การคัดเลือกสายพันธุ์ทนเอทานอลของยีสต์ทนร้อนและการเพิ่มการผลิตเอทานอลที่อุณหภูมิสูงโดยการปรับตัวและการกลายพันธุ์

Selection of ethanol tolerant strain of thermotolerant yeasts and indreasing of ethanol production at high temperature by adaptation and mutation

Name: สรศิริ พัฒนกิตติวรกุล

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วท.ม. (จุลชีววิทยา) 2562

Classification :.LCCS: QR151

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาจุลชีววิทยา -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: ยีสต์

ThaSH: เอทานอล -- การผลิต

Abstract: ยีสต์ทนร้อนสายพันธุ์ที่หมักเอทานอลเป็นที่ต้องการเพื่อการผลิตเอทานอลที่อุณหภูมิสูงกากน้ำตาลเป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตเอทานอลในประเทศไทยงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดเลือกยีสต์ทนร้อนที่ผลิตเอทานอลสูงจากกากน้ำตาลที่อุณหภูมิสูงและเพิ่มการผลิตเอทานอลที่อุณหภูมิสูงโดยการปรับตัวและการกลายพันธุ์จากยีสต์ทนร้อนที่หมักเอทานอลได้ 7 สายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae DMKU 3-S087 เป็นสายพันธุ์ที่ผลิตเอทานอลได้สูงกว่าทุกสายพันธุ์ใน yeast extract peptone dextrose (YPD) broth ที่มีกลูโคส 250-400 กรัมต่อลิตร โดยหมักเอทานอลได้สูงที่สุดในอาหารที่มีกลูโคส 400 กรัมต่อลิตร และทนเอทานอล 100 กรัมต่อลิตรที่ 37 องศาเซลเซียส ดังนั้นจึงคัดเลือก S. cerevisiae DMKU 3-S087 สำหรับการศึกษาต่อไป ศึกษาการผลิตเอทานอลในกากน้ำตาลที่ปรับให้มีน้ำตาลที่หมักได้รวม 200 กรัมต่อลิตร ที่ 37 และ40 องศาเซลเซียส พบว่าที่ 37 องศาเซลเซียส DMKU 3-S087 ผลิตเอทานอลได้สูงกว่าที่ 40 องศาเซลเซียสเล็กน้อยองค์ประกอบของอาหารกากน้ำตาลที่เหมาะสมสำหรับการผลิตเอทานอลที่ศึกษาโดยวิธีพื้นผิวตอบสนองด้วย Box-Behnken design คือประกอบด้วยน้ำตาลที่หมักได้รวม 200 กรัมต่อลิตรและแอมโมเนียมซัลเฟต 1 กรัมต่อลิตรเมื่อใช้พีเอชเริ่มต้นเท่ากับ 5.5 และอุณหภูมิระหว่างการหมักเท่ากับ 40 องศาเซลเซียส ซึ่งผลิตเอทานอลได้ 58.4 กรัมต่อลิตร ที่ 42 ชั่วโมง เมื่อน่า DMKU 3-S087 มาปรับปรุงด้วยวิธีปรับตัวและการกลายพันธุ์ พบว่าสายพันธุ์ที่ผ่านการปรับตัว ผลิตเอทานอลต่ำกว่าสายพันธุ์เดิม ส่วนการกลายพันธุ์โดยเอทธิลมีเทนซัลโฟเนต พบว่าสายพันธุ์กลายบางสายพันธุ์ผลิตเอทานอลสูงกว่าสายพันธุ์เดิม โดยในอาหารกากน้ำตาลประกอบด้วยน้ำตาลที่หมักได้รวม 200 กรัมต่อลิตร S087E100 - 294 ผลิตเอทานอลได้สูงสุด (73.0 กรัมต่อลิตร) ที่ 37 องศาเซลเซียส ในขณะที่ S087DE294-120 ผลิตเอทานอลได้สูงสุด (64.1 กรัมต่อลิตร) ที่ 40 องศาเซลเซียส เมื่อนำสายพันธุ์กลาย 11 สายพันธุ์ มาทดสอบความทนต่อความเครียด และสารยับยั้งพบว่าสายพันธุ์กลายบางสายพันธุ์มีความทนต่อน้ำตาลความเข้มข้นสูง เฟอร์ฟูรัล ไฮดรอกซีเมทิลเฟอฟูรัล และกรดแอซีติกีดีกว่าสายพันธุ์เดิม The thermotolerant-ethanol fermenting yeast strain is a key requirement for effective ethanol production at high temperature. In Thailand, molasses is widely used as a raw material for industrial ethanol production. This work aimed to select a thermotolerant yeast strain capable of high ethanol production from molasses at high temperature and increasing ethanol production at high temperature by adaptation and mutation. Saccharomyces cerevisiae DMKU 3-S087 was selected from 7 thermotolerant-ethanol fermenting yeast strains because it produced higher ethanol concentration from yeast extract peptone dextrose (YPD) broth containing 250-400 g/L glucose than the other strains and produced the highest ethanol in 400 g/L glucose, and tolerated 100 g/L ethanol at 37°C. Therefore, the strain DMKU 3-S087 was selected for further study. Ethanol production in molasses broth containing 200 g/L total fermentable sugar (TFS) at 37 and 40°C was determined. The result showed that at 37°C, DMKU 3-S087 produced slightly higher ethanol than at 40°C. Optimization of molasses broth compositions was performed by the response surface method using Box-Behnken design. Ethanol production in molasses broth containing optimal TFS of 200 g/L and optimal (NH4 )2SO4 of 1 g/L, with an initial pH of 5.5 by shaking flask cultivation at 40°C was 58.4 g/L at 42 h. Strain DMKU 3-S087 improvement was performed by adaptation and mutation. For adaptation, adapted strains produced lower ethanol than the wild type. For mutagenesis by ethyl methane sulfonate, some mutant strains produced higher ethanol than the wild type. Strain S087E100-294 produced the highest ethanol concentration (73.0 g/L) at 37°C while at 40°C S087DE294-120 produced the highest ethanol concentration (64.1 g/L) in molasses broth containing 200 g/L TFS. Tolerance to stress and inhibitors of the eleven mutants were determined. Some mutants showed better tolerance to high glucose concentration, furfural, HMF and acetic acid than the wild type

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: สาวิตรี ลิ่มทอง

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: นพพล เลิศวัฒนาสกุล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2562

Modified: 2567-06-20

Issued: 2567-06-20

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://kasetsart.idm.oclc.org/login?url=http://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2562/sornsiri-pat-all.pdf

CallNumber: QR151.ส372

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: จุลชีววิทยา

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	sornsiri-pat-all.pdf	5.56 MB

ใช้เวลา

0.034218 วินาที