การสังเคราะห์พอลิแล็กติกแอสิดโดยใช้เอนไซม์ไลเพสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน

Abstract

การสังเคราะห์พอลิเมอร์พอลิแล้กติกแอสิดโดยใช้เอนไซม์ Noveozyme 435 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน สภาวะที่ใช้ในการสังเคราะห์มีปริมาณกรดแล็กติก 36,000 มิลลิกรัม ปริมาตรการสังเคราะห์รวมทั้งกรดแล็กติกและโทลูอีน 100 มิลลิลิตร สามารถสังเคราะห์พอลิแล็กติกแอสิดได้ โดยการวิเคราะห์โครงสรา้งของผลิตภัณฑ์พอลิแล็กแอสิดที่ผลิตได้ โดยการหาองค์ประกอบของหมู่ฟังก์ชันด้วยวิธี Fourier Transform Spectroscopy (FTIR) เมื่อพิจารณาช่วงการดูดกลืนแสงของหมู่ฟังก์ชันที่สำคัญจาก FTIR spectra ของพอลิแล็กติกแอสิดที่น้ำหนักโมเลกุลตามน้ำหนัก (Mw) ของพอลิเมอร์ที่สังเคราะห์ได้สามารถวิเคราะห์โดยใช้ Gel Permeation Chromatograph (GPC) การสังเคราะห์พอลิเมอร์ที่ใช้เอนไซม์ Novozyme 435 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ระดับความเข้มข้น 10 เปอร์เซ็นต์ ระยะเวลาสังเคราะห์ 1 และ 24 ชั่วโมง มีขนาดน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยตามจำนวน (Mn) 24,598 และ 6ม938Da ตามลำดับ ขณะที่การสังเคราะห์พอลิเมอร์ที่ใช้เอนไซม์ Novozyme 435 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ระดับความเข้มข้น 12 เปอร์เซ็นต์ ระยะเวลาสังเคราะห์ 6 และ 24 ชั่วโมง มีขนาดน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยตามจำนวน 731 และ 9,073 Da ตามลำดับ ศึกษาสภาวะที่เหมาะสมการสังเคราะห์พอลิเมอร์ที่ใช้เอนไซม์ Novozyme 435 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยวิธีพื้นที่การตอบสนอง (Response surface methodology: RSM) กับแผนการทดลอง Box-Behnken Design โดยศึกษาผลของระยะเวลาการสังเคราะห์พอลิเมอร์ นาน 1-24 ชั่วโมง (X1) อุณหภูมิการสังเคราะห์ระหว่าง 60-80 องศาเซลเซียส (X2) และความเข้มข้นของเอนไซม์ Novozyme 435 ระหว่าง 5-10 เปอร์เซ็นต์ (X3) ต่อเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนกรดแล็กติกไปเป็นพอลิเมอร์พอลิแล็กติกแอสิด (Y1) (เปอร์เซ็นต์) และค่าน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยของพอลิแล็กติกแอสิด (Y2) พบว่า การกระจายของข้อมูลที่ได้จากการทดลองเป็นแบบปกติ สมการกำลังสองคือแบบจำลองที่เหมาะสมและแบบจำลองของทุกค่าตอบสนองแสดงค่า R2 ที่ระดับ 0.75079 สภาวะที่เหมาะสมจากการวิเคราะห์ร่วมกันของทุกค่าตอบสนอง คือ ใช้ปริมาณความเข้มข้นของเอนไซม์ประมาณ 10 เปอร์เซ้นต์ (w/w) ทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ใช้ระยะเวลาในการทำปฏิกิริยา 1 ชั่วโมง ซึ่งจะสามารถสังเคราะห์พอลิแล็กติกแอสิดที่มีค่าเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนกรดแล็กติกไปเป็นพอลิติกแอสิด 94.5 เปอร์เซ็นต์ และพอลิแล็กแอสิดมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยตามจำนวน ประมาณ 27,445 Da การใช้กรดแล็กติดที่หมักด้วยกระบวนการหมักไม่สามารถสังเคราะห์เป็นพอลิเมอร์ได้ ส่วนการสังเคราะห์พอลิเมอร์โดยใช้กรดแล็กติกในทางการค้า พบว่าสามารถสังเคราะห์พอลิแล็กติกแอสิดได้ค่าเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนกรดแล็กติกไปเป็นพอลิแล็กติกแอสิด 66.42 เปอร์เซ็นต์ และพอลิแล็กติกแอสิดมีน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยตามจำนวนประมาณ 5,333 Da พอลิแล็กติกแอสิดที่สังเคราะห์ได้สามารถขึ้นรูปเป็นแผ่นฟิล์มได้โดยผสมกับพอลิแล็กติกแอสิดทางการค้า