Original Title: Optimization of Chlorogenic Acid Extraction from Green Coffee Beans Using Response Surface Methodology
Source: doi.org/10.31817/vjas.2019.2.1.04
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការចម្រាញ់អាស៊ីតក្លរ៉ូហ្សេនិចពីគ្រាប់កាហ្វេបៃតង ដោយប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រផ្ទៃឆ្លើយតប

ចំណងជើងដើម៖ Optimization of Chlorogenic Acid Extraction from Green Coffee Beans Using Response Surface Methodology

អ្នកនិពន្ធ៖ Lai Thi Ngoc Ha (Faculty of Food Science and Technology, Vietnam National University of Agriculture), Nguyen Viet Phuong (Biotechnology Centre, Food Industrial Collage), Tran Thi Hoai (Faculty of Food Science and Technology, Vietnam National University of Agriculture), Dao Thi Viet Ha (Scientific Management and International Cooperation Office, Food Industrial Collage), Hoang Hai Ha (Faculty of Food Science and Technology, Vietnam National University of Agriculture)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019, Vietnam Journal of Agricultural Sciences

វិស័យសិក្សា៖ Food Science and Technology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងស្វែងរកលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតសម្រាប់ការចម្រាញ់យកអាស៊ីតក្លរ៉ូហ្សេនិច (Chlorogenic acid) ដែលជាសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មដ៏សំខាន់ និងមានអត្ថប្រយោជន៍ដល់សុខភាព ចេញពីគ្រាប់កាហ្វេបៃតងរបស់ប្រទេសវៀតណាម។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រផ្ទៃឆ្លើយតប (Response Surface Methodology) ដើម្បីស្វែងរកកម្រិតដ៏ប្រសើរបំផុតនៃអថេរសំខាន់ៗចំនួនបីសម្រាប់ការចម្រាញ់។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
One-factor-at-a-time approach
វិធីសាស្ត្រសិក្សាកត្តាម្តងមួយៗ
ងាយស្រួលយល់ និងអនុវត្ត។ វាស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ការសិក្សាបឋមដើម្បីរកចន្លោះទិន្នន័យ (Ranges) នៃអថេរនីមួយៗមុននឹងឈានដល់ការរចនាការពិសោធន៍លម្អិត។ ចំណាយពេលវេលាយូរ និងមិនអាចស្វែងរកទំនាក់ទំនង (Interactions) រវាងអថេរផ្សេងៗគ្នាបានឡើយ។ វាមានប្រសិទ្ធភាពទាបក្នុងការស្វែងរកលក្ខខណ្ឌដ៏ប្រសើរបំផុត។ បានកំណត់កំហាប់អេតាណុលល្អបំផុតត្រឹម ៤០% និងជួយកំណត់តម្លៃកណ្តាលនៃសីតុណ្ហភាព និងពេលវេលាសម្រាប់ប្រើក្នុងវិធីសាស្ត្រ RSM។
Response Surface Methodology (RSM)
វិធីសាស្ត្រផ្ទៃឆ្លើយតបម៉ូដែលទី២
អាចវិភាគទំនាក់ទំនងរវាងអថេរច្រើនក្នុងពេលតែមួយ សន្សំសំចៃពេលវេលា ធនធាន និងផ្តល់លទ្ធផលព្យាករណ៍ដែលមានភាពសុក្រឹតខ្ពស់។ អាចបង្កើតជារូបភាពផ្ទៃឆ្លើយតប 3D ដែលងាយស្រួលយល់។ ទាមទារចំណេះដឹងផ្នែកស្ថិតិ និងការប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រឯកទេសដើម្បីគណនានិងវិភាគទិន្នន័យ។ ការរចនាការពិសោធន៍មានភាពស្មុគស្មាញជាងវិធីសាស្ត្រធម្មតា។ ស្វែងរកបានលក្ខខណ្ឌប្រសើរបំផុតដោយផ្តល់ទិន្នផលអាស៊ីតក្លរ៉ូហ្សេនិច (CGA) ប្រមាណ ៣៥ mg/g ក្រោមលក្ខខណ្ឌអេតាណុល ៤០% សីតុណ្ហភាព ៨៥°C និងពេល ៦៤ នាទី (R² = ០.