การศึกษาการผลิตเอนไซม์เซลลูเลสและสมบัติโดยใช้วิธีอิเล็กโตรโฟริซิส

ชื่อผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
  • ศรายุทธ เอี่ยมคง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
  • ยอดหทัย เทพธรานนท์

สถาบันการศึกษาที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

นักเรียนระดับมัธยมศึกษาปีที่ 5 โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห์ สิงหเสนี) กรุงเทพฯ

ระดับการศึกษา

โครงงานในระดับการศึกษาประกาศนียบัตรวิชาชีพ

หมวดวิชา

โครงงานในสาขาวิชาชีววิทยา

วันที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

01 มกราคม 2541

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

เซลลูโลส (cellulose) เป็นสารชีวโมเลกุล จำพวกคาร์โบไฮเดรตชนิดหนึ่งที่มีขนาดใหญ่ โดยมีมวลโมเลกุลอยู่ระหว่าง 10,000 100,000 ดอลตัน รวมทั้งมีรูปร่างการจัดเรียงตัวระหว่างโมเลกุลที่ต่อกันออกไปหลายแบบแล้วแต่การเชื่อมต่อกัน (linkage) ของโมโนเมอร์ (monomer) ซึ่งก็คือ ดี กลูโคส (D glucose) โดยการเชื่อมกันส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติทำให้รูปร่างของโมเลกุลเป็นเส้นตรง จึงมีความแข็งแรงเนื่องจากมีแรงยึดเหนี่ยวสูง ในทางอุตสาหกรรมที่ต้องการความเหนี่ยว ทนทาน จึงนำเซลลูโลสมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผิต เช่น กระดาษ เสื้อผ้า กระเบื้อง เป็นต้น แต่ในการผลิตบางครั้งจะใช้เอ็นไซม์เข้ามาช่วยย่อย ซึ่งก็คือเอ็นไซม์เซลลูเลส (cellulose) โดยจะมาย่อยจนกลายเป็นกลูโคสนั่นเอง และราสามารถพบเอ็นไซม์ชนิดนี้ในจุลินทรีย์หลายชนิด เช่น การสังเกตเห็นเชื้อราที่ขึ้นบนเปลือกไม้ จึงมีความคิดที่จะนำเอ็นไซม์ที่ได้มาเปรียบเทียบและศึกษา โดยผู้ทำโครงงานนี้มีความสนใจในเรื่องอิเล็กโตรโฟริซิส (electrophoresis) เนื่องจากเคยได้ยินได้ฟังจากรุ่นพี่ โครงงานนี้จึงทำขึ้นโดยมีวัตถุประสงค์ที่จะเปรียบเทียบปริมาณและคุณสมบัติต่าง ๆ ของเอ็นไซม์จาก 5 สายพันธุ์จากเชื้อราจำพวก Xylariaceae ที่ทำการศึกษาคือ Xylaria sp.830 (X830) , Xylaria 10A sp.864 (X864) , Hypoxylon sp.B 328(H328) , Xylariacubensis 130.1(X130.1) และ Daldinia eschscholzii 871(D871) โดยเริ่มขั้นตอนจากการเพาะเลี้ยงเชื้อในอาหารวุ้นบนจานเพาะเชื้อเพื่อต้องการเชื้อที่เจริญแล้วเจาะลงไปเลี้ยงในอาหารเหลว นำตัวอย่างที่เก็บได้ไปหาปริมาณโปรตีนและคำนวณหาความเข้มข้น แต่พบว่าปัญหาความเข้มข้นมีน้อยมากไม่สามารถตรวจสอบ (detect) ได้จึงต้องนำไปเพิ่มความเข้มข้น เช่น freeze drying เป็นต้น สามารถเพิ่มความเข้มข้นได้ประมาณ 10 20 เท่า แล้วจึงนำตัวอย่างที่ได้มาทดสอบประสิทธิภาพ (activity) บน CMC plate (carboxy methyl cellulose) และผ่านการย้อมสี (develop color) โดยวัดเส้นผ่านศูนย์กลางของวงใส (clear zone) โดยพบว่า เชื้อราทุกชนิดให้เอ็นไซม์เซลลูโลสตามสมมติฐาน โดยเฉลี่ยแล้วเชื้อรา X130.1 และ X830 จะมีประสิทธิภาพสูงสุดโดยมีช่วงเวลาเลี้ยงที่เหมาะสมที่สั้นที่สุดแต่ระยะเวลาสั้นที่สุดคือ 14 วัน และ 10 วัน ตามลำดับ ส่วน D871 , X804 และ H328 คือ 18 วัน , 14 วัน และ 21 วัน ตามลำดับ และนำตัวอย่างที่ 21 วัน ไปทำการทดสอบด้วยวิธี อิเล็กโตรโฟริซิสแบบ Non denaturing โดยพบแล้วนำแผ่นเจล (PAGE) ที่ได้มาประกบกัน CMC PAGE ที่เตรียมไว้แล้วนำ PAGE ทั้งสองไปย้อมจะนำมาเปรียบเทียบแถบโปรตีนและแถบเอ็นไซม์ได้ ซึ่งเป็นการทำเบื้องต้น จากการเตรียมแผนงานเป็นการทดลองที่จะนำไปหาน้ำหนักโมเลกุล (molecular weight) และค่าไอโซโทนิค (Pl:isoelectric point)