Original Title: Optimization of industrial production of rifamycin B by Amycolatopsis mediterranei. IV. Production in the fermentor
Source: doi.org/10.46882/FAFT/1030
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវផលិតកម្មឧស្សាហកម្មនៃ rifamycin B ដោយ Amycolatopsis mediterranei. IV. ផលិតកម្មនៅក្នុងម៉ាស៊ីនបំប្លែងជីវសាស្ត្រ (Fermentor)

ចំណងជើងដើម៖ Optimization of industrial production of rifamycin B by Amycolatopsis mediterranei. IV. Production in the fermentor

អ្នកនិពន្ធ៖ El-Tayeb, O.M., Hussein, M. M. M., Salama, A.A., El-Sedawy, H.F.

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2012, Frontiers of Agriculture and Food Technology

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយតម្រូវការក្នុងការបង្កើនទិន្នផល និងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្មនៃថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច rifamycin B ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយប្រឆាំងនឹងជំងឺរបេង និងជំងឺឃ្លង់។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីនបំប្លែងជីវសាស្ត្រ (Fermentor) ចំណុះ ៦.៦ លីត្រ ដើម្បីធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្ររូបវន្ត និងសរីរវិទ្យានៃការរំលាយដោយប្រើប្រាស់បម្រែបម្រួលហ្សែននៃ Amycolatopsis mediterranei

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Batch Fermentation (Baseline)
ការរំលាយតាមបែបបាច់ (Batch Fermentation) ជាមូលដ្ឋាន
មានភាពសាមញ្ញក្នុងការរៀបចំ មិនតម្រូវឱ្យមានការបន្ថែមសារធាតុចិញ្ចឹមបន្តបន្ទាប់ស្មុគស្មាញ។ ទិន្នផលទាប ដោយសារកង្វះអុកស៊ីសែនរលាយ (DO) និងការធ្លាក់ចុះកម្រិត pH ក្នុងអំឡុងពេលរំលាយ។ ផ្តល់ទិន្នផល Rifamycin B ត្រឹមតែ ៩.៧៧ ក្រាម/លីត្រ។
Batch Fermentation with DO & pH Control
ការរំលាយដោយគ្រប់គ្រងកម្រិតអុកស៊ីសែនរលាយ (DO) និង pH
ជួយរក្សាបរិស្ថានឱ្យមានស្ថិរភាព និងអំណោយផលបំផុតសម្រាប់ការលូតលាស់និងការផលិតថ្នាំរបស់បាក់តេរី។ ទាមទារឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងស្វ័យប្រវត្តិដែលមានតម្លៃថ្លៃ និងបច្ចេកទេសខ្ពស់។ បង្កើនទិន្នផលដល់ ១៣.៣៩ ក្រាម/លីត្រ (នៅពេលគ្រប់គ្រង DO) និង ១១.៩៦ ក្រាម/លីត្រ (នៅពេលគ្រប់គ្រង pH)។
Fed-batch Fermentation with optimized media
ការរំលាយបែបបន្ថែមចំណីបន្តបន្ទាប់ (Fed-batch) ជាមួយវត្ថុធាតុដើមតម្លៃថោក
ផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់បំផុត និងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមដោយការប្រើប្រាស់សុីរ៉ូគ្លុយកូស (Glucose syrup) ជំនួសគ្លុយកូសសុទ្ធ។ តម្រូវឱ្យមានការតាមដានយ៉ាងដិតដល់ និងពេលវេលាច្បាស់លាស់ក្នុងការបន្ថែមសារធាតុចិញ្ចឹម (ថ្ងៃទី២, ៣, និង ៤)។ ផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់រហូតដល់ ១៩.៤ ក្រាម/លីត្រ ក្នុងរយៈពេលរំលាយ ១០ ថ្ងៃ។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឧបករណ៍មន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់សម្រាប់ការរំលាយជីវសាស្ត្រ និងការតាមដានប៉ារ៉ាម៉ែត្រនានាជាប្រចាំ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅសាកលវិទ្យាល័យ Cairo University ប្រទេសអេហ្ស៊ីប ដោយប្រើប្រាស់មេបាក់តេរីបំប្លែងហ្សែនជាក់លាក់ (NCH) និងប្រភពសុីរ៉ូគ្លុយកូសក្នុងស្រុករបស់គេ។ សម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា លទ្ធផលនេះអាចប្រែប្រួលប្រសិនបើប្រើប្រាស់ប្រភពស្ករ ឬវត្ថុធាតុដើមក្នុងស្រុក (ដូចជាសុីរ៉ូពីដំឡូងមី ឬពោត) ដែលតម្រូវឱ្យមានការធ្វើតេស្តសាកល្បងឡើងវិញ ដើម្បីបញ្ជាក់ពីកម្រិតប្រសិទ្ធភាពពិតប្រាកដ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រនេះមានសក្តានុពលខ្ពស់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍវិស័យបច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្ត្រ (Biotechnology) នៅកម្ពុជា ជាពិសេសក្នុងការស្រាវជ្រាវផលិតឱសថតម្លៃថោក។

