อ.ดร. นพพล เล็กสวัสดิ์ อ. สุภเวท มานิยม ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร

1. การศึกษาความเป็นไปได้ในการผลิตR-phenylacetylcarbinol จากกากของแข็งที่เหลือจากกระบวนการผลิตข้าวโพดหวานบรรจุกระป๋อง อ.ดร. นพพล เล็กสวัสดิ์ อ. สุภเวท มานิยม ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

2. ทีมงานวิจัย • นักศึกษา นายวรายุทธ เนติกานต์ นางสาวธาริณี ทิมาบุตร • อาจารย์พี่เลี้ยง อ.ดร.นพพล เล็กสวัสดิ์ อ.สุภเวท มานิยม • โรงงาน บริษัทลำปางฟู้ดส์

3. บทนำและวัตถุประสงค์ • บริษัทส่งออกผลิตภัณฑ์ข้าวโพดหวาน (sweet corn) มากถึง 800 ตู้ในปี พ.ศ. 2549 มีกากของแข็งในรูปของเศษเมล็ดและซังข้าวโพดเป็นจำนวนมาก • เป้าหมายโครงการ เพื่อศึกษาระดับความเข้มข้นของกากข้าวโพดและแหล่งเอนไซม์ที่เหมาะสมสำหรับการเตรียม glucose hydrolysate • เพื่อศึกษาเวลาในการ inoculate หัวเชื้อจุลินทรีย์และศึกษาประสิทธิภาพการผลิต R-phenylacetylcarbinol (PAC) จากหัวเชื้อจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ที่มีความสามารถในการผลิตเอทานอลจากอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีแหล่งอาหารคาร์บอนเป็นกากของแข็งที่ผ่านกระบวนการย่อยด้วยเอนไซม์อะไมเลสจากการศึกษาขั้นแรก

4. การวิเคราะห์ผล • น้ำตาลกลูโคส, ฟรุกโตส, ซูโครส (BIORAD Aminex@HPX-87H), เอทานอล (Graves et al., 2006), • กรดอะซิติกกรดซิตริก (NREL, 1998) และกรดซัคซินิคด้วย HPLC คอลัมน์ (BIORAD Aminex@HPX-87H) • ค่า pH ด้วย pH meter ค่ากิจกรรมการทำงานของ PDC ด้วย spectrophotometric decarboxylase assay (Leksawasdi, 2004) • มวลแห้งทั้งหมดของเชื้อจุลินทรีย์ (Leksawasdi, 2004) • ปริมาณโปรตีนทั้งหมดด้วย CoomassieBlue (Rosche et al., 2002) • ปริมาณน้ำตาลทั้งหมดด้วย phenol (Dubois et al., 1956) • TSS ในหน่วยองศาบริกซ์ ด้วย hand refractometer

5. การวิเคราะห์ผล • ไพรูเวต (ปรับปรุงจาก Czok & Lamprecht, 1974) • เบนซาลดีไฮด์, เบนซิลแอลกอฮอล์ และ PAC(Rosche et al., 2001) • อะเซตาลดีไฮด์ (ปรับปรุงจาก Bernt and Bergmeyer 1974) • อะเซโตอิน ด้วย HPLC

6. ผลงานที่ดำเนินการไปแล้วผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว • เก็บตัวอย่างกากของแข็งจากบริษัทลำปางฟู้ดส์ • ทำแห้งกากของแข็งที่ 65OC เป็นเวลา 6 h และบดด้วย Hammer Mill ใช้ตะแกรงคัดขนาด 1 mm • สร้างเส้นโค้งมาตรฐานสำหรับการวิเคราะห์ - น้ำตาลกลูโคส, กรดอินทรีย์ (กรดซิตริก, กรดอะซิติก), เอทานอล, ไพรูเวต, อะเซตาลดีไฮด์, อะเซโตอิน, เบนซาลดีไฮด์ และกรดเบนโซอิก - ความเข้มข้นโปรตีน Bradford assay, PDC activity assay

7. ผลงานที่ดำเนินการไปแล้วผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว • ปริมาตร Conc. H2SO4ที่เหมาะสมในการหยุดกิจกรรมการทำงานของเอนไซม์อะไมเลส • แหล่งของเอนไซม์อะไมเลสและสัดส่วนผงกากของแข็งที่เหมาะสมในการผลิตน้ำตาลกลูโคส (เปรียบเทียบผลวิเคราะห์น้ำตาลทั้งหมดจาก phenol assay และ HPLC เพื่อคัดเลือกวิธีวิเคราะห์ที่ดีที่สุด) • กล้าเชื้อ 10 ml ที่ตั้งนิ่งไว้และมีกลูโคสเป็นแหล่งอาหารคาร์บอนสำหรับจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์จะพร้อม inoculate ที่ 48 h (ผลจากการทดสอบที่เวลา 24, 48 และ 72 h)

