Screening of Cellulase Producing Bacteria and Efficiency of Lignocellulosic Decomposition

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดแยกแบคทีเรียผลิตเอนไซม์เซลลูเลสจากดินบริเวณรอบรากพืชและเศษวัสดุทางการเกษตร (ใบอ้อย ชานอ้อย ฟางข้าว และทะลายปาล์ม) พร้อมทั้งศึกษาความหลากหลายและความสามารถในการผลิตเอนไซม์เซลลูเลสของแบคทีเรีย รวมทั้งการย่อยสลายวัสดุลิกโนเซลลูโลสในสภาวะจำลอง ผลการวิจัยสามารถแยกแบคทีเรียที่ผลิตเอนไซม์เซลลูเลสได้จำนวน 100 ไอโซเลต จากการวัดความสามารถในการย่อยสลายเซลลูโลสจากการเกิดโซนใส (Hydrolytic capacity: (HC) value มากกว่า 3) บนอาหารแข็ง carboxy methyl cellulose (CMC) สามารถคัดเลือกแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพในการผลิตเอนไซม์เซลลูเลสได้จำนวน 25 ไอโซเลต หลังจากจัดกลุ่มแสดงความสัมพันธ์ของแบคทีเรียผลิตเอนไซม์เซลลูเลสที่มีประสิทธิภาพสูงโดยอาศัยข้อมูลการใช้แหล่งไนโตรเจน แหล่งคาร์บอน ลักษณะทางสัณฐานวิทยา และความสามารถในการต้านทานสารปฎิชีวนะ และวิเคราะห์โดย UPGMA สามารถแบ่งกลุ่มแบคทีเรียได้เป็น 2 clusters ที่ระดับความคล้ายคลึงร้อยละ 50 ซึ่งชี้ชัดได้ว่าแบคทีเรียตัวแทนมีความหลากหลาย เมื่อวิเคราะห์กิจกรรมคาร์บอกซีเมทธิลเซลลูเลสของแบคทีเรียตัวแทนทั้งหมด พบแบคทีเรียตัวแทนส่วนใหญ่มีกิจกรรมเอนไซม์เซลลูเลสอยู่ในช่วง 0.0509-0.0702 ยูนิตต่อมิลลิลิตร โดยแบคทีเรียไอโซเลต M008 เป็นแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพการผลิตเอนไซม์สูงสุด คือ 0.0702±0.0027 ยูนิตต่อมิลลิลิตร เมื่อนำแบคทีเรียไอโซเลต M008 มาทดสอบการย่อยสลายวัสดุลิกโนเซลลูโลสในสภาวะจำลอง พบว่าแบคทีเรียสามารถย่อยสลายทะลายปาล์มได้ดีที่สุดเมื่อบ่มที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 วัน รองลงมาคือ ใบอ้อย และฟางข้าว ตามลำดับ ซึ่งจากการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนบริเวณ 16S rDNA สามารถระบุชนิดของแบคทีเรียได้เป็น Enterobacter sp. ที่ระดับความคล้ายคลึงร้อยละ 99