Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การผลิตมวลชีวภาพของยีสต์จากน้ำทิ้งที่มีไขมันเป็นองค์ประกอบ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Production of yeast biomass from fat-containing waste-water

Year (A.D.)

1997

Document Type

Thesis

First Advisor

ส่งศรี กุลปรีชา

Faculty/College

Graduate School (บัณฑิตวิทยาลัย)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

จุลชีววิทยาทางอุตสาหกรรม

DOI

10.58837/CHULA.THE.1997.747

Abstract

ในการศึกษาการผลิตมวลชีวภาพของยีสต์จากน้ำทิ้งที่มีไขมันเป็นองค์ประกอบ เพื่อใช้เป็นแปล่งอาหารสำหรับสัตว์ และเป็นการบำบัดน้ำทิ้งได้ในขณะเดียวกัน จากการวิเคราะห์ตัวอย่างน้ำทิ้งพบว่า น้ำทิ้งมีค่าบีโอดีและค่าซีโอดีเฉลี่ยเท่ากับ 558 และ 941 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ มีไขมันเป็นองค์ประกอบเฉลี่ยเท่ากับ 3.27 กรัมต่อลิตร จากการคัดแยกและรวบรวมสายพันธุ์ยีสต์ที่เติบโตได้ในน้ำทิ้ง สามารถรวบรวมสายพันธุ์ยีสต์ได้ทั้งหมด 7 สายพันธุ์ ได้แก่ C 5045 C 5046 S 0001 T 0001 Y 8662 N 0001 และ N 0002 เมื่อเลี้ยงเชื้อยีสต์ดังกล่าวในอาหารเลี้ยงเชื้อจากน้ำทิ้งที่ไม่เติมแหล่งคาร์บอนเปรียบเทียบกับอาหารเลี้ยงเชื้อที่ใช้น้ำทิ้งเติมแหล่งคาร์บอน ได้แก่ กลีเซอรอลและกลูโคส พบว่าเชื้อ Y 8662 เติบโตได้ดีกว่ายีสต์สายพันธุ์อื่นๆ เมื่อเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อจากน้ำทิ้งและน้ำทิ้งเติมกลีเซอรอล ได้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดเท่ากับ 2.58 และ 8.40 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ส่วนเชื้อ S 0001 เติบโตได้ดีในอาหารเลี้ยงเชื้อจากน้ำทิ้งเติมกลูโคส ได้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดเท่ากับ 4.63 กรัมต่อลิตร จากการเปรียบเทียบองค์ประกอบภายในเซลล์ยีสต์ที่รวบรวมได้ พบว่าเชื้อ Y 8662 มีปริมาณโปรตีนภายในเซลล์ ชนิดและปริมาณกรดอะมิโน รวมทั้งชนิดและปริมาณวิตามินภายในเซลล์ที่เหมาะสมต่อการนำไปใช้เป็นแหล่งอาหารสำหรับสัตว์มากกว่ายีสต์สายพันธุ์อื่นๆ นอกจากนั้นยังสามารถลดค่าบีโอดีและค่าซีโอดีในน้ำทิ้งภายหลังนำไปใช้เป็นอาหารเลี้ยงเชื้อ เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ได้ 90.7 และ 88.3 เปอร์เซนต์ ตามลำดับ (ซึ่งมีค่าอยู่ในช่วงมาตรฐานควบคุมการระบายน้ำทิ้ง) การเลี้ยงในขวดเขย่าเมื่อใช้กล้าเชื้อ Y 8662 ที่เหมาะสมคือ กล้าเชื้ออายุ 15 ชั่วโมง เลี้ยงในอาหารที่เตรียมจากน้ำทิ้งซึ่งเติมแอมโมเนียมซัลเฟตและสารสกัดจากยีสต์ ปริมาณ 10 และ 1 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ ได้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดเท่ากับ 6.48 กรัมต่อลิตร อัตราการเติบโตจำเพาะเท่ากับ 0.125 ต่อชั่วโมง และกำลังการผลิตมวลชีวภาพของยีสต์ เท่ากับ 0.322 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตมวลชีวภาพของยีสต์ Y 8662 ในถุงหมัก ได้แก่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ค่าความเป็นกรดด่าง 5.0 อัตราการกวน 600 รอบต่อนาที และอัตราการให้อากาศ 1 vvm เมื่อเลี้ยงเชื้อ Y 8662 แบบ batch ได้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดเท่ากับ 8.61 กรัมต่อลิตร อัตราการเติบโตจำเพาะเท่ากับ 0.138 ต่อชั่วโมง และกำลังการผลิตมวลชีวภาพของยีสต์ เท่ากับ 0.438 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ไขมันถูกใช้หมดหลังเลี้ยงเชื้อเป็นเวลา 42 ชั่วโมง และหลังจากการเลี้ยงเชื้อเป็นเวลา 72 ชั่วโมง ค่าบีโอดีและค่าซีโอดีลดลง 97.9 และ 94.2 เปอร์เซนต์ตามลำดับ เมื่อเลี้ยงเชื้อY 8662 แบบต่อเนื่อง อัตราการเจือจางที่ให้กำลังการผลิตมวลชีวภาพของยีสต์สูงสุดเท่ากับ 0.218 ต่อชั่วโมง น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดที่ภาวะคงที่เท่ากับ 10.07 กรัมต่อลิตร และอัตราการเติบโตจำเพาะสูงสุดเท่ากับ 0.283 ต่อชั่วโมง มีผลทำให้กำลังการผลิตมวลชีวภาพของยีสต์สูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น 3.20 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง พบว่าการเลี้ยงเชื้อ Y 8662 แบบต่อเนื่องมีประสิทธิภาพสูงกว่าการเลี้ยงเชื้อแบบ batch และการเลี้ยงเชื้อในขวดเขย่า ตามลำดับ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Production of yeast biomass from waste-water containing fat for animal feed supplement and simultaneously as a remedy of such waste-water, was studied. Analysis of the waste-water shows that it contains 3.27 g/l of fat and has a moderately high level of 558 mg/l of BOD and 941 mg/l of COD in average. Seven yeast strains namely C 5045, C 5046, S 0001, T 0001, Y 8662, N 0001 and N 0002 were all capable of growing in this waste-water. Cultivations of all strains in the following three media, waste-water, waste-water plus either glycerol or glucose, were performed. It was found that Y 8662 could grow better than other strains in the first two media and reached about 2.58 g/l and 8.40 g/l maximum cell dry-weight, respectively. In waste-water containing glucose medium, S 0001 was the best to grow and gave a maximum cell dry-weight of 4.63 g/l. Cell compositions such as the cellular protein, amino acids and vitamin contents of yeast Y 8662, were appropriately determined and compared with other strains and other types of animal feed supplement. Consequently, 90.7% decrease in level of BOD and 88.3% in level of COD were observed after a 48-hours-cultivation. This greatly improved the quality of waste-water and put it in the range of standard value to be discharged to environment. In shake flask, from a cultivation in waste-water medium supplemented with 10 g/l (NH4)2SO4 and 1 g/l yeast extract using 15 h seed culture under the optimal conditions, 6.48 g/l maximum cell dry-weight, 0.125 h-1 of specific growth rate and 0.322 g/l/h. of biomass productivity were obtained. Optimum condition determined in this study for biomass production in a fementer using Y 8662 were as follows; Temperature 30 ํC, pH 5.0, agitation speed 600 rpm. and aeration rate 1 vvm. In a batch fermentation, 8.16 g/l of maximum cell dry-weight, 0.138 h-1 of specific growth rate and 0.438 g/l/h. of biomass productivity were achieved while all the fat content was used up within 42 h. The result also showed decreases in levels of BOD and COD to 97.9% and 94.2% respectively after 72 h. cultivation. In a continuous cultivation of Y 8662, the maximum biomass productivity observed at the dilution rate of 0.218 h-1 that gave about 10.07 g/l cell dry-weight, was up to 3.20 g/l/h. Efficiency of Y 8662 in term of biomass production appeared to be highest in the continuous fermentation followed by batch fermentation and shake flask culture respectively.

Link to Full Text

Share

COinS