การผลิตเอ็กโซพอลิแซ็กคาไรด์จาก Aureobasidium pullulans สายพันธุ์เขตร้อนและการขึ้นรูปฟิล์ม

Production of exopolysacharide from a tropical strain of Aureobasidium pullulan and its film casting

Name: พันธกานต์ อุณหภัทรฐิติกุล

ThaSH: พรีไบโอติก

Abstract: การศึกษาการใช้แหล่งอาหาร (nutrient assimilation) ของ Aureobasidium pullulans NRRL 58539 และ NRRL 58543 ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ผลิตเอ็กโซพอลิแซ็กคาไรด์ชนิดที่ไม่ใช่พูลลูแลน (non pullulan, NP-EPS) พบว่าทั้งสองสายพันธุ์ใช้แหล่งอาหารคล้ายคลึงกัน และสามารถใช้เมลธิลแอลฟาดีกลูโคส (methyl-α-D-glucose) และแลคโตส (lactose) เป็นแหล่งคาร์บอนได้เช่นเดียวกันกับ A. pullulans var. pullulans NRRL 58560 ซึ่งเป็นสายพันธุ์อ้างอิงที่ผลิตเอ็กโซพอลิแซ็กคาไรด์ชนิดที่เป็นพูลลูแลน สำหรับการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ ทำการเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอ 3 ตำแหน่ง ได้แก่ Internal Transcribed Spacer (ITS) Large Subunit Ribosomal DNA gene (LSU) และ Elongase gene (ELO) ด้วยปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) โดยผลิตภัณฑ์ที่ได้จากบริเวณ ITS ของ A. pullulans NRRL 58539 และ NRRL 58543 มีขนาด 1,293 และ 1,076 คู่เบส ตามลำดับ และมีลำดับ นิวคลีโอไทด์เหมือนกับที่มีรายงานไว้ ส่วนผลิตภัณฑ์ที่ได้จากบริเวณ LSU มีขนาด 841 และ 670 คู่เบส และมีความคล้ายคลึงกับลำดับนิวคลีโอไทด์ของ Aureobasidium sp. HB110 และ A. pullulans isolate Z-19 ที่ 99 และ 87 เปอร์เซ็นต์ความคล้ายคลึงของลำดับนิวคลีโอไทด์ ตามลำดับ ในขณะที่ไม่สามารถเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอบริเวณ ELO ได้ เมื่อศึกษาการเติบโตและการผลิตพอลิแซ็กคาไรด์ พบว่าการเติบโตในแต่ละช่วงของ A. pullulans ทั้ง 2 สายพันธุ์มีความคล้ายคลึงกัน และมีการผลิต NP-EPS สูงที่สุดในช่วง stationary phase จากการทดสอบความไวของ NP-EPS ต่อเอนไซม์ชนิดต่างๆ พบว่า NP-EPS มีความไวต่อเอนไซม์ บีตา กลูคาแนส แต่ต้านทานต่อเอนไซม์ที่ย่อยพันธะแอลฟา เช่น พูลลูแลเนส อะไมเลส และกลูโคอะไมเลส ซึ่งคล้ายคลึงกับออบาซิแดน และเมื่อวิเคราะห์โครงสร้างของ NP-EPS ด้วยวิธีอินฟราเรดสเปกโตรสโคปี (FT-IR) และนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโตรสโคปี (NMR) ชนิด 1H และ 13C พบว่า NP-EPS เป็นบีตากลูแคนที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกับออบาซิแดน สำหรับภาวะที่เหมาะสมในการผลิต NP-EPS พบว่า A. pullulans สายพันธุ์ NRRL 58543 สามารถผลิต NP-EPS ได้ดีที่สุดในอาหารสูตร PM ที่มีซูโครสความเข้มข้น 6 เปอร์เซ็นต์ (w/v) ร่วมกับโซเดียมไนเตรท 0.06 เปอร์เซ็นต์ (w/v) โดยปรับค่าความเป็นกรดด่างของอาหารเริ่มต้นที่ 7.5 และบ่มที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 9 วัน โดยมีผลผลิตสูงสุดที่ 14.72±0.03 กรัมต่อลิตร ซึ่งมากกว่าการเลี้ยงในอาหารสูตร PM ที่ไม่ผ่านการปรับองค์ประกอบถึง 6.06 เท่า นอกจากนี้พบว่า NP-EPS มีผลในการส่งเสริมการเติบโตของแบคทีเรียโพรไบโอติก 2 ชนิด คือ Lactobacillus acidophilus และ Lactobacillus casei ได้มากถึง 6.9 และ 5.1 เท่า ตามลำดับ และเมื่อนำ NP-EPS ผสมลงในฟิล์มพูลลูแลน พบว่า ค่าความทนต่อแรงดึง เปอร์เซ็นต์การยืดตัว และสมบัติการละลายของฟิล์มมีแนวโน้มลดลง เมื่อความเข้มข้นของ NP-EPS สูงขึ้น

Abstract: Nutrient assimilation profiles of Aureobasidium pullulans NRRL 58539 and NRRL 58543, both are non-pullulan exopolysaccharide (NP-EPS) producing strains, were similar to one another and also to that of the pullulan-producing reference strain, A. pullulans NRRL 58560. All 3 strains could assimilate methyl-α-D-glucoside and lactose as the sole carbon source. For nucleotide sequence analysis, 3 loci including Internal Transcribed Spacer (ITS) Large Subunit Ribosomal DNA gene (LSU) and Elongase gene (ELO) were amplified by polymerase chain reaction (PCR). The ITS PCR products of A. pullulans NRRL 58539 and NRRL 58543 were 1,293 and 1,076 bp long, respectively, and they were identical to those previously reported. The LSU PCR products were 841 and 670 bp long, respectively, and their nucleotide sequences were similar to those of Aureobasidium sp. HB110 and A. pullulans isolate Z-19 with 99 and 87% nucleotide sequence identity, respectively. However, the ELO locus was failed to be amplified. For enzyme sensivity test, both NP-ESPs from NRRL 58539 and NRRL 58543 were found to be sensitive to β-glucanase digestion, but resistant to α-bond hydrolyzing enzymes such as pullulanase, amylase and glucoamylase which were similar to aubasidan. The structural analysis using FT-IR and ¹H- and ¹³C-NMR also suggested that both NP-EPSs were an aubasidan-like β-glucan. For the optimal condition for the NP-EPS production by A. pullulans NRRL 58543, the maximal yield at 14.72 ± 0.03 g/L, 6.06-fold higher than that of the unmodified condition, was obtained from the production medium containing 6% (w/v) sucrose 0.06% (w/v) sodium nitrate, with initial pH at 7.5, incubation temperature at 25°C and 9-day production period. Moreover, the NP-EPS was found to enhance the growth of 2 probiotic bacteria, Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei, up to 6.90- and 5.10–fold, respectively. When it was incorporated into pullulan film, the addition of NP-EPS trended to decrease the tensile strength, elongation and solubility of the film.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: พงศ์ธาริน โล่ห์ตระกูล

Role: ที่ปรึกษา

Name: สีหนาท ประสงค์สุข

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2555

Modified: 2569-08-28

Issued: 2569-08-28

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีชีวภาพ

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5272711023.pdf	3.75 MB

ใช้เวลา

0.036121 วินาที