Original Title: Effect of nitrogen concentration on growth, lipid production and fatty acid profiles of the marine diatom Phaeodactylum tricornutum
Source: dx.doi.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ឥទ្ធិពលនៃកំហាប់អាសូតទៅលើការលូតលាស់ ការផលិតលីពីត និងទម្រង់អាស៊ីតខ្លាញ់របស់សារាយសមុទ្រ Phaeodactylum tricornutum

ចំណងជើងដើម៖ Effect of nitrogen concentration on growth, lipid production and fatty acid profiles of the marine diatom Phaeodactylum tricornutum

អ្នកនិពន្ធ៖ Natthawut Yodsuwan (Kasetsart University), Shigeki Sawayama (Kyoto University), Sarote Sirisansaneeyakul (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2017, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហាតម្រូវការក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការផលិតលីពីតពីមីក្រូសារាយសម្រាប់ផលិតប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈគុណភាពខ្ពស់ ដោយស្រាវជ្រាវពីឥទ្ធិពលនៃកំហាប់អាសូតទៅលើការលូតលាស់ និងការស្តុកទុកលីពីតរបស់សារាយសមុទ្រ Phaeodactylum tricornutum

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការបណ្តុះសារាយនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានកំហាប់អាសូត (NaNO3) ផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីវាស់ស្ទង់ការលូតលាស់ ការផលិតលីពីត និងទម្រង់អាស៊ីតខ្លាញ់។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Nitrogen-deficient cultivation (0 mg/L NaNO3)
ការបណ្តុះក្នុងលក្ខខណ្ឌខ្វះអាសូត (0 mg/L NaNO3)
ជំរុញឱ្យមានការស្តុកទុកលីពីតខ្ពស់បំផុត និងផលិតបានអាស៊ីតខ្លាញ់ឆ្អែតគុណភាពខ្ពស់ដែលស័ក្តិសមបំផុតសម្រាប់ផលិតប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈ (Biodiesel)។ អត្រានៃការលូតលាស់កោសិកា និងផលិតភាពជីវម៉ាស (Biomass productivity) មានកម្រិតទាបបំផុត។ បរិមាណលីពីតអតិបរមាទទួលបានរហូតដល់ ៥៣,០៤% នៃទម្ងន់កោសិកាស្ងួត។
Nitrogen-sufficient cultivation (32.09 mg/L NaNO3)
ការបណ្តុះក្នុងលក្ខខណ្ឌគ្រប់គ្រាន់អាសូត (32.09 mg/L NaNO3)
ជួយបង្កើនអត្រាលូតលាស់ជីវម៉ាសខ្ពស់បំផុត និងផលិតបានអាស៊ីតខ្លាញ់អូមេហ្គា៣ (EPA) ក្នុងបរិមាណច្រើន។ បរិមាណស្តុកទុកលីពីតធ្លាក់ចុះទាប ហើយគុណភាពសម្រាប់ធ្វើប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈធ្លាក់ចុះដោយសារមានវត្តមានអាស៊ីតខ្លាញ់មិនឆ្អែតច្រើនពេក។ អត្រាលូតលាស់កោសិកាអតិបរមាទទួលបាន ២,៤៧ × ១០^-២ /h ប៉ុន្តែបរិមាណលីពីតមានត្រឹមតែ ៩,៦១% ប៉ុណ្ណោះ។
