การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจาก Bacillus subtilis BBK-1 และการเตรียมแผ่นเส้นใยอิเล็กโทรสปันต้านแบคทีเรีย

Abstract

การผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจาก B. subtilis BBK-1 ในอาหารเหลวปรับปรุงสูตรที่ประกอบด้วย น้ำตาลกลูโคส 60 กรัม แอมโมเนียมไนเตรต 2 กรัม สารสกัดจากยีสต์ 5 กรัม แมกนีเซียมซัลเฟต 0.5 กรัม ไอร์ออนซัลเฟต 0.15 กรัม โซเดียมคลอไรด์ 5 กรัม ในอาหารเหลว 1 ลิตร ความเป็นกรดเบสเริ่มต้นของอาหารเท่ากับ 7.5 ในการเพาะเลี้ยงระดับขวดเขย่า ควบคุมอุณหภูมิการเพาะเลี้ยงที่ 30 องศาเซลเซียส อัตราการเขย่า 200 รอบต่อนาที เพาะเลี้ยงเชื้อเป็นเวลา 3 วัน ให้ผลผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ 0.40 กรัมต่อลิตร เพื่อเพิ่มปริมาณผลผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพจึงได้ขยายระดับการผลิตเป็นระดับถังหมักขนาด 5 ลิตร แบบแบตช์ พบว่า ภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการเพาะเลี้ยงเชื้อ คือ ควบคุมอุณหภูมิเลี้ยงเชื้อ 30 องศาเซลเซียส อัตราเร็วใบกวน 300 รอบต่อนาที อัตราการให้อากาศ 1.5 vvm เป็นเวลา 3 วัน ให้ผลผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพเท่ากับ 4.55 กรัมต่อลิตร มีค่าประสิทธิภาพการผลิต (QP) และ ผลผลิตที่ได้ต่อหน่วยเซลล์ (YP/X) เท่ากับ 0.0632 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง และ 0.5522 กรัมต่อกรัม ตามลำดับ ซึ่งการผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพในถังหมักขนาด 5 ลิตร แบบแบตช์ ให้ปริมาณผลผลิตสารลดแรงตึงผิวชีวภาพมากกว่าในระดับขวดเขย่าถึง 11.41 เท่า สารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่ผลิตได้มีค่าความเข้มข้นวิกฤตการเกิดไมเซลล์เท่ากับ 439.88 มิลลิกรัมต่อลิตร ให้ค่าแรงตึงผิวต่ำสุดเท่ากับ 39.03 มิลลินิวตันต่อเมตร และมีสมบัติต้านจุลินทรีย์ทั้ง แบคทีเรีย และรา เมื่อนำสารลดแรงตึงผิวชีวภาพไปประยุกต์ใช้ในการเตรียมแผ่นเส้นใยอิเล็กโทรสปันต้านแบคทีเรีย พบว่า สารลดแรงตึงผิวชีวภาพที่เติมลงไปมีผลต่อความหนืด ความนำไฟฟ้า พีเอช และค่าแรงตึงผิวของสารละลายพอลิเมอร์เจลาตินที่ใช้ขึ้นรูปเส้นใย ทำให้เส้นใยอิเล็กโทรสปันที่ผลิตได้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กลง เมื่อนำแผ่นเส้นใยอิเล็กโทรสปันไปทำปฏิกิริยาเชื่อมขวางด้วยไอกลูตาราลดีไฮด์เป็นเวลา 10 และ 30 นาที พบว่าช่วยทำให้เส้นใยมีความแข็งแรงขึ้น และช่วยทำให้แผ่นเส้นใยมีเปอร์เซ็นต์การบวมพองและน้ำหนักที่หายไปของแผ่นเส้นใยลดลง นอกจากนี้ ยังพบว่าแผ่นเส้นใยอิเล็กโทรสปันที่มีการเติมสารลดแรงตึงผิวชีวภาพ สามารถช่วยลดอัตราการเจริญของเชื้อ S. aureus ATCC 6538P ได้ดีกว่าแผ่นแปะสิวทางการค้า