การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจากจุลินทรีย์เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร : รายงานการวิจัย

Abstract

การศึกษาการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพโดยยีสต์ Pichia anomala สายพันธุ์ PY1 ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีแหล่งคาร์บอนแตกต่างกัน 3 ชนิด คือ 4% กลูโคส 4%น้ำมันถั่วเหลือง และน้ำมันถั่วเหลืองร่วมกับกลูโคส พบว่ายีสต์สามารถผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในอาหารเหลวปรับปรุงสูตรที่ประกอบด้วย 0.02% KH2PO4, 0.02% MgSO4, 7H2O, 0.4% NaNO3, 0.3% สารสกัดยีสต์ 10.67% น้ำมันถั่วเหลือง และ 5.33% กลูโคส (อัตราส่วน 2:1) ควบคุมค่าความเป็นกรดด่างเริ่มต้นเท่ากับ 5.0 โดยมีภาวการณ์เลี้ยงเชื้อที่อุณหภูมิ 30 ํC ในระดับขวดเขย่าอัตราเร็ว 200 รอบต่อนาที เป็นเวลา 7 วัน โดยมีค่าแรงตึงผิวต่ำสุด 33 mN/m ค่าการกระจายน้ำมันเท่ากับ 75.39 cm2 และให้ผลผลิตเท่ากับ 0.95 g/l จากนั้นวิเคราะห์สารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้โดยใช้ analytical TLC พบว่ามีส่วนประกอบ 3 ส่วนที่มีค่า Rfs เท่ากับ 0.88, 0.72 และ 0.62 (F1a-F3a) ตามลำดับ ซึ่ง F2a ให้ค่าการกระจายน้ำมันสูงสุดและถูกนำไปทำให้บริสุทธิ์อีกครั้งด้วย preparative TLC และ HPLC และตรวจผลแต่ละลำดับส่วนของตัวอย่างสารตำแหน่ง F2a จาก HPLC ที่มีค่ากระจายน้ำมันมากจะถูกวิเคราะห์ต่อไปด้วย LC-MS แสดงค่ามวลโมเลกุลของสารส่วนใหญ่มีค่าเท่ากับ 685, 725 และ 805 ซึ่งเทียบเคียงได้กับสารโซโฟโรลิพิดที่มีโครงสร้างที่มีกรดไขมันเป็นองค์ประกอบของ C22 ที่เป็น acidic และ lactonic form และเมื่อศึกษาลักษณะสมบัติทางชีวเคมีพบว่าสามารถทำงานได้ดี และมีความเสถียรที่ความเป็นกรดด่างเท่ากับ 2-9 มีความเสถียรต่ออุณหภูมิต่างๆ ได้จนถึงอุณหภูมิ 121 ํC และยังคงความเสถียรได้ดีในภาวะที่มีโซเดียมคลอไรด์เข้มข้น 0.5-5.0% นอกจากนี้ยังสามารถก่ออิมัลชันต่อน้ำมัน และสารประกอบไฮโดรคาร์บอนต่างๆ เช่น น้ำมันคาโนลา น้ำมันงา น้ำมันสลัด น้ำมันรำข้าว น้ำมันดอกคำฝอย น้ำมันถั่วเหลือง ไอโซโพรพิล ไมรีสเตท เฮกซาเดกเคน และเอทิล โอเลเอท เป็นต้น สารลดแรงตึงผิวชีวภาพมีค่าจุดวิกฤตของการเกิดไมเซลล์ (CMC) เท่ากับ 132 mg/l ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเป็นสารที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าสารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ทางเคมี