Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การย่อยสลายทางชีวภาพของพอลิ(บีตา-ไฮดรอกซีแอลคาโนเอต) ที่ผลิตโดย Alcaligenes sp. A-04

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Biodegradation of poly(Beta-Hydroxyalkanoates) produced by Alcaligenes sp. A-04

Year (A.D.)

1996

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.1996.1411

Abstract

ผลิต PHA จาก Alcaligenes sp. A-04 โดยการใช้แหล่งคาร์บอนแตกต่างกัน ได้ PHA 4 ชนิดดังนี้ P(3HB) P(3HB-co-71%3HV) P(3HB-co-23%4HB) และ P(3HB-co-44%3HV-co-39%4HB) ผลิตสารพอลิเมอร์ให้ได้ปริมาณมากโดยการเลี้ยง Alcaligenes sp. A-04 ในถังหมักขนาด 5 ลิตร แล้วสกัดแยก ทำให้สารบริสุทธิ์และสะสมสาร PHA ทั้ง 4 ชนิดให้ได้ปริมาณมาก เพื่อเตรียมเป็นแผ่นฟิล์มสำหรับการทดสอบ การย่อยสลายทางชีวภาพของ PHA ที่ผลิตได้ด้วยปฏิกิริยาไฮโดรไลซีสในสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ที่อุณหภูมิ 30 40 และ 55 ˚ซ โดยศึกษาจากการเปรียบเทียบค่าน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยโดยน้ำหนัก (Mw) และค่าน้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยโดยจำนวน (Mn) หรือค่าดัชนีการกระจายของน้ำหนักโมเลกุล (PDI) พบว่า มีการย่อยสลายเกิดขึ้น โดยอัตราการย่อยสลายขึ้นกับชนิดของพอลิเมอร์และอุณหภูมิที่บ่ม อัตราการย่อยสลายเป็นดังนี้ P(3HB-co-23%4HB) > P(3HB-co-44%3HV-co-39%4HB) > P(3HB) > P(3HB-co-71%3HV) โดยที่ PHA ทุกชนิดมีอัตราการย่อยสลายสูงขึ้นเมื่อบ่มที่อุณหภูมิสูงขึ้นการย่อยสลายทางชีวภาพในดิน 5 ชนิด ที่อุณหภูมิ 30 40 และ 55 ˚ซ พบว่า อัตราการย่อยสลายของ P(3HB) และ P(3HB-co-71%3HV) เป็นดังนี้ ในกากตะกอนบำบัดน้ำเสีย > ดินจากการเผาขยะ > ปุ๋ยคอก > ดินจากการย่อยสลายขยะ > ดินปลูก ส่วนอัตราการย่อยสลายของ P(3HB-co-23%4HB) เป็นดังนี้ ในกากตะกอนบำบัดน้ำเสีย > ปุ๋ยคอก > ดินจากการเผาขยะ > ดินปลูก > ดินจากการย่อยสลายขยะ และอัตราการย่อยสลายของ P(3HB-co-44%3HV-co-39%4HB) เป็นดังนี้ ในกากตะกอนบำบัดน้ำเสีย > ปุ๋ยคอก > ดินจากการเผาขยะ > ดินจากการย่อยสลายขยะ > ดินปลูก และเมื่อบ่มที่อุณหภูมิสูงขึ้นมีผลช่วยเร่งอัตราการย่อยสลายให้เร็วขึ้น การเปลี่ยนแปลงค่าอุณหภูมิหลอมเหลว (Tm) และค่าเอนทัลปีของการหลอมเหลว (∆hf) มีความแตกต่างกัน โดยขึ้นกับองค์ประกอบที่เป็นส่วนผลึกและส่วนที่เป็นอสัณฐานของฟิล์มแต่ละชนิด การผุพังและการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวของฟิล์มจากการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงภายหลังการย่อยสลายทางชีวภาพทั้ง 2 ประเภท

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Four kinds of PHA i.e. P(3HB), P(3HB-co-71%3HV), P(3HB-co-23%4HB) and P(3HB-co-44%3HV-co-39%4HB) were produced from Alcaligenes sp. A-04 using different carbon sources. Alcaligenes sp. A-04 was cultivated in 5L. fermentor to increase the amount of polymer; followed by extraction, purification and accumulation of each polymer for preparing in the form of film as test specimens. Hydrolytic biodegradation test of PHA films in phosphate buffer at 30 40 and 55 ℃ by comparing weight average molecular weight (Mw) with number average molecular weight (Mn) or polydispersity index(PDI) values showed the occurrence of biodegradation. Rate of degradation was depended on kinds of polymers and incubation temperatures. The degradation rate was as followed: P(3HB-co-23%4HB) > P(3HB-co-44%3HV-co-39%4HB) > P(3HB) > P(3HB-co-71%3HV) and higher degradation rate was exhibited with higher incubation temperature. The results of the biodegradation tested in 5 different sources of microorganisms at 30, 40 and 55 ℃ showed that biodegradation rate of P(3HB) and P(3HB-co-71%3HV) was highest in activated sludge, followed by that in refuse soil, manure, decomposed soil and potting soil. Degradation rate of P(3HB-co-23%4HB) was also found highest in activated sludge, followed by those in manure, refuse soil, potting soil and lowest in decomposed soil. Degree of biodegradation rate of P(3HB-co-44%3HV-co-39%4HB) was in activated sludge > manure > refuse soil > decomposed soil > potting soil. Higher incubation temperature also enhanced rate of degradation. Changing of melting temperature (Tm) and enthalpy of fusion (∆hf) values due to the composition of crystalline and amorphous portions in PHA. Both hydrolytic degradation and biodegradation in soil resulting in erosion and surface changing of PHA films were investigated by SEM.

Link to Full Text

Share

COinS