การผลิตน้ำตาลรีดิวซ์จากกากมันสำปะหลังโดยการใช้เอนไซม์ และอัลทราฟิลเทรชัน

Reducing sugar production from cassava waste using enzyme and ultrafiltration

Name: สุนีย์ โชตินีรนาท

ThaSH: กลูโคส

ThaSH: อะมีเลส

ThaSH: เอนไซม์

ThaSH: มันสำปะหลัง

ThaSH: ของเสียทางการเกษตร

ThaSH: อัลตราฟิลเตรชัน

ThaSH: เซลลูเลส

Abstract: จากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของการมันสำปะหลัง พบว่าองค์ประกอบส่วนใหญ่คือคาร์โบไฮเดรตและไฟเบอร์ มีปริมาณเฉลี่ยร้อยละ 66.22 และ 15.26 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ แนวทางหนึ่งเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับกากมันสำปะหลัง คือ นำกากมันสำปะหลังมาเป็นวัตถุดิบในการผลิตน้ำตาลกลูโคส การย่อยกากมันสำปะหลังด้วยกรดไฮโดรคลอริกเป็นเวลา 2.5 ชั่วโมง ให้เป็นน้ำตาลรีดิวซ์ร้อยละ 61.68 ± 0.62 งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาภาวะที่เหมาะสมต่อการย่อยกากมันสำปะหลังโดยใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลส กลูโคอะไมเลส และเซลลูเลส และเพิ่มประสิทธิภาพในการย่อยโดยนำอัลทราฟิลเทรชันมาประยุกต์ใช้ จากการทดลองพบว่าภาวะที่เหมาะสมที่เอนไซม์ทั้ง 3 ชนิด คือ แอลฟาอะไมเลส กลูโคอะไมเลส และเซลลูเลส น่าจะทำงานร่วมกันได้ คือ ค่าความเป็นกรดด่าง 5.0 อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส การใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลสผสมกลูโคอะไมเลสในการย่อยกากมันสำปะหลัง พบว่าสามารถผลิตน้ำตาลรีดิวซ์ได้มากกว่าการใช้เอนไซน์แอลฟาอะไมเลสหรือกลูโคอะไมเลสเพียงชนิดเดียว อัตราส่วนของแอลฟาอะไมเลสต่อกลูโคอะไมเลสต่อกากมันสำปะหลังที่เหมาะสม คือ แอลฟาอะไมเลส 285.6 MWU ต่อกรัมกากมัน กลูโคอะไมเลส 0.21 DUต่อกรัมกากมัน ที่อัตราส่วนนี้ค่าความเร็วปฏิกิริยาสูงสุด (V max) มีค่าเท่ากับ 0.133 มิลลิกรัมน้ำตาลรีดิวซ์ต่อมิลลิลิตรต่อนาที การย่อยกากมันสำปะหลังเป็นเวลา 4 ชั่วโมง โดยใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลส 285.6 MWU ต่อกรัมกากมันผสมกลูโคอะไมเลส 0.21 DUต่อกรัมกากมัน และเซลลูเลส 15.48 NCUต่อกรัมกากมัน ให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ร้อยละ 39.02 มากกว่าการใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลสผสมกลูโคอะไมเลส ซึ่งผลิตได้ร้อยละ 24.10 และพบว่าน้ำตาลกลูโคสมีผลไปรบกวนการทำงานของเอนไซม์แอลฟาอะไมเลสผสมกลูโคอะไมเลสและเซลลูเลส การใช้อัลทราฟิลเทรชันในกระบวนการย่อยกากมันสำปะหลังที่ความดันเฉลี่ย 98 kPa อัตราการไหลผ่านผิวหน้าแผ่นกรอง 130 มิลลิลิตรต่อนาที พื้นที่ในการกรอง 28.27 ตารางเซนติเมตร พบว่าปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่ผลิตได้เมื่อใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลสผสมกลูโคอะไมเลสชุดที่ผ่านการกรองมีปริมาณมากกว่าชุดที่ไม่ผ่านการกรอง และเมื่อใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลสผสมกลูโคอะไมเลสและเซลลูเลส พบว่าการกรองไม่ทำให้ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์สูงขึ้น จากผลการทดลองคำนวณหาพื้นที่ที่เหมาะสมในการกรองสำหรับระบบที่ใช้เอนไซม์แอลฟาอะไมเลสผสมกลูโคอะไมเลสและเซลลูเลส พบว่าต้องการพื้นที่ในการกรองมากกว่าที่ใช้ในการทดลองนี้ประมาณ 27 เท่าหรือต้องการพื้นที่ในการกรอง 0.256 ตารางเซนติเมตรต่อปริมาตรสารละลายกากมันสำปะหลัง 1 มิลลิลิตร

Abstract: Generally, the cassava waste which mostly carbohydrate (66.22% dried) and fiber (15.23% dried) were used as feed. Because of high carbohydrate content, it could be used as raw material in glucose production. To hydrolyze cassava waste, it would be done by using acids or enzymes. Hydrolyzation of cassava waste by hydrochloric acid produced hydrolyzate with reducing sugar content 61.68 ±0.62% in 2.5 hours. This research aimed to study the hydrolyzation condition of cassava waste by using three enzymes with ultrafiltration application to enhance the efficiency. It was found that suitable condition for alpha-amylase and glucoamylase were pH 5.0 and temperature 50℃ and gave hydrolyzate with higher reducing sugar content than using each enzyme alone. The amount of alpha-amylase and glucoamylase per gram of cassava waste were 285.6 MWU and 0.21 DU, respectively. At this condition, Vmax was 0.133 mg of reducing sugar/ml.min and gave reducing sugar content in the hydrolyzate at 24.10%. The addition of cellulose 15.48 NCU/g of cassava waste gave hydrolyzate contained a reducing sugar content at 39.02% . The hydrolyzation of cassava waste by alpha-amyhlase and glucoamylase with the ultrafiltration application using, average pressure of 98 kPa, flow rate passed membrane surface at 130 ml/sec and filtration area 28.27 cm2, gave higher reducing sugar content than the non-filtrated. The hydrolyzation of cassava waste with combination of three enzymes, the ultrafiltration did not enhance the efficiency of enzymes. By calculation, filtration area for three enzymes need at least 0.256 cm2/ml of cassava waste solution, or 27 times of filtration area that used in this experiment to accomplish the enhancement.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: สะเมธ ตันตระเธียร

Role: ที่ปรึกษา

Name: ชิดพงศ์ ประดิษฐสุวรรณ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2539

Modified: 2563-06-20

Issued: 2563-06-20

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/62889

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีทางอาหาร

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Sunee_cho_front_p.pdf	3.58 MB	2	2023-12-26 14:26:06
2	Sunee_cho_ch1_p.pdf	1.11 MB	2	2023-12-26 14:26:30
3	Sunee_cho_ch2_p.pdf	8.66 MB	3	2023-12-26 14:26:47
4	Sunee_cho_ch3_p.pdf	4.41 MB	2	2023-12-26 14:27:05
5	Sunee_cho_ch4_p.pdf	11.63 MB	3	2024-04-19 14:29:07
6	Sunee_cho_ch5_p.pdf	1.14 MB	3	2024-04-19 14:28:08
7	Sunee_cho_back_p.pdf	5.02 MB	3	2023-12-26 14:27:57

ใช้เวลา

0.052372 วินาที