Page 44 - The Journal of the Royal Society of Thailand
P. 44
วารสารราชบััณฑิิตยสภา
ปีีที� ๔๙ ฉบัับัที� ๑ มักราคมั-เมัษายน ๒๕๖๗
34 การหมัักผลิิตเอทานอลิโดยยีสต์
คาร์โบไฮเดรต์ มัักพบอยีู่ในวัต์ถุ่ดิบที�นำมัาใช่้ผลิต์เอทานอลในระดับอุต์สาหกรรมั แต์่วัต์ถุ่ดิบบางช่นิดอาจุจุะ
ต์้องมัีการเต์ิมัสารอาหารบางอยี่างเสริมัลงไป็ (de Almeida et al., 2020; Kosaric et al., 1983)
อุณหภููมิ ยีีสต์์ส่วนใหญ่โดยีธรรมัช่าต์ิเป็็นจุุลินทรียี์ช่อบอุณหภูมัิป็านกลาง (mesophilic microorganism)
เมัื�อเจุริญในที�มัีอุณหภูมัิสูงกว่าอุณหภูมัิที�เหมัาะสมัสำหรับการเจุริญจุะแสดงการเป็ลี�ยีนแป็ลงทางสัณฐานวิทยีา
และสรีรวิทยีาได้หลายีอยี่าง การเจุริญและเมัแทบอลิซ้มัของยีีสต์์ที�อุณหภูมัิต์่าง ๆ ถู่กกำหนดโดยีพันธุกรรมั
ของสายีพันธุ์ยีีสต์์นั�น องค์ป็ระกอบของอาหารเลี�ยีงเช่ื�อ และพารามัิเต์อร์สำหรับการเจุริญอื�น ๆ การสะสมัของ
เมัแทบอไลต์์ของยีีสต์์ทั�งภายีในและภายีนอกเซลล์อาจุส่งผลต์่อความัไวของยีีสต์์ต์่ออุณหภูมัิ อุณหภูมัิที�เหมัาะสมั
ของยีีสต์์จุะแต์กต์่างกันไป็ต์ามัสายีพันธุ์ ความัทนอุณหภูมัิคือความัสามัารถ่ของเซลล์ยีีสต์์ในการรอดช่ีวิต์ที�
อุณหภูมัิสูงข้�น ความัทนอุณหภูมัิสูงของจุุลินทรียี์รวมัถ่้งยีีสต์์เป็็นลักษณะป็ระจุำสายีพันธุ์
สายีพันธุ์ของ S. cerevisiae มัีอุณหภูมัิสูงสุดสำหรับการเจุริญอยีู่ระหว่าง ๓๕ องศาเซลเซียีส ถ่้ง
๔๐-๔๑ องศาเซลเซียีส และมัักจุะรายีงานว่าเป็็นยีีสต์์ทนอุณหภูมัิสูง สายีพันธุ์ของ K. marxianus สามัารถ่
หมัักกลูโคสผลิต์เอทานอลที� ๔๕ องศาเซลเซียีส ป็กต์ิที�อุณหภูมัิสูงยีีสต์์จุะมัีเมัแทบอลิซ้มั อัต์ราการเจุริญ
และความัมัีช่ีวิต์ลดลง นำไป็สู่การลดลงของช่ีวมัวล ความัเค้นจุากความัร้อนรบกวนความัเสถ่ียีรของโป็รต์ีน
เอนไซมั์ เยีื�อหุ้มัเซลล์ และโครงสร้างของเซลล์อยี่างมัีนัยีสำคัญ ซ้�งนำไป็สู่ความัผิดป็กต์ิของโป็รต์ีน ความัไมั่
สมัดุลของเมัแทบอลิซ้มั และการสลายีของเซลล์ (Banat and Marchant, 1995; Caspeta and Nielsen,
2015; Singer and Lindquist, 1998)
การหมัักผลิต์เอทานอลที�มัีอัต์ราการหมัักสูงจุะมัีความัร้อนเกิดข้�นในอัต์ราที�สูง การหมัักด้วยียีีสต์์ที�ใช่้
ทั�วไป็ ซ้�งมัักเป็็นยีีสต์์ที�ช่อบอุณหภูมัิป็านกลาง เมัื�ออุณหภูมัิสูงข้�นความัสามัารถ่ในการผลิต์ของเอทานอล
ลดลงอยี่างมัาก เนื�องจุากการยีับยีั�งด้วยีเอทานอลมัีมัากข้�น แนวทางการแก้ป็ัญหานี�อยี่างหน้�ง คือการใช่้ยีีสต์์
ทนอุณหภูมัิสูง ซ้�งเจุริญและหมัักผลิต์เอทานอลได้ดีที�อุณหภูมัิป็านกลาง แต์่ยีังคงเจุริญและหมัักผลิต์เอทานอล
ได้ถ่้งแมั้มัีอุณหภูมัิสูงข้�น ป็ระโยีช่น์ของการใช่้ยีีสต์์ทนอุณหภูมัิสูงสำหรับการผลิต์เอทานอลในอุต์สาหกรรมั
คือ ลดการใช่้ระบบหล่อเยี็นทำให้ค่าใช่้จุ่ายีในส่วนนี�ลดลงเป็็นผลให้ต์้นทุนการผลิต์ลดลง นอกจุากนั�นการหมััก
ในที�อุณหภูมัิสูงยีีสต์์มัักมัีอัต์ราการหมัักสูง ทำให้สามัารผลิต์ได้เร็ว นอกจุากนั�นยีังช่่วยีลดป็ัญหาการป็นเป็้�อนของ
เช่ื�ออื�น (Banat et al., 1998; Limtong et al., 2007; Sree et al., 2000)
พีีเอช พีเอช่เป็็นป็ัจุจุัยีที�มัีความัสำคัญอยี่างหน้�งในการหมัักผลิต์เอทานอลโดยีเฉพาะในระดับ
อุต์สาหกรรมั เนื�องจุากพีเอช่นอกจุากจุะมัีผลต์่อการเจุริญและการรอดช่ีวิต์แล้ว ยีังมัีผลต์่ออัต์ราการหมััก
การสร้างผลพลอยีได้ ต์ลอดจุนควบคุมัเช่ื�อป็นเป็้�อนซ้�งมัีผลต์่อการเจุริญของยีีสต์์ที�กำลังหมััก (Liu et al., 2015;
Peña et al., 2015) พีเอช่ที�จุะใช่้ในการหมัักซ้�งไมั่มัีระบบควบคุมัพีเอช่ระหว่างการหมัักข้�นอยีู่กับความัสามัารถ่
ในการเป็็นบัฟเฟอร์ (buffering capacity) ของอาหารสำหรับหมััก เช่่น เมัื�อใช่้กากน้�าต์าลเป็็นวัต์ถุ่ดิบใช่้
พีเอช่เริ�มัต์้น ๔-๕ แต์่เมัื�อใช่้เมัล็ดธัญพืช่พีเอช่ที�ควรเลือกใช่้ควรอยีู่ในช่่วง ๔.๘-๕.๐ สำหรับ S. cerevisiae
พีเอช่ที�เหมัาะสมั (optimal pH) สำหรับการหมัักผลิต์เอทานอลป็ระมัาณ ๔.๕ แต์่การหมัักไมั่เป็ลี�ยีนแป็ลงใน
ช่่วงพีเอช่ ๓.๕ -๖.๐ (Platara et al., 2006)
