Original Title: Enzymatic Production of Fructo-Oligosaccharides from Sucrose
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.

ការផលិត Fructo-Oligosaccharides ពីស៊ុយក្រូស (Sucrose) ដោយប្រើអង់ស៊ីម

ចំណងជើងដើម៖ Enzymatic Production of Fructo-Oligosaccharides from Sucrose

អ្នកនិពន្ធ៖ Sarote Sirisansaneeyakul (Department of Biotechnology, Faculty of Agro-Industry, Kasetsart University), Sittiwat Lertsiri (Department of Biotechnology, Faculty of Science, Mahidol University), Preecha Tonsagunrathanachai (Department of Biotechnology, Faculty of Agro-Industry, Kasetsart University), Pairojana Luangpituksa (Department of Biotechnology, Faculty of Science, Mahidol University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2000, Kasetsart J. (Nat. Sci.)

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះផ្តោតលើការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការផលិត fructo-oligosaccharides ពីស៊ុយក្រូស (Sucrose) ដោយប្រើអង់ស៊ីមបន្ថែមដើម្បីកាត់បន្ថយការរារាំងពីគ្លុយកូសក្នុងប្រតិកម្ម។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះត្រូវបានអនុវត្តក្នុងប្រព័ន្ធរ៉េអាក់ទ័រកូរចំណុះ ២លីត្រ (2-l stirred tank reactor) ដោយគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព 40°C និងកម្រិត pH 5.5 រយៈពេល ៣២ ម៉ោង។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Mixed-enzyme (200 g/l Initial Sucrose)
ការប្រើប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមចម្រុះជាមួយកំហាប់ស៊ុយក្រូស 200 g/l
មានការប្រើប្រាស់ស៊ុយក្រូសបានស្ទើរតែទាំងស្រុង និងមានសមាមាត្រ FOS ខ្ពស់។ ផលិតភាពបរិមាណ (Volumetric productivity) ទាបបំផុតធៀបនឹងកំហាប់ផ្សេងទៀត។ ទិន្នផល FOS សរុប 0.903 g/g និងផលិតភាព 4.19 g/l/h។
Mixed-enzyme (400 g/l Initial Sucrose, 15 U/g GO) - Optimal
ការប្រើប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមចម្រុះជាមួយកំហាប់ស៊ុយក្រូស 400 g/l និងអង់ស៊ីម GO 15 U/g (លក្ខខណ្ឌល្អបំផុត)
ផ្តល់ទិន្នផល FOS អតិបរមា និងមានចំណេញខ្ពស់ផ្នែកសេដ្ឋកិច្ចលើការប្រើប្រាស់បរិមាណអង់ស៊ីម។ មានការបន្សល់ទុកស៊ុយក្រូសនិងគ្លុយកូសខ្លះ ប៉ុន្តែស្ថិតក្នុងកម្រិតអប្បបរមាដែលអាចទទួលយកបាន។ ទិន្នផល FOS អតិបរមា 0.929 g/g ទំហំសមាមាត្រ 83.26% និងផលិតភាព 10.41 g/l/h។
Mixed-enzyme (600 g/l Initial Sucrose)
ការប្រើប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមចម្រុះជាមួយកំហាប់ស៊ុយក្រូស 600 g/l
មានផលិតភាពបរិមាណរួមខ្ពស់ជាងគេបន្តិច។ ទិន្នផល FOS ធ្លាក់ចុះ (ត្រឹម 62.29%) ហើយបន្សល់ទុកស៊ុយក្រូសមិនមានប្រតិកម្មយ៉ាងច្រើន។ ទិន្នផល FOS សរុប 0.915 g/g និងផលិតភាព 11.68 g/l/h។
Mixed-enzyme (400 g/l Sucrose, High GO 30-60 U/g)
ការបង្កើនកំហាប់អង់ស៊ីម Glucose Oxidase ខ្ពស់ (30 ដល់ 60 U/g)
អាចកម្ចាត់គ្លុយកូសដែលជារនាំងរារាំងប្រតិកម្មបានលឿនជាងមុន។ មិនចំណេញផ្នែកសេដ្ឋកិច្ច ដោយសារកំណើនទិន្នផលមានតិចតួចបំផុតធៀបនឹងការចំណាយលើអង់ស៊ីមបន្ថែម។ បង្កើនផលិតភាព FOS បានត្រឹមតែ 1.01 ទៅ 1.08 ដងប៉ុណ្ណោះធៀបនឹងការប្រើ 15 U/g។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារនូវឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍ជីវបច្ចេកវិទ្យាកម្រិតខ្ពស់ អង់ស៊ីមជាក់លាក់ និងសារធាតុគីមីសម្រាប់វិភាគលទ្ធផល។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៅប្រទេសថៃ (សាកលវិទ្យាល័យ Kasetsart និង Mahidol) ដោយប្រើប្រាស់ស៊ុយក្រូសពាណិជ្ជកម្ម។ ដោយសារកម្ពុជាមានលក្ខខណ្ឌកសិកម្មស្រដៀងគ្នា និងមានការដាំដុះអំពៅច្រើន ទិន្នន័យនេះស័ក្តិសមបំផុតក្នុងការយកមកអនុវត្តជាមូលដ្ឋានដើម្បីកែច្នៃស្ករក្នុងស្រុក។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រផលិតដោយប្រើអង់ស៊ីមនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់កម្ពុជា ក្នុងការកែច្នៃស្ករសធម្មតាទៅជាស្ករជំនួយសុខភាព (Prebiotics) ដែលមានតម្លៃខ្ពស់។

ការទាញយកបច្ចេកវិទ្យាអង់ស៊ីមនេះនឹងជួយកម្ពុជាបំប្លែងខ្លួនពីប្រទេសដែលនាំចេញត្រឹមវត្ថុធាតុដើមឆៅ ទៅជាការផលិតផលិតផលជីវសាស្ត្រកម្រិតខ្ពស់ដែលអាចប្រកួតប្រជែងបាន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះពីអង់ស៊ីម និងប្រតិកម្ម: ស្វែងយល់ស៊ីជម្រៅពីមុខងារ និងលក្ខខណ្ឌប្រតិកម្មរបស់អង់ស៊ីម β-fructofuranosidase និង glucose oxidase ព្រមទាំងយន្តការនៃការរារាំងដោយគ្លុយកូស (Glucose inhibition)។
  2. អនុវត្តការប្រើប្រាស់រ៉េអាក់ទ័រជីវសាស្រ្ត: ហ្វឹកហាត់ប្រើប្រាស់ និងគ្រប់គ្រងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗ (សីតុណ្ហភាព, pH, ល្បឿនកូរ និងអត្រាខ្យល់) នៅក្នុង Stirred Tank Reactor (STR) កម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍។
  3. អនុវត្តការវិភាគសមាសធាតុស្ករ: សិក្សាពីវិធីសាស្ត្រទាញយកគំរូ និងប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន HPLC (High-Performance Liquid Chromatography) ជាមួយ Refractive Index Detector សម្រាប់វាស់កំហាប់ Sucrose, Glucose, 1-kestose និង Nystose។
  4. វាយតម្លៃសេដ្ឋកិច្ច និងការបង្កើនមាត្រដ្ឋាន: ធ្វើការវាយតម្លៃថ្លៃដើមប្រតិបត្តិការ (Techno-economic analysis) និងសិក្សាពីការបង្កើនមាត្រដ្ឋាន (Scale-up process) ពីកម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍ ២លីត្រ ទៅកាន់ការផលិតកម្រិតឧស្សាហកម្ម។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Fructo-oligosaccharides (ហ្វ្រុកតូ-អូលីហ្គោសាការីត) ប្រភេទស្ករម្យ៉ាងដែលផ្សំឡើងពីម៉ូលេគុលហ្វ្រុកតូស (fructose) តភ្ជាប់គ្នា ដែលរាងកាយមនុស្សមិនអាចរំលាយបាន ប៉ុន្តែវាដើរតួជាអាហារ (Prebiotics) សម្រាប់បាក់តេរីល្អក្នុងពោះវៀន។ វាកើតចេញពីប្រតិកម្មបំប្លែងស្ករស (Sucrose)។ ដូចជាជីដែលយើងដាក់ឲ្យរុក្ខជាតិលូតលាស់ល្អ ស្ករនេះគឺជាជីបំប៉នសម្រាប់បាក់តេរីល្អក្នុងក្រពះពោះវៀនរបស់យើង។
β-fructofuranosidase (បេតា-ហ្វ្រុកតូហ្វូរ៉ាណូស៊ីដាស) ជាអង់ស៊ីមម្យ៉ាងដែលទាញយកពីផ្សិត Aspergillus niger មានតួនាទីបំបែកចំណងគីមីនៅក្នុងស្ករស (sucrose) ហើយផ្ទេរម៉ូលេគុលហ្វ្រុកតូសទៅបង្កើតជាខ្សែសង្វាក់ស្ករវែងជាងមុន (Fructo-oligosaccharides)។ ដូចជាជាងសំណង់ដែលវាយបំបែកឥដ្ឋពីជញ្ជាំងចាស់ (ស្ករស) ហើយយកវាទៅរៀបជាជញ្ជាំងថ្មីដែលវែងនិងស្មុគស្មាញជាងមុន។
