การผลิตเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ ACE (Angiotensin-I Converting Enzyme) จากโปรตีนปลานิล ด้วยปฏิกรณ์เมมเบรนเอนไซม์

Abstract

ระบบปฏิกรณ์เมมเบรนเอนไซม์หมุนเวียนแบบต่อเนื่อง (continuous enzymatic membrane reactor, CEMR) เป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่น่าสนใจสำหรับกระบวนการผลิตเพปไทด์ ซึ่งเป็นระบบที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าระบบปฏิกรณ์เมมเบรนเอนไซม์แบบกะ ในการศึกษาครั้งนี้ระบบ CEMR ถูกนำมาใช้ในการผลิตเพปไทด์จากเนื้อปลานิลที่มีกิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ใช้เมมเบรนขนาด 1 กิโลดาลตัน เป็นตัวกรองสารละลายโปรตีนที่ผ่านการย่อยในถังปฏิกรณ์ ภายใต้สภาวะควบคุมที่ความดันขับ 1.3 บาร์ ความเร็วตามขวาง 1.5 เมตรต่อวินาที อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส และความเป็นกรดด่าง 8 โดยศึกษารูปแบบที่เหมาะสมของการเติมสารตั้งต้นในถังปฏิกรณ์ ความเข้มข้นที่เหมาะสมของเอนไซม์ และผลของการไหลแบบ 2 สถานะ (two-phase flow) ของก๊าซของเหลว (gas-liquid) หรือ gas-liquid two-phase flow ต่อการแยกเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE จากเนื้อปลานิลด้วยระบบ CEMR พบว่า รูปแบบ A คือการเติมสารตั้งต้นอย่าง ต่อเนื่องเข้าไปในระบบให้เท่ากับการไหลออกของเพอมิเอท เหมาะสมที่สุด เนื่องจากให้ค่าฟลักซ์ของเพอมิเอท และค่ากิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูง ความเข้มข้นของเอนไซม์ที่ 15 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน ให้ค่ากิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ค่าคอนเวอร์ชัน และค่าผลิตภาพของเพปไทด์สูง นอกจากนี้การใช้ gas-liquid two-phase flow ด้วยค่า gas injection factor เท่ากับ 0.35 ให้ค่าฟลักซ์ของเพอมิเอท ค่ากิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ที่สูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับที่ระบบที่ไม่เติมก๊าซ ดังนั้นสภาวะที่เหมาะสมของระบบ CEMR คือการเติมสารตั้งต้นอย่างต่อเนื่องเข้าไปในระบบให้เท่ากับการไหลออกของเพอมิเอท ด้วยค่า gas injection factor เท่ากับ 0.35 ความดันขับ 1.3 บาร์ ความเร็วตามขวาง 1.5 เมตรต่อวินาที ความเข้มข้นของเอนไซม์ 15 ยูนิตต่อกรัมโปรตีน ที่เวลาในการดำเนินการ 720 นาที ให้ค่าคอนเวอร์ชัน และผลิตภาพของกิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE เท่ากับร้อยละ 400 และ 3.40 มิลลิกรัมของเพปไทด์ที่มีกิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ต่อยูนิตของเอนไซม์ การติดตามการย่อยของเพปไทด์ที่ผลิตได้ในระบบจำลองทางเดินอาหาร โดยเปรียบเทียบตัวอย่างเพปไทด์ที่ไม่ผ่านการกรอง เพปไทด์ในรีเทนเทท และเพปไทด์ในเพอมิเอท พบว่า เพปไทด์ในเพอมิเอทให้ค่ากิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุดหลังจากผ่านการย่อยด้วยเอนไซม์เพปซิน และแพนครีเอติน ดังนั้นการใช้ระบบ CEMR เป็นระบบหนึ่งที่สามารถผลิตเพปไทด์ที่มีกิจกรรมในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ได้อย่างมีประสิทธิภาพ