D-lactic acid fermentation platform from oil palm trunk sap by sporolactobacillus terrae SBT-1

ต้นแบบการหมักกรดดี-แลคติกจากน้ำบีบต้นปาล์มโดย sporolactobacillus terrae SBT-1

Name: Naphatsawan Sukaiem

LCSH: Oil palm

LCSH: Lactic acid

LCSH: Fermentation

Abstract: Lactic acid is an organic acid that contains two enantiomers, L- and D-lactic acid, and is considered the most potential monomer for many industrial products. Lactic acid has versatile applications in the pharmaceutical, food, textile, chemical, and leather industries moreover in poly-lactic acid (PLA) manufacturing. While L-lactic acid is well known in many commercial products and studies, only a few studies on D-lactic acid were found. Lactic acid can be produced either by microbial fermentation or chemical synthesis. Approximately 90 percent of the total lactic acid produced worldwide is via microbial fermentation which provides an optically pure L- or D-lactic acid. To reduce the lactic acid production cost, agricultural waste which is second-generation biomass is applied for lactic acid fermentation. Oil palm trunk sap (OPT sap), the waste from the oil palm trunk recycle process, has the potential as a bacterial culture medium, due to the composition such as sucrose, glucose, fructose, and amino acid. In this study, by applying OPT sap as a carbon substrate together with other commercial sugars (glucose, sucrose, raw sugar, and molasses), fermented by Sporolactobacillus terrae SBT-1, the efficient D-lactic acid producer, the result from the enhancing D-lactic acid fermentation in shake flask provide a high D-lactic acid yield (0.87-0.91 g/g) and productivity (2.42-4.36 g/L·h) and also the high optical purity (96-99% ee). Thus, this platform was optimized in 5L fermenter, the results showed a good fermentation performance. The lactic acid production yield was high (0.84-.1.04 g/g), also the productivity (3.45-6.21 g/L·h), and the optical purity was almost higher than flask culture. In the fermentation using OPT sap supplemented with raw sugar as the carbon substrates, the most effective cost reduction by 14.65% was observed. From the result mentioned above, we can claim that OPT sap is a potential second-generation feedstock for lactic acid fermentation by S. terrae SBT-1.

Abstract: กรดแลคติกเป็นกรดอินทรีย์ซึ่งประกอบด้วยสองอีแนนทิโอเมอร์คือ กรดแอล-แลคติกและ ดี-แลคติก กรดแลคติกจัดเป็นมอนอเมอร์ที่สำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมต่างๆ กรดแลคติกถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยา อาหาร สิ่งทอ เคมี และเครื่องหนัง นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการสังเคราะห์พอลิแลคติกแอซิด ขณะที่กรดแอล-แลคติกเป็นที่รู้จักในผลิตภัณฑ์ทางการค้าและงานวิจัย มีเพียงงานวิจัยจำนวณน้อยเท่านั้นที่ศึกษากรดดี-แลคติก จากกระบวนการการผลิตกรดแลคติกโดยวิธีการหมักด้วยจุลินทรีย์และการสังเคราะห์ทางเคมี กว่าร้อยละ 90 ของการผลิตกรดแลคติกทั่วโลกใช้วิธีการผลิตด้วยเทคโนโลยีการหมัก ซึ่งจะให้ผลิตภัณฑ์กรดแอล- หรือ ดี-แลคติก ที่มีความบริสุทธิ์เชิงแสง เพื่อลดต้นทุนการผลิตกรดแลคติกได้มีการนำของเสียจากการเกษตรซึ่งเป็นชีวมวลรุ่นที่ 2 มาใช้ในกระบวนการหมัก น้ำบีบจากต้นปาล์มซึ่งเป็นของเสียจากกระบวนการรีไซเคิลต้นปาล์มมีคุณสมบัติสำหรับใช้เป็นอาหารเพื่อการเพาะเลี้ยงแบคทีเรีย เนื่องด้วยองค์ประกอบของน้ำบีบต้นปาล์มที่ประกอบด้วย ซุโครส กลูโคส ฟรัคโทสและกรดอะมิโน ในงานวิจัยนี้จึงนำน้ำบีบต้นปาล์มมาใช้เป็นแหล่งคาร์บอนร่วมกับน้ำตาลทางการค้า (กลูโคส, ซูโครส, น้ำตาลทรายดิบ และกากน้ำตาล) หมักโดยแบคทีเรียผลิตกรดดี-แลคติกสายพันธุ์ Sporolactobacillus terrae SBT-1 ผลการทดลองการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตกรดดี- แลคติกในขวดทดลองได้ผลอัตราการผลิตกรดดี- แลคติกต่อปริมาณน้ำตาลที่สูง (0.87-0.91 กรัมต่อกรัม) และอัตราการผลิตที่สูง (2.42-2.36 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง) รวมถึงให้ค่าความบริสุทธิ์เชิงแสงสูง (ร้อยละ 96-99) จึงได้ศึกษาต่อในถังหมักขนาด 5 ลิตร ผลการทดลองแสดงถึงประสิทธิภาพที่ดี โดยมีอัตราการผลิตกรดดี- แลคติกต่อปริมาณน้ำตาลสูง (0.84-1.04 กรัมต่อกรัม) รวมถึงอัตราการผลิตสูง (3.45-6.21 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง) และค่าความบริสุทธิ์เชิงแสงที่ค่อนข้างสูงกว่าการทดลองในขวดทดลอง ผลการทดลองที่ใช้น้ำบีบต้นปาล์มร่วมกับน้ำตาลทรายดิบสามารถลดต้นทุนการผลิตได้ถึงร้อยละ 14.65 ดังนั้นจากผลการทดลองดังกล่าวข้างต้นจึงสามารถสรุปได้ว่าน้ำบีบต้นปาล์มเป็นชีวมวลรุ่นที่ 2 ที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับใช้ในการผลิตกรดแลคติกโดยแบคทีเรียสายพันธุ์ S. terrae SBT-1

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Suchada Chanprateep Napathorn

Role: advisor

Name: Nuttha Thongchul

Role: advisor

Created: 2022

Modified: 2024-11-17

Issued: 2024-11-17

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Microbiology and Microbial Technology

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6278503223[1].pdf	1.16 MB

ใช้เวลา

0.02788 วินาที