8. ผลงานที่ดำเนินการไปแล้วผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว • ผลการเลี้ยงที่ระดับ 100 ml โดยการใช้น้ำตาลกลูโคสเป็นแหล่งอาหารคาร์บอนเท่านั้น • การคัดเลือกสภาวะการทำไบโอทรานส์ฟอร์เมชั่นในสภาวะตั้งนิ่งหรือสภาวะเขย่าสำหรับจุลินทรีย์ผลิตเอทานอลบางสายพันธุ์

9. Volume of conc. sulfuric for stopping reaction ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

10. Volume of conc. sulfuric for stopping reaction ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

11. สัดส่วนผงกากของแข็ง:น้ำกลั่นที่เหมาะสมสัดส่วนผงกากของแข็ง:น้ำกลั่นที่เหมาะสม ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว สายสิริ (2545) a-amylase 80degC 1 h, 60 degC 2 h Glucoamylase

12. สัดส่วนผงกากของแข็ง:น้ำกลั่นที่เหมาะสมสัดส่วนผงกากของแข็ง:น้ำกลั่นที่เหมาะสม ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

13. สัดส่วนผงแป้งข้าวโพด:น้ำกลั่นที่เหมาะสมสัดส่วนผงแป้งข้าวโพด:น้ำกลั่นที่เหมาะสม ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

14. สัดส่วนผงกากของแข็ง:น้ำกลั่นที่เหมาะสมสัดส่วนผงกากของแข็ง:น้ำกลั่นที่เหมาะสม ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

15. สัดส่วนผงแป้งข้าวโพด:น้ำกลั่นที่เหมาะสมสัดส่วนผงแป้งข้าวโพด:น้ำกลั่นที่เหมาะสม ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

16. Inoculation time selection ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว แผนการทดลองการตรวจสอบเวลาเพาะกล้าเชื้อจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ ณ เวลา 24, 48 และ 72 h โดยมีกลูโคสบริสุทธิ์เป็นแหล่งอาหารคาร์บอน

17. Inoculation time selection

18. Inoculation time selection

19. Inoculation time selection

20. Control of 15 Strains ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว • ผลทดลองสำหรับ control กรณีที่แหล่งอาหารคาร์บอนเป็นกลูโคสบริสุทธิ์ สำหรับเลี้ยงจุลินทรีย์ 15 สายพันธุ์ เพื่อเปรียบเทียบกับกรณีที่ใช้น้ำตาลกลูโคสที่ได้จากกากของแข็งโดยเอนไซม์อะไมเลส

21. Control of 15 Strains ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว การทดลองเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์ปริมาตร 100 ml โดยมีกลูโคสบริสุทธิ์เป็นแหล่งอาหารคาร์บอน (control) เป็นเวลา 48 h (ใช้กล้าเชื้อ 10 ml อายุ 48 h)

22. Control of 15 Strains ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

23. Control of 15 Strains ผลงานที่ดำเนินการไปแล้ว

24. สิ่งที่จะดำเนินการต่อไปสิ่งที่จะดำเนินการต่อไป • ใช้สัดส่วนของกากข้าวโพดต่อน้ำกลั่น (หรืออาจต้องใช้บัฟเฟอร์) ให้มากขึ้น (อัตราส่วนสูงสุดของกากข้าวโพดต่อน้ำกลั่น (g:ml) คือ 27.5:100 ถ้าสูงกว่านั้นของผสมจะกลายเป็นของแข็ง)

27. สิ่งที่จะดำเนินการต่อไปสิ่งที่จะดำเนินการต่อไป • หากย่อยกากข้าวโพดได้น้ำตาลเพียงเล็กน้อย ต้องมีการเพิ่มน้ำตาลลงไปในระบบ อาจใช้กลูโคสบริสุทธิ์หรือโมลาซ เพื่อกระตุ้นให้เกิดการผลิตเอนไซม์ PDC สำหรับผลิต PAC • นำจุลินทรีย์แต่ละสายพันธุ์ไปทำการทดลองไบโอทรานส์ฟอร์-เมชั่นในสภาวะเขย่า 200 rpm เนื่องจากผลการทดลองในสภาวะตั้งนิ่งได้ความเข้มข้น PAC เพียงเล็กน้อยเท่านั้น