បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការស្វែងរកលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតសម្រាប់ការផលិតស្ករ Trehalose ដែលជួយការពារកោសិកាពីភាពតានតឹង ដោយប្រើប្រាស់បាក់តេរី Propionibacterium acidipropionici DSM 20273 ។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះបានប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ Taguchi ដើម្បីរចនាការពិសោធន៍ និងវិភាគទិន្នន័យ ព្រមទាំងពិនិត្យមើលឥទ្ធិពលនៃការកែតម្រូវកម្រិត pH ជាច្រើនដំណាក់កាលកំឡុងពេលធ្វើមេ (Fermentation)។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| No pH Control (Fermentation Part A) ការធ្វើមេដោយមិនគ្រប់គ្រងកម្រិត pH (ដំណាក់កាលទី 1) |
ងាយស្រួលក្នុងការអនុវត្ត និងមិនទាមទារឧបករណ៍គ្រប់គ្រង pH ឬសារធាតុគីមីបន្ថែម (NaOH) ស្មុគស្មាញឡើយ។ | កោសិកាលូតលាស់យឺត ការប្រមូលផ្តុំ Trehalose មានកម្រិតទាបបំផុតដោយសារសីតុណ្ហភាព និង pH មិនអំណោយផលពេញលេញ។ | អត្រាផលិត Trehalose ត្រឹមតែ 0.0001 g.L-1.hr-1 ប៉ុណ្ណោះ។ |
| Control of pH at 5.5 (Fermentation Part B) ការធ្វើមេដោយគ្រប់គ្រងកម្រិត pH នៅ 5.5 (ដំណាក់កាលទី 2) |
ជំរុញអត្រានៃការលូតលាស់កោសិកា (Biomass) បានយ៉ាងល្អ ដោយអត្រាផលិតកោសិកាស្ងួតកើនឡើងខ្ពស់។ | ទោះបីជាកោសិកាលូតលាស់ល្អ ប៉ុន្តែការផលិត Trehalose នៅមិនទាន់ឈានដល់កម្រិតអតិបរមានោះទេ ព្រោះវាមិនមែនជាលក្ខខណ្ឌតានតឹងខ្លាំង (Stress condition)។ | អត្រាផលិតម៉ាស់កោសិកាកើនឡើងដល់ 0.19 g.L-1.hr-1 ឯអត្រាផលិត Trehalose គឺ 0.0012 g.L-1.hr-1។ |
| Control of pH at 7 (Fermentation Part C1) ការធ្វើមេដោយគ្រប់គ្រងកម្រិត pH នៅ 7 (ដំណាក់កាលទី 3) |
ជំរុញការប្រមូលផ្តុំ Trehalose បានលឿនបំផុត និងផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់បំផុត ស្របនឹងសកម្មភាពអង់ស៊ីម β-galactosidase។ | អត្រាកំណើនកោសិកាមានការថយចុះ (អត្រាលូតលាស់ជាក់លាក់ធ្លាក់ចុះ) ហើយទាមទារការតាមដានបន្ថែម NaOH ជាប្រចាំ។ | កំហាប់ Trehalose ឡើងដល់កម្រិតខ្ពស់បំផុត 0.925 g/L និងអត្រាផលិតកើនដល់ 0.0113 g.L-1.hr-1។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់ ទាំងផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាធ្វើមេ (Bioprocessing) និងឧបករណ៍វិភាគគីមីទំនើបៗ។
ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យនៅប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់មជ្ឈដ្ឋានចិញ្ចឹមគីមី (Complete medium) និងពូជបាក់តេរីស្តង់ដារពីអាល្លឺម៉ង់។ សម្រាប់បរិបទប្រទេសកម្ពុជា ការអនុវត្តផ្ទាល់អាចជួបប្រទះការលំបាកដោយសារកង្វះខាតឧបករណ៍ Fermenter ទំនើបនិងតម្លៃសារធាតុគីមីខ្ពស់។ ទោះយ៉ាងណា វាផ្តល់នូវគំរូដ៏ល្អសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវបន្តដោយប្រើប្រាស់ប្រភពកាបូនក្នុងស្រុកដែលមានតម្លៃថោក។
វិធីសាស្ត្របង្កើនផលិតភាព Trehalose នេះមានសក្តានុពលសម្រាប់យកទៅអនុវត្តក្នុងវិស័យកែច្នៃម្ហូបអាហារ និងឱសថនៅកម្ពុជា ប្រសិនបើត្រូវបានកែសម្រួលឱ្យស្របតាមធនធានក្នុងស្រុក។
ការចាប់ផ្តើមពីការធ្វើការពិសោធន៍ខ្នាតតូច (Lab-scale) ដោយសហការជាមួយសាកលវិទ្យាល័យ នឹងជួយបង្កើតបច្ចេកវិទ្យាដែលមានតម្លៃបន្ថែមខ្ពស់សម្រាប់ឧស្សាហកម្មកម្ពុជានាពេលអនាគត។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Trehalose (ស្ករ Trehalose) | វាគឺជាប្រភេទស្ករមិនរេដ្យុករាង (Non-reducing disaccharide) ដែលមីក្រូសារពាង្គផលិតឡើងដើម្បីការពារកោសិការបស់ពួកវាពីការខូចខាតនៅពេលជួបស្ថានភាពតានតឹង ដូចជាកម្តៅខ្លាំង ឬជាតិអាស៊ីតខ្ពស់។ គេប្រើវាក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ ឱសថ និងគ្រឿងសម្អាង ដើម្បីរក្សាគុណភាពផលិតផល។ | ដូចជាអាវក្រោះការពារកោសិកាមីក្រូសារពាង្គកុំឱ្យស្លាប់នៅពេលបរិយាកាសជុំវិញមានស្ថានភាពអាក្រក់។ |
| Propionibacterium acidipropionici (បាក់តេរី Propionibacterium acidipropionici) | គឺជាប្រភេទបាក់តេរីដែលអាចរស់នៅដោយមិនត្រូវការអុកស៊ីហ្សែន (Anaerobic) ហើយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាទូទៅក្នុងការធ្វើមេ (Fermentation) ដើម្បីផលិតអាស៊ីតប្រូព្យូនិក (Propionic acid) និងអាចផលិតស្ករ Trehalose នៅពេលកោសិការបស់វាស្ថិតក្នុងស្ថានភាពតានតឹង។ | គឺជាប្រភេទមេរោគល្អម្យ៉ាងដែលគេចិញ្ចឹមនៅក្នុងរោងចក្រ ដើម្បីផលិតអាស៊ីត និងសារធាតុពិសេសៗសម្រាប់ប្រើប្រាស់។ |
| Taguchi method (វិធីសាស្ត្រ Taguchi) | គឺជាវិធីសាស្ត្រស្ថិតិមួយដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការរចនាការពិសោធន៍ ដើម្បីស្វែងរកលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតដោយកាត់បន្ថយចំនួននៃការធ្វើពិសោធន៍ (Fractional factorial design) ដែលជួយសន្សំសំចៃពេលវេលា និងធនធាន។ | ដូចជាការប្រើរូបមន្តគណិតវិទ្យាកាត់ផ្លូវ ដើម្បីរកឱ្យឃើញលទ្ធផលល្អបំផុត ដោយមិនបាច់ចំណាយពេលសាកល្បងគ្រប់ជម្រើសទាំងអស់ម្តងមួយៗឡើយ។ |
