การย่อยกากมันสำปะหลังด้วยเอนไซม์ผสม ในเครื่องปฏิกรณ์อัลทราฟิลเทรชัน

Abstract

กากมันสำปะหลังมีคาร์โบไอเดรทเป็นองค์ประกอบหลักปริมาณ 67.46 เปอร์เซ็นต์ คิดเป็น 48.63 เปอร์เซ็นต์ของแป้งที่ผลิตได้จากหัวมันสำปะหลังในระดับอุตสาหกรรม มีศักยภาพนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตนํ้าตาลกลูโคสโดยการย่อยด้วยเอนไซม์ผสม ได้แก่ กลูโคอะไมเลส แอลฟาอะไมเลส เซลลูเลส และเพกทิเนส ภาวะที่เหมาะสมต่อการนำเอนไซม์ทั้ง 4 ชนิดมาทำงานร่วมกัน คือ อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส ค่าความเป็นกรดด่าง 5 อัตราส่วนของเอนไซม์ทั้ง 4 ชนิดที่เหมาะสมต่อการย่อยกาก มันสำปะหลังปริมาณ 8 กรัม คือ กลูโคอะไมเลส 48.6 AGU แอลฟาอะไมเลส 0.6 KNU เซลลูเลส 75 NCU และเพกทิเนส 130 PG ให้ประสิทธิภาพต่อการผลิตนํ้าตาลรีดิวช์ด้วยอัตราสูงสุด 8.15 กรัม/ลิตร.นาที และประสิทธิภาพการย่อยกากมันสำปะหลังเป็นนํ้าตาลกลูโคสมีค่าสูงถึง 64.37 เปอร์เซ็นต์ ในขณะที่การย่อยด้วยเอนไซม์ 3 ชนิด ได้แก่ กลูโคอะไมเลส แอลฟาอะไมเลส และเซลลูเลส ให้ประสิทธิภาพการย่อยกากมันสำปะหลังเป็นนํ้าตาลกลูโคสมีค่า 59.77 เปอร์เซ็นต์ ในการย่อยกากมันสำปะหลังแบบ batch ด้วยอัตราส่วนระหว่างเอนไซม์และสับสเทรตที่เหมาะสม ดังกล่าวข้างต้น โดยการกวนด้วยความเร็วรอน 600 รอบ/นาที สามารถผลิตนํ้าตาลรีดิวซ์ได้ 0.61 กรัม นํ้าตาลรีดิวซ์/กรัมกากมันสำปะหลัง ให้ประสิทธิภาพการย่อยกากมันสำปะหลังเป็นนํ้าตาลรีดิวซ์มีค่า 70.11 เปอร์เซ็นต์ การย่อยกากมันสำปะหลังแบบ semicontinuous ในเครื่องปฏิกรณ์อัลทราฟิลเทรชันสามารถผลิตน้ำตาลรีดิวซ์ได้มากกว่าการย่อยแบบ Fed-batch ดังนั้นการใช้การกรองแบบอัลทราฟิลเทรชันร่วมกับการย่อยกากมันสำปะหลัง จึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจในการกักเอนไซม์ไว้ใช้ได้อย่างคุ้มค่า ซึ่งการย่อยกากมันสำปะหลังในเครื่องปฏิกรณ์อัลทราฟิลเทรชันที่มีปริมาตรของระบบการย่อยเป็น 0.4 ลิตร พื้นที่การกรอง 3.85 x 10 3 ตารางเมตร กวนด้วยความเร็วรอบ 600 รอบ/นาที ใช้ความดันในการกรอง 200 kPa ความเข้มข้นของนํ้าตาลรีดิวซ์ที่เหมาะสม ทำให้อัตราการผลิตนั้าตาลรีดิวซ์สมดุลกับอัตราการดึงเอาน้ำตาลรีดิวซ์ออกจากระบบ คือ 115 กรัม/ลิตร