Two-stage cultivation approach
វិធីសាស្ត្របណ្តុះជាពីរដំណាក់កាល
រួមបញ្ចូលនូវគុណសម្បត្តិនៃការលូតលាស់ជីវម៉ាសខ្ពស់នៅដំណាក់កាលដំបូង និងជំរុញការផលិតលីពីតកម្រិតខ្ពស់នៅដំណាក់កាលបន្ទាប់។ ទាមទារការគ្រប់គ្រងប្រព័ន្ធចិញ្ចឹមស្មុគស្មាញ និងចំណាយពេលយូរជាងមុនដើម្បីផ្លាស់ប្តូរមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះ។ មានសក្តានុពលទ្រឹស្តីក្នុងការផលិតទាំងជីវម៉ាសខ្ពស់ និងប្រេងគុណភាពខ្ពស់ក្នុងពេលតែមួយ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការបណ្តុះសារាយ ការស្រង់យកលីពីត និងការវិភាគសមាសធាតុគីមីយ៉ាងជាក់លាក់។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងក្នុងលក្ខខណ្ឌមន្ទីរពិសោធន៍ដែលគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព (២០°C) និងពន្លឺយ៉ាងតឹងរ៉ឹង ដោយប្រើប្រាស់ពូជសារាយពីប្រទេសជប៉ុន។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា លក្ខខណ្ឌអាកាសធាតុជាក់ស្តែងដែលមានសីតុណ្ហភាពក្ដៅ និងពន្លឺថ្ងៃខ្លាំង អាចធ្វើឱ្យអត្រាលូតលាស់ និងការផលិតលីពីតរបស់សារាយមានការប្រែប្រួលខុសពីលទ្ធផលនេះ ដែលតម្រូវឱ្យមានការសិក្សាសាកល្បងបន្ថែមនៅខាងក្រៅមន្ទីរពិសោធន៍។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកទេស និងលទ្ធផលពីការស្រាវជ្រាវនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់អភិវឌ្ឍវិស័យថាមពលកកើតឡើងវិញ និងការផលិតអាហារបំប៉ននៅប្រទេសកម្ពុជា។

សរុបមក ការយកបច្ចេកទេសបណ្តុះជាពីរដំណាក់កាលមកអនុវត្ត អាចផ្តល់ផលចំណេញទាំងផ្នែកបរិស្ថាន ថាមពល និងសេដ្ឋកិច្ចដល់កម្ពុជា ប៉ុន្តែទាមទារការបន្សាំបច្ចេកទេសបណ្តុះទៅនឹងអាកាសធាតុក្នុងស្រុកជាមុនសិន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះពីមីក្រូសារាយសមុទ្រ: ស្វែងយល់ពីជីវសាស្ត្ររបស់សារាយ Phaeodactylum tricornutum និងវដ្តនៃការលូតលាស់របស់វាដោយប្រើប្រាស់ប្រភពស្រាវជ្រាវនានាដូចជា Google ScholarScienceDirect
  2. រៀបចំមន្ទីរពិសោធន៍ និងឧបករណ៍វិភាគ: សាកល្បងរៀបចំមជ្ឈដ្ឋានបណ្តុះ f/2 medium ដោយប្រើទឹកសមុទ្រ និងប្រដាប់ខ្លួនសិក្សាពីការប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ Fluorescence Spectrophotometer ជាមួយថ្នាំពណ៌ Nile red សម្រាប់វាស់កំហាប់លីពីត។
