การเกิดตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตด้วยวิธีทางชีวภาพโดยแบคทีเรียที่ย่อยสลายยูเรียเพื่อการผลิตคอนกรีตที่ซ่อมแซมตัวเองได้

Biomineralization of calcium carbonate by ureolytic bacteria for self-healing concrete

Name: ลักษมี ลี้ประเสริฐ

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ -- วิทยานิพนธ์. วท.ม. (จุลชีววิทยา) 2564

Classification :.LCCS: QR84

ThaSH: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สาขาจุลชีววิทยา -- วิทยานิพนธ์

ThaSH: แบคทีเรีย

ThaSH: แคลเซียมคาร์บอเนต

ThaSH: ยูเรีย

ThaSH: เอนไซม์ยูรีเอส

ThaSH: การเปลี่ยนเป็นแร่ธาตุด้วยวิธีทางชีวภาพ

ThaSH: คอนกรีต -- การผลิต

Abstract: งานวิจัยฉบับนี้ได้ทดสอบประสิทธิภาพการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตโดยแบคทีเรียที่ย่อยสลายยูเรียที่แยกได้จากประเทศไทยเพื่อประยุกต์ใช้ในผลิตคอนกรีตที่ซ่อมแซมตัวเองได้ (self-healing concrete) โดยการคัดเลือกแบคทีเรียย่อยสลายยูเรีย จำนวน 8 สายพันธุ์ ผลการศึกษาอัตราการเจริญ พบว่าแบคทีเรียทดสอบสามารถเจริญในอาหาร tryptic soy broth (TSB) ได้มากกว่าในอาหาร nutrient broth (NB) จากนั้นจึงศึกษาความสามารถในการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนต พบว่า Lysinibacillus xylanilyticus 4.3 และ Lysinibacillus fusiformis 5.1 สามารถสร้างเอนไซม์ยูรีเอสได้สูงสุด คือ 39.26 และ 43.99 หน่วยต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ ในอาหาร TSB ที่เติมสารละลายยูเรีย 2 เปอร์เซ็นต์ ภายใน 48 ชั่วโมง และตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตในสภาวะที่มีเซลล์ได้ 20.90 และ 24.15 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ นอกจากนี้ผลการศึกษายังพบว่าปัจจัยสำคัญของการตกตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตอยู่ที่ความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนและคาร์บอเนตไอออนในอาหารเลี้ยงเชื้อ มากกว่าการมีอยู่ของเซลล์แบคทีเรียซึ่งทำหน้าที่เป็น nucleation site เมื่อศึกษาความสามารถในการสร้าง extracellular polymeric substance (EPS) พบว่าแบคทีเรียทดสอบส่วนมากไม่สามารถสร้าง EPS ได้ในสภาวะที่มียูเรีย และ L. xylanilyticus 4.3 เป็นสายพันธุ์เดียวที่สร้าง EPS ได้ในอาหารทั้งที่เติมและไม่เติมยูเรีย การศึกษาสัณฐานวิทยาของตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนตพบว่า ชั้นผิวตะกอนของ L. xylanilyticus 4.3 มีลักษณะเรียบเนียนกว่า L. fusiformis 5.1 และสามารถเติมเต็มรอยแตกบนก้อนปูนตัวอย่างได้เร็วกว่า งานวิจัยนี้ได้ประเมินอายุการเก็บรักษาสปอร์แบคทีเรียแห้งที่อุณหภูมิต่าง ๆ ภายใต้สภาวะที่มีอากาศโดยวิธี accelerated storage test ผลทำนายอายุการเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้องของประเทศไทย (ประมาณ 33 องศาเซลเซียส) ในเวลา 30 วัน พบว่า สปอร์ของ L. xylanilyticus 4.3 ทนต่ออุณหภูมิสูงได้มากกว่า L. fusiformis 5.1 โดยมีจำนวนสปอร์รอดชีวิต 26.45 เปอร์เซ็นต์ This study investigated the efficiency of calcium carbonate precipitation of ureolytic bacteria isolated from Thailand for application in self-healing concrete. A total number of eight bacterial strains were screened. The isolated bacteria were able to grow in tryptic soy broth (TSB) faster than in nutrient broth (NB). The ability of calcium carbonate precipitation of the bacterial strains were investigated. Lysinibacillus xylanilyticus 4.3 and Lysinibacillus fusiformis 5.1 were able to produce 39.26 and 43.99 units/mL of urease, respectively, in TSB supplement with 2% of urea within 48 h., and precipitated the total amount of calcium carbonate particle of 20.90 mg/mL and 24.15 mg/mL, respectively, in presence of cells. In addition, the results indicated that the major factor of calcium carbonate precipitation were the concentration of calcium ions and carbonate ions in the culture medium rather than the presence of the bacterial cells which served as nucleation site. In presence of urea, most of the tested bacteria couldn’t produce extracellular polymeric substance (EPS), only the strain L. xylanilyticus 4.3 was able to produce EPS in both urea- and non-ureacontaining media. The study of morphology of the calcium carbonate particles found that the surface layer of the particle from L. xylanilyticus 4.3 was smoother than L. fusiformis 5.1, and were able to fill cracks on the mortar samples faster. In this study, the shelf-life storage of the dried bacterial spores at various temperature was evaluated under aerobic condition by accelerated storage testing. The prediction of the storage time limits revealed that the spores of L. xylanilyticus 4.3 could resist high temperatures better than L. fusiformis 5.1 and could be stored at ambient room temperature of Thailand (approximately 33 °C) for 30 days with the number of viable cells of 26.45%.

มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: tdckulib@ku.ac.th

Name: ชนิตา บุญมาก

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์หลัก

Name: เดือนรัตน์ ชลอุดมกุล

Role: อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ร่วม

Created: 2564

Modified: 2568-07-22

Issued: 2568-07-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: https://www.lib.ku.ac.th/KUthesis/2564/laxmi-lee-all.pdf

CallNumber: QR84 .ล111

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: จุลชีววิทยา

Grantor: มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

©copyrights มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	laxmi-lee-all.pdf	2.73 MB

ใช้เวลา

0.023397 วินาที