Original Title: Statistical Optimization of Itaconic Acid Fermentation from Oil Palm Empty Fruit Bunch by Aspergillus terreus K17 for the Application in Textile Industry
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.

ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងតាមបែបស្ថិតិនូវការធ្វើមេតានៃអាស៊ីតអ៊ីតាកូនិកពីធាងដូងប្រេងទទេ ដោយប្រើផ្សិត Aspergillus terreus K17 សម្រាប់ការអនុវត្តក្នុងឧស្សាហកម្មវាយនភ័ណ្ឌ

ចំណងជើងដើម៖ Statistical Optimization of Itaconic Acid Fermentation from Oil Palm Empty Fruit Bunch by Aspergillus terreus K17 for the Application in Textile Industry

អ្នកនិពន្ធ៖ A. Boondaeng (Kasetsart University), P. U-thai, C. Trakunjae, S. Chuntranuluck, P. Vaithanomsat

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2019 Thai Journal of Agricultural Science

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយតម្រូវការក្នុងការផលិតអាស៊ីតអ៊ីតាកូនិក (Itaconic acid) ដែលជាសារធាតុគីមីដ៏មានតម្លៃ ដោយប្រើប្រាស់កាកសំណល់កសិកម្មដូចជាធាងដូងប្រេងទទេ (OPEFB) ជាវត្ថុធាតុដើមដែលអាចកកើតឡើងវិញបាន។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រផ្ទៃឆ្លើយតបដើម្បីស្វែងរកកម្រិតដ៏ប្រសើរបំផុតនៃបរិមាណសារធាតុរឹង និងកំហាប់អាម៉ូញ៉ូមនីត្រាត បន្ទាប់មកបានពង្រីកទំហំផលិតកម្មនៅក្នុងម៉ាស៊ីនជីវប្រតិកម្មខ្នាតធំ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Shake Flask Fermentation (RSM Optimization)
ការធ្វើមេតាក្នុងដបពិសោធន៍ (ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដោយវិធីសាស្ត្រ RSM)
ងាយស្រួលអនុវត្តសម្រាប់ការស្វែងរកលក្ខខណ្ឌដ៏ប្រសើរបំផុតនៃបរិមាណសារធាតុរឹង និងកំហាប់អាម៉ូញ៉ូមនីត្រាត។ ទាមទារបរិក្ខារតិចតួច។ ទិន្នផល និងអត្រាផលិតភាពនៅមានកម្រិតទាប ដោយសារការកូរច្របល់ និងការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនមិនសូវបានពេញលេញ។ សម្រេចបានកំហាប់អាស៊ីតអ៊ីតាកូនិក ៧,៤៣ ក្រាម/លីត្រ។
3-L Air-lift Bioreactor Fermentation (Scale-up)
ការធ្វើមេតាក្នុងម៉ាស៊ីនជីវប្រតិកម្មខ្យល់ (Air-lift fermenter) ចំណុះ ៣ លីត្រ
ផ្តល់នូវការកូរច្របល់ និងការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនបានល្អប្រសើរ ដែលជួយបង្កើនទិន្នផល និងផលិតភាពយ៉ាងខ្ពស់កប់ពពក។ ត្រូវការបរិក្ខារទំនើប ចំណាយការវិនិយោគខ្ពស់ និងទាមទារជំនាញបច្ចេកទេសកម្រិតខ្ពស់ក្នុងការប្រតិបត្តិការ។ កំហាប់អាស៊ីតអ៊ីតាកូនិកកើនឡើងដល់ ៣០,៤៥ ក្រាម/លីត្រ ជាមួយនឹងទិន្នផល ០,៥១ ក្រាម/ក្រាម។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារបរិក្ខារមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់ សារធាតុគីមី និងអង់ស៊ីមជំនាញសម្រាប់ការបំបែកកាកសំណល់ជីវម៉ាស។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់កាកសំណល់ធាងដូងប្រេងពីខេត្ត Chonburi និងមេផ្សិតដែលញែកចេញពីដីក្នុងខេត្ត Nakhon Ratchasima។ នេះមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ព្រោះប្រទេសទាំងពីរមានអាកាសធាតុ ស្ថានភាពកសិកម្ម និងប្រភេទកាកសំណល់ជីវម៉ាសស្រដៀងគ្នា ដែលធ្វើឱ្យលទ្ធផលនេះងាយស្រួលយកមកប្រែសម្រួលអនុវត្តផ្ទាល់។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ការអនុវត្តនៅក្នុងប្រទេសកម្ពុជា ជាពិសេសក្នុងការប្រែក្លាយកាកសំណល់កសិកម្មទៅជាផលិតផលឧស្សាហកម្មមានតម្លៃ។

