การพัฒนากระบวนการผลิตไซลิทอลจากฟางข้าวด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ

บทคัดย่อ

ในการพัฒนากระบวนการผลิตไซลิทอลจากฟางข้าวด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีชีวภาพ เมื่อวิเคราะห์ องค์ประกอบของวัตถุดิบฟางข้าวพบว่า ประกอบด้วยเฮมิซลลูโลสและเซลลูโลส เท่ากับร้อยละ 30.18 และ 27.77 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ จากนั้นได้พัฒนากระบวนกา รในการแปรสภาพฟางข้าวด้วยวิธี hydrothermal treatment ร่วมกับการสกัดแยกเฮมิเซลลูโลสด้วยวิธี alkaline extraction โดยได้ศึกษา 3 กระบวนการคือ Hot water extraction, Microwave irradiation และ Autohydrolysis by autoclave ร่วมกับ alkaline extraction ซึ่งพบว่าวิธี Hot water extraction ร่วมกับ alkaline extraction ให้ปริมาณส่วนสกัดเฮมิเซลลูโลส มากที่สุด (ร้อยละ 18.4 โดยน้ำหนัก) สามารถสกัดแยกเฮมิเซลลูโลสได้ร้อยละ 76 จากนั้นได้ศึกษาการย่อยสลายส่วนสกัดเฮมิเซลลูโลสด้วยเอนไซม์ xy/(anase และได้เปรียบกระบวนการ ในกรหาสภาวะที่เหมาะสม 2 วิธีคือ วิธีหนึ่งตัวแปรต่อหนึ่งครั้ง และวิธีซิมเพล็กซ์ พบว่าในการหาสภาวะที่ เหมาะสมด้วยวิธีซิมเพล็กซ์ จะได้ปริมาณของน้ำตาลรีดิวซ์ที่ได้จากการย่อยส่วนสกัดเมิเซลลูโลสด้วยเอนไซม์ xylanase มากที่สุดเท่ากับ 9.47 กรัมต่อสิตร และสภาวะที่เหมาะสมคือ ความเข้มข้นของส่วนสกัดเฮมิเซลลูโลส ร้อยละ 8.25 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ปริมาณเอนไซม์ x/(lanase 305.33 หน่วยต่อกรัมของส่วนสกัดเฮมิเซลลูโลส และเวลาในการย่อย 18.65 ชั่วโมง นอกจากนี้ได้ศึกษาการแปรสภาพและย่อยสลายฟางข้าวด้วยสารละลายกรด ซัลฟิวริกเจือจางและหาสภาวะที่เหมาะสมในการแปรสภาพและย่อยสลายตามวิธีซิมเพล็กซ์ด้วย พบว่าสามารถ แปรสภาพฟางข้าวด้วนสัดส่วนของฟางข้าว 1 กรัมต่อสารละลายกรดซัลฟิวริก 21.76 มิลลิลิตร โดยใช้ความ ข้มข้นของกรดซัลฟิวริกร้อยละ 1.27 ภายใต้อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 23.5 นาที จะได้ปริมาณ น้ำตาลรีดิวส์สูงที่สุดเท่ากับ 8.80 กรัมต่อสิตร และเมื่อวิเคราะห์หาองค์ประกอบในส่วนสกัดฟางข้าวที่ได้ด้วยวิธี HPLC และ GC ในส่วนสกัดฟางข้าวพบไขโลสเป็นองค์ประกอบหลัก รองลงมาคือกลูโคสและอะราบิโนส และใน ส่วนสกัดฟางข้าวจากกรย่อยด้วยสารละลายกรดซัลฟิวริกเจือจางพบสารผลิตภัณฑ์พลอยได้เช่น เฟอฟูราล ไฮดรอกซีเฟอฟูราลและกรดอะซิติกในปริมาณน้อย การศึกษาความป็นไปได้ในการนำส่วนสกัดฟางข้าวมาเป็นสารตั้งต้นสำหรับกระบวนผลิตไชสิทอล โดยได้ คัดเลือกจุสินทรีย์ 4 สายพันธุ์ คือ Candida tropicalis TISTR 5045, C. guillermondii TISTR 5844. C. magnolioe TISTR 5663 และ C. magnoliae TISTR 5664 ในการผลิตไซลิทอลจากส่วนสกัดฟางข้าว พบว่า c. tropicalisสามารถจริญและผลิตไซสิทอลได้ดีที่สุด และเมื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตไซสิทอล โดย ศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการผลิตไซลิทอล 4 ปัจจัยคือ ปริมาณซโลสเริ่มต้น ค่าความเป็นกรดด่าง อุณหภูมิ และเวลา ในการเพาะเลี้ยง พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตซสิทอลของ C. tropicalis คือ ปริมาณไซโลสเริ่มต้นเท่ากับ 50 กรัมต่อลิตร คำความเป็นกรดด่ง 4.5 อุณหภูมิในกา รเพาะเลี้ยง 30 องศาเซลเซียส และเวลาในการ เพาะเลี้ยง 72 ชั่วโมง โดยสามารถผลิตไซสิทอลได้เท่ากับ 21.6 กรัมต่อลิตร และเมื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของ สารที่ได้จากกระบวนการผลิตไชลิทอลด้วยวิธี HPLC พบไซสิทอลเป็นองค์ประกอบหลักและพบมากที่สุด ดังนั้นใน การพัฒนากระบวนการในผลิตชสิทอลจากฟางข้าวนี้ ถือว่าทางเลือกหนึ่งในการประยุกต์ใช้ฟางข้าวและเป็นการ พัฒนากระบวนผลิตไซสิทอลเพื่อนำร่องสู่การผลิตไชสิทอลในระดับอุตสาหกรรมต่อไป

คำสำคัญ