1. ชื่อหน่วยวิจัย | แลคติคแอสิดแบคทีเรีย Lactic Acid Bacterial Research Unit |
ภาควิชา | ชีววิทยา |
2. สมาชิก
2.1. อาจารย์ ดร. นฤมล ทองไว(ผู้ประสานงาน)
2.2. อาจารย์ ดร. ยิ่งมณี บุณยเกียรติ (สมาชิก)
3.
หลักการและเหตุผลของการจัดตั้ง
กรดแลคติคเป็นสารอินทรีย์ที่มีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอาหาร
ยา เครี่องสำอาง และการฟอกหนัง มาเป็นเวลานาน ในทศวรรษที่ผ่านมาได้มีการศึกษากันอย่างกว้างขวางในการนำกรดแลคติคมาใช้เป็นสารตั้งต้นเพื่อการผลิตพลาสติคที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยจุลินทรีย์
และมีความคงทนต่อความร้อนสูง (biodegradable thermoplastics) พลาสติคนี้สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ในทางการแพทย์และการเกษตร
เช่น ผลิตเป็นตัวหนีบแผล (clip wound) เป็นด้ายเย็บแผล (surgical sutures) ส่วนประกอบร่างกายเทียม
(prostheses) ผลิตเป็นแคปซูลขนาดเล็ก (microcapsule) สำหรับบรรจุสารจำพวกยา ทำให้สามารถควบคุมการหลั่งของสารในร่างกายของผู้ป่วย
(Lunt, 1998) หรือใช้สำหรับเป็นตัวควบคุมการหลั่งของสารจำพวกปุ๋ยและยาฆ่าแมลงในพืชเกษตร
มีผลทำให้มีการใช้สารนั้นๆ อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
กรดแลคติคที่ใช้ในการผลิตพลาสติคนั้นได้มาจากกระบวนการหมักของแบคทีเรียแลคติคเท่านั้น
แต่ผลผลิตที่ได้ในปัจจุบันไม่สามารถที่จะตอบสนองความต้องการของตลาดการผลิตโพลีแลคติคแอสิดได้
เนื่องจากราคาต้นทุนการผลิตสูง ทำให้พลาสติคชนิดนี้มีราคาสูง ไม่เป็นที่นิยมของผู้บริโภค
ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตรมากมาย
ซึ่งวัสดุเหล่านี้มีศักยภาพในการนำมาใช้เป็นสารตั้งต้นในกระบวนการหมักกรดแลคติคได้
นอกจากนี้แล้วประเทศไทยยังมีความหลากหลายของจุลินทรีย์อันจะนำไปสู่การค้นพบสายพันธุ์ใหม่ๆ
ดังนั้น การค้นหาแลคติคแอสิดแบคทีเรีย และการศึกษาคุณสมบัติด้านสรีรวิทยา พันธุศาสตร์
ชีวเคมี ตลอดจนกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง อาทิเช่น เทคนิคการหมัก
การปรับปรุงสายพันธุ์จุลินทรีย์ จึงมีความสำคัญยิ่งต่ออุตสาหกรรมการผลิตกรดแลคติคในประเทศไทย
อนึ่งฯ ในรอบปีที่ผ่านมา หน่วยวิจัยแลคติคแอสิดแบคทีเรียได้มีงานวิจัยเพิ่มเติมนอกเหนือจากการวิจัยเกี่ยวกับกรดแลคติค
นั่นคือ
1. งานวิจัยการใช้ประโยชน์จากพืชสมุนไพร
โดยศึกษาสารสกัดจากพืชสมุนไพรในการยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินอาหารและการยับยั้งการเจริญไวรัสที่เจริญในเซลเพาะเลี้ยง
ผลของสมุนไพรต่อเซลเพาะเลี้ยง และไวรัสก่อโรคเริมซึ่งมีความสำคัญอย่างมากในด้านการแพทย์
ตลอดจนศึกษาเกี่ยวกับไวรัสในกลุ่ม Enterovirus ไวรัสในกลุ่มนี้สามารถก่อให้เกิดโรคที่มีความรุนแรงหลายระดับ
โรคที่เกิดจากไวรัสกลุ่มนี้ที่พบโดยทั่วไปเช่น Polioviruses ก่อให้เกิดโรคโปลิโอ
Coxsackieviruses ก่อโรคที่มีอาการเยื่อหุ้มสมองอักเสบ อัมพาต มีไข้ออกผื่น เยื่อบุตาอักเสบและแผลในปากเป็นต้น
สามารถที่จะแยกเชื้อได้จากลำคอ ลำไส้ และอุจจาระ ในการศึกษากระบวนการทางชีววิทยา
การก่อเกิดพยาธิสภาพ และการค้นหายาต้านไวรัส จำเป็นต้องอาศัยเทคนิคการเพาะเลี้ยงเซล
เนื่องจากไวรัสไม่สามารถเจริญได้เอง ต้องอาศัยเซลเจ้าบ้านในการดำรงชีพ
2. การแยก endophytic bacteria ที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้จากใบพืช
3. การแยกแบคทีเรียจากธรรมชาติที่สามารถย่อยสลายน้ำมันการที่หน่วยวิจัยขยายขอบเขตการวิจัยมากขึ้นเพื่อเป็นการส่งเสริม
และกระตุ้นให้นักศึกษาที่อยู่ในความดูแลและรับผิดชอบนั้นได้มีความรู้หลากหลายมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม งานวิจัยหลักของหน่วยวิจัยคือ การมุ่งเน้นพัฒนาการผลิตกรดแลคติคและการใช้ประโยชน์จากแลคติคแอสิดแบคทีเรีย
การศึกษาชีววิทยาของไวรัสกลุ่ม Enterovirus และศึกษาการใช้ประโยชน์จากสมุนไพรในด้านการเป็นยาต้านจุลชีพ
4.
