Page 152 -

ิ
ิ
ื
ิ
โครงการหนังสออเล็กทรอนกสด้านการเกษตร เฉลมพระเกียรตพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว
์
ิ

แบบแบตชโดยทั่วไปจะใชอาหารเพาะเชื้อที่มีปริมาณแหลงคารบอนมากเกินพอ คือ มีอัตราสวน
คารบอนตอไนโตรเจน (C/N ratio) สูง โดยในระยะแรกของการเพาะเลี้ยงที่ปริมาณแหลงไนโตรเจน

ยังไมถูกจำกัด แหลงคารบอนจะถูกใชไปเพื่อการเจริญและสรางมวลชีวภาพ (growth phase)

จากนั้นเมื่อแหลงไนโตรเจนถูกใชจนหมด ทำใหเซลลอยูในภาวะขาดแคลนแหลงไนโตรเจน เซลล

เกือบทั้งหมดจะหยุดเจริญและเขาสูระยะสะสมลิพิด (lipid accumulation phase) หรือลิพอจีนิกเฟส

(lipogenic phase) แหลงคารบอนที่เหลืออยูจะถูกใชไปเพื่อการสะสมลิพิด โดยพบวาหากมวลชีวภาพ

ที่ผลิตขึ้นในชวงการเจริญสูง จะสงผลใหอัตราการผลิตลิพิดในระยะสะสมลิพิดสูงตามไปดวย (Rossi

et al. 2011) ซึ่งการผลิตมวลชีวภาพจะขึ้นอยูกับความเขมขนของแหลงคารบอนเริ่มตนในอาหาร

เพาะเชื้อดวย (Beopoulos et al. 2009) แตการใชอาหารเพาะเชื้อที่มีความเขมขนของแหลงคารบอน

เริ่มตนสูง ๆ อาจสงผลยับยั้งจุลินทรียหรือที่เรียกวา การยับยั้งดวยซับสเตรต (substrate inhibition)

และอาจมีการผลิตผลผลิตขางเคียงอื่น ๆ เชน กรดอินทรีย (Rossi et al. 2011) ดังนั้นการเพาะเลี้ยง

เพื่อใหไดความหนาแนนของเซลลสูง ๆ จึงไมสามารถทำไดดวยการเพาะเลี้ยงแบบแบตช (Li et al.

2007)

การเพาะเลี้ยงแบบเฟด-แบตช (Fed-batch cultivation) บทที่ 5

การเพาะเลี้ยงแบบเฟด-แบตชเปนระบบที่มีการเติมสารอาหารที่จำเปนตอการเจริญหรือ

การสรางผลผลิตลงไปในระบบเปนระยะ (intermittent feeding) หรือเติมแบบตอเนื่อง (continuous

feeding) ทำใหสามารถควบคุมความเขมขนของสารอาหาร โดยเฉพาะอัตราสวนของแหลงคารบอน

่
ตอแหลงไนโตรเจนที่เปนตัวแปรสำคัญในการสะสมลิพิดใหอยูในระดับที่เหมาะสม (optimal level) ซึง
สามารถทำไดโดยการปรับอัตราเร็วในการเติมสารอาหาร (feed rate) และองคประกอบของอาหาร

สงผลใหไดความเขมขนของลิพิด (lipid concentration) หรือผลผลิตลิพิด (lipid yield) สูงสุดเมื่อสิ้นสุด

กระบวนการ (Lim 2013; Yamanè and Shimizu 1984) โดยทั่วไปการเพาะเลี้ยงแบบเฟด-แบตชถูก

นำมาใชเพื่อหลีกเลี่ยงผลการยับยั้งจากการใชซับสเตรตเริ่มตนความเขมขนสูง หรือผลการกดดัน

จากแคทาโบไลตหรือกลูโคส (catabolite repression/glucose repression) ที่เกิดขึ้นในการเพาะเลี้ยง

แบบแบตช ขอไดเปรียบของการเพาะเลี้ยงแบบเฟด-แบตช คือ ใชระยะเวลาในการเพาะเลี้ยงสั้น ได

ความเขมขนมวลชีวภาพสูง เพิ่มอัตราการผลิตตอหนวยเวลา (productivity) ชวยลดปญหาการยับยั้ง

จากการใชซับสเตรตเริ่มตนความเขมขนสูง รวมทั้งผลการยับยั้งจากผลิตภัณฑสุดทาย (end-

product inhibition) ลดการสูญเสียน้ำจากระบบที่เกิดจากการระเหย ลดความหนืดของน้ำหมัก

(culture broth) จึงสงผลใหมีอัตราการละลายของออกซิเจนสูง (Chang et al. 2013; Yamanè and

Shimizu 1984) การเพาะเลี้ยงแบบเฟด-แบตชไดนำมาประยุกตใชในการเพาะเลี้ยงจุลินทรียเพื่อ

การประยุกตใชยีสตเพื่อการเกษตรและอุตสาหกรรมยุคใหม 143