คลังข้อมูลการวิจัยการเกษตรไทย

ผู้แต่ง นางสาวอมรัตน์ พรหมบุญ

เผยแพร่โดย

สำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)

เผยแพร่เมื่อ 2559

หน่วยงาน สำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)

งานวิจัยที่แนะนำ การพัฒนาแผ่นแปะแก้ปวดจากสารสกัดไพลและสารเมือกจากเมล็ดแมงลัก การผลิตสารเสริมอาหารสําหรับสัตว์น้ําวัยอ่อนด้วยจุลินทรีย์ ต้นแบบถังปฏิกรณ์ชีวภาพผลิตแพลงก์ตอนระดับอุตสาหกรรมแบบต่อเนื่อง เพื่อผลิตอาหารคุณภาพสาหรับบ่ออนุบาลลูกกุ้ง ลูกปลา และผลิตสารสกัดออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยามูลค่าสูง การยกระดับคุณภาพข้าวและการบริหารจัดการระบบการผลิตข้าวแบบครบวงจรในระดับกลุ่มเกษตรกรนาแปลงใหญ่ การใช้เศษเหลือจากการผลิตลำไยเพื่อผลิตเป็นอาหารเสริมทดแทนการขาดแคลนอาหารในธรรมชาติสำหรับเลี้ยงผึ้งพันธุ์ (Apis mellifera L.) การพัฒนาการผลิตปลาสลิดเพศเมียล้วนเพื่อเพิ่มผลผลิตในระดับฟาร์มการผลิตปลาสลิดนีโอเมลและดีเอ็นเอเครื่องหมายที่ใช้จำแนกเพศปลาสลิด การพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมขั้นต่อยอดการขยายพันธุ์ปะการังอ่อนเพื่อลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มคุณภาพผลผลิตสำหรับการใช้ประโยชน์ในเชิงการค้าและการฟื้นฟูทรัพยากรทางทะเลของประเทศไทย การปรับปรุงพันธุ์ข้าวลูกผสมเพื่อเพิ่มผลผลิตและคุณภาพสำหรับการแปรรูปเชิงอุตสาหกรรม ระยะที่ 2 ปีที่ 2 การปรับปรุงพันธุ์ข้าวลูกผสมเพื่อเพิ่มผลผลิตและคุณภาพสำหรับการแปรรูปเชิงอุตสาหกรรม ระยะที่ 2 การปรับปรุงพันธุ์ข้าวลูกผสมเพื่อเพิ่มผลผลิตและคุณภาพสำหรับการแปรรูปเชิงอุตสาหกรรม ระยะที่ 2 ปีที่ 3

คัดลอก URL

ชื่อเรื่อง:	การหมักจุลินทรีย์ระดับไพลอตสเกลเพื่อผลิตโปรติเอสสำหรับการลอกกาวไหม
ชื่อเรื่อง (EN):	Pilot Scale fermentation of microbial protease for silk degumming
ผู้แต่ง / หัวหน้าโครงการ:	นางสาวอมรัตน์ พรหมบุญ
หน่วยงานสังกัดผู้แต่ง:	ภาควิชาชีวเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
บทคัดย่อ:	Part I) การผลิตโปรติเอสของเอนไซม์โปรติเอสจาก B. sublis C4 โดยหาป้อจัยหลักที่มีผลต่อการผลิต เอนไซม์ ได้คัดเลือกเชื้อแบดทีเรียสายพันธุ์ C4 จากน้ำทิ้งของโรงงานทอค้าไหม ต่อมาจัดจำแนกเป็น B. sแbmB& C4 ที่ มีความสามารถผลิตเอนไซม์โปรติเอสที่สามารถออกกาวไหมและช่อยกาวไหมได้ดี เอนไซม์โปรติเอสจาก แบคทีเรือสายพันธุ์ C4 สามารถลอกกาจากเส้นไหมดิบหรือกำจัดเซอริชินได้ใกล้เคียงกับปริมาณเชอริชินที่ มีอยู่ในเส้นไหมดิบ สภาวะที่เหมาะสมต่อกิจกรรมของเอนไซม์เมื่อใช้เคขืนเป็นสับสเตรทคือ pH 8.0 และ 10.0 อุณหภูมิ 60%C แต่มีความคงตัวของ pH ในช่วงกว้างคือ 7.0-120 และทนอุณหภูมิไม่สูงคือที่ 30 - 40 9C และมีกิจกรรมลดเหลือประมาณ 70 % เมื่อบ่มที่อุณหภูมิ 50C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง crude enzyme จัดอยู่ใน กลุ่มเซอรีนโปรติเอสที่มี Ba" และ Co" กระคุ้นกิจกรรมของเอนไซม์ได้ดีเมื่อบ่มที่ pH & ขณะที่ Mg", CG" และ Z0~ ที่กระตุ้นเอนไซม์ที่ pH 10 อย่างไรก็ตาม Fe' และ Hg เป็นไอออนโลหะที่ยับยั้งการทำงานของ เอนไซม์อย่างรุนแรง ในการศึกษาอายุการเก็บของ crude enzyme ที่ 4, -20 และ -80 "C เป็นเวลา 27 สัปดาห์ พบว่ากิจกรรมของเอนไซม์คงที่ จึงอาจนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ นอกจากนี้ยังได้ทำการลอกกาวไหมโดย ใช้ crude enzyme พบว่าสามารถออกกาวไหมได้ดีที่ pH 8.0 และ 10.0 กล่าวคือสามารถอกกาวเชอริชินได้ใกล้เคียงกับเมื่อออกกาวไหมด้วยการดื่มในสารละลาย 0.05 % sodium carbonate และได้เส้นไหมที่เรียบ และสะอาค ซึ่งยืนขันโดยการครวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเด็กตรอบ Part 11 การหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเอนไซม์โปรติเอสสำหรับการลอกกาวไหมในระดับไพล็อต สเกล ในการทดลองเพื่อผลิตเอนไซม์ไปรติเอสในระดับฟลาสก์ 250 มิลลิลิตรเพื่อหาสูตรอาหารที่เหมาะสม ใช้ การออกแบบการทคลองแบบ two-level fractional factorial design โดยมี glucose lide molasses inna คาร์บอน เชื้อแบคทีเรีย B. sublis C4 สามารถผลิตเอนไซม์โปรติเอสได้สูงที่สุดในอาหารที่มืองค์ประกอบ คือ glucose 10 g/L, yeast extract 2.5 g/L, soybean meal 20 g/L, skim milk 3 g/L, trace solution 2 ml/L, NH.H.PO 2 gL, K.HPO, I g/L และ MgSO 7H.0.2 gIL โดยสามารถผลิตเอนไซม์โปรติเอส ได้สูงที่สุด 125.9 U/mL ก15ออกแบบบการทดลองแบบ central composite design เพื่อหาความเข้มขึ้นที่เหมาะสมในการ ผลิตเอนไซม์โปรติเอสให้สูงขึ้น พบว่าสภาวะของอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีการผลิตเอนไซม์โปรดิเอสสูงที่สุดของ เชื้อแบคทีเรีย B. subtilis C4 คือ glucose 15 g/L, yeast extract 5 g/L , soybean meal 15 g/L, NH,H, 1 g/L, skim milk 3 g/L, trace solution 2 ml/L, K.HPO, I gL, MeSO..7H,0 0.2 gL โดยสามารถผลิต เอนไซม์โปรติเอสได้สูงที่สุด 133.4 U/ml. เมื่อมีการใช้ molasses เป็นเหล่งคาร์บอนเชื้อแบคทีเรือสามารอ ผลิตเอนไซม์โปรติเอสได้สูงที่สุดในอาหาร molasses 10 g/L, yeast extract 2.5 g/L, soybean meal 20 g/L, skim