การคัดกรองยีสต์ผลิตน้ำมันและการหาภาวะเหมาะที่สุดของการผลิตน้ำมันจากไฮโดรไลเสตของใบอ้อย

Abstract

ยีสต์ 223 ไอโซเลต ที่คัดแยกได้จาก 223 ตัวอย่าง ที่เก็บจากแหล่งธรรมชาติ 9 แห่งในประเทศไทย ถูกนำมาคัดกรองยีสต์ที่สะสมน้ำมันในเซลล์สูง การคัดกรองเบื้องต้นโดยการย้อมเซลล์ด้วยสีไนล์เรด พบว่ามียีสต์ 16 สายพันธุ์ที่มีขนาดหยดน้ำมันภายในเซลล์ใหญ่กว่าครึ่งหนึ่งของขนาดเซลล์ ผลการวิเคราะห์ปริมาณน้ำมันสะสมภายในเซลล์ยีสต์เหล่านี้โดยเลี้ยงในอาหารผลิตน้ำมันที่ทราบองค์ประกอบทางเคมี ซึ่งมีกลูโคส 50 กรัม/ลิตร เป็นแหล่งคาร์บอน และบ่มที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เขย่า 200 รอบต่อนาที เป็นเวลา 6 วัน พบว่า Papiliotrema laurentii N-16.2, Rhodotorula (Rh.) sphaerocarpa 11-14.4, Saitozyma (Sait.) podzolica 11-11.3.1 และ Sait. podzolica N-8.4 เป็นยีสต์อุดมน้ำมัน การศึกษาการผลิตน้ำมันจากไฮโดรไลเสตใบอ้อย (sugarcane leaves hydrolysate, SLH) ของยีสต์อุดมน้ำมันที่คัดกรองได้ พบว่าทุกสายพันธุ์สามารถผลิตน้ำมันในไฮโดรไลเสตใบอ้อย โดย Rh. sphaerocarpa 11-14.4 ให้ผลผลิตน้ำมันสูงที่สุด (0.98 กรัม/ลิตร) การหาภาวะเหมาะที่สุดต่อการผลิตน้ำมันของ Rh. sphaerocarpa 11-14.4 ในไฮโดรไลเสตใบอ้อย พบว่าเมื่อใช้กล้าเชื้อที่เลี้ยงใน SLH ที่ผ่านการปรับด่างเกิน (overliming) (6% -DSLH) ที่เติมสารสกัดจากเซลล์ยีสต์ 3 กรัม/ลิตร และเพปโทน 3 กรัม/ลิตร และผลิตน้ำมันใน 12%-SLH (อัตราส่วนคาร์บอน/ไนโตรเจน เท่ากับ 24) ที่เติมโพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (KH2PO4) 5 กรัม/ลิตร พีเอช 4.5 บ่มที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส เขย่า 200 รอบต่อนาที เป็นเวลา 4 วัน ที่ภาวะดังกล่าวนี้ Rh. sphaerocarpa 11-14.4 ให้ผลผลิตน้ำมันสูงที่สุดเท่ากับ 1.65 กรัม/ลิตร (อัตราการผลิตน้ำมัน 0.41 กรัม/ลิตร/วัน) น้ำมันที่ผลิตมีองค์ประกอบกรดไขมันชนิดหลักเป็นกรดโอเลอิกและกรดปาล์มิติก ค่าความหนืด ความถ่วงจำเพาะ เลขซีเทน และเลขไอโอดีน ซึ่งคำนวนจากปริมาณกรดไขมันที่เป็นองค์ประกอบในน้ำมันทำนายว่าไบโอดีเซลที่ผลิตมีคุณภาพตามมาตรฐานที่กำหนดของสหรัฐอเมริกาและยุโรปและใกล้เคียงกับไบโอดีเซลที่ผลิตจากน้ำมันของพืช แสดงว่าน้ำมันยีสต์ Rh. sphaerocarpa 11-14.4 มีศักยภาพเป็นน้ำมันทางเลือกสำหรับนำมาผลิตไบโอดีเซล นอกจากนั้น งานวิจัยนี้ยังหาภาวะเหมาะที่สุดต่อการผลิตน้ำมันยีสต์ Cyberlindnera (Cy.) subsufficiens NG8.2 ซึ่งมีรายงานก่อนหน้าว่าน้ำมันที่ผลิตมีปริมาณกรดปาล์มิโตเลอิกสูงจากไฮโดรไลเสตใบอ้อย กรดปาล์มิโตเลอิกเป็นกรดไขมันราคาแพง มีประโยชน์ด้านการแพทย์และอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง โดยภาวะเหมาะที่สุดต่อการผลิตน้ำมันยีสต์ Cy. subsufficiens NG8.2 คือใช้ SLH ที่ผ่านการปรับด่างเกิน เพื่อกำจัดฟอสเฟส (12% -DSLH) (อัตราส่วนคาร์บอน/ฟอสฟอรัส เท่ากับ 21,182) เติมแมกนีเซียมซัลเฟตเฮพตะไฮเดรต (MgSO4.7H2O) ปริมาณ 0.75 กรัม/ลิตร พีเอช 5.5 และบ่มที่ 30 องศาเซลเซียส เขย่า 200 รอบต่อนาที เป็นเวลา 4 วัน ที่ภาวะดังกล่าวนี้ Cy. subsufficiens NG8.2 ให้ผลผลิตน้ำมันและปริมาณน้ำมันสะสมในเซลล์สูงสุดเท่ากับ 1.59 กรัม/ลิตร และ 14.86% น้ำหนัก/น้ำหนักเซลล์แห้ง ตามลำดับ น้ำมันที่ผลิตมีปริมาณกรดปาล์มิโตเลอิก 15.80% (น้ำหนัก/น้ำหนัก) ผลผลิตกรดปาล์มิโตเลอิกเท่ากับ 2.09 มิลลิกรัม/กรัมใบอ้อยแห้ง และพบว่า Cy. subsufficiens NG8.2 ผลิตน้ำมันใน 12%-DSLH ได้มากกว่าใน 12%-SLH แต่น้ำมันของ Cy. subsufficiens NG8.2 ที่ผลิตใน 12%-DSLH มีปริมาณกรดปาล์มิโตเลอิกต่ำกว่าในน้ำมันที่ผลิตใน 12%-SLH การเติมแมกนีเซียมซัลเฟตเฮพตะไฮเดรตลงใน 12%-DSLH ทำให้น้ำมัน Cy. subsufficiens NG8.2 ที่ผลิตมีปริมาณกรดปาล์มิโตเลอิกสูงขึ้น ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของ Mg2+ ต่อปริมาณของกรดปาล์มิโตเลอิกในน้ำมันของ Cy. subsufficiens NG8.2 ที่ผลิตในไฮโดรไลเสตใบอ้อยที่ผ่านการปรับด่างเกิน