ការប្រើប្រាស់បច្ចេកទេសបំប្លែងជីវសាស្ត្រទំនើប រួមផ្សំជាមួយវត្ថុធាតុដើមកសិកម្មតម្លៃថោក គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រដ៏រឹងមាំមួយសម្រាប់ពង្រឹងឯករាជ្យភាពផ្នែកឱសថ និងសុខាភិបាលនៅកម្ពុជានាពេលអនាគត។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃម៉ាស៊ីន Bioreactor: និស្សិតគួរស្វែងយល់ពីរបៀបដំណើរការម៉ាស៊ីន Bioreactor/Fermentor រួមទាំងយន្តការគ្រប់គ្រងកម្រិតអុកស៊ីសែន (DO) អត្រាខ្យល់ (Aeration) និង pH ដោយអាចចុះកម្មសិក្សានៅមន្ទីរពិសោធន៍នៃវិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាកម្ពុជា (ITC)។
  2. ស្រាវជ្រាវនិងកែច្នៃវត្ថុធាតុដើមក្នុងស្រុក: ធ្វើការពិសោធន៍ចម្រាញ់សុីរ៉ូគ្លុយកូសពីកសិផលខ្មែរ (ឧទាហរណ៍៖ ម្សៅដំឡូងមី ឬអង្ករ) ដើម្បីយកមកជំនួសគ្លុយកូសសុទ្ធដែលមានតម្លៃថ្លៃ ក្នុងការរៀបចំមជ្ឈដ្ឋានចិញ្ចឹមមេបាក់តេរី។
  3. អនុវត្តបច្ចេកទេស Fed-batch ក្នុងកម្រិតមន្ទីរពិសោធន៍: រៀបចំការពិសោធន៍ Lab-scale ដោយប្រើដបពិសោធន៍ ឬម៉ាស៊ីន Fermentor តូចៗ ដើម្បីអនុវត្តការបន្ថែមសារធាតុចិញ្ចឹមតាមកាលវិភាគ (ថ្ងៃទី២ ទី៣ ទី៤) ដូចដែលបានបញ្ជាក់ក្នុងឯកសារស្រាវជ្រាវ។
  4. វិភាគទិន្នផល និងធ្វើគំរូគណិតវិទ្យា: ប្រមូលទិន្នន័យពីការពិសោធន៍ ហើយប្រើប្រាស់កម្មវិធីដូចជា MATLABPython ដើម្បីបង្កើត Mathematical Modeling សម្រាប់វិភាគកាយវិការនៃការលូតលាស់ និងពង្រីកការផលិតទៅកម្រិតឧស្សាហកម្ម (Pilot Scale)។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Rifamycin B (រីហ្វាមីស៊ីន ប៊ី) គឺជាប្រភេទថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចម្យ៉ាងដែលផលិតដោយបាក់តេរី ហើយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់ជាចម្បងនៅក្នុងវិស័យសុខាភិបាលដើម្បីផលិតជាថ្នាំព្យាបាលជំងឺរបេង (Tuberculosis) និងជំងឺឃ្លង់។ ដូចជាទាហានឈុតខ្មៅពិសេសដែលគ្រូពេទ្យបញ្ជូនទៅកម្ចាត់មេរោគរបេងដ៏រឹងរូសនៅក្នុងរាងកាយមនុស្ស។
Amycolatopsis mediterranei (បាក់តេរី Amycolatopsis mediterranei) ជាប្រភេទបាក់តេរី (Actinomycete) ដែលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មដើម្បីផលិតថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិចត្រកូល Rifamycin តាមរយៈការបំប្លែងជីវសាស្ត្រ។ ដូចជារោងចក្រតូចៗដែលមានជីវិត ដែលចេះផលិតថ្នាំសម្លាប់មេរោគនៅពេលដែលយើងផ្តល់ចំណី និងបរិស្ថានរស់នៅត្រឹមត្រូវដល់វា។
