Original Title: Production of Citric Acid from Starch by Submerged Culture of Aspergillus niger
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិចពីម្សៅតាមរយៈការបណ្តុះលិចទឹកនៃផ្សិត Aspergillus niger

ចំណងជើងដើម៖ Production of Citric Acid from Starch by Submerged Culture of Aspergillus niger

អ្នកនិពន្ធ៖ Wichian Voraputhaporn (Dept. of Food Technology, Faculty of Technology, Khon Kaen University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 1986, Kasetsart J. (Nat. Sci.) / Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះផ្តោតលើការស្វែងរកលក្ខខណ្ឌប្រសើរបំផុតសម្រាប់ការផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិចពីប្រភពកាបូអ៊ីដ្រាតតម្លៃថោក ដូចជាម្សៅដំឡូងបារាំង និងម្សៅដំឡូងមី ដោយប្រើប្រាស់ផ្សិត Aspergillus niger ក្នុងបរិមាណច្រើន។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះបានប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធបន្ទំលិចទឹកដើម្បីវាយតម្លៃទិន្នផលអាស៊ីតស៊ីទ្រិចក្រោមការគ្រប់គ្រងកម្រិត pH អត្រាកូរ ការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែន និងប្រៀបធៀបប្រភេទធុងបន្ទំផ្សេងៗគ្នា។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Submerged Fermentation with Dynamic pH Control (Jar Fermentor)
ការបណ្តុះលិចទឹកក្នុងធុង (Jar Fermentor) ជាមួយការគ្រប់គ្រង pH បែបឌីណាមិក
ផ្តល់ទិន្នផលអាស៊ីតស៊ីទ្រិចខ្ពស់បំផុត ជាពិសេសនៅពេលប្រើម្សៅដំឡូងមី។ មានអត្រាផ្ទេរអុកស៊ីសែនល្អប្រសើរ និងជួយទប់ស្កាត់ការដុះផ្សិតជាប់ជញ្ជាំងធុង។ ទាមទារការត្រួតពិនិត្យជាប់លាប់ និងការបន្ថែមសារធាតុគីមី (ដូចជា CaCO3) ក្នុងកំឡុងពេលបន្ទំ។ ម៉ាស៊ីនកូរប្រើប្រាស់ថាមពលច្រើន។ ទិន្នផលអាស៊ីតស៊ីទ្រិច ៩១.៤ ក្រាម/លីត្រ (ម្សៅដំឡូងបារាំង) និង ១០៩.៣ ក្រាម/លីត្រ (ម្សៅដំឡូងមី) ក្នុងរយៈពេល ៥-៦ថ្ងៃ។
Submerged Fermentation with Constant pH Control
ការបណ្តុះលិចទឹកដោយរក្សាកម្រិត pH ថេរតាំងពីដើមដល់ចប់
ងាយស្រួលក្នុងការអនុវត្ត និងតំឡើងប្រព័ន្ធ ព្រោះមិនតម្រូវឲ្យមានការផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌ pH ក្នុងពេលកំពុងដំណើរការ។ ផ្តល់ទិន្នផលទាបជាងការគ្រប់គ្រងបែបឌីណាមិក។ ប្រឈមនឹងបញ្ហាផ្សិតដុះតោងជាប់ជញ្ជាំងធុង (Wall growth) ខ្លាំងនៅពេល pH ខ្ពស់។ ទិន្នផលអាស៊ីតស៊ីទ្រិចខ្ពស់បំផុតត្រឹមតែ ៨៧.០ ក្រាម/លីត្រ នៅកម្រិត pH ថេរស្មើ ២។
Tower Fermentor (with varied aeration systems)
ការបណ្តុះក្នុងធុងបន្ទំរាងប៉ម (ដោយប្រើប្រព័ន្ធបញ្ចូលខ្យល់ជំនួសការកូរ)
មិនប្រើប្រាស់ប្រព័ន្ធកូរដោយម៉ូទ័រ (Agitator) ដែលអាចជួយសន្សំសំចៃថាមពលអគ្គិសនីបានមួយកម្រិតក្នុងខ្នាតឧស្សាហកម្ម។ អត្រាផ្ទេរអុកស៊ីសែន (kLa) មានកម្រិតទាបខ្លាំងណាស់ ដែលធ្វើឲ្យការផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិចគ្មានប្រសិទ្ធភាព និងស៊ីពេលយូរ។ ទិន្នផលអាស៊ីតទាបបំផុត (ត្រឹមតែ ៣៦.៦ ក្រាម/លីត្រ ក្រោយរយៈពេល ៩ថ្ងៃ)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តវិធីសាស្ត្រនេះទាមទារនូវឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍ជីវបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារ និងវត្ថុធាតុដើមតម្លៃថោក តែត្រូវការការប្រើប្រាស់ថាមពលសម្រាប់ដំណើរការធុងបន្ទំ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យ Khon Kaen ប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់ម្សៅដំឡូងបារាំង និងម្សៅដំឡូងមីក្នុងស្រុក។ ទោះបីជាការសាកល្បងនេះមានលក្ខណៈតូចតាច (Lab-scale) ក៏ដោយ លទ្ធផលនេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់កម្ពុជា ព្រោះប្រទេសយើងមានសក្តានុពលខ្ពស់ក្នុងការផលិតដំឡូងមី ដែលជាវត្ថុធាតុដើមដ៏ល្អ និងមានតម្លៃថោកសម្រាប់ការផលិតកម្រិតឧស្សាហកម្ម។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិចពីម្សៅដំឡូងមីតាមរយៈការបន្ទំនេះ មានភាពស័ក្តិសម និងមានសក្តានុពលសេដ្ឋកិច្ចខ្ពស់សម្រាប់ការអនុវត្តនៅកម្ពុជា។

ការចាប់យកបច្ចេកវិទ្យាបន្ទំនេះ នឹងជួយប្រែក្លាយកសិផលដំឡូងមីកម្ពុជាដែលមានតម្លៃថោក ទៅជាផលិតផលឧស្សាហកម្មជីវគីមីដែលមានតម្លៃខ្ពស់ និងតម្រូវការទីផ្សារទូលំទូលាយ។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះពីដំណើរការបន្ទំ (Fermentation Basics): និស្សិតគប្បីស្វែងយល់ពីមេតាបូលីសរបស់ផ្សិត Aspergillus niger និងរបៀបដែលវាផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិច ព្រមទាំងបច្ចេកទេសគ្រប់គ្រង pH តាមរយៈប្រភពស្រាវជ្រាវនានាដូចជា ScienceDirectPubMed
  2. រៀបចំ និងចម្រាញ់វត្ថុធាតុដើម (Raw Material Preparation): សាកល្បងរំលាយម្សៅដំឡូងមីក្នុងស្រុកដោយប្រើអង់ស៊ីម α-amylase ដើម្បីបំបែកកាបូអ៊ីដ្រាតទៅជាមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះ (Culture Medium) ដែលមានជាតិស្ករស័ក្តិសមសម្រាប់ផ្សិត។
