การผลิตมอลโทเดกซ์ทรินด้วยเอนไซม์จากแบคทีเรียที่เพาะเลี้ยงจากน้ำทิ้งของอุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลัง

Abstract

บทคัดย่อ               งานวิจัยนี้ศึกษาการผลิตมอลโทเดกซ์ทรินด้วยเอนไซม์จากแบคทีเรียที่เพาะเลี้ยงจากน้ำทิ้งของอุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลังและหาคุณภาพของมอลโทเดกซ์ทรินที่ผลิตได้ โดยทำการหมักเพาะเลี้ยงแบคทีเรียที่ปริมาณเริ่มต้น 9,155 มิลลิกรัมต่อลิตร น้ำทิ้งที่ใช้ในการทดลองมี 2 สภาวะ คือ น้ำทิ้งที่ไม่มีการปรับค่าซีโอดีและน้ำทิ้งที่มีการปรับค่าซีโอดีเป็น 1,200 มิลลิกรัมต่อลิตร ทำการหมักที่อุณหภูมิ 30–37 องศาเซลเซียส และ 47–55 องศาเซลเซียส ควบคุมพีเอชที่ 7 ตลอดการทดลอง เป็นเวลา 3 สัปดาห์ พบว่ามีแบคทีเรียเพิ่มขึ้นในระหว่างทำการหมัก โดยที่ระยะเวลาการหมัก 21 วัน มีปริมาณแบคทีเรียเพิ่มขึ้นสูงที่สุด ดังนี้คือ น้ำหมักที่อุณหภูมิ 30–37 องศาเซลเซียส เติมน้ำทิ้งที่ไม่มีการปรับค่าซีโอดี, น้ำทิ้งที่มีการปรับค่าซีโอดีเป็น 1,200 มิลลิกรัมต่อลิตร มีปริมาณแบคทีเรีย 11,353–11,945 มิลลิกรัมต่อลิตร และ 11,958–14,034 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ น้ำหมักที่อุณหภูมิ 47–55 องศาเซลเซียส เติมน้ำทิ้งที่ไม่มีการปรับค่าซีโอดี, น้ำทิ้งที่มีการปรับค่าซีโอดีเป็น 1,200 มิลลิกรัมต่อลิตร มีปริมาณแบคทีเรีย 25,022–31,661 มิลลิกรัมต่อลิตร และ 17,797–21,735 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ นำน้ำหมักที่ระยะเวลา 21 วัน มาแยกสายพันธุ์แบคทีเรียที่สามารถผลิตเอนไซม์อะไมเลสและวิเคราะห์แอคติวิตีของเอนไซม์อะไมเลส พบว่าเชื้อแบคทีเรียจากน้ำหมักที่ใช้อุณหภูมิในการหมัก 30–37 องศาเซลเซียส ที่มีการปรับค่า ซีโอดีเป็น 1,200 มิลลิกรัมต่อลิตร ให้แอคติวิตีของเอนไซม์อะไมเลสสูงกว่าที่ไม่มีการปรับค่าซีโอดี คือ 52.57 และ 42.71 หน่วย ตามลำดับ และเชื้อแบคทีเรียจากน้ำหมักที่ใช้อุณหภูมิในการหมัก 47–55 องศาเซลเซียส ที่มีการปรับค่าซีโอดีเป็น 1,200 มิลลิกรัมต่อลิตร ให้แอคติวิตีของเอนไซม์อะไมเลสสูงกว่าที่ไม่มีการปรับค่าซีโอดีทั้ง 2 ไอโซเลท คือ 64.46, 16.34 และ 34.07 หน่วย ตามลำดับ               ทำการผลิตมอลโทเดกซ์ทริน โดยย่อยแป้งที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ที่ระยะเวลา 10–50 นาที ปริมาณเอนไซม์ 1.35% ของน้ำหนักแป้งแห้ง พบว่าปริมาณน้ำตาลรีดิวซิงและค่า DE มีค่าเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาการย่อย นำมอลโทเดกซ์ทรินที่ผลิตได้มาทดสอบคุณภาพ ตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก. 1171–2536 พบว่ามอลโทเดกซ์ทรินที่ได้จากการย่อยแป้งมันสำปะหลังด้วยเอนไซม์อะไมเลสจากแบคทีเรียที่เพาะเลี้ยงจากน้ำทิ้งของอุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลัง ที่ทำการหมักที่อุณหภูมิ 30-37 องศาเซลเซียส และ 47–55 องศาเซลเซียส ทั้งที่ไม่มีการปรับค่าซีโอดีและมีการปรับค่าซีโอดีเป็น 1,200 มิลลิกรัมต่อลิตร ระยะเวลาการหมัก 21 วัน ที่ระยะเวลาในการย่อยแป้ง 40 นาที มีคุณภาพเป็นไปตามเกณฑ์มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก. 1171–2536 โดยมีรายละเอียดดังนี้ เมื่อทดสอบกับสารละลายไอโอดีนแล้ว มีสีน้ำตาลแดง สามารถละลายน้ำได้ มีปริมาณของแข็งทั้งหมดร้อยละ 65.54, 65.91, 63.23 และ 65.18 ตามลำดับ มีเถ้าซัลเฟตร้อยละ 0.44, 0.40, 0.42 และ 0.40 ตามลำดับ มีน้ำตาลรีดิวซิงร้อยละ 10.07, 9.94, 9.54 และ 9.85 ตามลำดับ และมีปริมาณโปรตีนร้อยละ 0.11, 0.12, 0.09 และ 0.07 ตามลำดับคำสำคัญ: มอลโทเดกซ์ทริน, เอนไซม์จากแบคทีเรีย, อุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลัง Abstract               This research were to study the production and the quality of maltodextrin using bacterial enzyme from wastewater fermentation of tapioca starch industry. The researcher took some water from wastewater treatment pond that contain microorganisms of 9,155 mg/l at pH 7. The tapioca wastewater were used in non treatment and treatment for COD at 1,200 mg/l. The experiments were fermentation at 30–370C and 47–550C. The results showed that, the microorganisms were increase and the fermentation of 21 dates have microorganisms higher than 7 and 14 dates respectively. The 21 dates fermented water at 30–370C added non treatment wastewater had microorganisms for 11,353-11,945 mg/l. The 21 dates fermented water at 30–370C added treatment wastewater for COD at 1,200 mg/l have microorganisms of 11,958-14,034 mg/l. The 21 dates fermented water at 47–550C added non treatment wastewater had microorganisms of 25,022-31,661 mg/l and the 21 dates fermented water at 47–550C added treatment wastewater for COD at 1,200 mg/l had microorganisms for 17,797-21,735 mg/l. Microorganisms that produced amylase were selected and tested for amylase activity. The results showed that, bacterial enzyme from 21 dates fermented water at 30–370C added treatment wastewater for COD at 1,200 mg/l had amylase activity higher than 21 dates fermented water at 30–370C added non treatment wastewater were 52.57 and 42.71 units and bacterial enzyme from 21 dates fermented water at 47–550C added treatment wastewater for COD at 1,200 mg/l had amylase activity higher than 2 isolates of 21 dates fermented water at 47–550C added non treatment wastewater were 64.46, 16.34 and 34.07 units respectively.               Production of maltodextrins from tapioca starch, obtained by using amylase 1.35% of dry starch weight at 800C for 10–50 minutes. The results showed that, the reducing sugar content and DE (Dextrose Equivalent) values increased with increasing time. For 40 minutes, DE values of maltodextrins from bacterial enzyme from 21 dates fermented water added non treatment wastewater and treatment wastewater for COD at 1,200 mg/l at 30–370C and 47–550C were 15.36, 15.09, 15.08 and 15.12.               Testing the quality of maltodextrins by method of Thai Industrial Standard 1171–2536. The results showed that, maltodextrins from bacterial enzyme from 21 dates fermented water added non treatment wastewater and treatment wastewater for COD at 1,200 mg/l at 30–370C and 47–550C had the values of indicator were red brown, soluble in water, total solid content were 65.54, 65.91, 63.23 and 65.18% respectively, sulfated ash content were 0.44, 0.40, 0.42 and 0.40% respectively, reducing sugar content were 10.07, 9.94, 9.54 and 9.85% respectively and protein content of maltodextrins were 0.11, 0.12, 0.09 and 0.07% respectively. The results of this experiment showed that, the quality of maltodextrins using bacterial enzyme from wastewater fermentation of tapioca starch industry passed the standard requirement of Thai Industrial Standard 1171–2536.Keyword: Maltodextrin, Bacterial enzyme, Tapioca starch industry.