[เรีื่อง : อาจารย์มณชัย...
TRANSCRIPT
108 : February 2011
เรยนรคครว[เรอง : อาจารยมณชย เดชสงกรานนท]
อาจารยมณชย เดชสงกรานนท คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยราชภฏสวนดสต [email protected]
สไปรไลนา (ตอนท 5) :
การเพาะเลยงสไปรไลนานอกจากจะตองควบคมปจจยแวดลอมตางๆ ใหเหมาะสมแลว รปแบบการเพาะเลยงหรอวธการเพาะเลยงกมผลตอการเจรญ และการผลตสารมลคาสงของสไปรไลนาดวย จากบทความทแลวเราทราบวาสาหรายตองการปจจยแวดลอมแตกตางกนไป แลวแตชนดและสายพนธของสาหราย ในบทความนผเขยนจะขอกลาวถงรปแบบการเพาะเลยงสาหรายสไปรไลนาเพอการผลตมวลเซลลและสารสำคญทมมลคาสงของสไปรไลนา
1. การเพาะเลยงแบบ Photoautotrophic
1.1การเลยงแบบกลางแจง(Outdoor) การเพาะเลยงสไปรไลนาทางการคาสวนใหญ จะเลยงแบบบอเปดกลาง
แจง (Photoautotrophic) และนยมเลยงกนมากในประเทศทมภมอากาศรอน แถบ
มหาสมทรแปซฟคโดยสาหรายจะอาศยแสงแดดในการสงเคราะหแสง จากการ
รวบรวมผลผลตสไปรไลนาทวทงโลก พบวาในแตละปมผลผลตของสาหราย
แหงรวมมากกวา 3,000 ตน ซงสวนใหญจะใชเปนผลตภณฑเสรมสขภาพและ
ใชผสมในอาหารสตว (Eriksen, 2008) เนองจากการเพาะเลยงแบบนจะอาศย
แสงแดดจากธรรมชาต ดงนนความสงของอาหารเลยงสาหรายจงไมสงมากนก
สวนใหญจะอยในชวง 10-30 cm ซงเปนระดบความสงทการผสมโดยใชใบพด
(Paddle wheels) ดำเนนไปอยางมประสทธภาพ การเพาะเลยงแบบกลางแจงน
แสงจะทะลผานไดดในระดบนำทไมลกมาก เซลลทอยบรเวณผวหนาจะไดรบ
แสงทมความเขมสงๆ มากกวาเซลลทอยดานลางทำใหประสทธภาพการ
สงเคราะหแสงลดตำลง ทงนเนองจากเซลลทไดรบแสงมากเกนไปจงทำใหเซลล
ออนแอลงและตายในทสด (Phototinhibition) (Grobbelaar, 2007)
การยบยงเนองจากแสง (Photoinhibition) ลดลง
ภาพท 1 ลกษณะของถงหมกแบบใหแสง(Enclosed photobioreactors) ชนดตางๆ (a-e: Photobioreactor, d: Outdoor)
การเพาะเลยงสไปรไลนา เพอการผลตสารมลคาสง
การเพาะเลยง Spirulina เพอการผลต ซ-ไฟโคไซยานน
1.2การเพาะเลยงในถงหมกแบบใหแสง(Photobioreactor)
การปรบปรงการเลยงเพาะเลยงสไปรไลนา แบบบอเปดกลางแจง
สามารถทำไดโดยการเลยงในถงหมกแบบใหแสง (Enclosed photobioreactors)
ซงอาจจะเปนแสงแดดโดยตรงหรอจากหลอดไฟกำเนดแสง การเพาะเลยงแบบ
นความสงของระดบนำจะลดลง และความหนาแนนของเซลลสาหรายจะเพม
ขน จงจะชวยแกปญหาเซลลสาหรายไดรบแสงไมทวถง ในสภาวะทเซลล
มความหนาแนนมากเกนไป (Gittelson et al., 1996) และชวยหมนเวยน
ของเหลวระหวางบรเวณทไดรบแสงและไมไดรบแสง เพอใหเซลลสาหราย
ไดรบแสงอยางทวถงเหมอนๆ กน นอกจากนยงชวยลดระยะเวลาในการไดรบ
แสงของเซลลใหสนลง โดยเฉพาะในชวงเวลาทความเขมของแสงมากเกนไป
จงทำใหประสทธภาพในการสงเคราะหแสงของสาหรายเพมขนและ
Eriksen (2008) กลาววาการเพาะเลยง
สไปรไลนาในถงหมกแบบใหแสงมขอดคอ สามารถ
ควบคมอณหภมไดดกวาการเลยงแบบบอเปด
กลางแจง จงชวยปรบปรงอตราการผลตมวลเซลล
ของสาหรายใหดขน โดยเฉพาะในชวงฤดรอนและ
ทสำคญการเลยงในถงหมกสามารถรกษาสภาวะ
การเลยงใหคงทไดดกวาการเลยงแบบบอเปดกลาง
แจง อยางไรกตามการเลยงในถงหมกยงมขอจำกด
ในเรองการขยายขนาดการผลตซงทำไดยากและ
ตองใชตนทนสงในการดำเนนการ
กมภาพนธ 2554 : 109
เอกสารอางอง
Eriksen, N.T. 2008. Production of phycocyanin
biotechnology, foods and medicine. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2008. 80:
1–14.
