การผลิตกรดมะนาวโดยยีสต์ควบคู่กับการแยกผลิตภัณฑ์ด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออน

Abstract

พัฒนากระบวนการผลิตกรดมะนาวด้วยยีสต์ Candida oleophila NNU-62 การแยกกรดมะนาวระหว่างการหมักด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออน ถูกนำมาศึกษาเพื่อเพิ่มผลผลิตและอัตราการผลิต ทำการตรึงเซลล์ยีสต์ 8.15 กรัมน้ำหนักแห้งต่อลิตร ปริมาตร 75 มิลลิลิตร ในสารละลายอัลจิเนตที่ความเข้มข้น 4% (น้ำหนักต่อปริมาตร) ปริมาตร 75 มิลลิลิตร ศึกษาเปรียบเทียบการผลิตกรดมะนาวด้วยยีสต์ตรึงใน 3 สภาวะคือ ในถังหมักขนาด 5 ลิตร ที่อัตราการกาวน 50 รอบต่อนาที ไม่กวนผสม (อัตราการให้อากาศ 1.5 ปริมาตรอากาศต่อปริมาตรน้ำหมักต่อนาที) และในถังหมักแบบฟลูอิดไดซ์เบด (อัตราการให้อากาศ 1.0 ปริมาตรอากาศต่อปริมาตรน้ำหมักต่อนาที) พบว่าได้ความเข้มข้นกรดมะนาวสูงสุดเท่ากับ 0.73, 3.47 และ 2.65 กรัมต่อลิตรตามลำดับ ซึ่งน้อยกว่าการผลิตด้วยเซลล์อิสระในถังหมักขนาด 5 ลิตร (76.61 กรัมต่อลิตร) นอกจากนี้เม็ดตรึงไม่เสถียรตลอดระยะเวลาการผลิตแม้ว่าจะผลิตในถึงหมักแบบฟลูอิดไดซ์เบด ดังนั้นจึงทำการเลี้ยงเซลล์อิสระแบบ perfusion ในถังหมักที่มี spinfilter พบว่าได้ความเข้มข้นกรดมะนาวสูงสุดเท่ากับ 73.79 กรัมต่อลิตร ในระหว่างการหมักน้ำหมักจะถูกกรอง และผ่านเข้าคอลัมน์แลกเปลี่ยนประจุลบที่บรรจุด้วยเรซิน Dowex Marathon WBA แล้วเวียนกลับเข้าถังหมัก โดยที่เรซินแสดงลักษณะของการดูดซับกรดมะนาวที่ค่าความเป็นกรดด่างเท่ากับ 5.00 แบบ Langmuir มีค่าความสามารถในการดูดซับกรดมะนาวสูงสุดออกจากน้ำหมัก (qm) และค่าคงที่ของการดูดซับ (K) เท่ากับ 0.38 กรัมกรดมะนราวต่อกรัมเรซิน และ 31.42 กรัมต่อลิตรตามลำดับ การแยกกรดมะนาวระหว่างการหมักด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออนในถังหมักที่มี spinfilter พบว่าให้ผลผลิตทั้งหมดเพิ่มขึ้นจาก 81.17 กรัมได้เป็น 90.50 กรัม และอัตราการผลิตเท่ากับ 0.602 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง