การหาวัสดุค้ำจุนราคาถูกสำหรับตรึงรูปเอนไซม์ไลเพสชอบอุณหภูมิสูงและทนตัวทำละลายอินทรีย์จาก Acinetobacter baylyi เพื่อประยุกต์ใช้ในการผลิตไบโอดีเซล

Abstract

การตรึงเอนไซม์เป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ในราคาประหยัด เอนไซม์ไลเพสเป็นหนึ่งในตัวเร่งปฏิกิริยาที่นิยมนำมาประยุกต์ใช้ในระดับอุตสาหกรรมแต่เอนไซม์ไลเพสที่มีขายทางการค้ายังคงมีราคาสูง งานวิจัยนี้สนใจที่จะหาวัสดุค้ำจุนราคาถูกสำหรับตรึงรูปเอนไซม์ไลเพสชอบ อุณหภูมิสูงและมีความเสถียรในตัวทำละลายอินทรีย์ผลิตจาก Acinetobacter baylyi (ABL) โดยไดเลือกวัสดุ เหลือทิ้งทางการเกษตรจำนวน 7 ชนิด ได้แก่ ซังข้าวโพด แกลบ ข้าวสาร หยวกกล้วย ทางต้นปาลม์หางกระรอก (Wodyetia bifurcate A.K.) กากมะพร้าว กิ่งไทรยอดทอง (Ficus microcarpa L.f.) และกิ่งระกำ (Salacca wallichiana) และเศษอาหาร จำนวน 4 ชนิด ได้แก่ เปลือกไข่ เปลือกกุ้งแชบ๊วย (Penaeus merguiensis) เปลือกปูทะเล (Scylla serrata) และเปลือกหอยแมลงภู่ (Perna viridis) โดยพิจารณาจากปริมาณที่ทิ้งคุณลักษณะทางสัณฐานวิทยา และประสิทธิภาพในการตรึงเอนไซม์ไลเพส ผลการทดลองพบว่า กิ่งระกำและเปลือกไข่ ขนาดโดยเฉลี่ยประมาณ 0.1 มิลลิเมตร ให้ประสิทธิภาพในการตรึงเอนไซม์ไลเพสสูงที่สุด จึงเลือกมาใช้เป็นวัสดุค้ำจุนสำหรับตรึงเอนไซม์ไป เมื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการตรึงเอนไซม$ไลเพส ABL โดยวิธีการดูดซับบนกิ่งระกำพบว่า การใช้บัฟเฟอร์ที่มีความแรงไอออนเท่ากับ 10 มิลลิโมลารและมีค่าพีเอชเท่ากับ 7.0 ตรึงเอนไซม์ไลเพส ABL ความเเข้มข้น 0.1 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เป;นเวลา 90 นาทีด้วยความเร็วในการเขย่า 250 รอบต่อนาที เป็นสภาวะที่เหมาะสมในการตรึงเอนไซม์ไลเพส ABL บนกิ่งระกำ ขณะที่การตรึงบนเปลือกไข่มีสภาวะที่เหมาะสมคือบัฟเฟอร์ที่มีความแรงไอออนเท่ากับ 10 มิลลิโมลารและมีค่าพีเอชเท่ากับ 6.0 ความเข้มข้นเอนไซม์ 0.3 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ที่อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 150 นาทีด้วยความเร็วในการเขย่า 300 รอบต่อนาที การศึกษาคุณลักษณะเฉพาะของเอนไซม์ตรึงไลเพส ABL บนกิ่งระกำพบว่าเอนไซม์ตรึงมีอุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำปฏิกิริยาที่ต่ำกว่าของเอนไซม์ไลเพส ABL ในรูปอิสระแต่มีความเสถียรในตัวทำละลายอินทรีย์ที่สูงขึ้น การทดสอบความสามารถในการนำเอนไซม์ตรึงกลับมาใช้เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสน้ำมันปาล์มพบว่า มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับของเอนไซม์ไลเพสตรึงรูปทางการค่า Novozyme 435 และที่น่าสนใจคือเอนไซม์ไลเพส ABL ที่ตรึงบนกิ่งระกำมีความเสถียรในการเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้อง (25-32 องศาเซลเซียส) เพิ่มสูงขึ้น ขณะที่เอนไซม์ไลเพส ABL ที่ตรึงบนเปลือกไข่ไม่มีความเสถียรในการเก็บรักษา ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่จะนำกิ่งระกำมาเป็นวัสดุค้ำจุนราคาถูกสำหรับตรึงเอนไซม์ไลเพสต่อไป