៨៥៤៩)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រនេះទាមទារបរិក្ខារមន្ទីរពិសោធន៍ស្តង់ដារសម្រាប់ការចម្រាញ់ និងឧបករណ៍ទំនើបសម្រាប់ការវិភាគបរិមាណសារធាតុ រួមជាមួយនឹងកម្មវិធីវិភាគស្ថិតិជំនាញ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើប្រាស់គ្រាប់កាហ្វេបៃតងប្រភេទ Coffea robusta មកពីខេត្ត Dak Lak ប្រទេសវៀតណាម នារដូវកាលឆ្នាំ ២០១៦-២០១៧។ ដោយសារតំបន់ដាំដុះកាហ្វេនៅកម្ពុជាមានលក្ខណៈអាកាសធាតុ ដី និងពូជកាហ្វេស្រដៀងគ្នានឹងតំបន់ខ្ពង់រាបកណ្តាលរបស់វៀតណាម ទិន្នន័យនិងវិធីសាស្ត្រនេះមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាខ្ពស់សម្រាប់ការស្រាវជ្រាវនៅកម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្របច្ចេកទេសក្នុងឯកសារនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់យកមកអនុវត្តនៅក្នុងវិស័យកសិ-ឧស្សាហកម្មកម្ពុជា ដើម្បីបង្កើតផលិតផលមានតម្លៃបន្ថែមថ្មីៗ។

សរុបមក ការចម្រាញ់សារធាតុមានប្រយោជន៍ពីគ្រាប់កាហ្វេបៃតងដោយប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ RSM ជាគំរូដ៏ល្អមួយក្នុងការជួយបង្កើនតម្លៃបន្ថែមដល់ផលិតផលកសិកម្មកម្ពុជា និងលើកកម្ពស់ឧស្សាហកម្មអាហារក្នុងស្រុកឱ្យឈានដល់កម្រិតស្តង់ដារអន្តរជាតិ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ការប្រមូល និងរៀបចំវត្ថុធាតុដើមកាហ្វេបៃតង: ស្វែងរក និងប្រមូលទិញគ្រាប់កាហ្វេបៃតងប្រភេទ Robusta ពីតំបន់ភូមិភាគឦសាន រួចយកមកកិនឱ្យម៉ត់ជាម្សៅ (ទំហំ <50µm) ដើម្បីរៀបចំសម្រាប់ការចម្រាញ់។
  2. ការធ្វើតេស្តបឋមដើម្បីកំណត់ចន្លោះអថេរ: អនុវត្តការចម្រាញ់ដោយប្តូរកត្តាម្តងមួយៗ ដូចជាកំហាប់អេតាណុល (០-១០០%) និងសីតុណ្ហភាព (៤០-៩៥°C) ដោយប្រើប្រាស់ Water bath និង Centrifuge ដើម្បីកំណត់រកចន្លោះទិន្នន័យ (Ranges) សមស្របសម្រាប់ការវិភាគបន្ត។
  3. ការរចនាការពិសោធន៍ដោយប្រើប្រាស់ស្ថិតិ: ប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រដូចជា JMPDesign-Expert ដើម្បីបង្កើតទម្រង់ពិសោធន៍ Central Composite Rotatable Design (CCRD) ដែលមានអថេរសំខាន់ៗចំនួន ៣៖ កំហាប់អេតាណុល សីតុណ្ហភាព និងពេលវេលា។
  4. ការវាស់វែង និងវិភាគបរិមាណសារធាតុ: ចម្រាញ់សូលុយស្យុងតាមកម្រិតលក្ខខណ្ឌដែលទទួលបានពីការរចនា រួចបញ្ជូនគំរូទៅវិភាគរកបរិមាណអាស៊ីតក្លរ៉ូហ្សេនិចដោយប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន HPLC-DAD នៅតាមមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ។
  5. ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង និងការផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផល: បញ្ចូលទិន្នន័យពី HPLC ទៅក្នុងកម្មវិធី JMP វិញ ដើម្បីបង្កើតម៉ូដែលគណិតវិទ្យា និងទស្សន៍ទាយរកចំណុចប្រសើរបំផុត (Optimization)។ បន្ទាប់មក ធ្វើការពិសោធន៍ជាក់ស្តែងម្តងទៀតនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលកម្មវិធីបានទស្សន៍ទាយដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ភាពត្រឹមត្រូវនៃម៉ូដែល (Validation)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Chlorogenic acid (អាស៊ីតក្លរ៉ូហ្សេនិច) ជាសមាសធាតុហ្វេណូលីក (Phenolic) និងជាសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មចម្បងដែលមានកំហាប់ខ្ពស់នៅក្នុងគ្រាប់កាហ្វេបៃតង ដែលមានតួនាទីជួយកាត់បន្ថយសម្ពាធឈាម ទប់ស្កាត់ការប្រមូលផ្តុំជាតិខ្លាញ់ និងគ្រប់គ្រងកម្រិតជាតិស្ករក្នុងឈាម។ ដូចជារបាំងការពារធម្មជាតិនៅក្នុងគ្រាប់កាហ្វេ ដែលជួយការពាររាងកាយយើងពីជំងឺរ៉ាំរ៉ៃផ្សេងៗ។
