108 : February 2011

เรยนรคครว[เรอง : อาจารยมณชย เดชสงกรานนท]

อาจารยมณชย เดชสงกรานนท คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย มหาวทยาลยราชภฏสวนดสต monchaibiot@hotmail.com

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