Original Title: Citric acid production from whey with sugars and additives by Aspergillus niger
Source: doi.org/10.46882/FAFT/1239
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិចពីទឹកសេរ៉ូមទឹកដោះគោ (Whey) ជាមួយស្ករ និងសារធាតុបន្ថែមដោយប្រើផ្សិត Aspergillus niger

ចំណងជើងដើម៖ Citric acid production from whey with sugars and additives by Aspergillus niger

អ្នកនិពន្ធ៖ Murad A. El-Holi (University of Jordan), Khalaf S. Al-Delaimy (University of Jordan)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2020 Frontiers of Agriculture and Food Technology

វិស័យសិក្សា៖ Food Technology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ បរិមាណទឹកសេរ៉ូមទឹកដោះគោ (Whey) យ៉ាងច្រើនត្រូវបានគេបោះចោលជាកាកសំណល់នៅក្នុងតំបន់មជ្ឈិមបូព៌ា ដែលអាចបង្កផលប៉ះពាល់បរិស្ថាន។ ការសិក្សានេះមានគោលបំណងស្វែងរកការប្រើប្រាស់កាកសំណល់នេះជាមូលដ្ឋានដើម្បីផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិច (Citric acid) ដែលមានតម្លៃសេដ្ឋកិច្ចដោយប្រើផ្សិត Aspergillus niger

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានអនុវត្តដំណើរការធ្វើមេលើផ្ទៃវត្ថុរាវ (Surface liquid culture fermentation) ក្នុងរយៈពេល ២០ ថ្ងៃ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Whey alone (Basal medium)
ការប្រើទឹកសេរ៉ូមទឹកដោះគោសុទ្ធ (មិនបន្ថែមស្ករ)
មិនតម្រូវឱ្យមានការចំណាយបន្ថែមលើការទិញស្ករ ឬសារធាតុគីមីផ្សេងៗឡើយ។ ដំណើរការរៀបចំមានភាពសាមញ្ញបំផុត។ ទិន្នផលអាស៊ីតស៊ីទ្រិចមានកម្រិតទាបខ្លាំង ដោយសារតែវត្តមានរបស់កាឡាក់តូស (Galactose) នៅក្នុងទឹកដោះគោរារាំងដល់ដំណើរការផលិត។ ផលិតបានអាស៊ីតស៊ីទ្រិចត្រឹមតែ ២,៤៣ ក្រាម/លីត្រ ប៉ុណ្ណោះ។
Whey + 15% Sucrose
ការបន្ថែមស្ករស៊ុយក្រូស ១៥% ទៅក្នុងទឹកសេរ៉ូមទឹកដោះគោ
ផ្តល់នូវទិន្នផលអាស៊ីតស៊ីទ្រិចខ្ពស់ជាងគេបំផុត ហើយស្ករស៊ុយក្រូសងាយស្រួលរកនៅលើទីផ្សារក្នុងតម្លៃសមរម្យ។ ទាមទារការចំណាយបន្ថែមលើការទិញវត្ថុធាតុដើម (ស្ករ) និងត្រូវចំណាយពេលធ្វើមេរហូតដល់ ២០ ថ្ងៃដើម្បីបានទិន្នផលអតិបរមា។ ផលិតបានអាស៊ីតស៊ីទ្រិចខ្ពស់បំផុតដល់ទៅ ១០៦,៥ ក្រាម/លីត្រ។
Whey + 15% Sucrose + Methanol/Riboflavin/TCP
ការបន្ថែមស្ករស៊ុយក្រូស១៥% រួមជាមួយ មេតាណុល វីតាមីន ឬទ្រីកាល់ស្យូមផូស្វាត
ការបន្ថែមវីតាមីនរីបូហ្វ្លាវីន (Riboflavin) ជួយបង្កើនការលូតលាស់ជីវម៉ាស់របស់ផ្សិតបានយ៉ាងល្អបំផុត។ សារធាតុបន្ថែមទាំងនេះមិនបានជួយបង្កើនបរិមាណអាស៊ីតស៊ីទ្រិចទេ ផ្ទុយទៅវិញការប្រើមេតាណុលកម្រិតខ្ពស់ (៥%) ធ្វើឱ្យទិន្នផលធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង។ កម្រិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិចថយចុះ (៩២,៤ ក្រាម/លីត្រ សម្រាប់មេតាណុល ១% និង ៥,៤៤ ក្រាម/លីត្រ សម្រាប់មេតាណុល ៥%)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារនូវឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍ជីវបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារ និងសារធាតុគីមីមួយចំនួនសម្រាប់ការធ្វើមេ និងការវិភាគវាយតម្លៃទិន្នផល។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យហ្ស៊កដានី ដោយប្រើប្រាស់ទឹកសេរ៉ូមទឹកដោះគោពីរោងចក្រក្នុងស្រុករបស់ពួកគេ។ ទិន្នន័យត្រូវបានធ្វើតេស្តក្នុងកម្រិតខ្នាតតូច (៥០០ មីលីលីត្រ) ជាមួយនឹងពូជផ្សិតជាក់លាក់ ដែលប្រហែលជាមិនឆ្លុះបញ្ចាំងទាំងស្រុងពីដំណើរការផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំឡើយ។ សម្រាប់កម្ពុជា ការសិក្សានេះផ្តល់គំនិតល្អ ប៉ុន្តែចាំបាច់ត្រូវមានការធ្វើតេស្តសាកល្បងជាមួយកាកសំណល់រាវក្នុងស្រុកផ្ទាល់ទើបអាចដឹងពីប្រសិទ្ធភាពជាក់ស្តែង។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រនៃការបំប្លែងកាកសំណល់ទៅជាអាស៊ីតស៊ីទ្រិចនេះ មានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ជួយជំរុញសេដ្ឋកិច្ចចក្រា (Circular Economy) នៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា។

