วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2554

Hansenula polymorpha หรือ Pichia angusta ถูกจัดอยู่ในกลุ่มเมทิลโลโทรฟิกยีสต์ คือเป็นยีสต์ที่สามารถใช้กลีเซอรอลและเมทานอลเป็นแหล่งคาร์บอนในการเจริญได้เป็นอย่างดี ทนต่ออุณหภูมิสูงประมาณ 20 – 45OC ทั้งยังสามารถเจริญในภาวะความหนาแน่นเซลล์สูง นิยมใช้เป็นเซลล์เจ้าบ้านในการผลิต heterologous protein เช่น human epidermal growth factor (hEGF), hepatitis B vaccine, insulin, hirudin, interferon α2a และเอนไซม์ต่าง ๆ งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการเจริญของ H. polymorpha ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบถังกวน โดยทำการเพาะเลี้ยงด้วยกระบวนการหมักแบบแบตช์แปรผันปัจจัยที่ต้องการศึกษา คือ ความเข้มข้นเริ่มต้นของกลีเซอรอลที่ 10, 30 และ 50 กรัมต่อลิตร ค่าออกซิเจนละลายที่ 40 และ 80% ค่ากรด-เบสที่ 3.5 และ 5.5 ติดตามการเจริญโดยวัดค่าน้ำหนักเซลล์แห้ง (dry cell weight) ผลผลิตมวลเซลล์ ( yield) อัตราการเจริญจำเพาะ (specific growth rate) และอัตราการผลิต (productivity) พบว่า กระบวนการหมักที่มีการใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของกลีเซอรอล 10 กรัมต่อลิตร ค่าออกซิเจนละลาย เท่ากับ 40 เปอร์เซ็นต์ และค่ากรด-เบส เท่ากับ 5.5 เป็นกระบวนการหมักที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด สำหรับการหมักแบบแบตช์ใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นกลีเซอรอล เท่ากับ 50 กรัมต่อลิตร ค่าออกซิเจนละลาย เท่ากับ 80 เปอร์เซ็นต์ ค่ากรด-เบส เท่ากับ 5.5 เป็นการหมักแบบแบตช์ที่ให้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุด คือ 34.70 กรัมต่อลิตร ที่ชั่วโมงที่ 48 ส่วนการหมักด้วยกระบวนการหมักแบบเฟดแบตช์ ด้วยภาวะที่ใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของกลีเซอรอล เท่ากับ 10 กรัมต่อลิตร ควบคุมค่ากรด-เบสของน้ำหมักเป็น 5.5 และค่าออกซิเจนละลายที่ระดับ 40 เปอร์เซ็นต์ โดยเริ่มทำการเติมกลีเซอรอลความเข้มข้น 100 กรัมต่อลิตร ด้วยอัตรา 0.3321 มิลลิลิตรต่อนาที ที่ชั่วโมงที่ 12 โดยใช้อัตราการเติมแบบเอ็กโพเนนเชียล และทำการควบคุมอัตราส่วนของแหล่งคาร์บอนและไนโตรเจน (C:N ratio) เท่ากับ 1.75 ได้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุด เท่ากับ 66.39 กรัมต่อลิตร ที่ชั่วโมงที่ 45 มีอัตราการเจริญจำเพาะตลอดกระบวนการหมัก เท่ากับ 0.1008 ต่อชั่วโมง อัตราการผลิตมวลเซลล์ เท่ากับ 1.1445 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง และผลผลิตมวลเซลล์ เท่ากับ 1.0613 กรัมต่อกรัมกลีเซอรอล ซึ่งได้น้ำหนักเซลล์แห้งสูงสุดเป็นสองเท่าของการหมักแบบแบตช์ที่ใช้ความเข้มข้นเริ่มต้นของกลีเซอรอล เท่ากับ 50 กรัมต่อลิตร และสูงกว่าการหมักแบบเฟดแบตช์ซึ่งไม่ได้ทำการควบคุมค่า C:N ratio ของสารอาหารที่ใช้ในการเติม จากการคำนวณทางสถิติด้วยวิธี 2-level factorial design จะเห็นว่าปัจจัยทั้ง 3 มีผลร่วมกันต่อการเจริญของ H. poloymorpha เมื่อพิจารณาปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเพิ่มขึ้นของน้ำหนักเซลล์แห้ง พบว่า ความเข้มข้นของ กลีเซอรอลเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลทางบวกมากที่สุด แต่กลับส่งผลทางลบต่ออัตราการเจริญจำเพาะสูงสุด, อัตราการผลิตมวลเซลล์ และผลผลิตมวลเซลล์ ซึ่งเป็นค่าที่แสดงประสิทธิภาพของกระบวนการหมัก สำหรับปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพกระบวนการหมักมากที่สุด ได้แก่ ปัจจัยของค่ากรด-เบส และค่าออกซิเจนละลายเป็นปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญน้อยที่สุด