วัตถุประสงค์และเป้าหมาย
4.1. เพื่อค้นหาและพัฒนาสายพันธุ์จุลินทรีย์ที่มีศักยภาพในการแปรรูปผลิตผลและ/หรือของเหลือใช้ทางการการเกษตรให้เป็นกรดแลคติค
4.2. เพื่อศึกษาคุณสมบัติด้านสรีรวิทยา
พันธุศาสตร์ และชีวเคมี ของแลคติคแอสิดแบคทีเรีย
4.3. เพื่อค้นคว้าและพัฒนากระบวนการทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตกรดแลคติค
4.4. เพื่อศึกษาผลของสมุนไพรต่อการสร้าง
exopolysaccharide ของแลคติคแอสิดแบคทีเรีย
4.5. เพื่อศึกษาผลของสมุนไพรและสารสกัดจากสาหร่ายต่อการติดเชื้อไวรัสก่อโรคเริม
ซึ่งเจริญในเซลเพาะเลี้ยง
4.6. เพื่อศึกษาชีววิทยาของไวรัสกลุ่ม
Enterovirus
5.
งานวิจัยหลักที่กำลังดำเนินการอยู่
5.1. การแปรสภาพของเสียหรือวัสดุชีวภาพที่มีค่าทางการค้าต่ำจากโรงงานอุตสาหกรรมให้เป็นกรดแลคติค
โดยแลคติคแอสิดแบคทีเรียที่ทนความร้อนสูง (เงินทุนสนับสนุนการวิจัยจากคณะวิทยาศาสตร์
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ปีงบประมาณ 2544)
5.2. การแยกแบคทีเรียแลคติคที่สามารถใช้แป้งหรือไคตินเพื่อการผลิตกรดแลคติค
(ทุนวิจัยหลังปริญญาเอก สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย)
5.3. การตรวจหาโมเลกุลของ Heparan sulfate
ที่เกี่ยวข้องในการติดเชื้อของ Coxackie virus A9 บนเซลเพาะเลี้ยง (โครงการวิจัยเพื่อพัฒนานักวิจัยรุ่นใหม่
มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ประจำปี 2544)
5.4. การศึกษาฤทธิ์ในการต้านเชื้อไวรัสของสาหร่าย
Spirulina platensis และ Chlorella spp. ต่อไวรัสก่อโรคเริมทัยป์ 1 และ 2 (ทุนอุดหนุนงานวิจัยจากงบประมาณเงินรายได้คณะวิทยาศาสตร์
ประจำปี 2544)
6.
อุปกรณ์/เครื่องมือวิจัยที่มีอยู่แล้ว
6.1. ตู้เก็บเชื้ออุณหภูมิต่ำ (refrigerator,
2-8?C)
6.2. ตู้อบ (hot air oven)
6.3. ตู้เพาะเชื้อ (incubator)
6.4. ถังหมัก (fermentor)
6.5. pH meter
6.6. Bio-safety cabinet
6.7. Fume hood
7.
ผลสัมฤทธิ์ทางการวิจัยจนถึงปัจจุบัน
7.1. สามารถแยกแลคติคแอสิดแบคทีเรียที่ทนความร้อนสูงได้จากอาหารหมัก
7.2. สามารถแยกแลคติคแอสิดแบคทีเรียที่สามารถใช้แป้งเป็นแหล่งธาตุคาร์บอนได้
7.3. สามารถตรวจหาฤทธิ์ในการต้านเชื้อไวรัสจากสารสกัดธรรมชาติ
7.4. สามารถศึกษาชีววิทยาของไวรัสโดยการใช้เซลเพาะเลี้ยง
8.
