Optimization of Bacterial Cellulose Production from Watermelon Rind by Komagataeibacter sp. PAP1

Abstract

บทคัดย่อ   เซลลูโลสจากแบคทีเรียสามารถผลิตได้จากจุลินทรีย์หลายชนิด โดยใช้วัตถุดิบที่เป็นผลพลอยได้ทางการเกษตร งานวิจัยมีจุดประสงค์ที่จะใช้เปลือกแตงโมซึ่งเป็นของเหลือทิ้งมาเป็นวัตถุดิบราคาถูกในการผลิตเซลลูโลสจากแบคทีเรียโดยใช้ Komagataeibacter sp. PAP1 และศึกษาคุณสมบัติของกระดาษที่ได้จากเซลลูโลสที่ได้จากการเลี้ยงเชื้อในอาหารน้ำเปลือกแตงโมและอาหารมาตรฐาน Hestrin-Schramm (HS medium) ผลการทดลองพบว่าน้ำเปลือกแตงโมสามารถนำมาใช้ผลิตเซลลูโลสจากแบคทีเรียได้อย่างดี สภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเซลลูโลสจากแบคทีเรียโดยใช้น้ำเปลือกแตงโมเป็นอาหารเลี้ยงเชื้อ มีการเติมน้ำตาลแมนนิทอลความเข้มข้นร้อยละ 5 (น้ำหนักต่อปริมาตร) เติมไดแอมโมเนียมฟอสเฟตความเข้มข้นร้อยละ 0.1 (น้ำหนักต่อปริมาตร) และปรับพีเอชเริ่มต้น 6.0 บ่มที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส นาน 7 วัน โดยให้ผลผลิตเซลลูโลส 6.20 ± 0.25 กรัมต่อลิตร ซึ่งสูงกว่าการเพาะเลี้ยงในอาหารมาตรฐาน HS 1.94 เท่า กระดาษที่ได้จากการเพาะเลี้ยงในน้ำเปลือกแตงโมจะมีค่าความแข็งแรงสูงกว่ากระดาษที่ได้จากการเพาะเลี้ยงในอาหารมาตรฐาน HS การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเปลือกแตงโมสามารถนำมาใช้ผลิตเซลลูโลสจากแบคทีเรียได้และมีต้นทุนที่ถูกลง ABSTRACT Bacterial cellulose (BC) is produced by several microorganisms on agriculture by-products. This research aims to utilize watermelon rind, which the waste, was used as low cost substrates to produce BC using Komagataei sp. PAP1 and to study the structural properties of BC papers in both watermelon rind and Hestrin-Schramm (HS) media. This result indicated that watermelon rind water performed well for BC production. The optimized watermelon water-based medium was composed of 5% (w/v) mannitol, 0.1% (w/v) diammonium phosphate and pH 5.0 and incubated at 30°C for 7 days. Under these conditions, BC yield was 6.20±0.25 g/L (1.94 fold) higher than in standard Hestrin-Schramm (HS) medium. The BC paper sheets produced using the obtained BC pellicle from optimized watermelon rind water-base medium gave higher mechanical strength than those from standard HS medium. This study showed that possibility of using watermelon rind to produce BC and made BC production more cost-effective.