  3. អនុវត្តការបន្ទំក្នុងកម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍ (Lab-Scale Submerged Fermentation): ប្រើប្រាស់ធុងបន្ទំខ្នាតតូច Jar Fermentor (ចំណុះ ១-៥ លីត្រ) ដោយអនុវត្តបច្ចេកទេស Dynamic pH control (ឧទាហរណ៍បន្ថែម CaCO3 ក្រោយ ១២ម៉ោង) និងរក្សាការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែន និងអត្រាកូរឲ្យបានត្រឹមត្រូវ។
  4. វិភាគ និងវាស់ស្ទង់ទិន្នផលអាស៊ីត (Product Analysis): ប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ Titration ដើម្បីវាស់កម្រិតអាស៊ីតសរុប ឬប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ HPLC ដើម្បីបញ្ជាក់ពីបរិមាណ និងភាពសុទ្ធនៃអាស៊ីតស៊ីទ្រិចដែលទាញយកបានពីការបន្ទំ។
  5. វាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ច (Techno-Economic Analysis): ធ្វើការប្រៀបធៀបចំណាយលើការផលិត (ការប្រើប្រាស់អគ្គិសនី សារធាតុគីមី និងវត្ថុធាតុដើមដំឡូងមី) ធៀបនឹងតម្លៃអាស៊ីតស៊ីទ្រិចលើទីផ្សារ ដើម្បីវាយតម្លៃលទ្ធភាពក្នុងការពង្រីកការផលិតទៅជាខ្នាតឧស្សាហកម្ម (Scale-up process) នៅកម្ពុជា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Submerged culture (ការបណ្តុះលិចទឹក) ការបណ្តុះមេជីវិត (ដូចជាផ្សិត ឬបាក់តេរី) នៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានរាវដែលមានផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម ដើម្បីឲ្យពួកវាលូតលាស់ និងផលិតសារធាតុគោលដៅ (ដូចជាអាស៊ីតស៊ីទ្រិច) ដោយទាមទារការកូរ និងបញ្ជូលអុកស៊ីសែនជាប្រចាំ។ ដូចជាការចិញ្ចឹមត្រីក្នុងអាងទឹកដែលយើងត្រូវដាក់ចំណី និងម៉ាស៊ីនបាញ់ខ្យល់អុកស៊ីសែនចូលទៅក្នុងទឹកនោះផ្ទាល់តែម្តង។
Dynamic pH control (ការគ្រប់គ្រង pH បែបឌីណាមិក) វិធីសាស្ត្រនៃការផ្លាស់ប្តូរ និងតម្រូវកម្រិតជាតិអាស៊ីត ឬបាស (pH) នៅក្នុងធុងបន្ទំទៅតាមដំណាក់កាលនីមួយៗនៃការលូតលាស់របស់មេជីវិត ដើម្បីជំរុញឲ្យពួកវាផលិតសារធាតុដែលយើងចង់បានឲ្យបានច្រើនបំផុត (មិនមែនរក្សា pH ឲ្យនៅថេររហូតនោះទេ)។ ដូចជាការបើកបរឡានដែលយើងត្រូវប្តូរលេខ និងល្បឿនទៅតាមស្ថានភាពផ្លូវ ដើម្បីឲ្យដល់គោលដៅលឿន ជាជាងការជាន់ល្បឿនតែមួយរហូត។
Jar fermentor (ធុងបន្ទំប្រភេទពាង ឬធុងកូរ) ឧបករណ៍សម្រាប់បន្ទំមេជីវិតដែលមានរូបរាងជាធុងកញ្ចក់ ឬដែក ដែលបំពាក់នូវស្លាបចក្រសម្រាប់កូរ (Agitator) ម៉ាស៊ីនបាញ់ខ្យល់ និងប្រព័ន្ធត្រួតពិនិត្យដើម្បីធានាថាមេជីវិតទទួលបានអុកស៊ីសែន និងសារធាតុចិញ្ចឹមស្មើៗគ្នា។ ដូចជាម៉ាស៊ីនក្រឡុកទឹកផ្លែឈើខ្នាតធំដែលកូរល្បាយចូលគ្នាឲ្យសព្វល្អ និងមានប្រព័ន្ធបញ្ចូលខ្យល់សម្រាប់មេធ្មែដកដង្ហើម។