  3. អនុវត្តការបណ្តុះសាកល្បងខ្នាតតូច: ចាប់ផ្តើមបណ្តុះសារាយក្នុងដបមន្ទីរពិសោធន៍ ដោយសាកល្បងកែប្រែកំហាប់អាសូតជាច្រើនកម្រិត (Nitrogen variation) ដើម្បីតាមដានការប្រែប្រួលនៃទម្ងន់ជីវម៉ាសកោសិកាស្ងួត និងកម្រិតលីពីតប្រចាំថ្ងៃ។
  4. អភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធបណ្តុះជាពីរដំណាក់កាល: សាកល្បងអនុវត្តយុទ្ធសាស្ត្របណ្តុះ Two-stage cultivation ដោយផ្តល់អាសូតគ្រប់គ្រាន់នៅដំណាក់កាលទី១ ដើម្បីបង្កើនកោសិកា រួចកាត់បន្ថយអាសូតនៅដំណាក់កាលទី២ ដើម្បីជំរុញការផលិតលីពីតឱ្យបានជាអតិបរមា។
  5. វាយតម្លៃគុណភាពសម្រាប់ផលិតប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈ: ប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Gas Chromatography (GC) ដើម្បីវិភាគទម្រង់អាស៊ីតខ្លាញ់ និងគណនាតម្លៃគុណភាពមានដូចជា Saponification number (SN), Iodine value (IV), និង Cetane number (CN) ដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ជាមួយស្តង់ដារប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Phaeodactylum tricornutum (សារាយសមុទ្រ Phaeodactylum tricornutum) ជាប្រភេទមីក្រូសារាយសមុទ្រកោសិកាតែមួយ ដែលមានសមត្ថភាពខ្ពស់ក្នុងការស្រូបយកកាបូនឌីអុកស៊ីត និងពន្លឺព្រះអាទិត្យដើម្បីលូតលាស់ ហើយវាអាចស្តុកទុកជាតិខ្លាញ់ (លីពីត) ក្នុងបរិមាណច្រើននៅពេលជួបស្ថានភាពខ្វះខាតជីវជាតិ។ ដូចជារោងចក្រជីវសាស្រ្តតូចមួយនៅក្នុងទឹកសមុទ្រ ដែលស៊ីពន្លឺថ្ងៃនិងឧស្ម័នកាបូនិក ដើម្បីផលិតជាប្រេងខាប់ៗកម្រិតខ្ពស់។
Lipid accumulation (ការស្តុកទុកលីពីត / ជាតិខ្លាញ់) ជាដំណើរការដែលកោសិកាសារាយបំប្លែងថាមពលដែលនៅសល់ទៅជាទម្រង់ជាតិខ្លាញ់អព្យាក្រឹត្យ (Triacylglycerol) ទុកនៅក្នុងខ្លួន ជាពិសេសនៅពេលដែលវាជួបប្រទះនឹងកង្វះខាតសារធាតុចិញ្ចឹមដូចជាអាសូត ដែលធ្វើឱ្យវាមិនអាចលូតលាស់បំបែកកោសិកាបាន។ ដូចជាសត្វខ្លាឃ្មុំស៊ីអាហារបំប៉នរាងកាយឱ្យធាត់សំបូរខ្លាញ់ ដើម្បីត្រៀមខ្លួនពេលខ្វះខាតចំណីក្នុងរដូវរងាអញ្ចឹងដែរ។
Nitrogen-deficient cultivation (ការបណ្តុះក្នុងលក្ខខណ្ឌខ្វះអាសូត) ជាបរិយាកាសបណ្តុះដែលត្រូវបានគេកាត់បន្ថយ ឬដកចេញនូវសារធាតុអាសូត។ កង្វះអាសូតនេះធ្វើឱ្យសារាយបញ្ឈប់ការផលិតប្រូតេអ៊ីនសម្រាប់ការលូតលាស់ ហើយងាកមកផលិត និងស្តុកទុកជាតិខ្លាញ់ជំនួសវិញ។ ដូចជាការផ្តាច់អាហារសាច់ (ប្រូតេអ៊ីន) ពីកោសិកា ធ្វើឱ្យវាឈប់លូតលាស់កើនចំនួន តែបែរជាផ្តុំថាមពលទៅជាខ្លាញ់តាមកោសិកាវិញ។
