การผลิตมอนอเมอร์และ/หรือพอลิเมอร์ของพลาสติกย่อยสลายได้ ที่มีศักยภาพสำหรับประเทศไทย = Production of monomer and/or polymer of degradable bioplastic potentially useful for thailand / Somporn Moonmangmee [et al.]
โดย: Somporn Moonmangmee
ผู้แต่งร่วม: Somporn Moonmangmee | Duangtip Moonmangmee | Premsuda Saman | Achara Chaiongkarn | Wiratchanee Kansandee | Preeyaporn Chaiyasat | Amon Chaiyasat | Waraporn Boontung | Chantra Poonsiri | สมพร มูลมั่งมี | ดวงทิพย์ มูลมั่งมี | เปรมสุดา สมาน | อัจฉรา ไชยองค์การ | วิรัชนีย์ แก่นแสนดี | ปรียาภรณ์ ไชยสัตย์ | อมร ไชยสัตย์ | วราภรณ์ บุญตั้ง | ฉันทรา พูนศิริ
Language: Thai ชื่อชุด: Res. Proj. no. 51-05, Sub Proj. no. 2; no.1 (Final report)ข้อมูลการพิมพ์: Pathumthani : Thailand Institute of Scientific and Technological Research, 2022 รายละเอียดตัวเล่ม: 124 p.ชื่อเรื่องอื่นๆ: โครงการวิจัยที่ ภ. 51-05
การผลิตมอนอเมอร์และ/หรือพอลิเมอร์ของพลาสติกย่อยสลายได้
ที่มีศักยภาพสำหรับประเทศไทย
โครงการย่อยที่ 2
การผลิตมอนอเมอร์และ/หรือพอลิเมอร์ของพลาสติกย่อยสลายได้
ที่มีศักยภาพสำหรับประเทศไทย
รายงานฉบับที่ 1 (ฉบับสมบูรณ์)
การผลิตมอนอเมอร์และ/หรือพอลิเมอร์ของพลาสติกย่อยสลายได้
ที่มีศักยภาพสำหรับประเทศไทยหัวเรื่อง: กรดแลกติกสารสนเทศออนไลน์: Click here to access Full-text สาระสังเขป: This research aimed to select lactic acid bacteria which could produce lactic
acid from unhydrolysed starch. Lactic acid bacteria were tested for their ability to
utilize unhydrolysed; cassava starch, rice and corn starch, each of 2.0% concentration.
Lactic acid bacteria isolates, RF1 and RF2 produced the highest amounts of lactic acid
and both isolates utilized rice starch the best. The isolate RF1 and RF2 produced lactic
acid from rice starch with the yielded 1.98% and 1.89%, respectively. The optimum pH
for lactic acid production was 6.5. Varying rice starch concentration from 2-10% and at
pH 6.5, RF1 and RF2 isolates produced lactic acid at average yields around 1.80% and
1.71%, respectively. The identification of strain was based on genetic criteria. Amplified
16s rDNA with specific primer showed that RF1 and RF2 isolates were similar to
Lactobacillus plantarum and Lactobacillus pentosus, respectively. Amylase genes
were found in both isolates, therefore, amylase activity was investigated. The optimum
pH and temperature for enzyme activity were 6.0 and 40o
C. The experimental results
of lactic acid production from isolate RF1, cultivated in the fermenter showed that at
initial pH 6.0, RF1 isolate produced lactic acid better than at initial pH 6.5. The 2.34%
yield of lactic acid production was achieved after 42 hour of fermentation at initial pH
6.0. Lactic acid production with controlled pH at 6.0 increased continuously and
reached the highest yield of 0.35 mg/ml of sodium lactate at 72 hour.
