บทคัดย่อ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตกรดแลคติกโดย Lactococcus lactis IO-1 ในสูตรอาหารพื้นฐานที่มีน้ำตาลกลูโคส ไซโลส หรือน้ำตาลผสมระหว่างกลูโคสและไซโลสที่ความเข้มข้นต่าง ๆ ภายใต้การเลี้ยงแบบกะ ศึกษาวิถีการใช้น้ำตาลไซโลส เมแทบอลิกซ์ฟลักซ์ของการใช้น้ำตาลไซโลสในการผลิตกรดแลคติกสภาวะที่เหมาะสมในการไฮโดรไลซ์ชานอ้อยด้วยด่างและกรด และการผลิตกรดแลคติกจากสารละลายที่ได้จากการไฮโดรไลซ์ชานอ้อยโดยการแปรผันชนิดและปริมาณของแหล่งไนโตรเจน ผลการทดลองพบว่า Lc. Lactis IO-1 ใช้น้ำตาลกลูโคสผ่านกระบวนการหมักแบบไฮโมแลคติกทั้งในสภาวะที่มีความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสต่ำและสูง ส่วนการหมักน้ำตาลไซโลสพบว่า ที่ความเข้มข้นของน้ำตาลไซโลสต่ำ (5 และ 10 กรัมต่อลิตร) Lc. Lactis IO-1 ผลิตกรดอะซิติกเป็นผลิตภัณฑ์หลัก ในขณะที่กรดแลคติกถูกสร้างเป็นผลิตภัณฑ์หลักที่ความเข้มข้นของน้ำตาลไซโลสสูง (30 และ 50 กรัมต่อลิตร) ผลการทดลองที่ได้แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของน้ำตาลไซโลสเป็นปัจจัยหลักที่ควบคุมเมแทบอลิซึมของน้ำตาลไซโลส ในการผลิตกรดแลคติกในน้ำตาลผสมระหว่างกลูโคสและไซโลสพบว่า Lc. Lactis IO-1 มีความเจริญแบบ diauxic และในช่วงที่มีการใช้น้ำตาลกลูโคสในน้ำตาลผสมพบว่า Lc. Lactis IO-1 สร้างกรดแลคติกเป็นผลิตภัณฑ์หลักในทุกสภาวะของการทดลอง ซึ่งผลการทดลองที่ได้คล้ายกับเมื่อใช้น้ำตาลไซโลสในน้ำตาลผสมที่ความเข้มข้น 15,25,30 และ 50 กรัมต่อลิตร ในขณะที่กรดอะซิติกถูกสร้างเป็นผลิตภัณฑ์หลักในช่วงที่มีการใช้น้ำตาลไซโลสในน้ำตาลผสมที่ความเข้มข้น 2.5, 5 และ 10 กรัมต่อลิตร สำหรับการศึกษาวิถีการใช้น้ำตาลไซโลส ภายใต้สภาวะการหมักแบบกะพบว่า น้ำตาลไซโลสถูกใช้ผ่านวิถีฟอสโฟคีโตเลสและวิถีเพนโตสฟอสเฟตพร้อมกันทุกสภาวะการทดลอง การวิเคราะห์เมแทบอลิกซ์ฟลักซ์ของ Lc. Lactis IO-1 ในการผลิตกรดแลคติกจากน้ำตาลไซโลสพบว่า วิถีฟอสโฟคีโตเลสและวิถีเพนโตสฟอสเฟตเป็นวิถีหลักของคาร์บอนเมแทบอลิซึม ซึ่งผลการทดลองอธิบายด้วยวิธีการใช้น้ำตาลไซโลสและแอคติวิตีของเอนไซม์ที่แตกต่างกันในไพรูเวตเมแทบอลิซึม สำหรับการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการไฮโดรไลซ์ชานอ้อยด้วยสารละลายด่างเพื่อสกัดเอาลิกนินออก จากนั้นนำไปไฮโดรไลซ์ต่อด้วยกรดเพื่อให้ได้สารละลายที่มีน้ำตาลสูง ผลการทดลองพบว่าการใช้แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ 10 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาณ สามารถสกัดลิกนินได้ในปริมาณสูงสุดเท่ากับ 322.19 มิลลิกรัมต่อลิตร ส่วนการไฮโดรไลซ์ด้วยกรดไฮโดรคลอริก 0.5 เปอร์เซ็นต์ โดยปริมาณที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 ชั่วโมง พบว่าให้ประสิทธิภาพของการไฮโดรไลซ์ชานอ้อยสูงสุด (15.95) และที่สภาวะดังกล่าวได้น้ำตาลไซโลส 13.09 กรัมต่อลิตร น้ำตาลกลูโคส 2.66 กรัมต่อลิตร น้ำตาลอะราบิโนส 1.22 กรัมต่อลิตร และกรดอะซิติก 0.06 กรัมต่อลิตร ส่วนการผลิตกรดแลคติกจากสารละลายที่ได้จากการโฮโดรไลซ์ชานอ้อยพบว่าผลได้ของกรดแลคติกสูงสุดมีค่าเท่ากับ 0.26 กรัมของกรดแลคติกต่อกรัมของน้ำตาลที่ถูกใช้เมื่อเติมยีสต์สกัดที่ความเข้มข้น 7 กรัมต่อลิตร นอกจากนี้ยังพบว่าการลดความเป็นพิษของสารละลายที่ได้จากการไฮโดรไลซ์ชานอ้อยนอกจากจะทำให้ Lc. Lactis IO-1 เจริญได้ดีขึ้นแล้ว ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการหมักกรดแลคติกด้วย