การคัดเลือกเชื้อและการผลิตเอกโซพอลีแซคคาไรด์จากแลคติกแอซิดแบคทีเรีย

Abstract

งานวิจัยนี้ได้แยกเชื้อแลคติกแอซิดแบคทีเรียที่แยกได้จากอาหารหมักดองจำนวน 104 เชื้อ และจากน้ำอ้อยจำนวน 23 เชื้อ ถูกนำมาทดสอบความสามารถในการผลิต Exopolysaccharides (EPS) บนอาหารเลี้ยงเชื้อ MRS ชนิดแข็งและเหลวที่แปรชนิดของน้ำตาล คือ ซูโครส แลคโตส กลูโคส และฟรุคโตส พบว่าเชื้อ AP-1 และ AP-3 สามารถสร้าง EPS ได้สูงสุดในอาหารที่มีน้ำตาลซูโครสเป็นแหล่งคาร์บอน การสร้าง EPS นี้สัมพันธ์กับการเจริญ เมื่อเลี้ยงเชื้อในอาหารเหลว ผลการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยา การเจริญ สรีรวิทยา และชีวเคมี พบว่าทั้ง AP-1 และ AP-3 จัดอยู่ในสปีชีส์ Pediococcus pentosaceus จากการศึกษาสูตรอาหารและภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิต พบว่าเชื้อ AP-1 และ AP-3 ผลิต EPS ได้น้ำหนัก EPS ต่อน้ำหนักซูโครสสูง เมื่อใช้อาหารที่ดัดแปลงสูตรโดยประกอบด้วยน้ำตาลซูโครส 4% และ 10% ตามลำดับ แหล่งไนโตรเจนที่ประกอบด้วย Yeast extract เท่ากับ 0.5 และ 0.5 กรัมต่อลิตร Peptone เท่ากับ 1.5 และ 1.5 กรัมต่อลิตร Beef extract เท่ากับ 1.0 และ 1.5 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ แหล่งแร่ธาตุที่ประกอบด้วย MgSO4 0.2 และ 0.4 กรัมต่อลิตร MnSO4 เท่ากับ 0.025 และ 0 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ โดยมีภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิต ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส แบบไม่ให้อากาศในภาวะที่เหมาะสมนี้เชื้อ AP-1 สามารถผลิต EPS ได้ 6.32 กรัมต่อลิตร ในขณะที่เชื้อ AP-3 สามารถผลิตได้ 18.56 กรัมต่อลิตร เมื่อนำสารละลาย EPS ของเชื้อ AP-1 และ AP-3 ไปทดสอบคุณสมบัติด้านความหนืดพบว่า มีลักษณะเป็นแบบ Pseudoplastic โดยให้คุณสมบัติ Shear thinning เมื่อ shear rate สูงขึ้นความหนืดจะลดลง อย่างไรก็ตามความหนืดของสารละลายไม่คงตัวต่ออุณหภูมิและที่ pH ต่ำและยังพบว่าเมื่อละลาย EPS ในสารละลายที่มีความเข้มข้นของเกลือ NaCl และ KCl ตั้งแต่ 1% ขึ้นไป จะมีผลทำให้ความหนืดของสารละลายสูงขึ้นแต่ EPS ที่ผลิตได้จาก AP-1 และ AP-3 จะไม่ละลายน้ำเมื่อความเข้มข้นของเกลือ KCl สูงถึง 8% และ 10% ตามลำดับ จากการจำแนกชนิดประจุของพอลีแซคคาไรด์ตามลักษณะประจุไฟฟ้า และชนิดของน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบพบว่า EPS จากทั้ง AP-1 และ AP-3 มีประจุเป็นกลาง และมีน้ำตาลกลูโคสเป็นองค์ประกอบ มีปริมาณน้ำตาลทั้งหมด 90.25% และ 85.20% มีปริมาณไนโตรเจน 0.001 และ 0.004% และมีน้ำหนักโมเลกุล 16747 และ 6x10 6 - 4x10 7 ดาลตัน ตามลำดับ