Chen, F. and Y. Zhang. 1997. High cell density mixotrophic culture of
Spirulina platensis
On glucose for phycocyanin production using a fed-batch system.
Enzyme
Microb.Technol. 20: 221–224.
Gittelson, A., H. Quiang and A. Richmond. 1996. Photic volume in
photobioreactors
Supporting ultrahigh population densities of the photoautotroph
Spirulina
platensis. Appl. Environ. Microbiol. 62: 1570–1573.
Grobbelaar, J.U. 2007. Photosynthetic characteristics of Spirulina
platensis grown in
commercial-scale open outdoor raceway ponds: what de the
organisms tell us?.
J. Appl. Phycol. 19: 591–598.
Marquez, F.J., K. Sasaki, T. Kakizono, N. Nishio and S. Nagai. 1993. Growth
characterization of Spirulina platensis in mixotrophic and heterotrophic
conditions. J. Ferment. Bioeng. 76: 408–410.
2. การเพาะ เล ยงแบบใหแสงรวมกบการ เตมแหลงคารบอน (Mixotrophic)
สไปรไลนานอกจากจะเจรญไดในสภาวะทมการใหแสงเพยง
อยางเดยวแลว (Photoautotrophic) ยงสามารถเจรญไดในสภาวะทมการ
ใหแสง (แสงแดดหรอหลอดไฟกำเนดแสง) รวมกบการเตมแหลงคารบอน
อาหารซงสวนใหญกคอกลโคส การเพาะเลยงแบบนจะชวยใหสไปรไลนาเจรญ
ไดเรวขน และความเขมขนของมวลเซลลกสงขนดวย เมอเปรยบเทยบกบการ
เลยงแบบบอเปดกลางแจง Chen and Zhang (1997) ไดพฒนาการเพาะเลยง
สไปรไลนาเพอการผลตมวลเซลลและ ซ-ไฟโคไซยานน โดยวธการหมกแบบ
Fed-batch cultures และใชกลโคสเปนแหลงคารบอน พบวาสามารถเพม
ความเขมขนของเซลลไดถง 10 g/L วธการเพาะเลยงแบบนจะไมเกดปญหา
กลโคสขดขวางการเจรญและการผลตซ-ไฟโคไซยานนจงทำใหอตราการผลต
ชวมวลและซ-ไฟโคไซยานนสงขน
3. การเพาะเลยงแบบไมใหแสง (Heterotrophic)
มรายงานวาสไปรไลนาเกอบทกสายพนธ สามารถเจรญไดในทมด
(Heterotrophically) โดยอาศยพลงงานจากกลโคสและฟรคโตส จากรายงานวจย
พบวาการเพาะเลยงสไปรไลนา ในสภาวะดงกลาวจะมการเจรญและการผลตซ-
ไฟโคไซยานนไดนอยมาก Marquez et al. (1993) รายงานวาการเลยงสไปรไลนา
แบบ Heterotrophically จะใหอตราการผลตรงควตถนอยเพยง 0.01 g /L/day