Response Surface Methodology (វិធីសាស្ត្រផ្ទៃឆ្លើយតប) ជាបច្ចេកទេសស្ថិតិ និងគណិតវិទ្យាដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីរចនាការពិសោធន៍ បង្កើតម៉ូដែល និងស្វែងរកលក្ខខណ្ឌល្អបំផុត (ឧទាហរណ៍៖ សីតុណ្ហភាព រយៈពេល និងកំហាប់) ដែលមានឥទ្ធិពលរួមគ្នាទៅលើលទ្ធផលចុងក្រោយ។ ដូចជាការសាកល្បងលាយគ្រឿងផ្សំស្លសម្លដោយប្តូរកម្រិតស្ករ អំបិល និងទឹកត្រីក្នុងពេលតែមួយ ដើម្បីរកមើលរូបមន្តណាដែលឆ្ងាញ់បំផុត ដោយមិនចាំបាច់សាកល្បងរាប់រយដង។
Central Composite Rotatable Design (ការរចនាបែបកណ្តាលដែលអាចបង្វិលបាន) ជាទម្រង់នៃការរចនាការពិសោធន៍មួយប្រភេទរបស់ RSM ដែលជួយអ្នកស្រាវជ្រាវកាត់បន្ថយចំនួនដងនៃការពិសោធន៍ឱ្យនៅតិចបំផុត ប៉ុន្តែនៅតែអាចប្រមូលទិន្នន័យគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្កើតគំរូទស្សន៍ទាយប្រកបដោយភាពសុក្រឹតខ្ពស់។ ដូចជាការកំណត់ចំណុចយុទ្ធសាស្ត្រនៅលើផែនទីដើម្បីស្វែងរកកំណប់ ដោយមិនចាំបាច់ជីកកកាយគ្រប់កន្លែងទាំងអស់នោះទេ។
HPLC-DAD (ក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីអង្គធាតុរាវអនុភាពខ្ពស់ ជាមួយប្រព័ន្ធចាប់សញ្ញា Diode-Array) ជាឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់ដែលប្រើសម្រាប់បំបែក កំណត់អត្តសញ្ញាណ និងវាស់វែងបរិមាណសមាសធាតុគីមីជាក់លាក់ (ដូចជាអាស៊ីតក្លរ៉ូហ្សេនិច) នៅក្នុងសូលុយស្យុងរាវ ដោយប្រើប្រាស់សម្ពាធខ្ពស់ និងការចាប់សញ្ញាពន្លឺ។ ដូចជាម៉ាស៊ីនរាប់លុយដែលអាចបែងចែក និងប្រាប់យ៉ាងច្បាស់ថាក្នុងបាច់លុយមួយដុំ មានក្រដាស ១០០ដុល្លារ ៥០ដុល្លារ និង ១០ដុល្លារ ចំនួនប៉ុន្មានសន្លឹក។
Liquid-to-solid ratio (សមាមាត្ររាវ-រឹង) ជាអថេរសំខាន់មួយក្នុងការចម្រាញ់ ដែលកំណត់ពីបរិមាណសារធាតុរំលាយ (រាវ) ដែលត្រូវប្រើធៀបទៅនឹងបរិមាណវត្ថុធាតុដើម (ម្សៅកាហ្វេរឹង) ដើម្បីធានាថាសារធាតុសកម្មត្រូវបានទាញយកអស់ពីវត្ថុធាតុដើម។ ដូចជាការថ្លឹងថ្លែងថាតើត្រូវប្រើទឹកប៉ុន្មានលីត្រដើម្បីឆុងកាហ្វេមួយខាំ ឱ្យកាហ្វេចេញជាតិមកអស់ និងមានរស់ជាតិឆ្ងាញ់បំផុត។
Secondary metabolite (មេតាបូលីតបន្ទាប់បន្សំ) ជាសមាសធាតុសរីរាង្គដែលផលិតឡើងដោយរុក្ខជាតិ ដែលមិនចូលរួមផ្ទាល់ក្នុងការលូតលាស់ ឬការបន្តពូជរបស់រុក្ខជាតិនោះទេ ប៉ុន្តែមានតួនាទីការពាររុក្ខជាតិពីជំងឺ ឬសត្វល្អិត និងមានតម្លៃផ្នែកឱសថសាស្ត្រសម្រាប់មនុស្ស។ ដូចជាអាវក្រោះ ឬអាវុធគីមីដែលរុក្ខជាតិបង្កើតឡើងដើម្បីការពារខ្លួន វាមិនមែនជាអាហារសម្រាប់ចិញ្ចឹមរាងកាយវានោះទេ។
Ethanolic extraction (ការចម្រាញ់ដោយប្រើអេតាណុល) ជាដំណើរការនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុរំលាយអេតាណុល (អាល់កុល) លាយជាមួយទឹក ដើម្បីរំលាយ និងទាញយកសមាសធាតុគីមីគោលដៅចេញពីរុក្ខជាតិ ដោយសារវាមានសុវត្ថិភាពខ្ពស់ក្នុងការប្រើប្រាស់សម្រាប់ផលិតផលម្ហូបអាហារ និងឱសថ។ ដូចជាការយកថ្នាំចិនសែទៅត្រាំស្រា ដើម្បីទាញយកជាតិថ្នាំពីឫសឈើឱ្យរលាយចូលទៅក្នុងទឹកស្រាសម្រាប់ទទួលទានជាថ្នាំប៉ូវ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