Tower fermentor (ធុងបន្ទំរាងប៉ម) ធុងបន្ទំដែលមានរាងជាបំពង់ខ្ពស់ៗ ដោយមិនប្រើប្រាស់ស្លាបចក្រដើម្បីកូរនោះទេ តែប្រើកម្លាំងនៃពពុះខ្យល់ដែលបាញ់ពីបាតធុងឡើងមកលើ ដើម្បីច្របល់ទឹក និងមេជីវិតចូលគ្នា។ វាតែងផ្តល់អត្រាផ្ទេរអុកស៊ីសែនទាបជាងធុងកូរ។ ដូចជាបំពង់កញ្ចក់ចិញ្ចឹមត្រីលម្អ ដែលយើងដាក់ប្រព័ន្ធបាញ់ពពុះខ្យល់ពីបាត ហើយពពុះខ្យល់នោះធ្វើឲ្យទឹកវិលចុះឡើងដោយមិនបាច់ប្រើម៉ាស៊ីនកូរ។
α-amylase (អង់ស៊ីមអាល់ហ្វាអាមីឡាស) ជាប្រភេទអង់ស៊ីមដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់សម្រាប់បំបែកម៉ូលេគុលកាបូអ៊ីដ្រាតធំៗ (ម្សៅ) ឲ្យក្លាយទៅជាម៉ូលេគុលស្ករតូចៗជាមុនសិន (Liquefaction) ដើម្បីឲ្យផ្សិតអាចស្រូបយកទៅស៊ី និងបំប្លែងទៅជាអាស៊ីតស៊ីទ្រិចបានយ៉ាងងាយស្រួល។ ដូចជាកន្ត្រៃដែលកាត់ខ្សែពួរវែងៗ (ម្សៅ) ឲ្យទៅជាកំណាត់ខ្លីៗ (ស្ករ) ដើម្បីងាយស្រួលយកទៅប្រើប្រាស់បន្ត។
Mycelium (សរសៃផ្សិត) ជាបណ្តាញសរសៃឆ្មារៗរបស់ផ្សិត (ឧទាហរណ៍ Aspergillus niger) ដែលដុះលូតលាស់នៅក្នុងធុងបន្ទំ។ ការវាស់ទម្ងន់ស្ងួតនៃសរសៃផ្សិតនេះ ជួយឲ្យអ្នកស្រាវជ្រាវដឹងពីកម្រិតនៃការលូតលាស់របស់វា។ ដូចជាឫសរបស់រុក្ខជាតិដែលចាក់ស្រេះចូលទៅក្នុងដីដើម្បីស្រូបយកជីជាតិ និងទឹក គ្រាន់តែនេះជាឫសរបស់ផ្សិតដុះនៅក្នុងទឹក។
Aeration rate (អត្រាបញ្ជូលខ្យល់) បរិមាណខ្យល់ (អុកស៊ីសែន) ដែលត្រូវបានបាញ់ចូលទៅក្នុងធុងបន្ទំ គិតជាចំណុះខ្យល់ធៀបនឹងចំណុះទឹកក្នុងមួយនាទី (vvm) ដើម្បីឲ្យផ្សិតមានអុកស៊ីសែនគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការដកដង្ហើម និងផលិតអាស៊ីត។ ដូចជាកម្រិតនៃការដកដង្ហើមរបស់មនុស្សពេលកំពុងរត់ហាត់ប្រាណ បើរត់កាន់តែលឿន ត្រូវការហឺតខ្យល់ចូលសួតកាន់តែច្រើនដើម្បីមានកម្លាំង។
Aspergillus niger (ផ្សិត Aspergillus niger) ជាប្រភេទមេផ្សិតម៉្យាងដែលគេនិយមប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យឧស្សាហកម្មជីវបច្ចេកវិទ្យា សម្រាប់ការផលិតអាស៊ីតស៊ីទ្រិច និងអង់ស៊ីមផ្សេងៗ ដោយសារវាមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការបំប្លែងស្ករក្នុងលក្ខខណ្ឌអាស៊ីត។ ដូចជា 'កម្មករជំនាញ' នៅក្នុងរោងចក្រ ដែលពូកែខាងយកវត្ថុធាតុដើម (ស្ករ ឬ ម្សៅ) មកកែច្នៃឲ្យចេញជាផលិតផលសម្រេច (អាស៊ីតស៊ីទ្រិច) បានយ៉ាងលឿន និងច្រើន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