Glucose oxidase (គ្លុយកូសអុកស៊ីដាស) អង់ស៊ីមដែលបំប្លែងស្ករគ្លុយកូស (ដែលជាផលិតផលបន្ទាប់បន្សំ និងរារាំងប្រតិកម្ម) ទៅជាអាស៊ីតគ្លុយកូនិច (gluconic acid) ដើម្បីជួយឲ្យប្រតិកម្មបង្កើត FOS ដំណើរការបានលឿននិងទទួលបានទិន្នផលខ្ពស់។ ដូចជាអ្នកបោសសម្អាតកម្ទេចកំទីសំរាម (គ្លុយកូស) ចេញពីការដ្ឋានសាងសង់ ដើម្បីកុំឲ្យរាំងស្ទះដល់ដំណើរការរបស់ជាងសំណង់។
Volumetric productivity (ផលិតភាពមាឌ) ទំហំឬបរិមាណនៃផលិតផល (គិតជាក្រាម) ដែលអាចផលិតបានក្នុងមួយឯកតាមាឌនៃរាវ (លីត្រ) ក្នុងរយៈពេលមួយម៉ោង (g/l h) ដែលជាសូចនាករវាស់ស្ទង់ប្រសិទ្ធភាពសេដ្ឋកិច្ចក្នុងការផលិតអង់ស៊ីម ឬបាក់តេរី។ ដូចជាការវាស់ស្ទង់ថាតើរោងចក្រទំហំ ១ម៉ែត្រការ៉េ អាចផលិតអាវបានប៉ុន្មានអាវក្នុងរយៈពេល ១ម៉ោង។
HPLC - High-Performance Liquid Chromatography (ក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីរាវដំណើរការខ្ពស់) ឧបករណ៍និងវិធីសាស្ត្រវិភាគគីមីកម្រិតខ្ពស់ដែលប្រើប្រាស់សម្ពាធដើម្បីបំបែក កំណត់អត្តសញ្ញាណ និងវាស់បរិមាណសមាសធាតុនីមួយៗ (ដូចជាប្រភេទស្ករផ្សេងៗ) នៅក្នុងល្បាយរាវ។ ដូចជាម៉ាស៊ីនតម្រៀបកាក់ ដែលអាចបំបែកកាក់ ១០០រៀល ៥០០រៀល និង ១០០០រៀល ដែលលាយឡំគ្នា ចូលទៅក្នុងប្រអប់ផ្សេងៗគ្នាហើយរាប់ចំនួនដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
Stirred tank reactor (រ៉េអាក់ទ័រកូរ) ធុងសម្រាប់ធ្វើប្រតិកម្មជីវគីមី ឬបណ្តុះមេរោគ ដែលមានបំពាក់ប្រព័ន្ធកូរម៉ាស៊ីន ប្រព័ន្ធបញ្ចូនខ្យល់ និងឧបករណ៍គ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពនិង pH ដើម្បីផ្តល់បរិយាកាសល្អបំផុតសម្រាប់ប្រតិកម្ម។ ដូចជាឆ្នាំងស្ងោរស៊ុបទំនើបមួយ ដែលចេះកូរដោយខ្លួនឯង ថែមគ្រឿងដោយខ្លួនឯង និងរក្សាកម្តៅឲ្យនៅថេររហូតដល់ស៊ុបឆ្អិនល្អ។
1-vvm aeration (អត្រាបញ្ចូលខ្យល់ ១-វីវីអឹម) កម្រិតរង្វាស់នៃការបញ្ចូលខ្យល់ទៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ ដោយ 1 vvm (volume of air per volume of liquid per minute) មានន័យថា ការបញ្ចូលខ្យល់ចំនួន ១ដងនៃមាឌវត្ថុរាវ ក្នុងរយៈពេល ១នាទី។ បើធុងមានទឹក ១០លីត្រ ការបញ្ចូលខ្យល់ 1 vvm មានន័យថាយើងត្រូវបាញ់ខ្យល់ ១០លីត្រចូលទៅក្នុងធុងនោះជារៀងរាល់ ១នាទីម្តង ដើម្បីឲ្យអង់ស៊ីមមានអុកស៊ីហ្សែនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីធ្វើការ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