การเพาะเลี้ยงเซลล์จุลินทรีย์ต้นแบบ 3 ชนิดที่ความเข้มข้นสูงด้วยเทคนิคการเพาะเลี้ยง แบบหลายกะลำดับต่อเนื่องอย่างเข้มงวด

Abstract

การวิจัยครั้งนี้ทำขึ้นเพื่อศึกษาการผลิตเซลล์ต้นแบบ 3 ชนิด (E. coli S. cerevisiae และ A. oryzae) ความเข้มข้นสูง ด้วยสูตรอาหาร BPM โดยใช้โอลิโกเมอร์ของกลูโคสจากการย่อยแป้งมันสำปะหลัง (เดกซ์ทริน) ความเข้มข้นสูงเป็นแหล่งคาร์บอน และการใช้เทคนิคการเพาะเลี้ยงบางอย่างเพื่อสามารถขยายขนาดนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรมได้ ทำการศึกษาศักยภาพของอาหารสูตร BPM โดยการใช้ เดกซ์ทรินที่ความเข้มข้นสูงถึง 100 กรัมต่อลิตร ในการเพาะเลี้ยง E. coli และ 60 กรัมต่อลิตรในการเพาะเลี้ยง S. cereviasiae และ A. oryzae โดยการเพาะเลี้ยงแบบกะ (Batch) ในสภาวะให้อากาศ การใช้เทคนิคการเพาะเลี้ยงแบบหลายกะล าดับต่อเนื่องอย่างเข้มงวด (Intensively Multiple Sequential Batch Technique) ในระดับถังหมักขนาดบรรจุ 5 ลิตร พบว่าสูตรอาหาร BPM มี ประสิทธิภาพสูงส าหรับการเพาะเลี้ยงโดยเฉพาะเมื่อมีการเติมยีสต์สกัด ยิ่งกว่านั้นยังพบว่าการใช้เดกซ์ทรินเป็นแหล่งคาร์บอนมีประสิทธิภาพกว่าการใช้กลูโคส E. coli มีค่าน้ำหนักเซลล์แห้งเท่ากับ 37.30, 32.20 และ 31.80 กรัมต่อลิตร ด้วยการหมักแบบสามกะต่อเนื่องในเวลา 36 ชั่วโมง คิดเป็นอัตราการผลิตเซลล์สูงถึง 2.88 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง อัตราการเจริญจำเพาะเฉลี่ย เท่ากับ 0.47 ต่อชั่วโมงและอัตราการใช้น้ำตาลเฉลี่ยเท่ากับ 7.01 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ในขณะที่ S. cerevisiae มีค่าน้ำหนักเซลล์แห้งเท่ากับ 37.27, 38.23 และ 39.03 กรัมต่อลิตร ด้วยการหมักแบบสามกะต่อเนื่องในเวลา 108 ชั่วโมงคิดเป็นอัตราการผลิตเซลล์สูงถึง 1.06 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง อัตราการเจริญจำเพาะเฉลี่ย เท่ากับ 0.26 ต่อชั่วโมงและ อัตราการใช้น้ำตาลเฉลี่ยเท่ากับ 3.32 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง และ A. oryzae ค่าน้ำหนักเซลล์แห้งเท่ากับ 27.86, 27.95 และ 28.13 กรัมต่อลิตร ด้วยการหมักแบบสามกะต่อเนื่องในเวลา 216 ชั่วโมง คิดเป็นอัตราการผลิตเซลล์สูงถึง 0.388 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง อัตราการเจริญจำเพาะเฉลี่ย เท่ากับ 0.07 ต่อชั่วโมงและ อัตราการใช้น้ำตาลเฉลี่ยเท่ากับ 0.48 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ซึ่งสูงเทียบเคียงได้กับการเพาะเลี้ยงแบบเติมกะ (Fed-Batch) ทั่วไป