ผลงานตีพิมพ์เผยแพร่
8.1 อาจารย์ ดร. นฤมล ทองไว
8.1.1 Thongwai, N. and D.F. Day. 1996.
Production of lactic acid by immobilized Lactobacillus casei subspecies rhamnosus.
American Society for Microbiology, Annual meeting. New Orleans, Louisiana.
8.1.2 Thongwai, N. and D.F. Day. 1996.
Immobilization of Lactobacillus casei subspecies rhamnosus on different carriers:
A comparison. American Society for Microbiology, Southcentral branch meeting.
New Orleans, Louisiana.
8.1.3 Day, D.F. and N. Thongwai. 1997.
An immobilized cell system for the continuous production of lactic acid from
molasses. Enzyme Engineering XIV conference. Beijing, Republic of China.
8.1.4 Day, D.F. and N. Thongwai. 1997.
An immobilized cell system for the continuous production of lactic acid from
molasses. Enzyme Engineering XIV. New York Academic Press.
8.1.5 Thongwai, N. and D.F. Day. 1998.
L (+) lactic acid production for biodegradable plastics. Society of Industrial
Microbiology, Annual meeting. Denver, Colorado.
8.1.6 Thongwai, N. and D.F. Day. 1998.
Production of lactic acid from sugarcane molasses by Lactobacillus casei subspecies
rhamnosus ATCC 11443. American Society for Microbiology, Southcentral branch
meeting. Mongomery, Mississippi.
8.1.7 นฤมล ทองไว และ D.F. Day. 2544.
การผลิตกรดแลคติคจากกากน้ำตาลโดย Lactobacillus casei subspecies rhamnosus ATCC
11443. การประชุมวิชาการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย ครั้งที่ 27 (วทท.27).
หาดใหญ่, สงขลา.
8.1.8 Y. Intratip and N. Thongwai.
2001. Isolation and selection of nitrogen fixing endophytic bacteria from plants.
The Third IUPAC International Conference on Biodiversity (ICOB-3). Antalya,
Turkey.
8.2
อาจารย์ ดร. ยิ่งมณี ตระกูลพัว
8.2.1 Boonyakiat, Y., P.J. Hughes and
G. Stanway. 1998. Analysis of coxsackievirus A9 VP2 sequences possibly involved
in RGD-independent entry. Abstract in Xth European Study Group on the Molecular
Biology of Piconarnaviruses Meeting, September 5-11, Jena, Germany
8.2.2 Boonyakiat, Y., P.J. Hughes and
G. Stanway. 1999. A critical role in cell entry for the human parechovirus 1
arginine-glycine-aspartic acid motif. Abstract in XIth International Congress
of Virology, August 9-13, Sydney, Australia.
8.2.3 Boonyakiat, Y. 2000. Analysis
of human parechovirus 1 and coxsackievirus A9 sequences involved in attachment
to host cells. Ph.D. Thesis, University of Essex, United Kingdom.
8.2.4 Boonyakiat, Y., P. J. Hughes
and G. Stanway. 2000. Analysis of Coxsackievirus A9 mutants containing amino
acid substitutions in the VP1 RGD motif and VP2 puff region. Abstract in International
Conference on New Vaccines and Antiviral Drugs and The tenth Annual Scientific
meeting of the Virology Asscociation (Thailand), 25-27 November, Ayutthaya,
Thailand.
8.2.5 Yoosook, C., N. Bunyapraphatsara,
Y. Boonyakiat and C. Kantasuk. 2000. Anti-herpes simplex virus activities of
crude water extracts of Thai medicinal plants. Phytomedicine. 6, 411-419.
8.2.6 Menu, E., Y. Boonyakiat, Le Coeur,
S. and Lallemant, M. 2001. Effect of antiretroviral therapies on the placental
environment. The Third International Symposium on Pediatric AIDS in Thailand,
21-23 April, Chiang Mai, Thailand.
8.2.7 Boonyakiat, Y and G. Stanway.
2001. Study of a conserved leucine amino acid, downstream of human parechovirus
1 Arginine-glysince-aspartic acid motif. Abstract in the Eleventh Scientific
Annual meeting of the Virology Association (Thailand), 21 December, Bangkok,
Thailand.
8.2.8 Boonyakiat, Y., P. J. Hughes, F. Ghazi and G. Stanway. 2001. Arginine-glycine-aspartic
acid motif is critical for human parechovirus 1 entry. Journal of Virology.
75(20) 10000-10004.