การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตวุ้นสวรรค์จากแก้วมังกรพันธุ์เนื้อสีแดง (Hylocereus polyrhizus (Weber) Britton & Rose) ด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนอง

Main Article Content

มณชัย เดชสังกรานนท์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตวุ้นสวรรค์จากแก้วมังกรพันธุ์เนื้อสีแดง (Hylocereus polyrhizus (Weber) Britton & Rose) ด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนองที่มีการวางแผนการทดลองแบบแฟกทอเรียล เพื่อศึกษาผลของปัจจัย 3 ปัจจัย คือ ความเข้มข้นของน้ำแก้วมังกร ความเข้มข้นของแอมโมเนียมซัลเฟต และปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดต่ออัตราการผลิตเซลลูโลส จากการทดลองพบว่า ปัจจัยทั้ง 3 ปัจจัย มีผลต่ออัตราการผลิตเซลลูโลส ข้อมูลจากการทดลองที่ได้มีความเหมาะสมกับสมการควอดราติก เนื่องจากให้ค่าสัมประสิทธิ์ของการตัดสินใจสูง (R2 = 0.8629) เมื่อนำสมการทางคณิตศาสตร์ที่ได้มาสร้างกราฟพื้นผิวตอบสนองสามมิติของอัตราการผลิตเซลลูโลสและกราฟโครงร่าง เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตวุ้นสวรรค์ พบว่าสภาวะที่เหมาะสมคือ ความเข้มข้นของน้ำแก้วมังกรเท่ากับ 66.57% ความเข้มข้นของแอมโมเนียมซัลเฟตเท่ากับ 0.73% และปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดเท่ากับ 10 องศาบริกซ์ โดยสภาวะดังกล่าวให้อัตราการผลิตเซลลูโลสเท่ากับ 56.46 กรัม/ลิตร/วัน

Article Details

บท
บทความวิจัย (research article)