milk 3 g/L, trace solution 2 mL/L, NH,PO, 2 gL, K.HPO, I g'laะ MgSO 7H,0 0.2 gIL TดU สามารถผลิตเอนไซม์โปรติเอสได้สูงที่สุด 138.5 U/mL การผลิตเอนไซม์โปรดิเอสโดยโดยใช้เชื้อแบคทีเรีย B. subtilis C4 ในการออกแบบการทดลองแบบ central composite design โดยใช้ molasses เป็นแหล่งการ์บอน ทำให้ได้กิจกรรมของเอนไซม์โปรติเอสสูงที่สุด 145.4 U/mL. สามารถลอกกาวไหมในระดับห้องทดลองได้สูงที่สุด 17.41 % ต่อมาทำการผลิตในถังหมักขนาด 5 ลิตร ในการหมักแบบ batch โดยใช้สูตรอาหาร Ghucose 15 g/L, Yeast Extract 5 g/L Soybean 18.11 g/L, NH,H.PO, I gL, Skim milk 3 gI, Trace Element 2 ml/L, K,HPO, I gl, MgSO 7H.0 0.2 g/L uละ Molasses 5 g/L, yeast Extract 2.5 g/L, soybean meal 20 g/L, skim milk 3 g/L, Trace solution 2 mL/L, NH H.PO 3.3 gl, K,HPO, I g/L uละ MgSO.7H,O 0.2 gL ได้กิจกรรมของเอนไซม์สูงที่สุด 100-114.4 และ 101-117 U/mL ในอาหารที่มี กลูโคสและ molasses เป็นแหล่งคาร์บอนตามลำดับ การผลิตเอนไซม์โปรติเอสโดยใช้เชื้อแบคทีเรีย B. swholis C4 ในถังหมักขนาด 5 ลิตร แบบ fed-batch พบว่าสามารถผลิตเอนไซม์ไปรติเอสได้สูงที่สุด 1,546.5 U'ml. ที่เวลา 45 ชั่วโมง เมื่อใช้ molasses เป็นแหล่งคาร์มอน ซึ่งสามารถผลิตเอนไซม์ไปรติเอส ได้มากกว่า การผลิตเอนไซม์โปรติเอสในถังหมักแบบ ๖๗๘6 มากกว่า เอ เท่า สำหรับการใช้ glucose เป็นแหล่งคาร์บอน พบว่าสามารถผลิตเอนไซม์โปรดิเอสได้สูงที่สุด 450.5 U/mL ที่เวลา 39 ชั่วโมงซึ่งสามารถผลิตเอนไซม์ไป รติเอสได้มากกว่าการผลิตเอนไซม์โปรติเอสในถังหมักแบบ batch ที่มี glucose เป็นแหล่งคาร์บอน มากกว่าประมาณ 4 เท่า การทคลองขยายขนาดการผลิตในถังหมักขนาด 300 ลิตร โดยการหมักแบบ fed-batch พบว่า ได้กิจกรรมของเอนไซม์โปรติเอสสูงที่สุด 1,260 U/๓L ที่ชั่วโมงที่ 45 45 ของการเลี้ยงเชื้อ ในการทดสอบความคงตัวของเอนไซม์ไปรดิเอสพบว่าเอนไซม์ที่ผลิตโดยใช้ molasses เป็นแหล่งการ์บอนมื ความคงตัวสูงกว่าใช้กลูโคสเป็นแหล่งคาร์บอนเมื่อใช้ CaCI, และ BSA ในการรักษาสภาพที่อุณหภูมิห้อง และที่อุณหภูมิ 4 9C หรับการเติมเกลือ CaCl, และ NaCI ไม่เหมาะสมในการเพิ่มความเข้มขึ้นและรักษา ความคงตัวของเอนไซม์ เนื่องจากเกลือทั้ง 2 ชนิดนี้มีผลทำให้กิจกรรมของเอนไซม์ลดลงการหาสภาวะที่ เหมาะสมในการลอกกาวไหมโดยใช้เอนไซม์ไปรติเอส ได้ดีในสภาวะ 60 C 60 นาที โดยสามารถลอกกาว ได้ดี ต้นทุนการผลิตเอนไซม์โปรติเอสโดยใช้เชื้อแบคทีเรีย B. subalic C4 มีต้นทุนการผลิตประมาณ 6 บาท ต่อลิตรของอาหารเลี้ยงเชื้อ ดังนั้นกระมวมการผลิตเอนไซม์โปรติเอสโดยใช้เชื้อแบดที่เรีย