ការបំប្លែងកាកសំណល់កសិកម្មទៅជាសារធាតុគីមីជីវៈ (Bio-based chemicals) តាមរយៈបច្ចេកវិទ្យាធ្វើមេតានេះ នឹងជួយកាត់បន្ថយការបំពុលបរិស្ថាន និងបង្កើតតម្លៃបន្ថែមសេដ្ឋកិច្ចយ៉ាងធំធេងសម្រាប់កម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យាជីវកម្ម (Biotechnology Foundation): ស្វែងយល់ពីបច្ចេកទេសបណ្តុះមេផ្សិត ជាពិសេសប្រភេទ Aspergillus terreus និងទ្រឹស្តីនៃដំណើរការធ្វើមេតា (Fermentation) ក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានផ្ទុកជាតិស្ករ។
  2. រៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធីស្ថិតិសម្រាប់ការរចនាពិសោធន៍: អនុវត្តការប្រើប្រាស់កម្មវិធី Design ExpertPython (SciPy) ដើម្បីចេះរៀបចំការរចនាពិសោធន៍តាមបែប Response Surface Methodology (RSM) ក្នុងការស្វែងរកលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតដោយស្វ័យប្រវត្តិ។
  3. អនុវត្តបច្ចេកទេសបំបែកកាកសំណល់ជីវម៉ាស (Pretreatment): សិក្សាពីបច្ចេកទេសកែច្នៃកាកសំណល់រឹងដោយប្រើសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធខ្ពស់ (Steam explosion) ព្រមទាំងការប្រើប្រាស់អង់ស៊ីមពាណិជ្ជកម្មដូចជា CellicCTec 2 ដើម្បីបំប្លែងសែលុយឡូសទៅជាស្ករដែលអាចធ្វើមេតាបាន (Fermentable sugars)។
  4. ប្រតិបត្តិការ និងពង្រីកទំហំផលិតកម្មក្នុងម៉ាស៊ីនជីវប្រតិកម្ម (Bioreactor Scale-up): ហ្វឹកហាត់ការប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Air-lift fermenter ដោយផ្តោតលើការគ្រប់គ្រងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដូចជា អត្រាផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែន (vvm) កម្រិតសីតុណ្ហភាព និងកម្រិត pH ឱ្យស្ថិតស្ថេរ។
  5. វិភាគលទ្ធផលដោយប្រើឧបករណ៍ទំនើប: បណ្តុះបណ្តាលជំនាញប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន HPLC (High Performance Liquid Chromatography) ដើម្បីវាស់វែងកំហាប់អាស៊ីតអ៊ីតាកូនិក និងគណនាទិន្នផលនៃផលិតផលចុងក្រោយ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Itaconic acid (អាស៊ីតអ៊ីតាកូនិក) ជាសារធាតុគីមីសរីរាង្គដ៏មានតម្លៃដែលផលិតឡើងតាមរយៈការធ្វើមេតាដោយមីក្រូសរីរាង្គ ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងឧស្សាហកម្មផលិតផ្លាស្ទិក ជ័រ និងវាយនភ័ណ្ឌ (ដូចជាធ្វើឱ្យក្រណាត់កប្បាសមិនងាយជ្រួញ)។ វាប្រៀបដូចជា "ឥដ្ឋ" មូលដ្ឋានសម្រាប់សាងសង់ផលិតផលប្រើប្រាស់ប្រចាំថ្ងៃជាច្រើនដូចជាជ័រ ឬថ្នាំលាប ប៉ុន្តែផលិតចេញពីរុក្ខជាតិជំនួសឱ្យប្រេងកាត។
Oil palm empty fruit bunch / OPEFB (ធាងដូងប្រេងទទេ) ជាកាកសំណល់ជីវម៉ាសដែលនៅសល់បន្ទាប់ពីគេចម្រាញ់យកប្រេងពីផ្លែដូងប្រេងរួច ដែលវាសម្បូរទៅដោយសែលុយឡូស (Cellulose) អាចយកមកបំប្លែងជាស្ករសម្រាប់ធ្វើមេតាបាន។ ដូចជាកាកអំពៅដែលនៅសល់ក្រោយពេលគៀបយកទឹកអំពៅរួច ដែលយើងអាចច្នៃវាឱ្យមានប្រយោជន៍បន្តទៀតបាន។
