570 likes | 701 Views
โครงการ RPUS รหัสโครงการ R51D03005. ทีมงานวิจัย. 1. นางสาวฐิติพร ก้านบัว รหัสนักศึกษา 4813097 2. นางสาวตติยา คำทิพย์ รหัสนักศึกษา 4813101 3. นางสาวพนิตนันท์ สิทธิมูล รหัสนักศึกษา 4813108. อาจารย์ที่ปรึกษา อ.ดร.นพพล เล็กสวัสดิ์. กระบวนการ R -phenylacetylcarbinol
E N D
โครงการ RPUS รหัสโครงการ R51D03005
ทีมงานวิจัย 1. นางสาวฐิติพร ก้านบัว รหัสนักศึกษา 48130972. นางสาวตติยา คำทิพย์ รหัสนักศึกษา 48131013. นางสาวพนิตนันท์ สิทธิมูล รหัสนักศึกษา 4813108 อาจารย์ที่ปรึกษา อ.ดร.นพพล เล็กสวัสดิ์
กระบวนการ R-phenylacetylcarbinol ไบโอทรานส์ฟอร์เมชั่นแบบสองเฟสที่ใช้ตัวเร่ง ปฏิกิริยาชีวภาพชนิดเซลล์รวมในสภาวะเขย่า Biphasic R-phenylacetylcarbinol Biotransformation Utilizing Whole Cells Biocatalyst in Shaking Condition
เค้าโครงการนำเสนอ • ความเป็นมาและความสำคัญของโครงการ • วัตถุประสงค์ • สิ่งที่คาดว่าจะได้รับ • วัสดุอุปกรณ์และวิธีการทดลอง • ตารางเวลาและแผนการดำเนินงาน • ผลการทดลอง
ความเป็นมาและความสำคัญของโครงการความเป็นมาและความสำคัญของโครงการ • ลำไยอบแห้งที่ยังค้างอยู่ก็ไม่สามารถจำหน่ายออกไปได้เนื่องจากอาจเกิดปัญหาการปลอมปนขายในตลาด • แก้ปัญหาดังกล่าวด้วยการแปรสภาพลำไยอบแห้งทั้งหมดเป็นปุ๋ยอินทรีย์และเอทานอล โครงงานวิจัยนี้เป็นหนึ่งในความพยายาม ที่จะช่วยแก้ไขปัญหาดังกล่าวโดยทำการต่อยอดผลงานวิจัยทีมงานนักศึกษาทุน IRPUS50 ของสกว. และ YSTP 50 ของสวทช.
จึงได้นำลำไยอบแห้งทั้งเปลือกของที่เสียแล้วมาใช้ในการทดลองผลิตเอทานอลในสภาวะที่ไม่มีการเติมแหล่งอาหารไนโตรเจนอื่นเพิ่มและผลิต PAC ในสภาวะ • เพิ่มเวลาในการทำปฏิกิริยา • เพิ่มความเข้มข้นของเบนซาลดีไฮด์ในชั้นสารอินทรีย์ • เพิ่มความเข้มข้นของฟอสเฟตบัฟเฟอร์ • เพิ่มความเข้มข้นของเซลล์รวม • โดยมีจุดมุ่งหมายในการปรับปรุงแก้ไขกระบวนการผลิตให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
วัตถุประสงค์ 1. เพื่อศึกษาการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ในระดับ 100 ml ที่ใช้อาหารเลี้ยงเชื้อเป็นสารสกัดจากลำไยอบแห้งหมดอายุที่มีการเติมน้ำตาลและโมลาซทั้งนี้ไม่มีการเติมแหล่งอาหารไนโตรเจนอื่น 2. เพื่อศึกษาจลนพลศาสตร์การเจริญของจุลินทรีย์สายพันธุ์ดีที่สุดสำหรับการเพาะเลี้ยงในระดับ 1,000 ml ที่มีสารสกัดจากลำไยอบแห้งหมดอายุที่มีการเติมน้ำตาล และโมลาซเป็นแหล่งอาหาร
3. เพื่อนำเซลล์รวมที่ผลิตได้ในระดับ 1,000 ml ไปใช้ในกระบวนการไบโอทรานส์ฟอร์เมชั่นแบบของเหลวสองชั้นในการผลิต R-phenylacetylcarbinol จากไพรูเวตและเบนซาลดีไฮด์
สิ่งที่คาดว่าจะได้รับสิ่งที่คาดว่าจะได้รับ • ได้ข้อมูลการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ในระดับ 100 ml สำหรับประกอบการพิจารณาเพื่อออกแบบกระบวนการผลิตเอทานอลจากลำไยอบแห้งที่หมดอายุในทางปฏิบัติได้ • ได้ข้อมูลจลนพลศาสตร์การเจริญของจุลินทรีย์สายพันธุ์ดีที่สุดสำหรับการเพาะเลี้ยงในระดับ 1,000 ml
3. ได้ข้อมูลการผลิต R-PAC ด้วยกระบวนการไบโอทรานส์ฟอร์เมชั่นแบบของเหลวสองชั้นจากไพรูเวตและเบนซาลดีไฮด์ ที่สภาวะเขย่า 200 rpm ที่ 6OC เป็นเวลา 72 h 4. การทำงานวิจัยเป็นทีมได้รับประสบการณ์และทักษะในการวางแผนการทดลอง เทคนิคในการเตรียมอาหารเลี้ยงเชื้อ การสกัดน้ำตาลจากลำไยอบแห้งและโมลาซ
วัสดุอุปกรณ์และวิธีการทดลองวัสดุอุปกรณ์และวิธีการทดลอง การทดลองที่ 1: การศึกษาการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ในระดับ 100 ml ที่ใช้อาหารเลี้ยงเชื้อเป็นสารสกัดจากลำไยอบแห้งหมดอายุที่มีการเติมน้ำตาลและโมลาซและไม่มีการเติมมแหล่งอาหารไนโตรเจนอื่น
การทดลองที่ 2: การศึกษาจลนพลศาสตร์การเจริญของจุลินทรีย์สายพันธุ์ดีที่สุดสำหรับการเพาะเลี้ยงในระดับ 1,000 ml ที่มีสารสกัดจากลำไยอบแห้งหมดอายุที่มีการเติมน้ำตาลและโมลาซในนอัตราส่วน 1:1 เป็นแหล่งอาหาร การทดลองที่ 3: การนำเซลล์รวมที่ผลิตได้ในระดับ 1,000 ml ไปใช้ในกระบวนการไบโอทรานส์ฟอร์เมชั่นแบบของเหลวสองชั้นในการผลิต R-phenylacetylcarbinol จากไพรูเวตและเบนซาลดีไฮด์ ที่สภาวะการเขย่า 200 rpm ที่ 6OC เป็นเวลา 72 h สำหรับมวลชีวภาพเข้มข้น 3.06 และ 6.12 g เทียบเท่ามวลชีวภาพแห้งต่อลิตรตามลำดับ
การศึกษาการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ในระดับ 100 ml • เชื้อจุลินทรีย์และอาหารเลี้ยงเชื้อและวิธีการเตรียม • - อาหารเลี้ยงเชื้อระดับ 100 ml ที่มีแหล่งอาหารเป็นสารสกัดจากลำไยอบแห้งหมดอายุที่มีการเติมน้ำตาลและโมลาซอัตราส่วน 1:1 • การปรับสภาวะเริ่มต้นในการทดลอง • การเก็บตัวอย่าง • การเตรียมตัวอย่างเพื่อการวิเคราะห์ • วิธีการวิเคราะห์
ทำการผสมสารละลายโมลาซเข้มข้นและสารสกัดลำไยเข้มข้นจากลำไยทำการผสมสารละลายโมลาซเข้มข้นและสารสกัดลำไยเข้มข้นจากลำไย อบแห้งหมดอายุที่มีการเติมน้ำตาล ผสมให้เข้ากันดี นำไปฆ่าเชื้อ ใช้ dispenser ดูดสารผสมปริมาตร 100 ml ลงในขวดแก้วเลี้ยงเชื้อ จำนวน 30 ขวด นำไปแช่แข็งที่ -20OC
กลุ่มตัวอย่าง “A” และ “B” นำมาละลายที่อุณหภูมิห้องแล้ว เก็บไว้ ณ 4OC เพื่อรอการหมุนเหวี่ยง หมุนเหวี่ยง 15 นาที 5,000 rpm (2,822 g) ตะกอนเซลล์ ของเหลว ล้างตะกอนเซลล์ นำไปวิเคราะห์
1. ค่า pH 2. ความเข้มข้นของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด (TSS) 3. ความเข้มข้นน้ำตาลกลูโคส ฟรุกโตส ซูโครส 4. ความเข้มข้นแอลกอฮอล์ กรดและสารอินทรีย์
ล้างตะกอนเซลล์ หมุนเหวี่ยง 15 นาที 5,000 rpm (2,822 g) กลุ่มตัวอย่าง “A” กลุ่มตัวอย่าง “B” ทำปริมาตรสุดท้าย 10 ml ด้วยน้ำกลั่นไปวิเคราะห์ 5.OD600 นำไปวิเคราะห์ หมุนเหวี่ยง 15 นาที 5,000 rpm (2,822 g) 6. มวลชีวภาพแห้ง นำไปวิเคราะห์
7. ค่ากิจกรรมการทำงานเอนไซม์ไพรูเวตดีคาร์บอกซิเลส 8. ความเข้มข้นโปรตีนที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด
วิธีการวิเคราะห์ • ค่า pH • มวลชีวภาพแห้ง • ความเข้มข้นของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด • การทำให้ผนังเซลล์จุลินทรีย์เกิดรูรั่ว • ความเข้มข้นของโปรตีนที่ละลายน้ำได้ในสารละลาย • ค่ากิจกรรมการทำงานของเอนไซม์ไพรูเวตดีคาร์บอกซิเลสด้วยวิธีคาร์โบไลเกส • ความเข้มข้นของน้ำตาล สารอินทรีย์ และแอลกอฮอล์ ด้วย HPLC
สารสกัดใส (crude extract) Coomassie ที่เจือจาง1,000 µl ทำปฏิกิริยา กับตัวอย่าง 20 µl ใน cuvette ขนาด 1.5 ml เป็นเวลา 5 นาที อ่านค่าการดูดกลืนแสงที่ 595 nm ด้วยเครื่องวัดค่าการดูดกลืนแสงแบบ double-beam คำนวณความเข้มข้นของโปรตีนในตัวอย่าง
ลักษณะภายนอกเครื่องวัดค่าการดูดกลืนแสงลักษณะภายนอกเครื่องวัดค่าการดูดกลืนแสง (spectrophotometer) แบบ double-beam
มวลชีวภาพแห้ง = น้ำหนักหลอดหมุนเหวี่ยงพร้อมตะกอนเซลล์ -น้ำหนักหลอดหมุนเหวี่ยงเริ่มต้น หลอดหมุนเหวี่ยงก่อนเก็บตัวอย่างทำการอบในตู้ควบคุมอุณหภูมิณ 105C เป็นเวลา 48 h และนำไปชั่งน้ำหนักโดยไม่มีฝา
แยกตะกอนเซลล์ด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยงแยกตะกอนเซลล์ด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยง หลอดหมุนเหวี่ยงพร้อมตะกอนเซลล์ อบในตู้ควบคุมอุณหภูมิ ณ 105C เป็นเวลา 48 h ชั่งน้ำหนักโดยไม่มีฝา หาความเข้มข้นของมวลชีวภาพแห้งในหน่วย g/l
การชั่งหลอดหมุนเหวี่ยงเปล่าเพื่อนำไปหาการชั่งหลอดหมุนเหวี่ยงเปล่าเพื่อนำไปหา ผลต่างมวลชีวภาพแห้งภายหลัง
ตะกอนเซลล์ ละลายในสารละลายซิเตรตบัฟเฟอร์ความเข้มข้น 200 mM ให้ปริมาตร1 ml vortex mixer แช่ไนโตรเจนเหลวแล้วละลายในอ่างน้ำควบคุมอุณหภูมิ ณ 30OC ทำซ้ำ 3 รอบ ใส่ glass bead ปริมาตร 1 ml ในหลอดหมุนเหวี่ยง vortex 1 นาที แช่น้ำแข็งเกล็ด 1 นาที ทำซ้ำ 3 รอบ หมุนเหวี่ยงแล้วแยกเก็บส่วนสารสกัดใส
สารสกัดใส (crude extract) สารละลายคาร์โบไลเกสบัฟเฟอร์และสารสกัดใสอย่างละ 50 µl ทำปฏิกิริยาในอ่างควบคุมอุณหภูมิ ณ 25OC เป็นเวลา 20 นาที ทำการเติมกรดไตรคลอโรอะซิติกความเข้มข้น 100% (w/v) ปริมาณ 10 µl หมุนเหวี่ยงที่ 14,000 g เป็นเวลา 2 นาที ของเหลวใสไปวิเคราะห์ปริมาณ PAC ที่ผลิตได้ด้วยเครื่อง HPLC คำนวณค่ากิจกรรมการทำงานของเอนไซม์ไพรูเวตดีคาร์บอกซิเลส
การหมุนเหวี่ยงที่ 5,000 rpm (2,822 g) เป็นเวลา 15 นาที
การผสมของเหลวหลังจากการหมุนเหวี่ยงการผสมของเหลวหลังจากการหมุนเหวี่ยง
เก็บ supernatant แล้วนำไปแช่ที่ -20◦C
การใช้ vortex mixer ทำให้เซลล์แขวนลอยอีกครั้ง
สารละลายมาตรฐานที่ใช้ในการสอบเทียบสารละลายมาตรฐานที่ใช้ในการสอบเทียบ
การวัดค่า pH ของ supernatant หลังการหมุนเหวี่ยง
การวัดความเข้มข้นของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดการวัดความเข้มข้นของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด
การจัดระบบกรอง mobile phase (0.005 M H2SO4 )