| Fermentation (ការធ្វើមេ / ដំណើរការបំប្លែងជីវជាតិ) | គឺជាដំណើរការមេតាប៉ូលីសដែលមីក្រូសារពាង្គដូចជាបាក់តេរី ឬមេដំបែ ស៊ីជាតិស្ករ (ដូចជាឡាក់តូស) ដើម្បីលូតលាស់ និងបញ្ចេញមកវិញនូវផលិតផលផ្សេងៗដូចជា អាស៊ីត ឧស្ម័ន ឬស្ករ Trehalose នៅក្នុងបរិយាកាសដែលគ្មានអុកស៊ីហ្សែន។ | ដូចជាដំណើរការនៃការធ្វើស្រា ឬធ្វើទឹកខ្មេះ ដែលមេដំបែស៊ីស្ករដើម្បីបង្កើតជាសារធាតុថ្មី។ |
| High Performance Liquid Chromatography (ក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីរាវកម្រិតខ្ពស់) | គឺជាបច្ចេកទេសវិភាគគីមីកម្រិតខ្ពស់មួយដែលប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនដើម្បីបំបែក កំណត់អត្តសញ្ញាណ និងវាស់បរិមាណសារធាតុនីមួយៗ (ដូចជា ស្ករ និងអាស៊ីត) ដែលមានលាយឡំគ្នានៅក្នុងសូលុយស្យុងរាវ។ | ដូចជាម៉ាស៊ីនស្កេនដ៏ពូកែមួយ ដែលអាចបំបែកនិងប្រាប់យើងឱ្យដឹងច្បាស់ថា ក្នុងទឹកមួយកែវមានលាយសារធាតុអ្វីខ្លះ និងមានបរិមាណប៉ុន្មាន។ |
| Carbon recovery (ការងើបឡើងវិញនៃកាបូន / ការគណនាតុល្យភាពកាបូន) | គឺជាការគណនាដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែងសារធាតុចិញ្ចឹម ដោយប្រៀបធៀបបរិមាណកាបូនដែលបាក់តេរីបានស៊ី (ឡាក់តូស) ទៅនឹងបរិមាណកាបូនដែលបានផលិតចេញមកវិញ (កោសិកា Trehalose អាស៊ីត និងឧស្ម័ន) ថាមានតុល្យភាពឬអត់។ | ដូចជាការធ្វើបញ្ជីគណនេយ្យដើម្បីផ្ទៀងផ្ទាត់ថា វត្ថុធាតុដើមដែលដាក់ចូល ត្រូវបានប្រែក្លាយជាផលិតផលអ្វីខ្លះដោយមិនមានការបាត់បង់ទៅណា។ |
| Specific growth rate (អត្រាកំណើនជាក់លាក់) | គឺជាល្បឿននៃការកើនឡើង ឬការពង្រីកខ្លួនរបស់កោសិកាបាក់តេរីក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។ ក្នុងតេស្តនេះ អត្រានេះថយចុះនៅពេលមានការគ្រប់គ្រង pH ឱ្យស្ថិតក្នុងកម្រិតតានតឹង ដែលជំរុញឱ្យបាក់តេរីងាកទៅផលិត Trehalose ជំនួសវិញ។ | ដូចជាល្បឿននៃការកើនឡើងចំនួនប្រជាជននៅក្នុងទីក្រុងមួយក្នុងរយៈពេលមួយឆ្នាំ។ |
| Volumetric production rate (អត្រាផលិតកម្មតាមមាឌ) | គឺជារង្វាស់ដែលបង្ហាញពីបរិមាណនៃផលិតផលជាក់លាក់ណាមួយ (ដូចជា Trehalose) ដែលត្រូវបានផលិតឡើងក្នុងមួយឯកតាមាឌនៃសូលុយស្យុងរាវ និងក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា (ឧ. g.L-1.hr-1)។ | ដូចជាការវាស់ស្ទង់ថាតើរោងចក្រមួយអាចផលិតទំនិញបានប៉ុន្មានកេស ក្នុងមួយម៉ែត្រគូបនៃទំហំរោងចក្រ ក្នុងរយៈពេលមួយម៉ោង។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
