การผลิตพอลิแกมมากลูตามิกแอสิดไฮโดรเจลจากการหมักกากผงชูรส (อามิอามิ) เพื่อ ใช้ผลิตปุ๋ยชีวภาพสำหรับกล้วยไม้ส่งออก

บทคัดย่อ

พอลิแกมมา-กตามิกแชิด หรือพีจีเอ เป็นพอลิมร์ของกรดอะมิโนชนิดหนึ่ง สามารถผลิตได้ จากการเพาะเลี้ยงแบคที่เรีย มีคุณสมบัติสามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติ รับประทานได้ ละลาย น้ำได้ และไม่เป็นพิษต่อสิ่งแวดล้ยม จึงสามารถนำไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย อาทิ สาร เพิ่มความชั้นหนืดในอาหาร วัสดุขนส่งยา ไฮโดรเจล แะวัสดุดูตซับโลหะหนัก อย่างไรก็ตาม การผลิต พีจีเอในระดับอุตสาหกรรมยังมีต้นทุนสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาหารเพาะเลี้ยงที่ยังคงมีราคาสูง ทำให้ พี่จีเอที่ผลิตได้ยังคงมีราคาแพงตามไปด้วย ดังนั้น การลดต้นทุนของอาหารเพาะเลี้ยงจึงเป็นวิธีการ ปรับปรุงกระบวนการผลิตที่น่สนใจสำหรับการผลิตพี่จีเ โดยในงานวิจัยนี้ ได้นำกากผงชูรส (อามิอา มิ) ที่เป็นของเสียจากโรงงานผลิตผงชูรส มาช้ทตแทนอาหารเพาะเลี้ยงสังเคระห์เพื่อผลิตพีจีเอโดย แบคที่เรีย B. licheniformis ATCC 9945 พบว่า ความเข้มข้นเริ่มต้นของกลูตาเมตในกากผงชูรส (อามิ อามิ) 40 กรั่มต่อลิตร เป็นระดับความเข้มข้นที่เหมาะสมสำหรับการผลิตพีจีเอ ได้ความเข้มข้นเท่ากับ 1.84 ? 0.10 กรัมต่อลิตร และอัตราการผลิตเชิงปริมาตรเท่ากับ 0.041 ? 0.11 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ในการเพาะเลี้ยงระดับฟลาสก์ จากนั้นจึงขยายกำลังการผลิตพี่จีเอ ในถังหมักขนาด 2 ลิตร โดย เปรียบเทียบการเพาะเลี้ยงระหว่างแบบเบ็ดเสร็จและครั้งคราว ได้ความเข้มข้นพีจีเอเท่ากับ 16.924 ? 0.30 และ 13.247 ? 1.68 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ และอัตราการผลิตเชิงปริมาตรเท่ากับ 0.341 ? 0.00 และ 0.146 2 0.00 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ตามลำดับ โดยพบการลดลงของความเข้มข้นพีจีเอใน การเพาะเลี้ยงแบบครั้งคราว เนื่องจากความเข้มข้นของเกลือแมโมเนียมสะสมในอาหารเพาะเลี้ยงมี ค่าสูงกว่า 20 กรัมต่อลิตร จึงเกิดภาวะการยับยั้งการผลิตพีจีเอ จึงสรุปได้ว่าการเพาะเลี้ยงแบบเบ็ด เสร็จเป็นรูปแบบกระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพในการผลิตพีจีเอจากการหมักกากผงชูรส (อามิอา มิ) ด้วยแบคที่เรีย B. licheniformis ATCC 9945 นอกจากนี้ สามารถนำพีจีเอที่ผลิตได้ผสมกับพอลิไวนิลแอลกอฮอล์ (พี่วีเ) เพื่อสังเคราะห์เป็นพอลิ เมอร์ไฮโตรเจลผสมโตยวิธีการฉายรังสีแกมมา เพื่อใช้เป็นวัสดุดูดซับปุยน้ำ โตยสภาวะที่เหมาะสมของ การสังเคราะห์พอลิเมอร์ไฮโดรเจลผสมได้แก่ อัตราส่วนของพี่จีเอและพี่วีเอท่ากับ 90ต่อ 10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก และการฉายด้วยรังสีแกมมา 40 กิโลเกรย์ โดยทำให้พอลิเมอร์ไฮโดรเจลมี คุณสมบัติของการเกิดเจลเท่ากับ 60.30 ? 2.40 เปอร์เซ็นด์ และการดูดซับน้ำและปุยเท่ากับ 13.59 ? 0.44 และ 2.033 ? 0.78 กรัมต่อกรัม โดยมีค่าคงที่อัตราของการปลดปล่อยปุ้ยเท่ากับ 3.15 และ 1.77 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง0.5 ในชั่วโมงที่ 0-10 และ 10-168 ตามลำตับ โดยพอลิเมอร์ไฮโดรเจลผสมที่ สังเคราะห์ได้ สามารถใช้เป็นวัสดุดูดซับปุยน้ำของช่อกล้วยไม้ส่งออกทดแทนการใช้ปุ๋ยน้ำ ซึ่งสามารถ ช่วยยืดอายุช่อกล้วยไม้ได้ ~8 และ ~7 วัน และมีการบานของดอกตูมของช่อกล้วยไม้สูงสุดเท่ากับ 27.18 และ 64.48 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4 ? 2 และ 25 ? 2 องศาเซลเซียส ตามลำดับ ซึ่งสามารถอธิบายและทำนายการยึดอายุช่อกล้วยไม้และการบานของตอกตูมของช่อกล้วยไม้สูงสุด ได้จากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ นอกจากนี้พบว่าความเข้มข้นของพี่จีเอ 0.5 กรัมต่อลิตร สามารถ ใช้เป็นปุยสำหรับกล้วยไม้ได้งนวิจัยนี้ได้แสดงให้เห็นถึงการพัฒนายงค์ความรู้ของการประยุกต์ใช้ แบคที่เรียในการผลิตพีจีเอชิงพาณิชย์เพื่อใช้ในการสังเคระห์พอลิเมอร์ไฮโดรเจลผสม ซึ่งจะเป็น ประโยชน์ต่ออุดสาหกรรมการส่งออกกล้วยไม้ของประเทศไทย

คำสำคัญ