โครงการการผลิตเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ ACE (Angiotensin-I Converting Enzyme) จากโปรตีนปลานิล ด้วยปฏิกรณ์เมมเบรนเอนไซม์

นรินทร์ เจริญพันธ์

dc.contributor.author	นรินทร์ เจริญพันธ์
dc.contributor.other	มหาวิทยาลัยบูรพา วิทยาเขตสระแก้ว. คณะเทคโนโลยีการเกษตร
dc.date.accessioned	2019-03-25T09:09:50Z
dc.date.available	2019-03-25T09:09:50Z
dc.date.issued	2558
dc.identifier.uri	http://dspace.lib.buu.ac.th/xmlui/handle/1234567890/1813
dc.description.abstract	การเกิดฟลาวลิ่งเป็นปัญหาสาคัญของระบบอัลตราฟิลเตรชัน หลายเทคนิคถูกนำมาใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพการกรองเพื่อเพิ่มค่าฟลักซ์ของเพอมิเอทระหว่างการกรองด้วยอัลตราฟิลเตรชัน ระบบ gas-liquid two-phase flow เป็นเทคนิคหนึ่งที่น่าสนใจสำหรับการเพิ่มค่าฟลักซ์ของเพอมิเอท งานวิจัยนี้มีการศึกษาผลของขนาดเมมเบรน (molecular weight cut off; MWCO) ความดันขับ (transmembrane pressure; TMP) ความเร็วตามขวาง (cross flow velocity; CFV) และ gas-liquid two-phase flow ต่อการแยกเพปไทด์ที่มีต่อการแยกเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE จากเนื้อปลานิลด้วยกระบวนการอัลตราฟิลเตรชันโปรตีนจากเนื้อปลานิลถูกย่อยด้วยเอนไซม์อัลคาเลส 2.4L และนำไปแยกด้วยเมมเบรนขนาด MWCO 1 5 และ 10 กิโลดาลตัน หลังจากนั้นคัดเลือกเมมเบรนที่มีขนาดเหมาะสมในการแยกเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE เพื่อศึกษาผลของความดันขับ ความเร็วตามขวาง และผลของการ gas-liquid two-phase flow ที่ความเค้นเฉือน 0.020 0.026 0.030 และ 0.039 ต่อค่าฟลักซ์ของเพอมิเอทและกิจกรรมของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE โดยวางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ (Completely Randomized Design; CRD) จากผลการทดลอง พบว่า เมมเบรนขนาด MWCO 1 กิโลดาลตัน ให้ค่ากิจกรรมของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุด เหมาะสมที่จะนาไปศึกษาในขั้นตอนต่อไป การเปลี่ยนแปลงค่าฟลักซ์ของเพอมิเอทแปรผันตรงกับค่าความดันขับและความเร็วตามขวาง โดยที่ความดันขับ 2 บาร์ ความเร็วตามขวาง 2 เมตรต่อวินาที และการเพิ่มความเค้นเฉือนที่ 0.039 ให้ค่ากิจกรรมของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุด ดังนั้นสภาวะที่เหมาะสมในการแยกเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ด้วยเมมเบรนที่มี MWCO ขนาด 1 กิโลดาลตัน ที่ความดันขับ 2 บาร์ ควาเร็วตามขวาง 2 เมตรต่อวินาที ความเค้นเฉือน 0.039 ซึ่งให้ค่าฟลักซ์ของเพอมิเอท และค่ากิจกรรมของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูง ระบบปฏิกรณ์เมมเบรนเอนไซม์ถูกนำมาใช้ในการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ในการศึกษาครั้งนี้ระบบ cyclic batch enzymatic membrane reactor (CBEMR) ถูกนำมาใช้ในการผลิตเพปไทด์ที่มีต่อการแยกเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE จากเนื้อปลานิลด้วยเมมเบรนขนาด MWCO 1 กิโลดาลตัน การดาเนินการของระบบมีการย่อยสารละลายโปรตีนด้วยเอนไซม์โปรตีนเอสและแยกเพปไทด์ด้วยอุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส และค่าความเป็นกรดด่าง 8 การศึกษาติดตามปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อค่าคอนเวอร์ชั่น (conversion) และ ผลิตภาพ (productivity) ของระบบ CBEMR และศึกษาผลของ gas-liquid two-phase flow ที่ความเค้นเฉือน 0.020 0.026 0.030 และ 0.039 ต่อค่าฟลักซ์ของเพอมิเอทและกิจกรรมของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE โดยวางแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ จากผลการทดลอง พบว่า การย่อยสารละลายโปรตีนบางส่วนด้วยเอนไซม์อัลคาเลส 2.4L ที่เวลาการย่อย 90 นาที ก่อนนำเข้าสู่ระบบ CBEMR ทาให้ค่าฟลักซ์ของเพอมิเอทลดลงเล็กน้อย การใช้ความดันขับที่ 1.3 บาร์ และความเร็วตามขวาง 1.5 เมตรต่อวินาที ให้ค่าคอนเวอร์ชั่นและผลิตภาพของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุด และการประยุกต์ใช้ระบบ gas-liquid two-phase flow สามารถลดการเกิดเมมเบรนฟลาวลิ่งและเพิ่มค่าฟลักซ์ของเพอมิเอททั้งนี้ขึ้นอยู่กับค่าความเค้นเฉือนที่ใช้ จากการศึกษาในครั้งนี้พบว่า ค่าความเค้นเฉือนที่ 0.039 ให้ค่าคอนเวอร์ชั่นและผลิตภาพของเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE สูงที่สุด คือ ร้อยละ 202 และ 0.9 มิลลิกรัมเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งเอนไซม์ ACE ต่อยูนิตของเอนไซม์ ตามลำดับ จากผลการทาลองชี้ให้เห็นว่าระบบ CBEMR มีประสิทธิภาพสูง สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพได้	th_TH
dc.description.sponsorship	โครงการวิจัยประเภทงบประมาณเงินรายได้จากเงินอุดหนุนรัฐบาล (งบประมาณแผ่นดิน) ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2558	en
dc.language.iso	th	th_TH
dc.publisher	คณะเทคโนโลยีการเกษตร มหาวิทยาลัยบูรพา วิทยาเขตสระแก้ว	th_TH
dc.subject	ปลานิล	th_TH
dc.subject	เพปไทด์	th_TH
dc.subject	สาขาเกษตรศาสตร์และชีววิทยา	th_TH
dc.title	โครงการการผลิตเพปไทด์ที่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ ACE (Angiotensin-I Converting Enzyme) จากโปรตีนปลานิล ด้วยปฏิกรณ์เมมเบรนเอนไซม์	th_TH
dc.title.alternative	Production of angiotensin-I converting enzyme (ACE) Inhibitory peptides from Tilapia protein using enzymatic membrane reactor	en
dc.type	Research
dc.author.email	narinch@go.buu.ac.th
dc.year	2558
dc.description.abstractalternative	Membrane fouling is a major problem in ultrafiltration system. Several techniques have been proposed to enhance the permeate flux during ultrafiltration. Among them, two-phase flow is a promising technique for permeate flux enhancement. This work aimed to investigate the effect of molecular weight cut off (MWCO), transmembrane pressure (TMP), cross flow velocity (CFV) and gas-liquid two-phase flow on permeate flux and antioxidant peptides separation during ultrafiltration of tilapia protein hydrolysate. Tilapia protein was hydrolyzed by Alcalase 2.4L and Angiotensin-I converting enzyme (ACE) inhibitory peptides were separated using 1, 5 and 10 kDa hollow fiber membranes. After that the most suitable membrane for separating ACE inhibitory peptides was used to investigate the effect of TMP and CFV on permeate flux and ACE inhibitory peptides capacity. Finally, the influence of gas sparging, with shear stress number of 0.020, 0.026, 0.030 and 0.039 on permeate flux and ACE inhibitory peptides capacity were studied. This work used Completely Randomized Design (CRD) for experiments. The results showed that the membrane with MWCO of 1 kDa was found to be the most suitable molecular weight for separating ACE inhibitory peptides. The peptides fraction in 1 kDa permeate gave the highest ACE inhibitory peptides capacity. The permeate flux tended to increase with TMP and CFV. Operating at TMP of 2 bar and CFV of 2 m s-1 gave highest ACE inhibitory peptides permeation. The addition of shear stress number up to 0.039 led to increase in permeate flux up to 42 %. Moreover, the gas sparging at shear stress number of 0.039 led to a significant increase of ACE inhibitory peptides capacity. In conclusion, the best conditional of ACE inhibitory peptides separation from tilapia protein hydrolysate with 1 kDa membrane was operating at TMP of 2 bar and CFV of 2 m s-1. Shear stress number up to 0.039 gave the best improvement of permeate flux, and ACE inhibitory activity of the permeate was increased. The use of enzymatic membrane reactor to integrate a reaction vessel with a membrane separation unit is emerging as a beneficial method for producing bioactive peptides. In this study, the cyclic batch enzymatic membrane reactor (CBEMR) was employed to produce ACE inhibitory peptides from tilapia protein. A hollow fiber membrane (MWCO 1 kDa) was equipped with stirred reactor tank. The enzymatic hydrolysis and separation of peptides conditions were performed at constant temperature (50°C) and pH (8). The investigation was focused on the effect of process parameters on ACE inhibitory peptides conversion and productivity during CBEMR. Furthermore, the influence of gas sparging, with shear stress number of 0.020, 0.026, 0.030 and 0.039 on permeate flux and ACE inhibitory peptides capacity were studied. This work used CRD for experiments. It was found that proteins have to be pre-hydrolyzed for 90 min with Alcalase 2.4L before introduce to CBEMR to reduce flux decline due to fouling. Operating at TMP of 1.3 bar and CFV of 1.5 m s-1, gave the highest ACE inhibitory conversion and productivity. The use of gas-liquid two-phase flow could reduce membrane fouling and increase the permeate flux, depending on gas injection factor. Moreover, the gas sparging at shear stress number of 0.039 led to a significant increase of ACE inhibitory peptides capacity. The ACE inhibitory activity conversion and productivity were 202 % and 0.9 mg ACE inhibitory peptides/unit of enzyme, respectively. This result indicates that CBEMR was successfully employed to produce bioactive peptides.	en