สาระสังเขป: งานวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อแยกและคัดเลือกแบคทีเรียแลกติก (Lactic acid bacteria) ที่
มีความสามารถในการผลิตกรดแลกติก (Lactic acid) จากการใช้แป้งดิบเป็นแหล่งคาร์บอน. การ
ศึกษาวิจัยในครั้งนี้ ได้ใช้แป้งดิบ 3 ชนิด คือ แป้งข้าวเจ้า, แป้งข้าวเหนียว และแป้งข้าวโพด สำหรับ
การทดสอบเพื่อคัดเลือกสายพันธุ์แบคทีเรียแลกติกที่มีความสามารถในการเจริญเติบโตและมีศักยภาพ
ในการผลิตกรดแลกติก โดยใช้แป้งดิบแต่ละชนิดความเข้มข้น 2 เปอร์เซ็นต์ (20 กรัมต่อลิตร; น้ำหนัก
ต่อปริมาตร) เป็นแหล่งคาร์บอน, พบว่า แบคทีเรียแลกติกไอโซเลต RF 1 สามารถผลิตกรดแลกติกได้
จากแป้งดิบทั้ง 3 ชนิด แบคทีเรียแลกติกไอโซเลต FRN 1 สามารถใช้แป้งข้าวเจ้าเป็นแหล่งคาร์บอนได้
ดีที่สุดและสามารถผลิตกรดแลกติกได้สูงสุดคือ 1.98 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสูงกว่าการใช้แป้งมันและแป้ง
ข้าวโพด ตามลำดับ. โดยค่าความเป็นกรด-เบสของอาหารเลี้ยงเชื้อเริ่มต้นที่เหมาะสมต่อการผลิตกรด
แลกติกอยู่ที่ 6.5 จากการศึกษาผลของความเข้มข้นแป้งข้าวเจ้าเริ่มต้นต่อการผลิตกรดแลกติก โดยทำ
การแปรผันความเข้มข้นของแป้งข้าวเจ้าเริ่มต้นจาก 2-10 เปอร์เซ็นต์(20-100 กรัมต่อลิตร; น้ำหนัก
ต่อปริมาตร) พบว่า แบคทีเรียแลกติกไอโซเลต FRN 1 สามารถผลิตกรดแลกติกได้ โดยเฉลี่ยอยู่ในช่วง
ระหว่าง 1.71-1.98 เปอร์เซ็นต์จากการพิสูจน์เอกลักษณ์แบคทีเรียแลกติกไอโซเลต FRN 1ด้วย
วิธีการตรวจวิเคราะห์ลำดับนิวคลิโอไทด์ของผลผลิตจากปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (Polymerase
Chain Reaction: PCR) ชิ้นส่วนของยีน 16S rDNA ใกล้เคียงกับ Lactobacillus plantarum โดยมี
เปอร์เซ็นต์ความเหมือน 99 เปอร์เซ็นต์.
1
ฝ่ายวิทยาศาสตร์ชีวภาพ, สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.)
2
ภาควิชาจุลชีววิทยา คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
3
ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี
3
สำหรับกระบวนการผลิตกรดแลกติกแบบเบ็ดเสร็จขั้นตอนเดียว (Batch fermentation)
ระดับห้องปฏิบัติการในถังหมัก (fermentor) ขนาด 5 ลิตร สภาวะที่เหมาะสมต่อกระบวนการผลิต
กรดแลกติกจากแป้งข้าวเจ้าดิบด้วยแบคทีเรียแลกติกไอโซเลต RF1 ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็น
เวลา 72 ชั่วโมง พบว่าเมื่อเลี้ยงเชื้อด้วยอาหารที่มีค่า pH เริ่มต้นที่ 6.0 สามารถผลิตกรดแลกติกได้
ดีกว่าที่ pH เริ่มต้น 6.5 โดยเชื้อสามารถผลิตกรดได้สูงสุดประมาณ 2.34 เปอร์เซ็นต์ ที่เวลา 42
ชั่วโมง เมื่อทดลองเลี้ยงเชื้อไอโซเลต RF1 ระดับถังหมักโดยควบคุมค่า pH ตลอดการหมักที่ 6.0
พบว่า เชื้อสามารถผลิตกรดแลกติกเพิ่มขึ้นเรื่อย และมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นได้อีก โดยพิจารณาจากปริมาณ
