DOI: 10.14457/tu.the.2019.1457
title: การผลิตแมนนาเนสและไซลาเนสจาก Bacillus subtilis BTK07 และ Paenibacillus polymyxa BTK01

description: วัตถุประสงค์ในงานวิจัยนี้เพื่อศึกษาปัจจัยในเรื่องของปริมาณกล้าเชื้อเริ่มต้นที่ 0.5, 1.0, 1.5 และ 2.0 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร ชนิดของแหล่งคาร์บอนคือ กลูโคส ฟางข้าว ซังข้าวโพด กากมะพร้าว และกากกาแฟ ปริมาณของแหล่งคาร์บอนที่ 0.5, 1.0, 1.5 และ 2.0 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร ชนิดของแหล่งไนโตรเจนคือ กากถั่วเหลือง ยูเรีย แอมโมเนียมซัลเฟต และโซเดียมไนเตรท และปริมาณของแหล่งไนโตรเจนที่ 0.43, 0.86, 1.29, 1.72, 2.15 และ 2.58 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตรที่เหมาะสมต่อการเจริญและการผลิตแมนนาเนสและไซลาเนสจากแบคทีเรียที่คัดแยกได้จากนาข้าวอินทรีย์ก่อนการเก็บเกี่ยวผลผลิตจากจังหวัดกาญจนบุรีจำนวน 2 ไอโซเลทคือ Bacillus subtilis BTK07 และ Paenibacillus polymyxa BTK01 วิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์ด้วยการวัดปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ที่เกิดขึ้นด้วยสารละลายกรดไดไนโตรซาลิไซลิก (dinitrosalicylic acid: DNS) ที่มีโลคัสบีนกัมและเบิร์ชวู้ดไซแลนเป็นสับสเตรทสำหรับกิจกรรมแมนนาเนสและไซลาเนสตามลำดับ ติดตามการเจริญเติบโตของแบคทีเรียโดยการวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 600 นาโนเมตรและการนับจำนวนเซลล์ที่มีชีวิต (colony forming unit; CFU) ผลการศึกษาพบว่า สภาวะที่เหมาะสมต่อการเจริญและการผลิตแมนนาเนสจาก B. subtilis BTK07 คือปริมาณกล้าเชื้อเริ่มต้นเท่ากับ 1.5 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร องค์ประกอบของอาหารที่เหมาะสมต่อการเจริญและการผลิตเอนไซม์ประกอบด้วย 1) กากมะพร้าวปริมาณ 1.0 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร และกากถั่วเหลือง 1.29 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร และ 2) กากกาแฟปริมาณ 1.0 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร และกากถั่วเหลือง 1.72 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร โดยสภาวะดังกล่าว B. subtilis BTK07 มีค่าการเจริญสูงสุดเท่ากับ 1.48×109 และ 1.11×107 CFU/ml และมีค่ากิจกรรมแมนนาเนสสูงสุดเท่ากับ 0.472 และ 0.307 หน่วยต่อมิลลิลิตรตามลำดับ ในขณะที่สภาวะที่เหมาะสมต่อการเจริญและการผลิตไซลาเนสจาก P. polymyxa BTK01 คือ ปริมาณกล้าเชื้อเริ่มต้นเท่ากับ 1.5 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร องค์ประกอบของอาหารที่เหมาะสมต่อการเจริญและการผลิตเอนไซม์ประกอบด้วย 1) ฟางข้าวปริมาณเท่ากับ 1.5 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร และกากถั่วเหลืองปริมาณเท่ากับ 1.72 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร และ 2) ซังข้าวโพดปริมาณเท่ากับ 1.5 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร และกากถั่วเหลืองปริมาณเท่ากับ 1.29 เปอร์เซ็นต์โดยมวลต่อปริมาตร โดยสภาวะดังกล่าวมีค่าการเจริญสูงสุดเท่ากับ 1.18×1011 และ 1.75×109 CFU/ml และมีค่ากิจกรรมไซลาเนสสูงสุดเท่ากับ 0.905 และ 0.825 หน่วยต่อมิลลิลิตรตามลำดับ จากนั้นศึกษาชนิดของสารป้องกันการเกิดผลึกน้ำแข็ง (cryoprotectant) ที่เหมาะสมต่ออัตราการรอดชีวิตของแบคทีเรียและความคงตัวของกิจกรรมเอนไซม์ในส่วนน้ำหมัก (fermented broth) ส่วนน้ำหมักที่ปราศจากเชื้อ (supernatant) และส่วนตะกอนเซลล์ (sediment) หลังกระบวนการทำแห้งแบบเยือกแข็งพบว่า ส่วนน้ำหมักที่เติมสารป้องกันการเกิดผลึกน้ำแข็งชนิดนมขาดมันเนยผสมกลีเซอรอลของแบคทีเรียทั้ง 2 มีอัตราการรอดชีวิตและความคงตัวของกิจกรรมเอนไซม์สูงสุด โดยส่วนน้ำหมักที่ได้จาก B. subtilis BTK07 มีค่าอัตราการรอดชีวิตสูงเท่ากับ 2.25×108 CFU และกิจกรรมของแมนนาเนสทั้งหมดสูงสุดเท่ากับ 45.78 หน่วย ส่วนน้ำหมักที่ได้จาก P. polymyxa BTK01 ที่ใช้ฟางข้าวเป็นแหล่งคาร์บอน มีค่าอัตราการรอดชีวิตสูงสุดเท่ากับ 1.81×108 CFU และกิจกรรมของไซลาเนสทั้งหมดสูงสุดเท่ากับ 48.49 หน่วย และส่วนน้ำหมักที่ได้จาก P. polymyxa BTK01 ที่ใช้ซังข้าวโพดเป็นแหล่งคาร์บอน มีค่าอัตราการรอดชีวิตสูงสุดเท่ากับ 3.37×108 CFU และกิจกรรมของไซลาเนสทั้งหมดสูงสุดเท่ากับ 49.57 หน่วย จากนั้นศึกษาอัตราการรอดชีวิตและกิจกรรมของเอนไซม์ในการเก็บรักษาตัวอย่างทั้งที่ไม่ผ่านกระบวนการทำแห้งแบบเยือกแข็งและหลังผ่านกระบวนการทำแห้งแบบเยือกแข็งที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียสนาน 30 วันพบว่า ตัวอย่างน้ำหมักที่ไม่ผ่านกระบวนการทำแห้งแบบเยือกแข็งมีความคงตัวของเอนไซม์มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่ตัวอย่างน้ำหมักที่ผ่านกระบวนการทำแห้งแบบเยือกแข็งมีอัตราการรอดชีวิตประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์และมีความคงตัวของเอนไซม์มากกว่า 85 เปอร์เซ็นต์