การผลิตพอลิ (3-ไฮดรอกซีบิวทิเรต-โค-3-ไฮดรอกซีวเลอเลต) ที่มีสัดส่วนโดยโมลของ3-ไฮดรอกซีวเลอเลตสูง Bacillus sp. BA-019 ในถังหมัก

Abstract

ในการศึกษาการผลิตโคพอลิเมอร์ P(3HB-co-3HV) โดยเชื้อ Bacillus sp. BA-019 ในถังหมักขนาด 5 ลิตร พบว่ากล้าเชื้อที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเป็นกล้าเชื้ออายุ 12 ชั่วโมง เมื่อเลี้ยงเชื้อในอาหารเพื่อการผลิตโคพอลิเมอร์ ซึ่งได้แก่อาหาร Mineral Salt Medium (MSM) พบว่า Bacillus sp. BA-019 สามารถใช้โซเดียมวาเลอเรตเป็นสารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์โมโนเมอร์ 3HV ได้ดีที่สุด โดยเมื่อใช้โซเดียมวาเลอเรตเท่ากับ 5 กรัมต่อลิตร และน้ำตาลทรายเท่ากับ 20 กรัมต่อลิตร โดยมียูเรียเป็นแหล่งไนโตรเจน ได้สัดส่วนโดยโมลของ 3HV เท่ากับ 44 โมลเปอร์เซ็นต์ ผลิตโคพอลิเมอร์ได้เท่ากับ 14.03 เปอร์เซ็นต์ต่อน้ำหนักเซลล์แห้ง ผลการทดลองได้พบว่าการเติมโซเดียมซิเตรต โซเดียมอะซิเตต หรือกรดโอเลอิก เป็นซับพลีเมนต์ มีผลช่วยให้การเจริญและการผลิตโคพอลิเมอร์ได้ดีขึ้น แต่สัดส่วนโดยโมลของ 3HV ที่สังเคราะห์ได้มีค่าน้อยลง อัตราส่วนระหว่างคาร์บอนต่อไนโตรเจนที่เหมาะสมเท่ากับ 30 ซึ่งมีผลให้ได้สัดส่วนโดยโมลของ 3HV เท่ากับ 43 โมลเปอร์เซนต์ ได้ปริมาณโคพอลิเมอร์เท่ากับ 18.75 เปอร์เซนต์โดยน้ำหนักเซลล์แห้ง เมื่อเลี้ยงเชื้อ Bacillus sp. BA-019 แบบเฟดแบชโดยใช้อาหารป้อนเข้าซึ่งมีน้ำตาลทรายเท่ากับ 100 กรัมต่อลิตร โซเดียมวาเลอเรตเท่ากับ 25 กรัมต่อลิตรคิดเป็นอัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนเท่ากับ 30

พบว่าเชื้อมีการเจริญสูงโดยได้น้ำหนักเซลล์แห้งเท่ากับ 13.16 กรัมต่อลิตร โคพอลิเมอร์ P(3HB-co-3HV) ผลิตได้เพิ่มขึ้นเป็น 31.67 เปอร์เซ็นต์ต่อน้ำหนักเซลล์แห้ง และมีการสังเคราะห์ 3HV ได้มากเท่ากับ 45 โมลเปอร์เซนต์ เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของน้ำตาลทรายและโซเดียมวาเลอเรตในอาหารป้อนเข้าเป็น 200 และ 50 กรัมต่อลิตร โดยคงอัตราส่วนของคาร์บอนต่อไนโตรเจนเท่ากับ 30 ได้น้ำหนักเซลล์เพิ่มขึ้นเป็น 17.16 กรัมต่อลิตร ปริมาณโคพอลิเมอร์และสัดส่วนโดยโมลของ3HV เท่ากับ 30.19 เปอร์เซนต์ต่อน้ำหนักเซลล์แห้ง และ 42 โมลเปอร์เซนต์ตามลำดับ พบว่าการสังเคราะห์โมโนเมอร์ 3HV เพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน โดยการเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายเกลือแร่ในอาหารป้อนเข้าเป็น 2 มิลลิลิตรต่อลิตรของอาหารเลี้ยงเชื้อ ผลการศึกษาพบว่าสัดส่วนโดยโมลของ 3HV ที่ได้สูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น 65 โมลเปอร์เซนต์ ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยโมลที่สูงมากในโคพอลิเมอร์ P(3HB-co-3HV) เมื่อตกตะกอนโคพอลิเมอร์ P(3HB-co-3HV) ที่สกัดได้ด้วยตัวทำละลายชนิดต่างๆ พบว่าเฮกเซนเป็นตัวทำละลายที่สามารถแยกส่วนของโคพอลิเมอร์ที่มี 3HV ซึ่งมีความบริสุทธิ์เท่ากับ 86.1 เปอร์เซ็นต์ และมีสัดส่วนโดยโมลของ 3HV ได้สูงถึง 79 โมลเปอร์เซ็นต์