การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพโดย Pichia anomala PY1 ในถังหมักแบบแบตช์

Abstract

Pichia anomala สายพันธุ์ PY1 สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในอาหารเหลวปรับปรุงสูตรซึ่งมีอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนเท่ากับ 16:0.7 ประกอบด้วย กลูโคส 5.33% น้ำมันถั่วเหลือง 10.67% สารสกัดยีสต์ 0.35% NaNO₃ 0.35% KH₂PO₄ 0.02% และ MgSO₄7H₂O 0.02% (น้ำหนักต่อปริมาตร) ควบคุมค่าความเป็นกรดด่างเท่ากับ 5 ภาวะการเลี้ยงเชื้อที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส อัตราการให้อากาศ 2 vvm และอัตราเร็วใบกวน 400 รอบต่อนาที ในระดับถังหมักขนาด 5 ลิตรแบบแบตช์ เป็นเวลา 7 วัน โดยสารลดแรงตึงผิวชีวภาพได้มีค่าแรงตึงผิวต่ำสุด 30 mN/m ค่าการกระจายน้ำมันเท่ากับ 76.42 ตารางเซนติเมตร และให้ผลผลิตเท่ากับ 1,353 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งมากกว่าการผลิตในระดับขวดเขย่า 42.4 % เมื่อศึกษาลักษณะสมบัติต่างๆ ของสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้ พบว่า มีค่าความเข้มข้นวิกฤติการเกิดไมเซลล์ (CMC) เท่ากับ 162 มิลลิกรัมต่อลิตร ค่าHydrophilic-lipophilic balance (HLB) ในช่วง 10-13 แสดงว่าเป็นสารก่ออิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำได้ดี ทำให้มีสมบัติในการห่อหุ้มสารที่ไม่มีขั้วให้ละลายในสารมีขั้วได้ดีขึ้น เช่น การช่วยให้สีซูดาน II ที่ไม่มีขั้วละลายในน้ำที่มีขั้วได้ นอกจากนี้ยังสามารถก่ออิมัลชันต่อน้ำมันที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น น้ำมันคาโนลา น้ำมันสลัด น้ำมันรำข้าว น้ำมันงา และน้ำมันถั่วเหลือง เป็นต้น สำหรับการวิเคราะห์สารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้โดยทดสอบใน TLC พบว่ามีส่วนประกอบ 3 ส่วน มีอัตราเร็วการเคลื่อนที่ (Rf) เท่ากับ 0.88, 0.75 และ 0.66 (F1-F3) ตามลำดับ โดยสารที่สกัดจากตำแหน่ง F2 ให้ค่าการกระจายน้ำมันสูงสุดและยังมีน้ำตาลเป็นส่วนประกอบในโมเลกุล จากนั้นนำสาร F2 ไปทำให้บริสุทธิ์อีกครั้งด้วย HPLC เก็บแต่ละลำดับส่วน เพื่อมาตรวจผลด้วยการวัดค่าการกระจายน้ำมัน และนำไปวิเคราะห์ต่อด้วย MALDI-TOF MS ซึ่งสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้มีมวลโมเลกุลเท่ากับ 480, 492, 520 และ 548 ซึ่งเทียบเคียงได้กับสารลดแรงตึงผิวชีวภาพประเภทไกลโคลิพิด ชนิดโซโฟโรลิพิด ที่โมเลกุลประกอบ ด้วยน้ำตาลโซโฟโรสกับกรดไขมันที่มีโครงสร้าง monoacetylate ได้แก่ [C8]Lactone, [C10] Lactone , [C18] Lactone รวมถึง [C10:1] Lactone, [C12:1] Lactone และ [C14:1] Lactone ตามลำดับ