B. shitis C4 ใน อาหารราคาถูกและใช้กระบวนการหมักแบแบบ fed-baich เป็นกระบวนการผลิตเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพ สามารถนำไปผลิตใช้ได้จริงเพื่อการใช้ในการลอกกาวไหมเปรียบเทียบกับการลอกกาวไหม โดยใช้สารเคมี ได้ด้วยต้นทุนที่ดำลงและมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน จากการตรวจสอบประสิทธิภาพการลอกกาวไหมของเอนไซม์ในระดับห้องปฏิบัติการ (100 mg), กึ่ง อุตสาทกรรม (10 g), และอุตสาหกรรม (2-3 kg) พบว่าการลอกกาวไหมในระดับห้องปฏิบัติการและกึ่ง อุตสาหกรรมสามารถลอกกาวไหมได้ดี เมื่อเปรียบเทียบกับการออกกาวไหมด้วยต่างและเอนไซม์จากการค้า แต่เมื่อทำการออกกาวไหมในระดับอุตสาหกรรมนั้น ไม่ประสบความสำเร็จในการออกกาวไหมทั้งเอนไซม์ ที่ผลิตได้ และเอนไซม์จากการค้า เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ต่าง เนื่องจากผู้วิจัยมีข้อจำกัดของปริมาณเอนไซม์ที่ผลิตได้ และเวลาในการทำวิจัยในระดับอุดสาหกรรม ซึ่งซึ่งต้องการทำงานวิขัยซ้ำใหม่ในระดัะดับ อุตสาหกรรม ซึ่งจะขอรายงานวิจัย ให้ สวก ทราบในโอกาสต่อไป เมื่อทำการเปรียบเทียบ จากการตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพของเส้นไหมที่ผ่านการลอกกาวในระดับอุตสาหกรรมพบว่า คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ การทนแรงดึง ความแข็งแข็งแรงจำเพาะ และ การยึดตัว ของทั้งเส้นไหมที่ลอก กาวไหมด้วยด่างได้ผลคึกว่าการลอกกาวไหมด้วยเอนไซม์จากเอนไซม์ B. subilis C, และ savinase ตามลำดับ เมื่อนำเส้นไหมไปควบเกลียว และทอผ้าไหม โดยใช้เป็นทั้งเส้นพุ่งและเส้นยืน และตรวจสอบ ต่อการฉีกขาด พบว่าการลอกกาวไหมด้วยด่างได้ผลดึกว่าการลอกกาวไหมด้วยเอนไซม์จากเอนไซม์ B. subolis C, และ savinase ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติกายภาพของผ้าไหมที่ผ่านการลอกกาวไหม ด้วยเอนไซม์ B. subilis C, ได้ผลดีกว่าเอนไซม์จาก savinaseเมื่อทำการตรวจสอบคุณสมบัติการด้านอนุมูลอิสระของเซอริชินที่ได้จากการลอกกาวไหมด้วยเอน ไซม์จาก B. subtis C4 เอนไซม์ทางการค้า และค่าง เมื่อทำเซอริซินผลให้แห้งด้วยวิธี freze dry lide spray dryer พบว่า ทั้งสองวิธีให้ผลไม่แตกต่างกันมากนัก และเซอริชินที่ได้จากการลกกาวไหมด้วยเอนไซม์จาก B. subilis C4 ให้ผลดีที่สุด รองลงมาคือ ลอกด้วยเอนไซม์ savinase เเละต่าง และพบว่าในการลอกกาวด้วย เอบไซม์จาก 8.swholis C4 และจากเอบไซม์ savinase ได้ขบาดของเซอริชิน 20-100 kTm ในขณะที่การลอก กาวด้วยด่างให้เซอริซินที่มีขนาดหลากหลาย หรือกล่าวโดยสรุปก็คือ คณะผู้วิจัยประสบความสำเร็จในการผลิตเอนไซม์จาก B. swbris C4 ในระดับ 300 ลิตร โดยการหมักแบบ fed-batch พบว่าได้กิจกิจกรรมของเอนไซม์โปรติเอสสูงที่สุด 1,260 U/mI. ที่ชั่วโมงที่ 45 ของการเลี้ยงเชื้อ ดันทุนการผลิตประมาณ 6 บาท ต่อลิตร สามารถออกกาวไหมได้ดีในระดับกึ่ง อุตสาหกรรม (10 g) กาวไหมที่ได้สามารถนำมาทำให้แห้งด้วยวิธี freeze dry และ spray dry และกาวไหมที่ ได้มีขนาดเล็ก 20-100 kDa และมีคุณสมบัติด้านอนุมูลอิสระที่ดีกว่าเมื่ออกกาวด้วยเอนไซม์จากการค้า savinase เเละต่าง แต่อย่างไรก็ตามคณะผู้วิจัยไม่สามารถลอกกาวไหมในระดับอุตสาหกรรม (3 kg) ด้วย เอนไซม์ได้หมดเมื่อเปรียบเทียบกับด่าง เมื่อตรวจสอบคุณสมบัติทางกายภาพของเส้นไหมและผ้าไหม พบว่า การออกกาวด้วยต่างดีที่สุด รองลงมาคือเอนไซม์จาก & R.suhndis C4 รละ sovเกลระ Part III การผลิตเอนไซม์คอกดูเนสลูกผสมในเซลล์ยึสต์ ในการผลิตเอนไซม์โปรติเอสโดยใช้เชื้อยีสต์ Pichia pastoris สายพันธุ์ลูกผสมพบว่าสามารถผลิตเอนไซม์ protease ได้สูงที่สุด 18 U/mL. ในฟลาสถ์ขนาด 500 ๓L ในสภาวะอาหาร BMMY ที่ไม่มีการเติมอาหารเพิ่ม และมีการเดิม methanol I mL/day เป็นเวลา 7 วัน แต่ไม่สามารถผลิตเอนไซม์ในถังหมักขนาด 5 1 ได้ จึงได้ เปลี่ยนการผลิตมาเป็นอีสต์ Yarrowia lipolytica พบว่าเอนไซม์ออกคูเนสลูกผสมสามารถแสดงออกได้ในยการ รของที่ plas 5 มันที่ 30c ปีนกลา 30 รั่วไหลใส่ไานารกทักข์ใช้ให้พื้นที่ให้พี่วย Eiนแ.. ในขณะที่ได้ทำการแก้ปัญหางานในส่วนนี้อยู่ ซึ่งจะขอรายงามความก้าวหน้าของงานวิจัยนี้ให้ สวก ทราบ ต่อไป เนื่องจากงานวิจัยในโครงการเสนอเอนไซม์ 2 ตัวเพื่อผลิตเอนไซม์ที่มีกิจกรรมเอนไซม์สูง และดับทุน ต่ำ เนื่องจากการผลิตเอนไซม์จาก B. swoets C4 ประสบความสำเร็จในส่วนของการผลิตเอนไซม์ที่ดี มีราคา ถูก ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการลอกกาวไหม และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการย่อยโปรคืนชนิดอื่นๆ ต่อไป
บทคัดย่อ:	ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN):	th
เผยแพร่โดย:	สำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)
คำสำคัญ:	กาวไหม
เจ้าของลิขสิทธิ์:	ภาควิชาชีวเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
ข้อมูลทรัพยสินทางปัญญา
ประเภทIP	อนุสิทธิบัตร
รายชื่อสิ่งประดิษฐ์	กรรมวิธีการผลิตเอนไซม์โปรติเอสจากเชื้อจุลินทรีย์สำหรับลอกกาวไหม
เลขที่คำขอ	1903000378
วันที่ยื่นคำขอ	2019-02-12 12:00:00
เลขที่ประกาศ
วันที่จดทะเบียน
เลขที่จดทะเบียน
วันที่ประกาศ
สถานะปัจจุบัน	เชิงพาณิชย์