การคัดเลือกเชื้อราที่มีประสิทธิภาพการย่อยสลายใบยางนาเพื่อผลิตไบโอเอทานอล

Abstract

ยางนาเป็นพืชที่พบได้ทั่วทุกภาคในประเทศไทย และมีศักยภาพในการนำไปใช้ประโยชน์หลายด้าน รวมถึงสามารถนำไปผลิตเป็นพลังงานทดแทนได้ งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นศึกษาการคัดเลือกเชื้อราที่มีประสิทธิภาพในการย่อยสลายใบยางนา เพื่อใช้ในการผลิตไบโอเอทานอล โดยเก็บตัวอย่างดินภายในสวนป่ายางนาสีฐาน มหาวิทยาลัยขอนแก่น ซึ่งเลือกเก็บบริเวณรอบลำต้นยางนา และดินที่ติดบนใบยางนาที่ร่วงลงพื้น เพื่อคัดเลือกเชื้อราที่มีความสามารถในการสร้างเซลลูโลไลติกเอนไซม์บนอาหารแข็ง เพื่อนำไปใช้ในขั้นตอนการผลิตเอนไซม์ภายใต้สภาวะ solid-state fermentation ในอาหารที่มีอัตราส่วนของรำข้าวสาลีและใบยางนาที่ต่างกัน พร้อมกับศึกษากิจกรรมของเซลลูโลไลติกเอนไซม์ ผลการศึกษาพบว่า เชื้อราจากไอโซเลท L1-1 มีค่ากิจกรรมเอนไซม์บีตากลูโคซิเดส และเอนไซม์ฟิลเตอร์เปเปอร์เอสสูงที่สุดเท่ากับ 13.07 และ 87.00 IU/g solid ตามลำดับ และเชื้อราจากไอโซเลท I10-2 มีค่ากิจกรรมเอนไซม์คาร์บอกซีเมทิลเซลลูเลสสูงที่สุดเท่ากับ 2403.24 IU/g solid เมื่อเพาะเลี้ยงเชื้อเป็นเวลา 7 วัน โดยใช้อัตราส่วนของรำข้าวสาลี (กรัม) ต่อใบยางนา (กรัม) เท่ากับ 8:12 (สูตร E) และจากการระบุหาสายพันธุ์ของเชื้อราที่คัดแยกได้ พบว่าเชื้อราจากไอโซเลท L1-1 และ I10-2 คือ Penicillium citrinum และ Aspergillus alabamensis ตามลำดับ การทดสอบประสิทธิภาพการปรับสภาพใบยางนาด้วยด่าง-กรดที่ความเข้มข้นต่างกัน ย่อยสลายร่วมกับเซลลูโลไลติกเอนไซม์จากเชื้อรา P. citrinum L1-1 และ A. alabamensis I10-2 พบว่าที่ความเข้มข้น 2% NaOH ตามด้วย 2% H₂SO₄  ทำให้ได้น้ำตาลรีดิวซ์สูงสุดเท่ากับ 12.29 และ 12.11 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ และเมื่อนำน้ำตาลที่ได้ไปหมักร่วมกับยีสต์เพื่อผลิตไบโอเอทานอล พบว่าการหมักใบยางนาที่ผ่านการย่อยโดยเชื้อ P. citrinum L1-1 ทำให้ได้ผลผลิตเอทานอลสูงที่สุดเท่ากับ 0.40 g ethanol/g sugar คิดเป็น 78.50 เปอร์เซ็นต์ ตามทฤษฎี ดังนั้นใบยางนาจึงถือเป็นวัสดุทางการเกษตรที่น่าสนใจ เพราะสามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทานอลเพื่อใช้เป็นพลังงานทดแทนในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพ