การเตรียมกล้าเชื้อยีสต์ SACCHAROMYCES CEREVISIAE SC90 สำหรับกระบวนการหมักที่ใช้กากน้ำตาลอ้อย

ผู้แต่ง

  • เทพปัญญา เจริญรัตน์ 1Department of Biotechnology, Faculty of Science and Technology, Thammasat University

คำสำคัญ:

กากน้ำตาลอ้อย กล้าเชื้อยีสต์ ระยะปรับตัว Saccharomyces cerevisiae SC90

บทคัดย่อ

ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae เป็นจุลินทรีย์ที่มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม และพลังงาน ประกอบกับประเทศไทยเป็นแหล่งสำคัญในการผลิตน้ำตาลและมีกากน้ำตาลเป็นผลพลอยได้หลัก ทำให้กากน้ำตาลถือเป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่สำคัญในสร้างผลิตภัณฑ์ผ่านการหมักโดยยีสต์ S. cerevisiae ทั้งนี้ การเตรียมกล้าเชื้อยีสต์ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความสำเร็จของกระบวนการหมัก ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นการทดสอบวิธีการเตรียมกล้าเชื้อยีสต์ S. cerevisiae SC90 เพื่อหาวิธีที่เตรียมกล้าเชื้อที่เหมาะสมซึ่งให้กล้าเชื้อยีสต์ที่มีประสิทธิภาพในการหมักกากน้ำตาลอ้อย โดยศึกษาการเตรียมกล้าเชื้อ 3 วิธีที่แตกต่างกัน ประกอบด้วยวิธีที่ 1) เตรียมกล้าเชื้อสองขั้นตอนโดยขั้นที่หนึ่งและขั้นที่สองเตรียมในอาหารวายพีดี วิธีที่ 2) เตรียมกล้าเชื้อสองขั้นตอนโดยขั้นที่หนึ่งเตรียมในอาหารวายพีดี และขั้นที่สองเตรียมในอาหารกากน้ำตาล และวิธีที่ 3) เตรียมกล้าเชื้อแบบหนึ่งขั้นตอนในอาหารกากน้ำตาล ซึ่งการเตรียมกล้าเชื้อวิธีที่ 1 ใช้เวลานานที่สุด รองลงมา คือ วิธีที่ 2 และวิธีที่ 3 ตามลำดับ ในขณะที่ค่าความเข้มข้นของเซลล์ที่มีชีวิตมีค่าสูงสุดเมื่อเตรียมกล้าเชื้อด้วยวิธีที่ 2 รองลงมา คือ วิธีที่ 3  และวิธีที่ 1 ตามลำดับ โดยเมื่อทดสอบประสิทธิภาพของกล้าเชื้อที่เตรียมได้จากแต่ละวิธีโดยการหมักในถังปฏิกรณ์ชีวภาพที่มีอาหารกากน้ำตาล พบว่าเซลล์สามารถเจริญเติบโตได้ในทันทีโดยไม่พบระยะปรับตัวเมื่อใช้กล้าเชื้อที่เตรียมจากวิธีที่ 2 และวิธีที่ 3 และให้ค่าความเข้มข้นของเซลล์มีชีวิตสูงกว่าการใช้กล้าเชื้อที่เตรียมจากวิธีที่ 1 ประมาณ 2 เท่า รวมทั้งยังใช้ระยะเวลารวมของกระบวนการน้อยกว่าการใช้กล้าเชื้อที่เตรียมได้จากวิธีที่ 1 โดยการเตรียมกล้าเชื้อวิธีที่ 3 ที่พัฒนาขึ้นสามารถลดระยะเวลาและขั้นตอนในการเตรียมแต่ยังคงได้กล้าเชื้อที่มีประสิทธิภาพสูง จึงเป็นวิธีที่เหมาะสมในการประยุกต์ในอุตสาหกรรมการหมักที่ใช้กากน้ำตาลต่อไป

เอกสารอ้างอิง

Charoenrat, T., Kkumruaengsri, N., Promdonkoy, P., Rattanaphan, N., Eurwilaichitr, L., Tanapongpipat, S., & Roongsawang, N. (2013). Improvement of recombinant endoglucanase produced in Pichia pastoris KM71 through the use of synthetic medium for inculum and pH control of proteolysis. Journal of Bioscience and Bioengineering. 116, 193-198.

Danbamrongtrakool, N., T. Tungcharoen & P. Parakulsuksatid. (2014). Effect of Urea on Ethanol Production by Saccharomyces Cerevisiae Sc90. Proceedings of 52nd Kasetsart University Annual Conference: Agro-Industry. 1, 263-270. (In Thai)

Demirbas, A. (2007). Progress and recent trends in biofuels. Progress Energy Combus Sci. 33, 1-18.

Department of Alternative Energy Development and Efficiency. (2016). Ethanol production from molasses and biogas from the ethanol production process. Retrieved August 28, 2017, from https://e-lib.dede.go.th/mm-data/BibA11106%E0%B8%84%E0%B8%B9 %E0%B9%88%E0%B8%A1%E0%B8%B7%E0%B8%AD%E0%B9%80%E0%B8%AD%E0%B8%97%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%AD%E0%B8%A5.pdf (In Thai)

Ginovart, M., Prats, C., Portell, X. & Silbert, M. (2011). Exploring the lag phase and growth initiation of a yeast culture by means of an individual-based model. Food Microbiology. 28, 810-817.

Gray, K.A., Zhao, L. & Emptage, M. (2006). Current Opinion in Chemical Biology. Bioethanol. 10, 141-146.

Lincoln, R.E. (1960). Control of stock culture preservation and inoculum build-up in bacterial fermentations. Principle of Fermentation Technology. 2, 481-500.

Miller, G.L. (1959). Use of Dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal. Chem. 31, 426-428.

Ngow, Y., Wanwilai, S., Chatsungnern, T. & Sirisannanyakun, S. (2017). Ethanol production from molasses. 1st Edition. Bangkok: Kasetsart University Press. (In Thai)

Office of the Cane and Sugar Board, Ministry of Industry. (2019). Sugar production report of sugar factories throughout the country production year 2018/2019. Retrieved May 8, 2019, from https://www.ocsb.go.th/th/cms/detail.php?ID=10418& SystemModuleKey= production. (In Thai)

Pamment, N.B. & Hall, R.J. (1978). Absence of External Causes of Lag in Saccharomyces cerevisiae. Journal of General Microbiology. 105, 297-304.

Papini, M., Nookaew, I., Uhlén, M., & Nielsen, J. (2012). Scheffersomyces stipitis: a comparative systems biology study with the Crabtree positive yeast Saccharomyces cerevisiae. Microbial Cell Factories. 11(1), 1-16.

Pham, T.B.H., Larson G. & Enfors, S.O. (1998). Growth and energy metabolism in aerobic fed-batch culture of Saccharomyces cerevisiae: Simulation and model verification. Biotechnology and Bioengineering. 6, 527-533.

Pradeep, P. & O.V.S. Reddy. (2010). High gravity fermentation of sugarcane molasses to produce ethanol: effect of nutrients. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 50(1), 582-587.

Smart, K. A., Chambers, K. M., Lambert, I. & Jenkins, C. (1999). Use of methylene violet staining procedures to determine yeast viability and vitality. Journal of the American Society of Brewing Chemists. 57, 18-23.

ดาวน์โหลด

เผยแพร่แล้ว

2019-07-30

ฉบับ

ประเภทบทความ

บทความวิจัย (Research Article)