่าเท่ากับ 0.6 ไมครอน รองลงมาคือแผ่นวุ้นชนิดแข็งและชนิดแน่นซึ่งมีขนาดรูโพรงประมาณ 0.3 และ 0.2 ไมครอน ตามลำดับ ผลการศึกษาอิทธิพลของปริมาณแหล่งคาร์บอนในอาหารน้ำมะพร้าวพบว่า เชื้อ Ago 60 สร้างแผ่นวุ้นที่มีความหนาและน้ำหนักเปียกสูงกว่าเชื้อ TISTR 975 ถึง 1.4 เท่า โดยการเพิ่มปริมาณน้ำตาลซูโครสจาก 5 เป็น 10% ส่งผลให้ปริมาณเซลลูโลสต่อน้ำหนักเปียกและปริมาณเซลลูโลสที่สร้างได้ทั้งหมดของ Ago 60 สูงขึ้นถึง 1.5 เท่า และมีค่าเท่ากับ 8.24 กรัม / ลิตรเมื่อปริมาณน้ำตาลซูโครสเท่ากับ 10% นอกจากนี้การเพิ่มปริมาณน้ำตาลซูโครสจาก 5 เป็น 10% ยังส่งผลให้แผ่นวุ้นที่สร้างจากเชื้อ Ago 60 มีค่าแรงเจาะและค่า Hardness สูงขึ้น 1.8 และ 1.4 เท่า ตามลำดับ การเพิ่มปริมาณแอมโมเนียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟตที่ใช้เป็นแหล่งไนโตรเจนในอาหารน้ำมะพร้าวส่งผลให้เชื้อทั้งสองสายพันธุ์เจริญได้ดีขึ้นและมีปริมาณเซลล์แบคทีเรียทั้งหมดในแผ่นวุ้นเพิ่มขึ้นถึง 2 เท่า การเติมแอมโมเนียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟตในปริมาณ 0.1% ส่งผลให้เชื้อ Ago 60 สร้างแผ่นวุ้นที่มีความหนาและน้ำหนักเปียกสูงขึ้นถึง 1.3 และ 1.5 เท่า และแผ่นวุ้นที่ได้มีค่าแรงเจาะและค่า Hardness ลดลงเหลือเพียง 40 และ 64% ตามลำดับ นอกจากนี้การเติมแอมโมเนียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟตในปริมาณ 0.1% ยังส่งผลให้เชื้อทั้ง 2 สายพันธุ์สร้างเซลลูโลสได้สูงขึ้นถึง 1.3 เท่า โดยเชื้อ Ago 60 สร้างเซลลูโลสได้สูงกว่า TISTR 945 ประมาณ 1.2 เท่าและสร้างเซลลูโลสได้ถึง 6.3กรัม/ลิตร อัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนในอาหารน้ำมะพร้าวมีความสัมพันธ์เป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณเซลลูโลสต่อน้ำหนักเปียก ค่าแรงเจาะและค่า Hardness ของแผ่นวุ้น โดยการเพิ่มอัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตเจนจาก 20:1 เป็น 80:1 ส่งผลให้ปริมาณเซลลูโลสต่อน้ำหนักเปียก ค่าแรงเจาะและค่า Hardness ของแผ่นวุ้นที่สร้างจาก Ago 60 เพิ่มขึ้นเป็น 1.4, 3.1 และ 1.7 เท่า ตามลำดับ ในขณะเดียวกันก็ส่งผลให้ปริมาณน้ำต่อกรัมเซลลูโลสลดลงจาก 130 เป็น 90 กรัมต่อกรัมเซลลูโลส