การผลิตสารประกอบอินทรีย์จากลำไยอบแห้งหมดอายุผสมกากน้ำตาล ด้วยจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ในสภาวะตั้งนิ่ง (The Production of Organic Compounds from Expired Dried Longan Mixed with Molasses Using 15 Microbial Strains in Static Condition) ตติยา คำทิพย์, ฐิติพร ก้านบัว, พนิตนันท์ สิทธิมูล, นพพล เล็กสวัสดิ์ บทคัดย่อ การเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ในสภาวะตั้งนิ่งระดับ 100 มิลลิลิตร เป็นเวลา 48 ชั่วโมง อุณหภูมิ 25.6 องศาเซลเซียส ที่ใช้แหล่งอาหารคาร์บอนเป็นลำไยอบแห้งหมดอายุผสมกากน้ำตาล และไม่มีการเติมแหล่งอาหารไนโตร-เจนอื่นเพิ่มเติม เพื่อตรวจสอบความสามารถในการผลิตสารประกอบอินทรีย์ชนิดต่าง ๆ ที่ระดับสูงสุด พบว่า Saccharomyces cerevisiae TISTR 5606 ผลิตเอทานอลและกลีเซอรอลได้ 38.4  1.3 และ 4.51  0.16 กรัมต่อลิตร Zymomonas mobilis TISTR 405 ผลิตกรดแลกติกได้ 3.93  0.15 กรัมต่อลิตร Escherichia coli TISTR 1261 ผลิตกรดซิตริกและกรดฟอร์มิกได้ 29.1  1.7 และ 2.92  0.99 กรัมต่อลิตร และ Candida utilis TISTR 5001 ผลิตกรดโพรพาโนอิกได้ 7.71  0.39 กรัมต่อลิตร บทนำ ลำไยอบแห้งทั้งเปลือกปี 2546 – 2547 มูลค่ากว่า 300 ล้านบาทยังคงตกค้างอยู่ในคลังขององค์การตลาดเพื่อเกษตรกร (อตก.) และองค์การคลังสินค้า (อคส.) รวมทั้งสิ้นประมาณ 67,000 ตัน โครงงานวิจัยนี้เป็นหนึ่งในความพยายาม ที่จะช่วยแก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยศึกษาความสามารถของจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ในการผลิตสารอินทรีย์หลากชนิดรวมถึง R-phenylacetylcarbinol (PAC) ที่ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตยา ephedrine ด้วยการเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีองค์ประกอบเป็นสารสกัดจากลำไยอบแห้งเน่าเสียที่ตกค้างในคลังและกากน้ำตาล ข้อมูลจากงานวิจัยที่นำเสนอนี้ จะเป็นประโยชน์ในการคัดเลือกสายพันธุ์จุลินทรีย์ที่เหมาะสมสำหรับการผลิตระดับ 1,500 ml เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์และผลิตมวลเซลล์สำหรับกระบวนการไบโอทรานส์ฟอร์เมชั่นเพื่อผลิต PAC จากไพรูเวตและ เบนซาลดีไฮด์ ที่ทีมงานวิจัยของเรากำลังดำเนินการศึกษาอยู่ ผลการทดลอง วัสดุอุปกรณ์และวิธีการทดลอง จุลินทรีย์ที่ใช้ศึกษา 5 ชนิด (Candida utilis, Escherichia coli, Klebsiella sp., Saccharomyces cerevisiae และ Zymomonas mobilis) รวม 15 สายพันธุ์ แล้วทำการฆ่าเชื้ออาหารเลี้ยงเชื้อแต่ละชนิด(nutrient broth, yeast และ Zymomonas media)และอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีสารสกัดจากลำไยอบแห้งผสมกากน้ำตาล จากนั้นทำการเพาะเลี้ยงกล้าเชื้อและเพาะเลี้ยงอาหารเลี้ยงเชื้อเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 48 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 25.6 องศาเซลเซียส เก็บตัวอย่างที่ 0 และ 48 ชั่วโมง โดยหยุดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ด้วยการแช่แข็งด้วยไนโตรเจนเหลว และเก็บตัวอย่างที่ -20 องศาเซลเซียส สำหรับการวิเคราะห์นำตัวอย่างมาละลายแล้วปั่นเหวี่ยง ณ 2,822×g เป็นเวลา 15 นาที ด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยงเก็บตะกอนเซลล์และส่วนของเหลวเพื่อวิเคราะห์ รูปที่ 1 ความเข้มข้นน้ำตาล มวลชีวภาพแห้ง เอทานอล สัดส่วนการ ผลิตมวลชีวภาพและเอทานอลต่อน้ำตาลทั้งหมดที่ใช้ไป (YX/S และ YP/S) สำหรับจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ที่เวลาเริ่มต้นและหลังเลี้ยง 48 ชั่วโมง รูปที่ 2 ความเข้มข้นกรดอินทรีย์ กลีเซอรอล ค่า pH ปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด ค่าความทึบแสง และความเข้มข้นโปรตีน สำหรับจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ที่เวลาเริ่มต้นและหลังเพาะเลี้ยง 48 ชั่วโมง วิจารณ์และสรุป ผลการวิจัยพบว่าจุลินทรีย์ที่สามารถใช้น้ำตาลทั้งสามชนิดได้มากที่สุดในเวลา 48 ชั่วโมง คือ E. coli TISTR 1261 โดยเหลือความเข้มข้นน้ำตาลทั้งหมดเพียง 3.75  0.13 กรัมต่อลิตร ตามด้วย S. cerevisiae TISTR 5606 (13.6  0.6 กรัมต่อลิตร) และ S. cerevisiae TISTR 5020 (43.3  2.2 กรัมต่อลิตร) โดย E. coli ผลิตกรดซิตริก ในขณะที่ยีสต์ S. cerevisiae ทั้งสองสายพันธุ์ผลิต เอทานอล การผลิตเอทานอล จุลินทรีย์ที่ดีที่สุดสามอันดับแรก คือ S. cerevisiae TISTR 5606 (38.4  1.3 กรัมต่อลิตร), S. cerevisiae TISTR 5020 (28.8  2.2 กรัมต่อลิตร) และ Z. mobilis TISTR 405 (12.0  0.8 กรัมต่อลิตร) ที่มีค่าสัดส่วนการผลิตเอทานอลในระดับสูงใกล้เคียงหรือเทียบเท่าค่าในทางทฤษฎี จะเห็นได้ว่า S. cerevisiae TISTR 5606 เป็นจุลินทรีย์ที่มีความสามารถสูงที่สุดจากการคัดเลือกจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ในการผลิตเอทานอลภายใต้สภาวะตั้งนิ่ง สำหรับการเพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ประกอบไปด้วยลำไยอบแห้งหมดอายุผสมกากน้ำตาล และไม่มีการเพิ่มเติม แหล่งอาหาร ไนโตรเจนอื่น เอกสารอ้างอิง Fresh Plaza. 2007. http://www.freshplaza.com/news_detail.asp? id=9313 (accessed 06/12/07). Hildebrandt, G. and W. Klavehn. 1932. Verfahren zur Herstellung von 1-1-Phenyl-2-methylamino-propan-1-ol. German patent 548 459. กิตติกรรมประกาศ ทีมงานวิจัย ขอขอบคุณ สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ (วช.) และสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ฝ่ายอุตสาหกรรม สำนักงานโครงการ IRPUS ประจำปี 2551 ที่ได้สนับสนุนทุนวิจัย (R51D03005) ในครั้งนี้