การศึกษาไซลาโนไลติกและเซลลูโลไลติกเอนไซม์ จาก Bacillus sp. สายพันธุ์ TW-1 ภายใต้สภาวะปราศจากออกซิเจน และการนำไปประยุกต์ใช้

Study on Xylanolytic and Cellulolytic Enzymes of Bacillus sp. strain TW-1 under Anaerobic Conditions and Their Application

Name: ธนวรรณ ศรีนาง

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี. สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวเคมี

Name: Thanawan Srinang

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. School of Bioresources and Technology. Biochemical Technology

keyword: ไซลาโนไลติกเอนไซม์

; วัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

; Agricultural Waste

; Xylanolytic Enzyme

Abstract: เมื่อเพาะเลี้ยง Bacillus sp. สายพันธุ์ TW-1 ภายใต้สภาวะปราศจากออกซิเจนในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเปลือกข้าวโพดเป็นแหล่งคาร์บอน พบว่าสามารถผลิตเอนไซม์ต่างๆในกลุ่มไซลาโนไลติกและเซลลูโลไลติก เซลล์ของ Bacillus sp. สายพันธุ์ TW-1 มีความสามารถ ในการยึดเกาะพอลิแซ็กคาไรด์ที่ไม่ละลายน้ำได้โดยสามารถยึดเกาะกับไซแลนที่ไม่ละลายน้ำได้ดีกว่าเปลือกข้าวโพด ซังข้าวโพด และอะไวเซล เมื่อนำ multienzyme complex ที่ชะจากตะกอนเซลล์ (pellet) ที่เพาะเลี้ยงในเปลือกข้าวโพดด้วย triethylamine (TEA) 1% มาตรวจสอบกิจกรรมของเอนไซม์ พบว่าประกอบด้วยเอนไซม์ในกลุ่มไซลาโนไลติก ได้แก่ไซลาเนส 324.00 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน เบต้าไซโลซิเดส 0.12 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน และอะราบิโนฟูราโนซิเดส 0.02 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน ส่วนเอนไซม์ในกลุ่มเซลลูโลไลติก ประกอบด้วยอะไวซิเลส 33.88 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน คาร์บอกซีเมททิลเซลลูเลส 22.33 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน และเบต้ากลูโคซิเดส 0.10 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน นอกจากนี้ยังตรวจพบเอนไซม์แมนนาเนส 25.63 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน เมื่อตรวจสอบรูปแบบของเอนไซม์ในกลุ่ม ไซลาโนไลติกและเซลลูโลไลติกในส่วนที่ชะจากตะกอนเซลล์โดยใช้สารละลาย 1%TEA พบกลุ่มโปรตีนขนาดใหญ่เพียงกลุ่มเดียว เมื่อตรวจสอบด้วยเทคนิค native-PAGE สำหรับ SDS-PAGE นั้นรูปแบบโปรตีนที่ชะด้วย 1%TEA แสดงแถบโปรตีนอย่างน้อย 6 ชนิด และเมื่อตรวจสอบด้วยเทคนิค zymogram พบว่าประกอบด้วยไซลาเนสอย่างน้อย 3 ชนิด และคาร์บอกซีเมททิลเซลลูเลสอย่างน้อย 1 ชนิด เมื่อเพาะเลี้ยง Bacillus sp. สายพันธุ์ TW-1 ในอาหารที่มีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรต่างๆ เป็นแหล่งคาร์บอน ภายใต้สภาวะปราศจากออกซิเจน พบว่าเปลือกข้าวโพดเป็นวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรที่ไซลาโนไลติกและเซลลูโลไลติกเอนไซม์จาก Bacillus sp. สายพันธุ์ TW-1 สามารถ ย่อยได้ดีและตรวจวัดปริมาณน้ำตาลใน culture supernatant ได้มากที่สุด รองลงมาคือ ซังข้าวโพดและฟางข้าว ตามลำดับ ส่วนชานอ้อยและ แกลบถูกย่อยได้น้อยมาก โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการเพาะเลี้ยง Bacillus sp. สายพันธุ์ TW-1 ในเปลือกข้าวโพดภายใต้สภาวะปราศจากออกซิเจน ได้แก่ ไซโลส ไซโลไบโอส และโอลิโกแซ็กคาไรด์ต่างๆ นอกจากนี้ยังสามารถตรวจพบเอทานอลและกรดแอซีติกในน้ำหมักด้วย

Abstract: Bacillus sp. strain TW-1 produced xylanolytic and cellulolytic enzymes when grown on corn hull as a carbon source under anaerobic conditions. Cells of Bacillus sp. strain TW-1 could adhere to insoluble xylan better than corn hull, corn cob, and avicel. Multienzyme complex, eluted from pellet by 1% triethylamine contained xylanolytic enzyme such as xylanase, b-xylosidase and arabinofuranosidase with the specific activities of 324.00, 0.12 and 0.02 U/g protein and cellulolytic enzyme such as avicelase, carboxymethyl cellulase (CMCase) and b-glucosidase at 33.88, 22.33 and 0.10 U/g protein and mannanase at 25.63 U/g protein, respectively. Native-PAGE analysis indicated that the eluted multienzyme complex contained only one band of large protein and SDS-PAGE of the eluted multienzyme complex exhibited at least 6 proteins, and zymograms indicated that the large protein contained at least 3 types of xylanase and 1 type of carboxymethyl cellulase. When Bacillus sp. strain TW-1 was grown on agricultural wastes under anaerobic conditions, it was found that these agricultural wastes were digested by xylanolytic and cellulolytic enzymes produced by Bacillus sp. strain TW-1 during growth in the culture medium. Corn hull was efficiently hydrolyzed better than corn cob and rice straw. However, sugarcane bagasse, and rice husk were difficult to hydrolyze by the enzymes. The hydrolysis products of corn hull in culture supernatant were xylose, xylobiose, and other oligosaccharides. Moreover, ethanol and acetic acid were found in the culture medium of Bacillus sp. strain TW-1 during growth on corn hull as a sole carbon source under anaerobic conditions.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

Address: กรุงเทพมหานคร (Bangkok)

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: กนก รัตนะกนกชัย

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: จักรกฤษณ์ เตชะอภัยคุณ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: Khanok Ratanakhanokchai

Role: Advisor

Name: Chakrit Tachaapaikoon

Role: Advisor

Created: 2549

Modified: 2560-07-17

Issued: 2552-02-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: BCT163

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีชีวเคมี

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	BCT163.pdf	15.09 MB	49	2023-01-19 10:50:39
2	BCT163ab.pdf	103.52 KB	18	2023-01-19 10:53:11
3	BCT163abth.txt	2.48 KB	19	2020-10-11 17:03:31
4	BCT163aben.txt	2.26 KB	10	2018-05-10 21:19:00

ใช้เวลา

0.046745 วินาที