Page 43 - The Journal of the Royal Society of Thailand

วารสารราชบััณฑิิตยสภา
ปีีที� ๔๙ ฉบัับัที� ๑ มกราคม-เมษาย์น ๒๕๖๗

ศาสตราจารย์์ ดร.สาวิิตรี ลิ่ิ�มทอง 33

ไขมัันไมั่อิ�มัต์ัวที�เยีื�อหุ้มัเซลล์มัีความัสำคัญต์่อความัทนเอทานอลมัากกว่าระดับความัไมั่อิ�มัต์ัว (degree of

unsaturation) (Lairón-Peris et al., 2021; Lee et al., 2013; Morard et al., 2019) จุากการศ้กษา
เมัแทโบโลมั (metabolome) ของสายีพันธุ์ทนเอทานอลของ S. cerevisiae พบว่าสารป็ระกอบหลายีช่นิด

เช่่น ทรีฮาโลส (trehalose) วาลีน (valine) อิโนซิทอล (inositol) โพรลีน (proline) มัีส่วนร่วมัมัากกับ
ความัทนเอทานอล (Lucero et al., 2000; Ohta et al., 2016)

ยีีสต์์สายีพันธุ์ทนเอทานอลอาจุคัดเลือกจุากสายีพันธุ์ธรรมัช่าต์ิ (wild type) (Lee et al., 2013;
Nurcholis et al., 2021) นอกจุากนั�นความัสามัารถ่ในการทนเอทานอลอาจุเกิดจุากการป็รับป็รุงด้วยีวิธีต์่าง ๆ

เช่่น วิวัฒนาการการป็รับต์ัว (adaptive evolution) (Voordeckers et al., 2015) การสับเป็ลี�ยีนจุีโนมั
(genome shuffling) (Hou et al., 2010; Snoek et al., 2015) พันธุวิศวกรรมั (gene engineering)

(Lam et al., 2014) การกลายีของแทรนส์โพซอน (transposon mutation) (Kim et al., 2011) global
transcription machinery engineering (Alper et al., 2006; Qiu and Jiang, 2017)

แรงดันออสโมซิิส แรงดันออสโมัซิสในการหมัักผลิต์เอทานอลเกิดจุากการที�มัีน้�าต์าลความัเข้มัข้นสูง
การใช่้น้�าต์าลความัเข้มัข้นสูงในการหมัักทำให้ได้เอทานอลความัเข้มัข้นสูง ผลคือทำให้ค่าใช่้จุ่ายีในการกลั�น

ลดลง แต์่การใช่้น้�าต์าลความัเข้มัข้นสูงมัีผลยีับยีั�งการเจุริญ และการหมัักผลิต์เอทานอล โดยีอัต์ราการเจุริญ
และการหมัักผลิต์เอทานอลลดลงเมัื�อเพิ�มัความัเข้มัข้นของน้�าต์าล (Panchal and Tarvares, 1990) ทั�งนี�

การยีับยีั�งส่วนหน้�งเกิดจุากแรงดันออสโมัซิส โดยีเซลล์ของยีีสต์์จุะเกิดพลาสโมัไลซิส (plasmolysis) เมัื�ออยีู่ใน
น้�าต์าลความัเข้มัข้นสูง อิทธิพลของความัเค้นออสโมัซิส (osmotic stress) มัีผู้อธิบายีว่าความัเข้มัข้นของ

น้�าต์าลควบคุมัการสังเคราะห์เอนไซมั์ในไกลโคไลซิสและเอนไซมั์ในวิถ่ีเฮ็กโซสโมัโนฟอสเฟต์ (hexose
monophosphate pathway) (Thomas et al., 1996) นอกจุากนั�นมัีผู้อธิบายีว่ากลไกหลักที�จุำกัดการหมััก

คือ การยีับยีั�งการขนส่งน้�าต์าล (sugar transport) (Salmon et al., 1993)
S. cerevisiae นั�นมัีรายีงานว่าในบางสายีพันธุ์ เมัื�อความัเข้มัข้นของกลูโคสเพิ�มัจุาก ๑๒๐ เป็็น

๑๘๐ กรัมัต์่อลิต์ร การเจุริญและความัมัีช่ีวิต์ (viability) จุะลดลง และเมัื�อความัเข้มัข้นของกลูโคสสูงกว่า
๑๘๐ กรัมัต์่อลิต์ร จุะมัีผลยีับยีั�งการเจุริญและการหมัักผลิต์เอทานอลของยีีสต์์อยี่างรุนแรง โดยีเป็็นผลจุากความั

เค้นออสโมัซิส (Bafrnacová et al., 1999; Chang et al.มั 2018) ใน S. cerevisiae BCRC21812 พบว่า
น้�าต์าลที�ความัเข้มัข้นสูงกว่า ๒๐๐ กรัมัต์่อลิต์ร ยีับยีั�งการหมัักผลิต์เอทานอล (Chang et al.มั 2018) ส่วน

S. cerevisiae บางสายีพันธุ์ทนกลูโคสได้ถ่้ง ๓๕๐ กรัมัต์่อลิต์ร (Sree et al., 2000)
สารอาหาร (Nutrient) ยีีสต์์ต์้องการสารอาหารเพื�อการเจุริญและการหมัักผลิต์เอทานอล ความั

ต์้องการสารอาหารที�ใช่้เพื�อการเจุริญเป็็นสัดส่วนกับองค์ป็ระกอบหลัก (major component) ของเซลล์
สารอาหารเหล่านั�น คือ คาร์บอน ออกซิเจุน ไนโต์รเจุน และไฮโดรเจุน นอกจุากนั�นยีีสต์์ยีังต์้องการฟอสฟอรัส

ซัลเฟอร์ โพแทสเซียีมั และแมักนีเซียีมั เพื�อการสังเคราะห์องค์ป็ระกอบรอง (minor component) และต์้องการ
แมังกานีส โคบอลต์์ ทองแดง เหล็ก และสารอินทรียี์บางช่นิด เช่่น กรดแอมัิโน กรดนิวคลีอิก และวิต์ามัิน

ในป็ริมัาณที�น้อยีมัาก (trace amount) สารอาหารต์่าง ๆ ที�จุำเป็็นต์่อการเจุริญของยีีสต์์นอกเหนือจุาก