DOI: 10.14457/tu.the.2015.55
title: การคัดเลือกแบคทีเรียกรดแลคติก Lactobacillus plantarum จากอาหารหมักของไทยเพื่อผลิตกรดไขมันคอนจูเกตเต็ดไลโนเลอิก

description: กรดไขมันคอนจูเกตเต็ดไลโนเลอิก (conjugated linoleic acid, CLA) เป็นกรดไขมันที่มีคาร์บอนจำนวน 18 อะตอมและมีการจัดเรียงพันธะคู่แบบคอนจูเกต โดยไอโซเมอร์ที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ 9CLA ที่ประกอบด้วย 9CLA-1 (cis-9, trans-11 C18:2) และ 9CLA-2 (trans-9, trans-11 C18:2) และ 10CLA (trans-10, cis-12 C18:2) ซึ่งเป็นไอโซเมอร์ที่มีประโยชน์ทางด้านชีวภาพ เช่น เป็นสารต้านโรคมะเร็ง ลดไขมันอุดตันในเส้นเลือด และส่งเสริมการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย เป็นต้น การผลิต CLA โดยแบคทีเรียกรดแลคติก Lactobacillus plantarum เกิดขึ้นจากกระบวนการไบโอไฮโดรจิเนชั่นของกรดไลโนเลอิก (cis-9, cis-12 C18:2) หรือ LA เปลี่ยนเป็น CLA โดยอาศัยการทำงานของเอนไซม์ไลโนเลเอตไอโซเมอเรส ในงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดเลือกแบคทีเรียกรดแลคติก L. plantarum ที่มีศักยภาพในการผลิต CLA จากการนำ L. plantarum ที่แยกได้จากอาหารหมักของไทย จำนวน 44 ไอโซเลต มาเลี้ยงในอาหารเหลว Modified MRS ที่มีการเติม LA เพื่อใช้เป็นสับสเตรท ผลพบว่าแบคทีเรีย L. plantarum 4 ไอโซเลต ได้แก่ NB05 NB289 NB311 และ NB324 มีศักยภาพในการผลิต CLA โดย L. plantarum NB05 และ NB289 มีความสามารถในการผลิต CLA ได้สูงสุดประมาณ 32.7 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร จากการศึกษาอิทธิพลของความเข้มข้นของสับสเตรทต่อการผลิต CLA พบว่าผลผลิต CLA เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของ LA ที่เพิ่มขึ้น โดยไอโซเลต NB05 และ NB289 มีความแตกต่างในการเจริญเติบโตและการผลิต CLA เมื่อเลี้ยงในอาหารที่มี LA ที่ความเข้มข้นต่างๆ โดยไอโซเลต NB05ให้ผลผลิต CLA ทั้งหมดสูงสุด 152.2 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ผลได้ของ CLA จากเซลล์ 62.6 มิลลิกรัมต่อกรัมเซลล์ และอัตราการเปลี่ยน LA ไปเป็น CLA เท่ากับ 54.0 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้ความเข้มข้น LA เท่ากับ 2.0 มิลลิโมลาร์ (280 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร) และ L. plantarum NB289 ให้ผลผลิต CLA ทั้งหมดสูงสุด 112.9 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ผลได้ของ CLA จากเซลล์ 53.7 มิลลิกรัมต่อกรัมเซลล์ และอัตราการเปลี่ยน LA ไปเป็น CLA เท่ากับ 58.7 เปอร์เซ็นต์ เมื่อใช้ความเข้มข้น LA เท่ากับ 1.0 มิลลิโมลาร์ (140 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร)ส่วนการศึกษาอิทธิพลของค่าพีเอชเริ่มต้นของอาหารเลี้ยงเชื้อต่อการผลิต CLA โดยเลี้ยงในอาหารที่มี LA ที่ความเข้มข้น 1.0 มิลลิโมลาร์ ในการศึกษาที่พีเอชเริ่มต้น 7.5 พบว่า L. plantarum ไอโซเลต NB05 และ NB289 ให้ผลผลิต CLA ทั้งหมดสูงสุด เท่ากับ 59.6 และ 102.6 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ผลได้ของ CLA จากเซลล์ 19.9 และ 36.6 มิลลิกรัมต่อกรัมเซลล์ และอัตราการเปลี่ยน LA ไปเป็น CLA เท่ากับ 51.6 และ 63.6 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ นอกจากนี้ค่าพีเอชเริ่มต้นยังมีผลต่อชนิดของไอโซเมอร์ของ CLA ที่เซลล์ผลิตได้ โดย L. plantarum NB05 ผลิตไอโซเมอร์ 9CLA-1 เป็นส่วนใหญ่ เมื่อเลี้ยงที่พีเอช 5.0, 7.0 และ 7.5 ในขณะที่ L. plantarum NB289 สามารถผลิตไอโซเมอร์ 9CLA-1 ได้สูงสุดที่พีเอชในช่วงความเป็นกรด (พีเอช 5.0 และ 5.5) การศึกษาอิทธิพลของพีเอชควบคุมต่อการผลิต CLA ของ L. plantarum ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ พบว่าการเลี้ยงไอโซเลต NB05 NB289 NB311 และ NB324 ภายใต้สภาวะพีเอชควบคุม และเมื่อเซลล์เข้าสู่ระยะคงที่ได้ทำการเติม LA ที่ความเข้มข้น 1.0 มิลลิโมลาร์ ผลพบว่า ค่าพีเอชที่เหมาะสมต่อการเติบโตของทั้ง 4 ไอโซเลต คือ พีเอช 6.5 ในขณะที่ค่าพีเอชที่เหมาะสมต่อการผลิต CLA  แตกต่างกัน โดยทุกไอโซเลตให้ 9CLA-1 เป็นไอโซเมอร์หลัก (ร้อยละ 70-80 ของ CLA ทั้งหมด) ทั้งนี้ พบว่าที่พีเอช 5.5 ไอโซเลต NB05 ให้ผลผลิต CLA ทั้งหมดสูงสุดเท่ากับ 114.5 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ส่วนไอโซเลต NB324 และ NB311 ผลิต CLA ทั้งหมดเท่ากับ 28.2 และ 22.6 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ ในขณะที่ไอโซเลต NB289 จะให้ผลิต CLA ทั้งหมดสูงที่สุดเท่ากับ 44.4 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร เมื่อพีเอชควบคุมเท่ากับ 6.5เมื่อทำการเพาะเลี้ยง L. plantarum NB289 ภายใต้สภาวะพีเอชควบคุมและมีการเติม LA ที่ความเข้มข้น 1.0 มิลลิโมลาร์ ตั้งแต่เริ่มกระบวนการหมัก พบว่าพีเอชควบคุม 5.5 ให้ผลผลิต CLA ทั้งหมดสูงสุด เท่ากับ 103.4 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ซึ่งได้ไอโซเมอร์ 9CLA-2 เป็นผลิตภัณฑ์หลัก คิดเป็นร้อยละ 60-70 ของ CLA ทั้งหมด ซึ่งมีค่าสูงกว่าการทดลองที่เลี้ยงเซลล์ภายใต้สภาวะที่ไม่มีการควบคุมพีเอช ที่ให้ผลผลิต CLA ทั้งหมดเพียง 12.6 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร แสดงให้เห็นว่าการควบคุมพีเอชให้เหมาะสมและการเติมสับสเทรต LA ตั้งแต่เริ่มกระบวนการหมักสามารถส่งเสริมการผลิต CLA ได้