ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจาก Pichia stipitis โดยใช้ชีววิทยาระบบและเทคโนโลยีการหมัก

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจาก Pichia stipitis โดยใช้ชีววิทยาระบบและเทคโนโลยีการหมัก
นักวิจัย : พรกมล อุ่นเรือน
คำค้น : ethanol fermentation , Fed-batch fermentation , Metabolic pathway analysis , Oxygenation , Pichia stipitis , การวิเคราะห์ทางเมตาบอลิก , การหมักเอทานอล , ชีววิทยาระบบ , ปริมาณออกซิเจน , เทคโนโลยีการหมักแบบกึ่งกะ
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2557
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=TRG5580010 , http://research.trf.or.th/node/8836
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

โครงการวิจัยนี้ทาการศึกษากระบวนการเมตาบอลิคของเซลล์ Pichia stipitis ในการผลิตเอทานอลจากน้าตาลเฮกโซสและน้าตาลเพนโตส โดยทาการศึกษากระบวนการเมตาบอลิคผ่านเมตาบอลิคโมเดลที่สร้างขึ้นและทาการวิเคราะห์ด้วยเครื่องมือทางชีววิทยาระบบ การศึกษากระบวนการเมตาบอลิคโดยใช้ชีววิทยาระบบทาให้ทราบถึงผลกระทบของปริมาณออกซิเจนที่มีต่อการผลิตเอทานอล โดยพบว่าผลผลิตของเอทานอลลดลงเมื่อระดับของออกซิเจนเพิ่มสูงขึ้น จากเมตาบอลิคโมเดลและผลการทดลองพบว่าปริมาณออกซิเจนที่เหมาะสมสาหรับการผลิตเอทานอลอยู่ที่ 1.8 มิลลิโมลต่อลิตรต่อชั่วโมง นอกจากนี้ปริมาณออกซิเจนยังมีผลกระทบต่อเมตาบอลิคฟลักซ์และการตอบสนองของเอนไซม์ต่างๆภายในเซลล์ ซึ่งข้อมูลของเมตาบอลิคฟลักซ์และเอนไซม์ภายใต้ระดับออกซิเจนต่างๆได้ถูกนาไปใช้ในการหายีนเป้าหมายที่สาคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลในสภาวะที่มีออกซิเจนที่ระดับต่างๆได้ นอกจากนี้ได้มีการออกแบบการหมักแบบกึ่งกะเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอล โดยคณะผู้วิจัยได้ทาการศึกษาถึงผลกระทบของอาหารเลี้ยงเชื้อและอัตราการเจริญเติบโตต่อการผลิตเอทานอล เพื่อควบคุมการหมักให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสมสาหรับการผลิตเอทานอล โมเดลการหมักแบบกึ่งกะได้ถูกออกแบบเพื่อให้การป้อนอาหารเพื่อการผลิตเอทานอลเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยจากการศึกษากระบวนการเมตาบอลิคและการพัฒนาเทคโนโลยีการหมักแบบกึ่งกะทาให้สามารถผลิตเอทานอลได้สูงสุดที่ 40.7 กรัมต่อลิตร ซึ่งคิดเป็นผลผลิตเท่ากับ 0.40 กรัมเอทานอลต่อกรัมน้าตาล และสามารถผลิตได้ที่อัตราการผลิต 0.42 กรัมเอทานอลต่อลิตรต่อชั่วโมง วิธีการและเทคนิคของกระบวนการเมตาบอลิคและกระบวนการหมักที่นาเสนอในโครงการวิจัยนี้สามารถนาไปประยุกต์ใช้เพื่อการพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตลิกโนเซลลูโลสเอทานอลทั้งในระดับห้องปฎิบัติการและในภาคอุตสาหกรรม Herein we studied Pichia stipitis metabolism for the production of ethanol from hexoses and pentoses. The cell metabolism was examined through metabolic pathway analysis. Effect of oxygen levels on ethanol production shows that increasing oxygen levels led to a decrease of ethanol synthesis. An optimal ethanol production occurred at oxygen transfer rate of 1.8 mmol/l/hr. Change in metabolic flux patterns and up- and down- regulation of enzymes in response to oxygenation levels were identified. This flux information permits for identification of relevant genetic targets towards improved ethanol-producing strains. Culture optimization through fed-batch fermentation was also performed. Effect of feed medium composition and specific growth rate in controlled fed-batch fermentation was optimized. A fed-batch kinetic model was utilized to avoid overflow metabolism as well as to ensure a balanced feeding of nutrient substrate in fed-batch system. This resulted in high titer, yield and productivity of ethanol with maximal ethanol concentration of 40.7 g/l, ethanol yield of 0.40 g/g and ethanol productivity of 0.42 g/l/hr. Thus, the presented approach of metabolic pathway analysis and fed-batch strategy is promising and can contribute to the development of culture optimization and strain engineers for highly efficient lignocellulosic ethanol production by P. stipitis.

บรรณานุกรม :
พรกมล อุ่นเรือน . (2557). การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจาก Pichia stipitis โดยใช้ชีววิทยาระบบและเทคโนโลยีการหมัก.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
พรกมล อุ่นเรือน . 2557. "การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจาก Pichia stipitis โดยใช้ชีววิทยาระบบและเทคโนโลยีการหมัก".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
พรกมล อุ่นเรือน . "การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจาก Pichia stipitis โดยใช้ชีววิทยาระบบและเทคโนโลยีการหมัก."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2557. Print.
พรกมล อุ่นเรือน . การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจาก Pichia stipitis โดยใช้ชีววิทยาระบบและเทคโนโลยีการหมัก. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2557.