การพัฒนากระบวนการตกตะกอนเอนไซม์โบรมีเลนจากต้นสับปะรดแบบต่อเนื่อง

บทคัดย่อ

เอนไซม์โบรมีเลนซึ่งพบในเหง้าสับปะรดถูกนำมาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอาหาร และอุตสาหกรรมอื่น ๆ โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนากระบวนการตกตะกอนเอนไซม์โบรมีเลนจากสารสกัดเอนไซม์หยาบด้วยเอทานอลในระบบท่อแบบต่อเนื่อง งานวิจัยเริ่มจากการเลือกแหล่งเพาะปลูกและอายุของเหง้าสับปะรดเพื่อนำมาใช้เป็นวัตถุดิบซึ่งพบว่าวัตถุดิบจากจังหวัดชลบุรีที่อายุการปลูก 21 เดือนเป็นวัตถดิบที่เหมาะสมที่สุดที่ให้ปริมาณโปรตีนและกิจกรรมเอนไซม์ของสารสกัดเอนไซม์หยาบสูงสุด จากนั้นจึงศึกษาจลนพลศาสตร์การตกตะกอนโดยการใช้เอทานอลพบว่าการใช้เอทานอลที่ความเข้มข้น 60% v/v อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส ทำให้สามารถตกตะกอนเอนไซม์โบรมีเลนได้สูงสุด การทดสอบการตกตะกอนแบบกะ (batch) ในหลอดทดลองพบว่าเวลาที่เหมาะสมในการตกตะกอนคือ 9 นาที การตกตะกอนโดยใช้เวลานานกว่าส่งผลให้ได้กิจกรรมเอนไซม์ได้น้อยลง ในการทดสอบการตะกอนเอนไซม์โบรมีเลนในท่อแบบต่อเนื่อง (continuous tubular reactor) พบว่าเวลาที่ให้ประสิทธิภาพการตกตะกอนดีที่สุดมีค่าน้อยกว่าในระบบหลอดทดลองคือ 7 นาที การเพิ่มความยาวของท่อจาก 1 เป็น 4 และ 9 เมตรช่วยให้สามารถเพิ่มกำลังการตกตะกอนได้ เมื่อนำตะกอนเอนไซม์ที่ได้จากการตกตะกอนในระบบท่อยาว 9 เมตรที่มีอัตราการป้อนสารสกัfเอนไซม์หยาบ 15.07 mL/min และอัตราการป้อนเอทานอลเข้มข้น 95% ที่ 25.65 mL/min มาทำแห้งด้วยวิธีการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งได้เอนไซม์โบรมีเลนผงสีขาวนวล โดยมีผลผลิต (yield) 1.75 g/100 mL extract ซึ่งทำให้ได้กำลังการผลิตเอนไซม์ผงเป็น 16.46 g/h เอนไซม์ผงที่ได้มีปริมาณโปรตีน 61.38 g/100 g powder และมีกิจกรรมเอนไซม์ 2075.94 CDU/mg powder ซึ่งเทียบเคียงได้กับเอนไซม์ทางการค้า เมื่อตรวจสอบเอนไซม์ด้วย HPLC พบว่าเอนไซม์ที่ได้มีรูปแบบของโครมาโตแกรมจากการวัดการดูดกลืนแสงที่ความยาวคลื่น 280 nm เหมือนกับเอนไซม์โบรมีเลนมาตรฐาน และมีขนาดโมเลกุลที่วัดโดยวิธี SDS-PAGE เป็น 33.20 kDa

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