Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Isolation, characterization and condition optimization of pigment-producing halophilic bacteria for use as alternative food coloring agents

Year (A.D.)

2018

Document Type

Thesis

First Advisor

ชื่นจิต ประกิตชัยวัฒนา

Second Advisor

ณัฐธิดา โชติช่วง

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Department (if any)

Department of Food Technology (ภาควิชาเทคโนโลยีทางอาหาร)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีทางอาหาร

DOI

10.58837/CHULA.THE.2018.601

Abstract

รงควัตถุจากจุลินทรีย์เป็นแหล่งทางเลือกหนึ่งสำหรับใช้เป็นสารให้สีในอาหารจากธรรมชาติ เนื่องจากจุลินทรีย์สามารถผลิตรงควัตถุได้หลากหลายชนิดและเฉดสี ขึ้นกับชนิดและสายพันธุ์ของจุลินทรีย์ โดยงานวิจัยนี้เป็นการคัดแยกและศึกษาลักษณะของรงควัตถุที่สร้างจากแบคทีเรียชอบเกลือที่คัดแยกจากอาหารหมักพื้นบ้านของไทย (ปลาร้า) และซีอิ๊ว เมื่อศึกษาเสถียรภาพในการสร้างรงควัตถุของแบคทีเรียไอโซเลทอย่างน้อย 60 generations พบว่า มีแบคทีเรียไอโซเลทที่สร้างรงควัตถุทั้งหมด 22 ไอโซเลท และนำไประบุสายพันธุ์แบคทีเรียด้วยการวิเคราะห์ลำดับนิวคลีโอไทด์ที่ตำแหน่ง 16s DNA/RNA เมื่อพิจารณาสายพันธุ์และเฉดสีที่แบคทีเรียสร้างขึ้น สามารถคัดเลือกตัวแทนแบคทีเรียไอโซเลทมา 5 ไอโซเลท ดังนี้ Halobacillus yeomjeoni (81-1), Salinicoccus sp. (82-1), Bacillus infantis (63-11), Bacillus amyloliquefaciens (60-5) และ Staphylococcus carnosus (48-10) จากนั้นวิเคราะห์ชนิดและลักษณะของรงควัตถุที่ได้ด้วยวิธี UV-Visible spectrophotometric พบว่า สเปคตรัมการดูดกลืนแสงสูงสุด (maximum absorption peaks) ของรงควัตถุสีเหลือง-ส้มจาก Halobacillus yeomjeoni (81-1) ที่ความยาวคลื่น 482 นาโนเมตร รงควัตถุสีเหลืองจาก Staphylococcus carnosus (48-10) ที่ความยาวคลื่น 460 นาโนเมตร และรงควัตถุสีส้ม-แดงจาก Bacillus amyloliquefaciens (60-5) ที่ความยาวคลื่น 488 นาโนเมตร ในขณะที่รงควัตถุจาก Salinicoccus sp. (82-1) และ Bacillus infantis (63-11) ที่มีสีชมพู มีความยาวคลื่นที่ 509 และ 492 นาโนเมตร ตามลำดับ เมื่อมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) เพื่ออนุมานกลุ่มสารของรงควัตถุที่ได้จากแบคทีเรียไอโซเลท พบว่า สเปคตรัม IR (IR spectrum) ของรงควัตถุที่ผลิตจากแบคทีเรียไอโซเลทมีลักษณะคล้ายคลึงกับสารแซนโทฟิลล์ (xanthophyll) ที่มีรายงานมาก่อนหน้านี้ และวิเคราะห์เพิ่มเติมด้วยเทคนิค High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) เพื่อหาปริมาณสารหลักที่มีอยู่ในรงควัตถุเทียบกับสารมาตรฐานไลโคปีน (lycopene) เบต้า-แคโรทีน (?-carotene) และลูทีน (lutein) พบไลโคปีนมากที่สุด รองลงมาคือลูทีน โดยรงควัตถุแต่ละเฉดสีมีสัดส่วนระหว่างสารสองชนิดนี้แตกต่างกันไป มีเพียงไอโซเลท 63-11 ที่พบเบต้าแคโรทีนเพิ่มเติม ซึ่งสามารถอนุมานได้ว่ารงควัตถุจากแบคทีเรียไอโซเลททั้ง 5 สายพันธุ์เป็นอนุพันธ์ของสารกลุ่มแคโรทีนอยด์ (carotenoids) เมื่อพัฒนาสูตรอาหารเลี้ยงเชื้อต้นทุนต่ำในการเพาะเลี้ยง 82-1 พบว่าสูตรอาหารเปปโตน 1% (w/v) ผสมกับ ซีอิ๊ว 1% (v/v) แล้วปรับความเข้มข้นเกลือสุดท้ายเป็น 3% (w/v) ช่วยเพิ่มปริมาณการสร้างรงควัตถุ และพบว่าปริมาณไลโคปีน และลูทีน เพิ่มขึ้น 6 เท่าเมื่อเทียบกับการเพาะเลี้ยงด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อสูตรมาตรฐาน

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Microbial pigments are promising alternative sources for natural food coloring agents. Microorganisms can produce various pigments having different color and shade depending on species. This study was aimed to isolate and characterize pigments produced by halophilic bacteria isolates from Thai traditional salty fermented food samples (pla-ra and soy sauce). After testing pigmentation stability for 60 generations and salt tolerance property, a total of 22 pigment producing strains were obtained and further identified by 16s rDNA/RNA gene sequence analysis. Based on strains identity and color shade, the isolates could be divided into 5 groups including groups of Halobacillus yeomjeoni (81-1), Salinicoccus sp. (82-1), Bacillus infantis (63-11), Bacillus amyloliquefaciens (60-5) and Staphylococcus carnosus (48-10). Pigments were characterized by UV-Visible spectrophotometric found the maximum absorption peaks for pigment with orange-red from Halobacillus yeomjeoni (81-1) at 482 nm, Staphylococcus carnosus (48-10); yellow at 460 nm, Bacillus amyloliquefaciens (60-5); orange-red at 488 nm, Salinicoccus sp. (82-1) and Bacillus infantis (63-11) with pink color appeared at 509 and 492 nm, respectively. When representative of each group such as Halobacillus yeomjeoni (81-1), Salinicoccus sp. (82-1), Bacillus infantis (63-11), Bacillus amyloliquefaciens (60-5) and Staphylococcus carnosus (48-10) were further analyzed by FTIR, IR spectrum of pigment from each isolate was all similar to IR spectrum of xanthophyll previously reported. The results indicated that pigments generated from these different halophilic strains with different color shade were all derivatives of carotenoid. High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) was further analyzed amount of dominant bacteria pigment compared to standard reagent includes of lycopene, ?-carotene and lutein. Resulted in each pigment from each isolate contained lycopene and lutein found the most lycopene followed by lutein, while only 63-11 found ?-carotene. Pigments from 5 isolates were composed of carotenoids derivatives. Low-cost culture media for cultivation of 82-1 found that peptone (1%, v/v) were developed and found that 82-1 cultivated in 1% peptone water contained soy sauce (1%, v/v) and 3% (w/v) salt could generate pigment with 6 time higher amount of lycopene and lutein relative to standard culture media.

Included in

Food Science Commons

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.