Separate Hydrolysis and Fermentation / SHF (ប្រតិបត្តិការបំបែកអ៊ីដ្រូលីស៊ីស និងការធ្វើមេតាដាច់ដោយឡែកពីគ្នា) ជាដំណើរការពីរដំណាក់កាល ដោយទីមួយគេប្រើអង់ស៊ីមដើម្បីបំបែកជាតិសរសៃរុក្ខជាតិទៅជាស្ករសិន រួចទើបយកទឹកស្ករនោះទៅបណ្តុះមេផ្សិតដើម្បីផលិតជាអាស៊ីតនៅដំណាក់កាលទីពីរ ដោយសារដំណើរការទាំងពីរនេះត្រូវការសីតុណ្ហភាពខុសគ្នា។ ដូចជាការចម្អិនម្ហូប ដោយយើងត្រូវហាន់សាច់និងបន្លែឱ្យរួចរាល់សិន (បំបែកជាស្ករ) ទើបយកវាទៅឆាលើខ្ទះ (ធ្វើមេតា) ដើម្បីធានាថាម្ហូបឆ្អិនល្អ។
Response surface methodology / RSM (វិធីសាស្ត្រផ្ទៃឆ្លើយតប) ជាបច្ចេកទេសស្ថិតិនិងគណិតវិទ្យាដែលប្រើសម្រាប់រចនាការពិសោធន៍ និងស្វែងរកកម្រិតដ៏ល្អបំផុតនៃកត្តាផ្សេងៗ (ដូចជាបរិមាណសារធាតុ និងសីតុណ្ហភាព) ដែលធ្វើឱ្យទិន្នផលផលិតផលទទួលបានខ្ពស់បំផុត។ ដូចជាការសាកល្បងលាយគ្រឿងផ្សំទឹកជ្រលក់ដោយប្តូរបរិមាណស្ករនិងអំបិលបន្តិចម្តងៗ រហូតដល់រកឃើញរូបមន្តដែលឆ្ងាញ់បំផុតដោយមិនបាច់ស្មានផ្តេសផ្តាស។
Aspergillus terreus (ផ្សិត Aspergillus terreus) ជាប្រភេទមេផ្សិតម៉្យាងដែលអាចទាញយកជាតិស្ករពីមជ្ឈដ្ឋានជុំវិញខ្លួនវា ហើយបំប្លែងទៅជាអាស៊ីតអ៊ីតាកូនិកបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងបរិមាណច្រើន។ ដូចជារោងចក្រខ្នាតតូចបំផុតមួយដែលមានជីវិត ដែលស៊ីទឹកស្ករជាអាហារ ហើយបញ្ចេញមកវិញនូវសារធាតុគីមីដែលមានតម្លៃ។
Steam explosion (ការបំបែកដោយចំហាយទឹកសម្ពាធខ្ពស់) ជាវិធីសាស្ត្រកែច្នៃកាកសំណល់រុក្ខជាតិបឋម ដោយប្រើចំហាយទឹកក្តៅខ្លាំងនិងសម្ពាធខ្ពស់ បន្ទាប់មកបញ្ចុះសម្ពាធភ្លាមៗដើម្បីឱ្យសរសៃរុក្ខជាតិផ្ទុះបែកចេញពីគ្នា ងាយស្រួលដល់ការបំប្លែងជាស្ករនៅពេលក្រោយ។ ដូចជាការធ្វើពោតផ្ទុះ (Popcorn) ដែលកម្ដៅនិងសម្ពាធធ្វើឱ្យគ្រាប់ពោតរឹងផ្ទុះរីកធំនិងទន់ជាងមុន។
Air-lift fermenter (ម៉ាស៊ីនជីវប្រតិកម្មខ្យល់) ជាធុងបណ្តុះមេផ្សិតខ្នាតធំដែលប្រើប្រាស់កម្លាំងខ្យល់បាញ់ចូលពីខាងក្រោមដើម្បីកូរច្របល់ល្បាយ និងផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែន ជំនួសឱ្យការប្រើស្លាបចាក់កូរ ដែលជួយកាត់បន្ថយការប៉ះទង្គិចដល់កោសិកាផ្សិត។ ដូចជាអាងចិញ្ចឹមត្រីដែលគេប្រើម៉ាស៊ីនបាញ់ពពុះខ្យល់ពីបាត ដើម្បីធ្វើឱ្យទឹកមានចលនានិងមានអុកស៊ីសែនគ្រប់គ្រាន់ដោយមិនបាច់ប្រើដំបងកូរទឹក។
Central composite design / CCD (ការរចនាសមាសភាពកណ្តាល) ជាទម្រង់រចនាពិសោធន៍មួយនៅក្នុងវិធីសាស្ត្រ RSM ដែលជួយកាត់បន្ថយចំនួនដងនៃការធ្វើពិសោធន៍ ខណៈនៅតែអាចទស្សន៍ទាយទំនាក់ទំនងនិងឥទ្ធិពលរវាងអថេរនីមួយៗបានយ៉ាងសុក្រឹត។ ដូចជាការបាញ់ស៊ីបដោយបាញ់ចំចំណុចកណ្តាល លើ ក្រោម ឆ្វេង ស្ដាំ ដើម្បីដឹងពីកម្លាំងខ្យល់ ដោយមិនចាំបាច់បាញ់គ្រប់កន្លែងទាំងអស់នៅលើផ្ទាំងស៊ីបនោះទេ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