ของโซเดียมแลกเทสที่วิเคราะห์ได้สูงสุดที่ 72 ชั่วโมง เท่ากับ 0.35 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร โดยมี
กิจกรรมของเอนไซม์อะไมเลสสูงสุดคือ 0.31 ยูนิตต่อมิลลิลิตร และสามารถแยกกรดแลกติกออกจาก
อาหารเลี้ยงเชื้อให้มีความเข้มข้นสูงขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการประยุกต์ใช้วิธีการและเทคนิค
ต่างๆ ร่วมกัน คือ วิธีการทางกล, ทางกายภาพ และทางเคมี สามารถแยกกรดแลกติกออกจากอาหาร
เลี้ยงเชื้อได้มากกว่า 80-85 เปอร์เซ็นต์ โดยมีความเข้มข้น 45-50 เปอร์เซ็นต์เชื้อแบคทีเรียกรดแลก
ติกที่มีศักยภาพสูงสุดสำหรับใช้ในกระบวนการผลิตกรดแลกติกจากการใช้แป้งข้าวเจ้าดิบเป็นแหล่ง
ของคาร์บอน ถือได้ว่าเป็นแหล่งคาร์บอนที่มีราคาถูกและมีศักยภาพสูง คือแบคที่เรียแลกติกไอโซเลต
RF1 จากการพิสูจน์เอกลักษณ์โดยวิธีทางอณูพันธุศาสตร์ โดยการตรวจวิเคราะห์ลำดับนิวคลิโอไทด์
ชิ้นส่วนขอยีน 16S rDNA แสดงให้เห็นว่าเชื้อแบคทีเรียกรดแลกติกไอโซเลต RF1 คือ Lactobacillus
plantarum.
กระบวนการและสภาวะที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ PLLA ในระดับห้องปฏิบัติการ คือ
สภาวะที่มีการใช้ตัวริเริ่มปฏิกิริยา p-TSA ที่ความเข้มข้นต่ำในช่วงความเข้มข้น 1-4 เปอร์เซ็นต์
ระยะเวลาในการสังเคราะห์ 6 ชั่วโมง และใช้อุณหภูมิที่ 140 องศาเซลเซียส โดยคุณสมบัติทาง
กายภาพ (น้ำหนักโมเลกุล และสมบัติทางความร้อน) ของพอลิแอลแลกติกแอซิด (PLLA) ที่สังเคราะห์
จะขึ้นอยู่กับปริมาณและสัดส่วนของการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา โดยถ้าใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เปอร์เซ็นต์ความ
เข้มข้นต่ำพอลิเมอร์ที่ได้จะเป็นของเหลวที่มีความหนืดไม่สูงมากนัก และถ้าเพิ่มตัวเร่งปฏิกิริยาให้
เปอร์เซ็นต์ความเข้มข้นสูงขึ้น พอลิเมอร์ที่ได้จะมีความหนืดเพิ่มสูงมากขึ้น และถ้าเพิ่มปริมาณของ
ตัวเร่งปฏิกิริยามากเกินพอ จะทำให้ได้พอลิเมอร์ที่มีลักษณะเป็นผลึกแข็ง.
พอลิแอลแลกติกแอซิด (PLLA) ที่สังเคราะห์ได้มีคุณสมบัติทางความร้อนด้วยเทคนิค โดยการ
วัดค่าอุณหภูมิในการเปลี่ยนสถานะของพอลิเมอร์ (Glass transition temperature; Tg) และความ
เสถียรทางความร้อนและวัดค่าอุณหภูมิในการสลายตัวของพอลิเมอร์(Degradation temperature,
Td) โดย Tg มีค่าเท่ากับ 56.9 องศาเซลเซียส และ Td มีค่าเริ่มต้นที่ 200 องศาเซลเซียส ตามลำดับ.
4
ค่าทั้งสองค่าใกล้เคียงกับค่าทั่วไปของ PLLA ที่ได้จาก Polymer Handbook และสภาวะที่เหมาะสม
ต่อการเตรียมพอลิเมอร์แคปซูลสำหรับใช้ในการห่อหุ้มปุ๋ยยูเรีย คือ ใช้พอลิแอลแลกติกแอซิด ปริมาณ
0.3 โดยน้ำหนัก และใช้อัตราส่วนของชั้นน้ำ : ชั้นน้ำมัน เป็น 4 : 6.
ไม่มีรายการทางกายภาพสำหรับระเบียนนี้
There are no comments on this title.