การศึกษาชนิดของอาหารเลี้ยงเชื้อและระยะเวลาการเติมซูโครสที่เหมาะสมสำหรับการผลิตเดกซ์แทรนจากแบคทีเรียแลคติก Leuconostoc mesenteroides TISTR053
คำสำคัญ:
เดกซ์แทรน, แบคทีเรียกรดแลคติก, Leuconostoc mesenteriodes TISTR053, อาหารเลี้ยงเชื้อ, ระยะเวลาการเติมซูโครสบทคัดย่อ
เดกซ์แทรน (dextran) เป็นเอ็กโซพอลิแซ็กคาไรด์ (exopolysaccharide; EPS) จากแบคทีเรียแลคติก Leuconostoc mesenteriodes ที่มีการนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและการแพทย์อย่างแพร่หลาย ซึ่งสามารถผลิตโดยกระบวนการหมัก ทั้งนี้ นอกจากรูปแบบของกระบวนการหมักที่มีอิทธิพลต่อผลได้และความเข้มข้นของเดกซ์แทรนแล้ว ยังต้องคำนึงถึงปัจจัยอื่นที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและส่งเสริมการผลิตเดกซ์แทรนด้วย ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาชนิดของอาหารเลี้ยงเชื้อที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต และระยะเวลาที่เหมาะสมในการเติมซูโครสระหว่างกระบวนการหมักเพื่อให้ได้ผลผลิตเดกซ์แทรนสูงสุด โดยเลือกศึกษาอาหาร 3 ชนิด คือ อาหารเอ็มอาร์เอส อาหารสังเคราะห์กลูโคส และอาหารสังเคราะห์ซูโครส พบว่าอาหารสังเคราะห์ซูโครสเป็นอาหารที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตได้ดีที่สุดถึงแม้ว่าจะต้องการระยะปรับตัวประมาณ 1.5 ชั่วโมง ก็ตาม โดยให้ค่าเซลล์ที่มีชีวิตสูงถึง (6.03 ± 0.39) x 1010 โคโลนีต่อมิลลิลิตร ซึ่งสูงกว่าการใช้อาหารสังเคราะห์กลูโคสและอาหารเอ็มอาร์เอสประมาณ 1.3 และ 1.4 เท่า ตามลำดับ สำหรับการศึกษาระยะเวลาที่เหมาะสมในการเติมซูโครสต่อการผลิตเดกซ์แทรน พบว่า การเติมซูโครสที่เวลา 2 ชั่วโมง เป็นเวลาที่เหมาะสมที่สุดซึ่งให้ค่าความเข้มข้นของเดกซ์แทรนและอัตราการสร้างผลิตภัณฑ์เชิงปริมาตรสูงที่สุดเท่ากับ 29.63 ± 0.42 กรัมต่อลิตร และ2.69 ± 0.08 กรัมต่อลิตร.ชั่วโมง ตามลำดับ ซึ่งมีค่าสูงกว่าการเติมน้ำตาลซูโครสที่ระยะเวลา 0 4 6 และ 8ชั่วโมง ของการเพาะเลี้ยง ประมาณ 1.2 1.7 2.4 และ 3 เท่า ตามลำดับ จากผลการทดลองนี้ สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาการผลิตเดกซ์แทรนในระดับถังปฏิกรณ์ชีวภาพต่อไป
เอกสารอ้างอิง
Baruah R., Deka B., Niharika Kashyap N. & Goyal A. (2018). Dextran utilization during its synthesis by Weissella cibaria RBA12 can be overcome by fed-batch fermentation in a bioreactor. Applied Biochemistry and Biotechnology. 184:1–11.
Brown, C.F. & Inkerman, P.A. (1992). Specific method for quantitative measurement of the total dextran condition of raw sugar. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 40: 227-233.
Chaikulsareewath, A. (2008). Isolation and screening of antibacterial substances of lactic acid bacteria. Thesis. Siam University. (in Thai)
Chauvatcharin, S. (1999). Development of the cultivation of high cell density of lactic acid bacteria: application of metabolic control. Thesis. Department of Biotechnology. Mahidol University. (in Thai)
Chuchan, S. (2014). Microbial polymers. Bangkok: Samnakphim Chulalongkon University. (in Thai)
Cote, G.L. & Robyt, J.F. (1982). Isolation and partial characterization of an extracellular glucansucrase from Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1355 that synthesizes an alternating 1-6, 1-3-alpha-D-glucan. Carbohydrate Research. 101(1):57–74.