Fatty acid methyl ester / FAME (មេទីលអេស្ទែរនៃអាស៊ីតខ្លាញ់) ជាសមាសធាតុគីមីដែលទទួលបានពីការធ្វើប្រតិកម្មគីមី (Transesterification) រវាងលីពីត (ខ្លាញ់សារាយ) ជាមួយអាល់កុល។ សមាសធាតុ FAME នេះគឺជាទម្រង់ស្តង់ដារនៃប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈ (Biodiesel) ដែលអាចយកទៅចាក់ម៉ាស៊ីនបាន។ ដូចជាការយកខ្លាញ់ខាប់ៗ ទៅលាយជាមួយនឹងសារធាតុគីមីដើម្បីបំប្លែងវាឱ្យទៅជាប្រេងរាវស្តើង ដែលអាចឆេះក្នុងម៉ាស៊ីនឡានបានដោយរលូន។
Two-stage cultivation (ការបណ្តុះជាពីរដំណាក់កាល) ជាយុទ្ធសាស្ត្រចិញ្ចឹមសារាយដោយបែងចែកជាពីរវគ្គ៖ វគ្គទី១ ផ្តល់អាសូតគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីឱ្យសារាយបំបែកកោសិកាបានច្រើនបំផុត និងវគ្គទី២ បង្អត់អាសូតដើម្បីបង្ខំឱ្យកោសិកាដ៏ច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ទាំងនោះផលិតជាតិខ្លាញ់ក្នុងពេលតែមួយ។ ដូចជាការចិញ្ចឹមសត្វ ដែលដំណាក់កាលដំបូងគេឱ្យចំណីឆ្អឹងលូតលាស់ធំធាត់សិន រួចទើបដំណាក់កាលចុងក្រោយគេឱ្យចំណីបំប៉នសាច់និងខ្លាញ់មុនពេលចាប់លក់។
Cetane number / CN (លេខសេតាន) ជាសូចនាករសម្រាប់វាស់ស្ទង់គុណភាព និងល្បឿននៃការឆាបឆេះរបស់ប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈនៅក្នុងម៉ាស៊ីន។ ប្រេងដែលមានលេខសេតានខ្ពស់ (សម្បូរអាស៊ីតខ្លាញ់ឆ្អែត) គឺឆេះបានល្អនិងជួយការពារម៉ាស៊ីន។ ស្រដៀងនឹងកម្រិតអុកតាន (Octane) នៅក្នុងសាំងដែរ បើលេខសេតានកាន់តែខ្ពស់ ម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូតឆេះកាន់តែស្រួល និងមិនសូវលាន់សំឡេងក្អុកៗ។
Polyunsaturated fatty acids / PUFAs (អាស៊ីតខ្លាញ់មិនឆ្អែតច្រើនជាន់) ជាប្រភេទអាស៊ីតខ្លាញ់ដែលមានចំណងទ្វេ (double bonds) ចាប់ពីពីរឡើងទៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់វា ដូចជាអូមេហ្គា៣ (EPA) ជាដើម។ វាមានប្រយោជន៍ខ្លាំងសម្រាប់សុខភាពមនុស្ស ប៉ុន្តែមិនសូវល្អសម្រាប់ធ្វើប្រេងម៉ាស៊ូតទេព្រោះវាងាយកត់អុកស៊ីតកម្មនិងឆាប់ខូចគុណភាព។ ជាប្រភេទប្រេងរាវៗដូចជាប្រេងត្រី ដែលល្អសម្រាប់ជំនួយខួរក្បាល តែបើទុកចោលយូរនៅក្រៅវាងាយនឹងខូចគុណភាពនិងធុំក្លិនស្អុយ។
Saponification number / SN (លេខសាប៊ូកម្ម) ជារង្វាស់ដែលបង្ហាញពីបរិមាណនៃអាស៊ីតខ្លាញ់ដែលមានខ្សែច្រវាក់ខ្លីៗនៅក្នុងប្រេង។ នៅក្នុងការផលិតប្រេងម៉ាស៊ូតជីវៈ តម្លៃ SN ត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីគណនា និងព្យាករណ៍ពីគុណភាពរបស់ប្រេង។ ដូចជាការវាស់ស្ទង់ថាតើប្រេងនេះងាយនឹងប្រែក្លាយជាសាប៊ូកម្រិតណា នៅពេលដែលគេយកវាទៅលាយជាមួយទឹកក្បុង (បាសខ្លាំង)។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