การผลิตโปรตีนเซลล์เดี่ยวจากยีสต์ Hansenula polymorpha โดยใช้กลีเซอรอลดิบจากกระบวนการผลิตไบโอดีเซลเป็นแหล่งคาร์บอน

Abstract

ยีสต์ Hansenula polymorpha สามารถใช้กลีเซอรอลดิบซึ่งเป็นผลผลิตพลอยได้จากกระบวนการผลิตไบโอดีเซลเป็นแหล่งคาร์บอนสำหรับการผลิตโปรตีนเซลล์เดี่ยวได้ จากการวิเคราะห์องค์ประกอบหลักในกลีเซอรอลดิบที่ใช้เป็นแหล่งคาร์บอนในการศึกษาครั้งนี้ พบว่า ประกอบด้วย กลีเซอรอล 54.72 % ความชื้น 22.16 % น้ำมัน 7.05 % ซึ่งประกอบด้วยกรดไขมัน ปาลมิติก โอเลอิก และสเตียริก 41.88, 40.84 และ 4.82 % ตามลำดับ ส่วนชนิดและปริมาณแร่ธาตุที่วิเคราะห์ได้ ได้แก่ คาร์บอน 44.13 % ไฮโดรเจน 9.03 % ไนโตรเจน 1.34 % โซเดียม 1.60 % คลอไรด์ 39 ppm โพแทสเซียม 37 ppm แคลเซียม 15 ppm เหล็ก 12 ppm ทองแดง 8 ppm สังกะสี 4 ppm และพบสารเบต้าแคโรทีน น้อยกว่า 30 ppb จากนั้น ได้ศึกษาภาวะการเลี้ยงที่เหมาะสมต่อการผลิตโปรตีนเซลล์เดี่ยว ได้แก่ ความเข้มข้นของกลีเซอรอลดิบ ชนิดและปริมาณของแหล่งไนโตรเจน ตลอดจนอุณหภูมิ ค่าพีเอช และความเร็วรอบในการเขย่า โดยศึกษาในระดับขวดเขย่าขนาด 250 มิลลิลิตร จากผลการทดลองพบว่า องค์ประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อที่เหมาะสมต่อการเจริญของยีสต์ H. polymorpha คือ กลีเซอรอลดิบ 7.5 % และสารสกัดจากยีสต์ 2 % (น้ำหนักต่อปริมาตร) ส่วนภาวะที่เหมาะสมในการเจริญ คือ อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส พีเอชเริ่มต้นในอาหาร 6.0 และความเร็วรอบในการเขย่า 250 รอบต่อนาที พบว่าให้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุด 32 g/L, ผลผลิตมวลชีวภาพ (yield) 0.7132 และอัตราการผลิตมวลชีวภาพต่อเวลาที่ใช้ (productivity) 0.5026 g/L.h และเมื่อนำยีสต์ H. polymorpha ที่เลี้ยงในอาหารที่ใช้กลีเซอรอลดิบเป็นแหล่งคาร์บอนมาวิเคราะห์องค์ประกอบต่างๆ ในเซลล์ พบว่า ประกอบด้วย โปรตีน 41.67% ไขมัน 16.49 % ความชื้น 72.34% เถ้า 3.08 % คาร์โบไฮเดรตและอื่นๆ 38.74 % เซลล์ยีสต์ประกอบด้วยวิตามิน B2, B5, B8, B9 ในปริมาณ 0.9, 2.0, 32.5, 84.9 ppm ส่วนวิตามิน B1, B3, B6, B12 พบในปริมาณที่น้อยกว่า 0.1 ppm และผลการวิเคราะห์กรดอะมิโน 18 ชนิดในเซลล์ยีสต์ H. polymorpha พบว่า ประกอบด้วยกรดอะมิโนจำเป็น 9 ชนิด (Phenylalanine, Leucine, Isoleucine, Lysine, Valine, Threonine, Tryptophan, Histidine และ Methionine) รวมปริมาณ 2760.81 mg/100g ของน้ำหนักเซลล์แห้ง ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนสูงถึง 72 % ของกรดอะมิโนทั้งหมดในเซลล์