ជារួម បច្ចេកវិទ្យានេះមិនត្រឹមតែជួយកាត់បន្ថយការបំពុលបរិស្ថានពីកាកសំណល់ប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងអាចបង្កើតប្រភពចំណូលថ្មីសម្រាប់វិស័យកសិ-ឧស្សាហកម្មនៅកម្ពុជាផងដែរ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. ស្វែងយល់ពីទ្រឹស្តី និងប្រភពវត្ថុធាតុដើម: សិក្សាស្រាវជ្រាវបន្ថែមពីលក្ខណៈរបស់ពូជផ្សិត Aspergillus niger និងដំណើរការធ្វើមេ ដោយប្រើប្រាស់ឃ្លាំងទិន្នន័យដូចជា Google ScholarResearchGate និងចាប់ផ្តើមទំនាក់ទំនងកសិដ្ឋានទឹកដោះគោដើម្បីសុំសំណាក។
  2. រៀបចំឧបករណ៍វិភាគកម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍: រៀបចំឧបករណ៍ចាំបាច់ដូចជា Incubator សម្រាប់រក្សាសីតុណ្ហភាពបណ្តុះផ្សិត និងប្រើប្រាស់ UV-Vis Spectrophotometer ដើម្បីត្រៀមខ្លួនវាស់បរិមាណស្ករដែលនៅសល់ក្នុងសូលុយស្យុង។
  3. រចនា និងអនុវត្តការពិសោធន៍ជាក់ស្តែង: ចាប់ផ្តើមការធ្វើមេដោយលាយទឹកសេរ៉ូមទឹកដោះគោជាមួយស្ករស៊ុយក្រូសកម្រិត ១៥%។ ប្រើប្រាស់ pH Meter ដើម្បីតាមដាន និងរក្សាកម្រិតអាស៊ីតឱ្យបានត្រឹមត្រូវក្នុងចន្លោះពេលពី ៤ ទៅ ២០ ថ្ងៃ។
  4. វាយតម្លៃទិន្នន័យ និងធ្វើបរិមាណវិភាគ: កំណត់បរិមាណអាស៊ីតស៊ីទ្រិចដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Titration ហើយកត់ត្រាទិន្នន័យចូលក្នុងកម្មវិធី Microsoft ExcelSPSS ដើម្បីធ្វើការប្រៀបធៀបក្រាហ្វិក និងរកចំណុចដែលផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់បំផុត។
  5. សិក្សាពីលទ្ធភាពពង្រីកមាត្រដ្ឋានផលិតកម្ម: នៅពេលដែលទទួលបានលទ្ធផលល្អក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ គួរសាកល្បងប្រើប្រាស់កម្មវិធីសាកល្បង (Simulation) ដូចជា SuperPro Designer ដើម្បីគណនាពីតម្លៃដើម និងលទ្ធភាពទទួលបានប្រាក់ចំណេញ មុននឹងសម្រេចចិត្តផលិតក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Citric acid (អាស៊ីតស៊ីទ្រិច) ជាប្រភេទអាស៊ីតសរីរាង្គដែលមានរសជាតិជូរ ដែលគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងឧស្សាហកម្មចំណីអាហារ និងភេសជ្ជៈ ដើម្បីបន្ថែមរសជាតិ និងរក្សាទុកបានយូរ។ ក្នុងឯកសារនេះ វាគឺជាផលិតផលគោលដៅដែលគេចង់ផលិតចេញពីកាកសំណល់។ ដូចជាជាតិជូរនៅក្នុងក្រូចឆ្មារ ដែលគេយកមកប្រើសម្រាប់ធ្វើឱ្យម្ហូបអាហារមានរសជាតិឆ្ងាញ់ និងមិនងាយផ្អូម។
Aspergillus niger (ផ្សិត Aspergillus niger) ជាប្រភេទផ្សិតម្យ៉ាងដែលគេនិយមប្រើក្នុងវិស័យជីវបច្ចេកវិទ្យា ដើម្បីធ្វើមេ និងផលិតសមាសធាតុគីមីផ្សេងៗ ដូចជាអាស៊ីតស៊ីទ្រិចជាដើម ដោយសារវាមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការបំប្លែងស្ករឱ្យទៅជាអាស៊ីត។ ប្រៀបដូចជា "កម្មកររោងចក្រ" តូចៗដែលស៊ីជាតិស្ករ ហើយបញ្ចេញមកវិញនូវទឹកអាស៊ីតជូរ។
Whey (សេរ៉ូមទឹកដោះគោ) ជាកាកសំណល់រាវដែលនៅសល់ពីដំណើរការផលិតឈីស ឬផលិតផលទឹកដោះគោផ្សេងៗ។ វាមានផ្ទុកជាតិស្ករឡាក់តូស (Lactose) ប្រូតេអ៊ីន និងសារធាតុចិញ្ចឹមមួយចំនួន ដែលអាចយកមកធ្វើជាចំណីរបស់ផ្សិតបាន។ ទឹកថ្លាៗដែលនៅសេសសល់ បន្ទាប់ពីគេចម្រាញ់យកសាច់ទឹកដោះគោខាប់ៗចេញអស់។
Surface culture (ការបណ្តុះមេលើផ្ទៃវត្ថុរាវ) ជាវិធីសាស្ត្រមួយក្នុងការបណ្តុះមេ ឬផ្សិត ដោយបណ្តែតវាឱ្យលូតលាស់នៅលើផ្ទៃខាងលើនៃសូលុយស្យុងអាហារចិញ្ចឹម ដោយមិនមានការកូរ ឬក្រឡុកបញ្ចូលគ្នាឡើយ។ វាអនុញ្ញាតឱ្យផ្សិតទទួលបានអុកស៊ីសែនពីខ្យល់ដោយផ្ទាល់។ ដូចជាការបណ្តុះសារាយ ឬស្លែ ដែលដុះអណ្តែតគ្របដណ្តប់លើផ្ទៃទឹកស្ងៀម។
Biomass (ជីវម៉ាស់) នៅក្នុងបរិបទនៃការធ្វើមេនេះ វាសំដៅទៅលើទម្ងន់សរុប ឬបរិមាណសរុបនៃកោសិកាផ្សិតដែលបានលូតលាស់ និងកើនឡើងក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍។ គេវាស់វាដោយការច្រោះយកកោសិកាផ្សិតទៅសម្ងួត រួចថ្លឹងទម្ងន់។ គឺទម្ងន់សរុបរបស់សាច់ផ្សិត ដែលយើងប្រមូលបានបន្ទាប់ពីវាស៊ីចំណី និងធំធាត់ពេញលេញ។
Titrimetrically (តាមវិធីទីត្រាសុង) ជាបច្ចេកទេសក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍គីមី ដើម្បីវាស់រកកំហាប់នៃសារធាតុមួយ (ដូចជាអាស៊ីតស៊ីទ្រិច) ដោយបន្តក់សូលុយស្យុងមួយទៀត (ដូចជាសូដ្យូមអ៊ីដ្រុកស៊ីត) ចូលបន្តិចម្តងៗ រហូតដល់មានប្រតិកម្មប្តូរពណ៌។ ដូចជាការស្ទង់មើលភាពផ្អែមរបស់ទឹកតែ ដោយការបន្ថែមស្ករម្តងមួយស្លាបព្រា រហូតដល់យើងភ្លក់ដឹងថាល្មមទើបរាប់ចំនួនស្លាបព្រាដែលបានដាក់។
2-oxoglutarate dehydrogenase (អង់ស៊ីម 2-oxoglutarate dehydrogenase) ជាអង់ស៊ីមដ៏សំខាន់មួយនៅក្នុងវដ្តមេតាប៉ូលីស (Krebs cycle) របស់កោសិកា ដែលគ្រប់គ្រងដំណើរការបំប្លែងសារធាតុចិញ្ចឹម។ នៅក្នុងការផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិច ការទប់ស្កាត់អង់ស៊ីមនេះ ធ្វើឱ្យអាស៊ីតស៊ីទ្រិចមិនត្រូវបានបំប្លែងបន្ត ហើយកកកុញជាបរិមាណច្រើន។ ដូចជា "ប៉ូលីសចរាចរណ៍" នៅក្នុងរាងកាយផ្សិត។ បើយើងឃាត់ប៉ូលីសនេះមិនឱ្យធ្វើការ នោះចរាចរណ៍ (អាស៊ីតស៊ីទ្រិច) នឹងកកស្ទះគរគរពាសពេញផ្លូវ។
Residual sugars (ស្ករដែលនៅសល់) បរិមាណជាតិស្ករដែលនៅសេសសល់ក្នុងសូលុយស្យុង បន្ទាប់ពីផ្សិតបានស្រូបយកមួយផ្នែកទៅបំប្លែងជាថាមពល និងអាស៊ីតស៊ីទ្រិចរួចមក។ ការថយចុះនៃស្ករនេះបញ្ជាក់ពីប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់នៃការធ្វើមេ។ ដូចជាអាហារដែលនៅសល់ក្នុងចាន បន្ទាប់ពីយើងញ៉ាំឆ្អែតម្តងៗ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