Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Isolation of yeast for oil production from sugarcane leaves hydrolysate
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
อัญชริดา อัครจรัลญา
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Microbiology (fac. Science) (ภาควิชาจุลชีววิทยา (คณะวิทยาศาสตร์))
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
จุลชีววิทยาและเทคโนโลยีจุลินทรีย์
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.822
Abstract
คัดแยกยีสต์จำนวน 106 ไอโซเลตจากจังหวัดระนอง ประเทศไทย คัดกรองยีสต์ที่สะสมน้ำมันภายในเซลล์สูงโดยการย้อมเซลล์ด้วยสีไนล์เรด (Nile red) พบว่ายีสต์จำนวน 24 ไอโซเลต มีหยดน้ำมันภายในเซลล์ มากกว่า 50% ของปริมาตรเซลล์ และเป็นยีสต์ที่สามารถใช้น้ำตาลไซโลสเป็นแหล่งคาร์บอนเพื่อการเจริญได้ 16 ไอโซเลต น้ำตาลไซโลสเป็นองค์ประกอบหลักในไฮโดรไลเสตใบอ้อยเช่นเดียวกับน้ำตาลกลูโคส ผลการวิเคราะห์ปริมาณน้ำมันที่สะสมภายในเซลล์ของยีสต์16 ไอโซเลตที่คัดกรองได้ โดยเลี้ยงในอาหารที่มีปริมาณกลูโคส 5% (น้ำหนัก/ปริมาตร) แต่มีปริมาณไนโตรเจนจำกัด พบว่าเป็นยีสต์โอลิจินัส (ยีสต์ซึ่งสะสมน้ำมันภายในเซลล์มากกว่า 20% น้ำหนัก/น้ำหนัก ของน้ำหนักแห้งเซลล์) จำนวน 5 สายพันธุ์ คือ Cryptococcus humicola NG2, Trichosporon mycotoxinivorans MG11-12.3, Cyberlindnera subsufficiens NG8.2, Rhodotorula mucilaginosa MG11-2.3 และ Yarrowia sp. NG17 ผลการวิจัยนี้นับเป็นการรายงานว่ายีสต์ T. mycotoxinivorans และ C. subsufficiens เป็นยีสต์โอลิจินัสเป็นครั้งแรก แต่เนื่องจากยีสต์ T. mycotoxinivorans เป็นยีสต์ก่อโรคจึงไม่นำมาศึกษาต่อ นำยีสต์ 4 สายพันธุ์ที่คัดกรองได้ มาผลิตน้ำมันโดยเลี้ยงในไฮโดรไลเสตใบอ้อยซึ่งมีปริมาณน้ำตาลกลูโคสและน้ำตาลไซโลสเท่ากับ 18.7 กรัม/ลิตร และ 19.1 กรัม/ลิตร โดยการปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริคเจือจางและย่อยต่อด้วยเอนไซม์เซลลูเลสทางการค้า ผลการเปรียบเทียบปริมาณน้ำมันที่ผลิตได้ในไฮโดรไลเสตใบอ้อยที่ผ่านการปรับด่างเกินเพื่อกำจัดสารยับยั้งการเจริญของยีสต์ และไม่ผ่านการปรับด่างเกิน พบว่ายีสต์ทั้ง 4 สายพันธุ์ผลิตน้ำมันในไฮโดรไลเสตใบอ้อยที่ไม่ผ่านการปรับด่างเกินได้มากกว่า โดย Yarrowia NG17 ผลิตน้ำมันสูงที่สุดเท่ากับ 10.15% น้ำหนัก/น้ำหนักของน้ำหนักเซลล์แห้ง ผลการหาภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตน้ำมันของ Yarrowia NG17 โดยแปรผันการเติมและไม่เติม แคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) โพแทสเซียมไดไฮโดรเจนฟอสเฟต (KH2PO4) และแมกนีเซียมซัลเฟต (MgSO4) ในไฮโดรไลเสตใบอ้อย พบว่ายีสต์ Yarrowia NG17 มีอัตราการผลิตน้ำมันสูงที่สุดเท่ากับ 1.52 กรัม/ลิตร/วัน เมื่อเจริญในไฮโดรไลเสตใบอ้อยที่ไม่เติมสารอาหารใดๆที่ทดสอบ ผลการแปรผันค่าพีเอชเริ่มต้นช่วง 5.0-6.5 ของไฮโดรไลเสตใบอ้อย พบว่าที่พีเอช 6.5 Yarrowia NG17 ผลิตน้ำมันปริมาณสูงสุดเท่ากับ 25.66% น้ำหนัก/น้ำหนัก ของน้ำหนักเซลล์แห้ง น้ำมันที่ผลิตได้มีกรดโอเลอิกและกรดปาล์มิติกเป็นองค์ประกอบหลักเท่ากับ 48.49% และ 22.14% ตามลำดับ ของกรดไขมันทั้งหมด และมีปริมาณกรดปาล์มิโตเลอิกเพิ่มขึ้นเท่ากับ 11.07% ของกรดไขมันทั้งหมด ผลการศึกษานี้สรุปได้ว่ายีสต์ Yarrowia NG17 สามารถผลิตน้ำมันที่มีกรดไขมันเป็นองค์ประกอบเหมาะสมสำหรับการนำไปผลิตเป็นไบโอดีเซลได้สูงที่สุดเท่ากับ 5.64 กรัม/ลิตร เมื่อเลี้ยงในไฮโดรไลเสตใบอ้อยซึ่งไม่ผ่านการปรับด่างเกิน ที่พีเอช 6.5
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
One hundred and six yeasts were isolated from Ranong Province, Thailand. High lipid-accumulating yeasts were screened by staining cell with Nile red. There were 24 yeasts had intracellular lipid body larger than 50% of cell volume. And sixteen isolates were able to assimilate xylose which was major sugar component found in sugarcane leave hydrolysate as carbon source for growth. Quantitative analysis of lipid accumulated in the 16 xylose-assimilating yeasts when grown in medium containing 5% (w/v) glucose but low in nitrogen revealed that 5 strains; Cryptococcus humicola NG2, Trichosporon mycotoxinivorans MG11-12.3, Cyberlindnera subsufficiens NG8.2, Rhodotorula mucilaginosa MG11-2.3 and Yarrowia sp. NG17; were oleaginous (contained lipid more than 20% w/w, dry cell weight). This is the first report of C. subsufficiens and T. mycotoxinivorans as oleaginous yeast. The T. mycotoxinivorans MG11-12.3 was not further studied due to its pathogenicity. Lipid production of the 4 oleaginous yeasts isolated was determined by culturing in sugarcane leave hydrolysate obtained after cellulase hydrolysis of dilute sulfuric acid pretreated sugarcane leave. The sugarcane leave hydrolysate contained glucose and xylose at 18.7 g/L and 19.1 g/L, respectively. Comparison between the sugarcane leave hydrolysate which was alkaline precipitated to detoxify yeast growth inhibitor (DSLH) and was not alkaline precipitated (NSLH), it was found that the 4 oleaginous yeasts accumulated higher lipid in the NSLH. Yarrowia NG17 accumulated the highest lipid (10.15% w/w, dry cell weight). An optimal condition for lipid accumulation of Yarrowia NG17 in NSLH was determined by adding or not adding of CaCl2, KH2PO4, MgSO4 and at various initial pH (5.0-6.5). The Yarrowia NG17 had the highest lipid productivity (1.52 g/l/day) in NSLH without any supplementation and highest lipid content (25.66% w/w, dry cell weight) at initial pH 6.5. Major fatty acids composition of Yarrowia NG17 lipid were oleic acid (C18:1) and palmitic acid (C16:0) at 48.49% and 22.14%, respectively and palmitoleic acid content was increased to 11.07%. Based on this study, Yarrowia NG17 accumulated the highest lipid (5.64 g/L) which had fatty acid composition suitable for biodiesel production when grown in the NSLH without any supplementation at pH 6.5.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
พระนิมิตร, รัชนา, "การคัดแยกยีสต์เพื่อผลิตน้ำมันจากไฮโดรไลเสตของใบอ้อย" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1312.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1312