การสกัดแอลคาไลน์โพรทีเอสจากน้ำหมักของ Bacillus subtilis TISTR 25 โดยใช้ระบบสารละลายน้ำสองวัฎภาคในหอสกัดโอลชูรัชตัน

Extraction of alkaline protease from fermentation broth of Bacillus subtilis TISTR 25 using aqueous two-phase system in oldshue-rushton column

Name: ศันสนีย์ คูณกลาง

ThaSH: เอนไซม์โปรติเอส

ThaSH: การแยก (เทคโนโลยี)

ThaSH: บาซิลลัส

Abstract: วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยนี้เพื่อหาภาวะที่เหมาะสมสำหรับการสกัดเอนไซม์แอลคาไลน์โพรทีเอสจากน้ำหมักของเชื้อแบคทีเรีย Bacillus subtilis TISTR 25 โดยใช้ระบบสารละลายน้ำสองวัฏภาคในหอสกัดโอลชูรัชตันขนาด 5.7 ลิตร โดยวัฏภาคต่อเนื่องมีองค์ประกอบของ ไดโพแทสเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟต 19.65%(w/w) โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต 8.35%(w/w) และน้ำกรอง 72% (w/w) วัฏภาคกระจายตัวมีองค์ประกอบของ พอลีเอทิลีนไกลคอบ 1000 42.5%(w/w) ไดโพแทสเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟต 1.75%(w/w) โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต 0.75%(w/w) และน้ำกรอง 55%(w/w) ซึ่งการทดลองจะประกอบด้วยการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการสกัดเอนไซม์แอลคาไลน์โพรทีเอสจากแบคทีเรีย Bacillus subtils TISTR 25 โดยจะทำการหาอิทธิพลของความเข้มข้นของน้ำหมักในวัฎภาคต่อเนื่อง (20 40 และ 55%)(w/w) อิทธิพลของอัตราการไหลเชิงปริมาตรของวัฏภาคต่อเนื่อง/วัฏภาคกระจายตัว โดยกำหนดให้สัดส่วนเชิงปริมาตรของวัฎกาคต่อเนื่อง/วัฏภาคกระจายตัวคงที่ ที่ 3:1(42/12, 69/28 และ 97/28 มิลลิลิตรต่อนาที) และอิทธิพลของการปั่นกวนของใบพัด (100 และ 140 รอบนาที) โดยพิจารณาจากประสิทธิภาพการสกัดได้แก่ จำนวนเท่าของความบริสุทธ์ เปอร์เซ็นต์ผลได้ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลรวมของเอนไซม์แอลคาไลน์โพรทีเอสระหว่างวัฏภาค และไพรไฟล์ความเข้มข้นของเอนไซม์ในวัฏภาคต่อเนื่องตามความสูงของหอสกัด รวมถึงจะทำการทดสอบเสถียรภาพของเอนไซม์ที่สามารถสกัดได้ จากการวิจัยพบว่า ภาวะที่เหมาะสมสำรหับการสกัดเอนไซม์แอลคาไลน์โพรดีเอสจากน้ำหนักของเชื้อแบคทีเรีย Bacillus subtils TISTR 25 โดยใช้ระบบสารละลายน้ำสองวัฏภาคในหอสกัดโอลชูรัชตันขนาด 5.7 ลิตร คือ ที่ค่าความเข้มข้นของน้ำหมักเริ่มต้นในวัฏภาคต่อเนื่องเท่ากับ 55 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ที่อัตราการไหลเชิงปริมาตรของวัฏภาคต่อเนื่อง/วัฏภาคกระตัวที่ 97/28 มิลลิลิตรต่อนาที และที่การปั่นกวนของใบพัดที่อยู่ในช่วง 100-140 รอบต่อนาที โดยจะให้จำนวนเท่าของความบริสุทธิ์ เปอร์เซ็นต์ผลได้ และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลรวมของเอนไซม์แอลคาไลน์โพรทีเอสระหว่างวัฏภาคเท่ากับ 1.39-1.43 เท่า 52.14-51.78 เปอร์เซ็นต์ และ 4.49-4.52 x 10⁻⁴ นาที⁻¹ ตามลำดั บ ซึ่งที่อัตราการไหลเชิงปริมาตรนี้สามรถสกัดน้ำหมักได้ 76.82 ลิตร ในระยะเวลาสกัด 1 วัน ส่วนการทดสอบเสถียภาพของเอนไซม์แอลคาไลน์โพรทีเอสที่ผ่านการสกัดแล้วซึ่งกระจายตัวอยู่ในวัฏภาคกระจายตัวที่อุณหภูมิห้อง ระยะเวลาเก็บ 3 สัปดาห์ พบว่าเอนไซม์มีค่ากิจกรรมเอนไซม์ลดลงจากเริ่มต้นเป็น 14.3 เปอร์เซ็นต์

Abstract: The aim of this research was to determine optimal conditions for extraction of alkaline protease from Bacillus subtils TISTR 25 fermentation broth using aqueous two-phase system in Oldshue-Rushton column 5.7 liter. Extraction was done in continuous mode with dispersed phase composed of (by weight) PEG 1000 42.5%, dipotassium hydrogenphophate 1.75%, potassium dihydrogen phosphate 0.75%, water 55% flowing upwards and continuous phase of dipotassium hydrogenphosphate 19.65%, potassium dihydrogenphosphate 6.35%, water 55% flowing downwards. The research was to study effects of fermentation broth concentration (20, 40 and 55% w/w), continuous/dispersed flow rates(42/12, 69/20 and 97/28 ml/min), and impeller revolution speed(100 and 140 rpm) on purification factor, yield percent, over all mass transfer coefficient, and enzyme activity in continuous phase profile in extraction column. The stability of the extracted alkaline protease in PEG rich-phase was also studied. It was found that the optimal conditions for alkaline protease extraction in Oldshue-Rushton column 5.7 liter were 55% w/w fermentation broth, continuous/dispersed phase flow rate of 97/28/ ml/min, and impeller speed of 100-140 rpm. These conditions gave purification factor, yield percent, and overall mass transfer coefficient of 1.39-1.48, 52.14-51.78% and 4.49-4.52 x 10⁻⁴ min⁻¹, respectively, with this volumetric flow rate fermentation broth of 76.82 1 could be extracted within one day of operation. It was also found that the activity of the extracted alkaline protease dissolve in PEG 100 rich phase system reduced its initial activity form 14.3 percent after keeping at 30±2 ℃ for 3 weeks.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: สีรุ้ง ปรีชานนท์

Role: ที่ปรึกษา

Name: นภา ศิวรังสรรค์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2548

Modified: 2564-09-05

Issued: 2564-03-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/66482

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเคมี

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Sansanee_ko_tdc.pdf	5.07 MB

ใช้เวลา

0.022472 วินาที