References

กมลลักษณ์ มาสาโรง, และวรพจน์ สุนทรสุข. 2557. ความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระและต้านแบคทีเรียของสารสกัดเปลือกแก้วมังกร. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 45(พิเศษ): 269-272.
กรรณิการ์ สอนโยธา และปราณี อ่านเปรื่อง. 2552. สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและความคงตัวของเบต้าไซยานินจากเปลือกและเนื้อแก้วมังกรพันธุ์เนื้อสีแดง (Hylocereus polyrhizus (Weber) Britton & Rose). วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร. 40(พิเศษ): 15-18.
เกรียงไกร พัทยากร, อรัญญา พรหมกูล, และวรรณทิชา เศวตบวร. 2558. คุณลักษณะของแบคทีเรียวุ้นสวรรค์ที่ผลิตได้จากแก้วมังกร. แก่นเกษตร. 43: 917-921.
นฤมล มานิพพาน. 2547. แก้วมังกร. เพชรกะรัต, กรุงเทพฯ.
นิษฐกานต์ ประดิษฐ์ศรีกุล. 2558. คุณภาพของแผ่นวุ้นเซลลูโลสจากการเพาะเลี้ยงด้วยสารอาหารเสริมที่แตกต่างกันในน้ำสกัดเศษข้าวโพด. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ สาขาวิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร คณะเทคโนโลยีการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ.
บุญฤทธิ์ ฤทัยคงถาวร. 2546. การผลิตเซลลูโลสจาก Acetobacter sp. TISTR 975 โดยใช้ถังหมักทรงกระบอกแบบหมุน. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, กรุงเทพฯ.
บุศรากรณ์ มหาโยธี, พิสุทธ์ บุตรสุวรรณ, และภัทรพร ดาวแจ้ง. 2551. การลดกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ในน้ำแก้วมังกรบรรจุกระป๋อง. กรุงเทพฯ: สำนักงานกองทุนสนับสนุนงานวิจัย (สกว.) ฝ่ายอุตสาหกรรม.
ประไพศรี สุทัศน์ ณ อยุธยา และพงศ์ชนัน เหลืองไพบูลย์. 2551. การออกแบบและการวิเคราะห์การทดลอง. สำนักพิมพ์ท้อป, กรุงเทพฯ.
พงษ์ศักดิ์ รัตนกุลชัยนันท์. 2542. แก้วมังกร คุณค่า คู่ความงาม. ผาสุก. 22: 24-27.
ภชมน พิชญาจิตติพงษ์. 2556. การผลิตและสมบัติทางชีวภาพของสีผสมอาหารจากเปลือกแก้วมังกรพันธุ์เนื ้อผลสีแดง(Hylocercus polyrhizus). วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี, นครราชสีมา.
รุสมัน ดะแซสาเมาะ. 2557. การสกัดและการทำบริสุทธิ์โอลิโกแซ็คคาไรด์จากเนื้อแก้วมังกรและการประเมินคุณสมบัติการเป็นสารพรีไบโอติก. วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์,สงขลา.
สมคิด ธรรมรัตน์. 2531. การผลิตวุ้นน้ำมะพร้าวและการแปรรูป. อาหาร. 18: 250-262.
สุเมธ ตันตระเธียร และวราวุฒิ ครูส่ง. 2537. วุ้นมะพร้าว. วารสารวิทยาศาสตร์. 48: 360-366.
สุรพงษ์ โกสิยะจินดา. 2545. แก้วมังกร พืชเศรษฐกิจ ผลไม้สุขภาพ. หจก.ฟันนี่พับลิชชิ่ง, กรุงเทพฯ.
อนันต์ บุญปาน, สิริแข พงษ์สวัสดิ์ และจิรพรรณ คำผา. 2553. การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตวุ้นสวรรค์จากกากน้ำตาล. น. 547-554. ใน: การประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 48 สาขาอุตสาหกรรมเกษตร. 3 ก.พ.-5 ก.พ. 2553. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
Almeida, I. F., T. Pereira, N. H. Silva, F. P. Gomes, A. J. Silvestre, C. S. Freire, J. M. Sousa Lobo, and P. C. Costa. 2014. Bacterial cellulose embranes as drug delivery systems: an in vivo skin compatibility study. Eur. J. Pharm Biopharm. 86: 332-336.
Amnuaikit, T., T. Chusuit, P. Raknam, and P. Boonme. 2011. Effects of a cellulose mask synthesized by a bacterium on facial skin characteristics and user satisfaction. Med. Devices. 4: 77-81. Awadhiya, A., D. Kumar, R. Bushara, and V. Verma. 2016. Synthesis and characterization of agarose–bacterial cellulose biodegradable composites. Polym. Bull. 74: 2887-2903.
Box, G. E. P., and D. W. Behnken. 1960. Some new three level designs for the study of quatitative variables. Technometrics. 2: 455-475.
Borzani, W., and S. J. Souza. 1995. Mechanism of the film thickness increasing during the bacterial production of cellulose on non-agitated liquid media. Biotechnol lett. 17: 1271-1272.
Budhiono, A., B. Rosidi, H. Taher, and M. Iguchi. 1999. Kinetic aspects of bacterial cellulose formation in nata-de-coco culture system. Carbohyd. Polym. 40: 137-143.
Cai, Y. Z., M. Sun, and H. Corke. 2005. Characterization and application of betalain pigments from plants of the Amaranthaceae. Trends. Food Sci. Technol. 16: 370-376.
Coeffy, D. G., and D. A. Bell. 1995. Cellulose and cellulose derivative. P. 147-179. In: A. M. Stephen. Food polysaccharide and their application. Dekker, NY.
Czaja, W., A. Krystynowicz, S. Bielecki, and R. M. Brown. 2006. Microbial cellulose-the natural power to heal wounds. Biomaterials. 27: 45-151.
Gan, C. Y., and A. A. Latiff. 2011. Extraction of antioxidant pectic-polysaccharide from mangosteen (Garcinia mangostana) rind: optimization using response surface methodology. Carbohyd. Polym. 83: 600-607.
Hasan, N., D. R. A. Biak, and S. Kamarudin. 2012. Application of bacterial cellulose (BC) in natural facial scrub. Int. J. Adv. Sci. Eng. Inf. Technol. 2: 1-4.
Huang, A. S., and J. H. Von Elbe. 1987. Effect of pH on the degradation and regeneration of betanine. J. Food Sci. 52: 1689-1693.