Fermentor / Bioreactor (ម៉ាស៊ីនបំប្លែងជីវសាស្ត្រ) ជាធុងបិទជិតដែលមានបំពាក់ប្រព័ន្ធឧបករណ៍សម្រាប់ត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាព អុកស៊ីសែន និងកម្រិត pH សម្រាប់ចិញ្ចឹមមីក្រូសរីរាង្គក្នុងបរិមាណច្រើនដើម្បីផលិតសារធាតុណាមួយប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។ ដូចជាឆ្នាំងដាំបាយអគ្គិសនីដ៏ឆ្លាតវៃមួយ ដែលចេះលៃតម្រូវកម្តៅ និងទឹកដោយស្វ័យប្រវត្តិដើម្បីធានាថាបាយឆ្អិនល្អឥតខ្ចោះ គ្រាន់តែនេះជាធុងសម្រាប់ចិញ្ចឹមបាក់តេរី។
Fed-batch fermentation (ការរំលាយដោយបន្ថែមចំណីបន្តបន្ទាប់) គឺជានីតិវិធីនៃការចិញ្ចឹមបាក់តេរីដោយមិនដាក់សារធាតុចិញ្ចឹមទាំងអស់ចូលតែម្តងតាំងពីដើមឡើយ តែគេបន្ថែមវាបន្តិចម្តងៗនៅដំណាក់កាលជាក់លាក់ ដើម្បីការពារកុំឱ្យមានការកកកុញជាតិពុល ឬធ្វើឱ្យបាក់តេរីលូតលាស់ខុសប្រក្រតី។ ដូចជាការបញ្ចុកបាយក្មេងបន្តិចម្តងៗរហូតដល់ឆ្អែត ជាជាងការញាត់បាយមួយចានគោមចូលមាត់គេក្នុងពេលតែមួយ។
Dissolved oxygen - DO (អុកស៊ីសែនរលាយ) ជាបរិមាណឧស្ម័នអុកស៊ីសែនដែលរលាយចូលទៅក្នុងវត្ថុរាវ (មជ្ឈដ្ឋានចិញ្ចឹម) នៅក្នុងម៉ាស៊ីន ដែលបាក់តេរីប្រភេទនេះត្រូវការជាចាំបាច់ដើម្បីដកដង្ហើម បំបែកចំណី និងផលិតថ្នាំ។ ដូចជាខ្យល់អុកស៊ីសែននៅក្នុងអាងចិញ្ចឹមត្រី ដែលត្រីត្រូវការដកដង្ហើមទើបអាចមានជីវិតរស់នៅបាន។
Aeration / vvm (ការបញ្ចូលខ្យល់ / ទំហំខ្យល់ក្នុងមួយទំហំវត្ថុរាវក្នុងមួយនាទី) ដំណើរការបាញ់បញ្ចូលខ្យល់ទៅក្នុងម៉ាស៊ីន Fermentor ដែលរង្វាស់ vvm (volume of air per volume of liquid per minute) កំណត់ពីល្បឿន និងបរិមាណខ្យល់ដែលត្រូវបូមបញ្ចូលដើម្បីផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែន។ ដូចជាការយកទុយោទៅផ្លុំពពុះខ្យល់ចូលក្នុងកែវទឹក ដើម្បីឱ្យទឹកនោះមានខ្យល់ចេញចូលល្អ។
Trophophase and Idiophase (ដំណាក់កាលលូតលាស់ និងដំណាក់កាលផលិត) Trophophase គឺជាដំណាក់កាលដំបូងដែលបាក់តេរីស៊ីចំណីយ៉ាងលឿនដើម្បីពង្រីកកោសិកា (លូតលាស់)។ ចំណែក Idiophase គឺជាដំណាក់កាលបន្ទាប់ ដែលវាបន្ថយការលូតលាស់ តែចាប់ផ្តើមបញ្ចេញសារធាតុរំលាយរង (Secondary metabolites) ដូចជាថ្នាំអង់ទីប៊ីយោទិច។ ដូចជាដំណាក់កាលដែលកសិករដាំដើមឈើឱ្យលូតលាស់ធំធាត់ (Trophophase) និងដំណាក់កាលដែលដើមឈើនោះឈប់លូតកម្ពស់ តែចាប់ផ្តើមចេញផ្កាផ្លែ (Idiophase)។
Viscosity (ភាពខាប់ / ភាពស្អិត) ជាកម្រិតនៃការទប់ទល់នឹងការហូររបស់វត្ថុរាវ (ភាពខាប់ស្អិត) នៅក្នុងម៉ាស៊ីន ដែលតែងតែកើនឡើងនៅពេលកោសិកាបាក់តេរីកើនឡើងច្រើនពេក ដែលជាហេតុធ្វើឱ្យអុកស៊ីសែនពិបាករលាយចូលក្នុងទឹក។ ដូចជាភាពខុសគ្នារវាងការប្រើស្លាបព្រាកូរទឹកធម្មតា (រាវ ងាយស្រួលកូរ) និងការកូរទឹកឃ្មុំឬស៊ីរ៉ូខាប់ៗ (ស្អិត ពិបាកកូរ)។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