การผลิตพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพชนิดพอลิ (3-ไฮดรอกซีบิวทิเรต) จากน้ำอ้อยโดย Bacillus megaterium BA-019

Production of biodegradable plastic poly(3-hydroxybutyrate) from sugar cane liquor by bacillus megaterium BA-019

Name: ศริญญา แก้วประดับ

ThaSH: พลาสติกที่ย่อยสลายทางชีวภาพ

ThaSH: น้ำอ้อย

ThaSH: โพลิเอสเตอร์

ThaSH: บาซิลลัสเมกกาเทอเรียม

Abstract: ศึกษาการผลิต P(3HB) จาก Bacillus megaterium BA-019 โดยศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการผลิต P(3HB) เพื่อเพิ่มผลผลิตของ P(3HB) โดยใช้แหล่งคาร์บอนที่มีราคาถูกและหาได้ง่าย ได้แก่ น้ำอ้อย ศึกษาความเข้มข้นของน้ำอ้อยที่ใช้เป็นแหล่งคาร์บอน ศึกษาผลของการจำกัดธาตุอาหารจำเป็นบางชนิดที่มีต่อการเจริญ การสังเคราะห์และสะสม P(3HB) ซึ่งเป็นการเจริญในภาวะที่ไม่สมดุล ศึกษาการจำกัดความเข้มข้นของไนโตรเจนในรูปของยูเรีย ความเข้มข้นของแมกนีเซียมในรูปของแมกนีเซียมซัลเฟตเฮปตะไฮเดรต และผลร่วมระหว่างโพแทสเซียมและฟอสเฟตในรูปของโพแทสเซียมได ไฮโดรเจนฟอสเฟต เพื่อกระตุ้นให้มีการสังเคราะห์และสะสม P(3HB) เพิ่มมากขึ้น ผลการวิจัยพบว่า B. megaterium BA-019 สามารถเจริญพร้อมกับการผลิต P(3HB) ได้ดี โดยใช้น้ำอ้อยเป็นแหล่งคาร์บอน และยูเรียเป็นแหล่งไนโตรเจน ผลการศึกษาพบว่า B.megaterium BA-019 สามารถเจริญและผลิต P(3HB) ได้ดีในภาวะการเจริญ ดังนี้ แหล่งคาร์บอนคือ น้ำอ้อยที่มีความเข้มข้นของน้ำตาลรวมเท่ากับ 30 กรัมต่อลิตร แหล่งไนโตรเจนคือ ยูเรียความเข้มข้นเท่ากับ 0.8 กรัมต่อลิตร โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟตความเข้มข้นเท่ากับ 2.0 กรัมต่อลิตร และไม่ต้องมีการเติมแมกนีเซียมซัลเฟตเฮป ตะไฮเดรต โดยได้ความหนาแน่นของเซลล์เท่ากับ 9.21 กรัมต่อลิตร ความเข้มข้นของ P(3HB) เท่ากับ 4.62 กรัมต่อลิตร คิดเป็นปริมาณ P(3HB) เท่ากับ 50.12 เปอร์เซนต์ต่อน้ำหนักเซลล์แห้งที่เวลา 12 ชั่วโมง ของการเลี้ยงเชื้อ ค่าอัตราการผลิตเท่ากับ 0.38 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ศึกษาการผลิต P(3HB) ในถังหมัก โดย B. megaterium BA-019 โดยใช้ภาวะที่ได้จากการเลี้ยงเชื้อในขวดเขย่าไปเลี้ยงเชื้อในถังหมักขนาด 5 ลิตร เมื่อผลิต P(3HB) ในถังหมักโดยใช้น้ำอ้อยเป็นแหล่งคาร์บอนได้ความหนาแน่นของเซลล์สูงสุด เท่ากับ 9.61 กรัมต่อลิตร ความเข้มข้นของ P(3HB) เท่ากับ 3.07 กรัมต่อลิตร คิดเป็นปริมาณ P(3HB) เท่ากับ 42.52% ต่อน้ำหนักเซลล์แห้งที่เวลา 6 ชั่วโมงของการเลี้ยงเชื้อ ค่าอัตราการผลิตเท่ากับ 0.51 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง พบว่าปริมาณ P(3HB) สูงสุดที่ผลิตได้ต่ำกว่าเมื่อเลี้ยง B. megaterium BA-019 ในขวดเขย่า แต่ความหนาแน่นของเซลล์และอัตราการผลิต P(3HB) เมื่อเลี้ยงเชื้อในถังหมักสูงกว่า เมื่อเลี้ยงเชื้อในขวดเขย่า

Abstract: To study the factors that affected P(3HB) production by Bacillus megaterium BA-019 in order to increase the production yield of P(3HB) using sugarcane liquor which is inexpensive and locally available. The effects of initial concentration of sugarcane liquor and certain nutrients limitation (unbalanced growth condition) on cell growth as well as P(3HB) biosynthesis and accumulation were investigated. Limited amount of some components in the fermentation medium including nitrogen (urea), magnesium (MgSO4·7H2O) and a cooperation effect of potassium and phosphate (KH2PO4) was investigated. The results showed that B. megaterium BA-019 could grow and produce relatively high P(3HB) simultaneously when sugarcane liquor and urea were used as the carbon and nitrogen sources, respectively. An optimal fermentation medium yielding high P(3HB) production from B. megaterium BA-019 consisted of 30 g/l of total sugar in sugarcane liquor as a carbon substrate, 0.8 g/l of urea as a nitrogen substrate and 2.0 g/l of KH2PO4 with no requirement of MgSO4·7H2O addition. Under this condition, the maximum cell density of 9.21 g/l and P(3HB) concentration of 4.62 g/l (50.12% by DCW) were achieved at 12 h of cultivation. At the same time, the highest productivity of 0.38 g/l-h was also reached. Moreover, fermentation in 5 L fermenter was carried out using the same fermentation medium containing sugarcane liquor. The maximum cell density of 9.61 g/l and P(3HB) concentration of 3.07 g/l (42.52% by DCW) were reached at 6 h of cultivation as well as the highest productivity of 0.51 g/l-h. This results implied that the content of P(3HB) production in 5 L fermenter was lower than in shaken flask but cell density and P(3HB) productivity were higher than that of shaken flask cultivation.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ส่งศรี กุลปรีชา

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2557-02-28

Issued: 2557-02-28

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: จุลชีววิทยาทางอุตสาหกรรม

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Sarinya_ka.pdf	2.9 MB	74	2022-12-16 14:15:10

ใช้เวลา

0.025891 วินาที