Hutchens, S. A., R. V. Leon, H. M. O’Neill, and B. R. Evans. 2007. Statistical analysis of optimal culture conditions for Gluconacetobacter hanseniicellulose production.Lett. Appl. Microbiol. 44: 175-180.
Jagannath, A., A. Kalaiselvan, S. S. Manjunatha, P. S. Raju, and A. S. Bawa. 2008. The effect of pH, sucrose and ammonium sulphate concentrations on the production of bacterial cellulose (Nata-de-coco) by Acetobacter xylinum. World J. Microbiol.Biotechnol. 24: 2593-2599.
Jonas, R., and L. F. Farahh. 1998. Production and application of microbial cellulose. Polym. Degrad. Stab. 59: 101-106.
Keshk, S., and K. Sameshima. 2006. The utilization of sugar cane molasses with/without the presence of lignosulfonate for the production of bacterial cellulose. Appl Microbiol. Biotechnol. 72: 291-296.
Klemm, D., D. Schumann, U. Udhardta, and S. Marsch. 2001. Bacterial synthesized cellulose-artificial blood vessels for microsurgery. Prog. Polym. Sci. 26: 1561-1603.
Klemm, D., D. Schumann, F. Kramer, N. Heßler, M. Hornung, H. P. Schmauder, and S. Marsch. 2006. Nanocelluloses as innovative polymers in research and application. Adv. Polym. Sci. 205: 49-96.
Lapuz, M. M., E. G. Gallardo, and M. A. Palo. 1967. The nata organism cultural requirements, characteristics and identity. Philipp. J. Sci. 96: 91-108.
Lin, S. P., I. L. Calvar, J. M. Catchmark, J. R. Liu, A. Demirci, and K. C. Cheng. 2013. Biosynthesis, production and applications of bacterial cellulose. Cellulose. 20: 2191-2219.
Lin, Y. C., Y. C. Wey, M. L. Lee, P. C. Lin. 2015. Cosmetic composition containing fragments of bacterial cellulose film and method for manufacturing thereof. US patent, US 20150216784 A1.
Mesomya, W., V. Pakpeankitvatana, S. Komindr, P. Leelahakul, Y. Cuptapun, D. Hengsawadi, P. Tammarate, and P. Tangkanakul. 2006. Effects of health food from cereal and Nata De Coco on serum lipids in Human. Songklanakarin. J. Sci. Technol. 28: 23-28.
Montogomery, D. C. 2011. Design and analysis of experiments. John Willey & Sons Inc, NY.Morton, J. F. 1987. Fruits of warm climates. Strawberry Pear. Florida Flair Books, Miami.
Ortiz, T. A., and L. S. A. Takahashi. 2015. Physical and chemical characteristics of pitaya fruits at physiological maturity. Genet. Mol. Res. 14: 14422-14439.
Rebecca, O. P. S., A. N. Boyce, and S. Chandran. 2010. Pigment identification and antioxidant properties of red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus). Afr. J. Biotechnol. 9: 1450-1454.
Ross, P., M. Raphae, and B. Moshe. 1991. Cellulose biosynthesis and function in bacteria. Microbiol. Rev. 55: 35-58.
Shi Z, Y. Zhang, G. O. Phillips, and G. Yang. 2014. Utilization of bacterial cellulose in food. Food Hydrocoll. 35: 539-545.
Sonia, A., and K. P. Dasan. 2013. Celluloses microfibers (CMF)/poly (ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) composites for food packaging applications : A study based on barrier and biodegradation behavior. J. Food Eng. 118: 78-89.
Valla, S. 1995. Food Biotechnology : Microorganism for cellulose production. VCH Publisher Inc, NY.
Velásquez-RiañoEmail, M., and V. Bojacá. 2017. Production of bacterial cellulose from alternative low-cost substrates. Cellulose. 24: 2677-2698.
Watanabe, K., and S. Yamanaka. 1995. Effect of oxygen tension in the gaseous phase on production and physiological properties of bacterial cellulose formed under static culture conditions. Biosci. Biotechnol. Biochem. 59: 65-68.
Wichienchot, S., M. Jatupornpipat, and R. A. Rastall. 2010. Oligosaccharides of pitaya (dragon fruit) flesh and their prebiotic properties. Food Chem. 120: 850-857.
Wu, J., Y. Zheng, W. Song, J. Luan, X. Wen, Z. Wu, X. Chen. Q. Wang, and S. Guo. 2014. In situ synthesis of silver-nanoparticles/bacterial cellulose composites for slow-released antimicrobial wound dressing. Carbohyd. Polym. 102: 762-771.
Wu, L. C., H. W. Hsu, Y. C. Chen, C. C. Chiu, Y. I. Lin, and J. A. Annie Ho. 2006. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya. Food Chem. 95: 315-327.
Xiao, L., Y. Mai, F. He, L. Yu, L. Zhang, H. Tang, and G. Yang. 2012. Bio-based green composites with highperformance from poly (lactic acid) and surface modified microcrystalline cellulose. J. Mater. Chem. 22: 15732-15739.
Yamanaka, S., K. Watanabe, and N. Kitamura. 1989. The structure and mechanical properties of sheets prepared from bacterial cellulose. J. Mater. Sci. 24: 3141-3145.
Yang, G. J. Xie, F. Hong, Z. Cao, and X. Yang. 2012.Antimicrobial activity of silver nanoparticle impregnated bacterial cellulose membrane: Effect of fermentation carbon sources of bacterial cellulose Carbohyd. Polym. 87: 839-845.