Han, J., Hang, F., Guo, B., Liu, Z., You, C. & Wu, Z. (2014). Dextran synthesized by Leuconostoc mesenteroides BD1710 in tomato juice supplemented with sucrose. Carbohydrate Polymers. 122: 556-562.
Katina, K., Maina, N.H., Juvonen, R., Flander, L., Johansson, L., Virkki, L., Tenkanen, M. & Laitila, A. (2009). In situ production and analysis of Weissella confusa dextran in wheat sourdough. Food Microbiology. 26:734–743.
Keereewan, P. (2015). Selection of lactic acid bacteria Lactobacillus plantarum from Thai fermented food for conjugated linoleic acid production. M.Sc. Master of Science. Department of Biotechnology. Thammasat University. (in Thai)
Kotharia, D., Dasb, D., Patelc, S., & Goyala, A. (2014). Dextran and food application. Springer International Publishing Switzerland. 1-16.
Miljkovic, M.G., Davidovic, S.Z., Kralj, S., Siler-Marinkovic, S.S., Rajilic-Stojanovic, M.D. & Dimitrijevic-Brankovic, S.I. (2017). Characterization of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroidesT3, water kefir grains isolate. Hemijska Industrija. 71(4): 351-360.
Monsan, P., Bozonnet, S., Albenne, C., Joucla, G., Willemot, R.M. & Remaud, S.M. (2001). Homopolysaccharides from lactic acid bacteria. International Dairy Journal. 11: 675-685.
Naessens, M., Cerdobbel, A., Soetaert, W. & Vandamme J.E. (2005). Leuconostoc dextransucrase and dextran: production, properties and applications. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 80: 845–860.
Netsopa, S., Niamsanit, S., Sakloetsakun, D. & Milintawisamai, N. (2018). Characterization and rheological behavior of dextran from Weissella confuse R003. International Journal of Polymer Science. 6: 1-10.
Nopphakao, C. (2010). Optimization of media components and fermentation conditions for lactic acid production from whey by lactic acid bacteria. M.Sc. Master of Science. Department of Microbiology. Silpakorn University. (in Thai)
Nuwan, P., Phakphimol, P., Adisak, J. & Phimchanok, J. (2016). Production of dextran by Leuconostoc mesenteroides TISTR053 in fed batch fermentation. KKU research journal. 22(1): 366-375.
Parichat, S. (2014). Reducing the activity of trypsin inhibitors for silage fermentation by lactic acid bacteria obtained from raw soybean meal. M.Sc. Master of Science. Department of Biotechnology. Kasetsart University. (in Thai)
Prechtl, R.M., Dorothee, J.D.; Behr, J., Ludwig, C., Kuster, B., Vogel, R.F. & Jakob, F. (2018). Sucrose-induced proteomic response and carbohydrate utilization of Lactobacillus sakei TMW 1.411 during dextran formation. Frontiers in Microbiology. 9: 1-13.
Rueangyotchanthana, K. (2013). Screening of lactic acid bacteria isolated from animal feces for multistrains probiotics and their application in chickens. M.Sc. Master of Science. Department of Biotechnology, Srinakharinwirot University. (in Thai)
Santos, M., Teixeira, J. A. & Rodrigues, A. (2000). Production of dextransucrase, dextran and fructose from sucrose using Leuconostoc mesenteroides NRRL B512(f). Biochemistry and Engineering Journal. 4: 177-188.
Sarwat, F., Qader, S.A.U., Aman, A. & Ahmed, N. (2008). Production & characterization of a unique dextran from an indigenous Leuconostoc mesenteroides CMG713. International Journal of Biological Sciences. 4(6): 379-386.
Vanichwongwan, N. (2002). Production of dextran by streptococcus sobrinus 6715 for use as inducer for dextranase production in Arthrobacter sp. AG-2. M.Sc. Master of Science. Department of Microbiology. Chulalongkorn University. (in Thai)
Vettori, M.H., Blanco, K.C., Cortezi, M., Lima, C. & Contiero, J. (2012). Dextran: effect of process parameters on production, purification and molecular weight and recent applications. Dialogos and Ciencia. 31: 171-186.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
โปรดกรอกเอกสารและลงนาม "หนังสือรับรองให้ตีพิมพ์บทความในวารสารวิจัยมหาวิทยาลัยราชภัฏพระนคร สาขาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี" ก่อนการตีพิมพ์
