การเพิ่มผลผลิตลูทีนในจุลสาหร่ายสีเขียว Chlorococcum sp. TISTR 8266

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Enhancement of lutein production in green microalga Chlorococcum sp. TISTR 8266

Author

โยษิตา สวนแก้ว, คณะวิศวกรรมศาสตร์

Year (A.D.)

2022

Document Type

Thesis

First Advisor

กษิดิศ หนูทอง

Second Advisor

สรวิศ เผ่าทองศุข

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2022.797

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพระบบการเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายสีเขียว Chlorococcum sp. TISTR 8266 แบบแบทซ์ในถังปฏิกรณ์ชีวภาพเชิงแสงแบบถังกวนขนาด 1 ลิตร ให้มีผลผลิตลูทีนมากที่สุด โดยศึกษาปัจจัยที่มีผลกระทบต่อผลผลิตลูทีน ได้แก่ ความเข้มข้นของไนโตรเจนและแหล่งของไนโตรเจนในอาหารเลี้ยงเชื้อ ความเข้มแสง ความยาวคลื่นแสง และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ผลการทดลองพบว่าการเพาะเลี้ยงจุลสาหร่ายด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อสูตร BG-11 ที่ปรับความเข้มข้นของ NaNO3 เป็น 25% (62 มิลลิกรัม-ไนโตรเจน/ลิตร) เป็นสภาวะที่ให้ความเข้มข้นของลูทีนสูงที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับชุดทดลองอื่น จากนั้นศึกษาแหล่งของไนโตรเจนที่สามารถเพิ่มผลผลิตลูทีน โดยในแต่ละชุดทดลองใช้ความเข้มข้นของไนโตรเจนเท่ากับผลการทดลองที่ได้รับก่อนหน้า ผลการศึกษาพบว่าจุลสาหร่ายที่เพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ใช้ NaNO3 เป็นแหล่งไนโตรเจนสามารถผลิตลูทีนได้มากที่สุด เมื่อได้สภาวะของอาหารเลี้ยงเชื้อที่เหมาะสมแล้วจึงดำเนินการศึกษาในเรื่องของการให้แสง จากผลการศึกษาพบว่าการให้แสงสีขาวจากหลอดไฟแอลอีดีที่ความเข้มแสง 201 ไมโครโมลโฟตอน/ตารางเมตร/วินาที เป็นสภาวะที่ได้รับความเข้มข้นของลูทีนสูงที่สุด ในส่วนสุดท้ายของงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาผลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยในการทดลองจะใช้สภาวะการเพาะเลี้ยงที่ดีที่สุดที่ได้รับจากผลการทดลองตามที่ได้กล่าวไปข้างต้น อีกทั้งยังมีการเพิ่มชุดทดลองที่ใช้อาหารเลี้ยงเชื้อสูตร BG-11 ปกติ เพื่อลดข้อจำกัดเรื่องธาตุอาหารไนโตรเจน จากผลการทดลองชี้ให้เห็นว่าการเพาะเลี้ยงด้วยอากาศผสมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 0.3% โดยปริมาตร ให้ความเข้มข้นของลูทีนสูงกว่าการเพาะเลี้ยงด้วยอากาศที่ผสมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 2.5% โดยปริมาตร และยังพบว่าชุดทดลองที่มีการจำกัดไนโตรเจน (25% NaNO3) มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการสะสมของลูทีนในชีวมวล แต่สภาวะดังกล่าวได้รับความเข้มข้นของลูทีนที่ต่ำกว่าชุดทดลองที่ใช้อาหารเลี้ยงเชื้อสูตร BG-11 ปกติ ดังนั้นสภาวะการเพาะเลี้ยงด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อสูตร BG-11 ปกติร่วมกับการให้อากาศผสมกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 0.3% โดยปริมาตร จึงเป็นสภาวะที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพให้กับภาพรวมของระบบ โดยสภาวะนี้ให้ความเข้มข้นลูทีนมากกว่าชุดควบคุมสูงถึง 3 เท่า

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research optimized the batch cultivation of Chlorococcum sp. TISTR 8266 in a 1-L stirred tank photobioreactor to maximum lutein production. Nitrogen concentration and nitrogen source in culture medium, light intensity, light wavelength, and carbon dioxide were studied in this research. The results showed that microalgae culture with 25% NaNO3 in BG-11 medium (62 mg-N/L) received the highest lutein concentration. Then study the nitrogen sources to increase lutein concentration by using nitrogen concentrations equal to the previous experiments. The results showed that microalgae cultured in a medium containing NaNO3 as a nitrogen source produced the highest lutein. The suitable condition of the culture medium was obtained, then a study on the lighting. The results showed that the white light from the LED at 201 μmol photons/ m2/s obtained the highest lutein concentration. The last part of this research was studied the effect of carbon dioxide. The suitable conditions obtained from the studies mentioned above were used in this part. Furthermore, the experiments were also added using BG-11 to reduce nitrogen nutrient deficiency. The results indicated that the culture with air mixed with carbon dioxide 0.3% v/v received a lutein concentration than the air mixed with carbon dioxide 2.5% v/v. The nitrogen-limited (25% NaNO3) played an important role in lutein content but lutein concentration was lower than the BG-11 experimental. Therefore, culturing in BG-11 medium with air mixed with carbon dioxide 0.3% v/v is a condition that can enhance the overall system performance, the concentration of lutein was 3 times higher than the control.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

สวนแก้ว, โยษิตา, "การเพิ่มผลผลิตลูทีนในจุลสาหร่ายสีเขียว Chlorococcum sp. TISTR 8266" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 6507.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/6507