Original Title: High temperature alcoholic fermentation by new thermotolerant yeast strains Pichia kudriavzevii isolated from sugarcane field soil
Source: doi.org/10.1016/j.anres.2018.11.017
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការធ្វើមេតំបែរស្រាដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដោយមេដំបែធន់នឹងកម្តៅប្រភេទថ្មី Pichia kudriavzevii ដែលបានញែកចេញពីដីចម្ការអំពៅ

ចំណងជើងដើម៖ High temperature alcoholic fermentation by new thermotolerant yeast strains Pichia kudriavzevii isolated from sugarcane field soil

អ្នកនិពន្ធ៖ Pongsanat Pongcharoen (Naresuan University), Jariya Chawneua (Naresuan University), Wittaya Tawong (Naresuan University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2018 Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Agricultural Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ដំណើរការផលិតអេតាណុលនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជួបប្រទះនឹងបញ្ហាប្រឈមជាច្រើន ដោយសារតម្រូវការមេដំបែដែលអាចធន់នឹងកម្តៅ និងកម្រិតជាតិអាល់កុលខ្ពស់ ដើម្បីកាត់បន្ថយការចំណាយលើការធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធត្រជាក់ និងបង្កើនផលិតភាព។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានធ្វើការញែក និងវាយតម្លៃសមត្ថភាពមេដំបែធន់នឹងកម្តៅពីសំណាកដីចម្ការអំពៅនៅប្រទេសថៃ ដើម្បីប្រៀបធៀបជាមួយមេដំបែឧស្សាហកម្មស្តង់ដារ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Thermotolerant yeast Pichia kudriavzevii (Isolates NUNS-4, NUNS-5, NUNS-6)
មេដំបែធន់នឹងកម្តៅ Pichia kudriavzevii (NUNS-4, NUNS-5, NUNS-6)
អាចលូតលាស់និងផលិតអេតាណុលបានល្អក្នុងបរិស្ថានតានតឹង ជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់រហូតដល់ ៤៥°C និងធន់នឹងកំហាប់អេតាណុលរហូតដល់ ១៣% ជួយកាត់បន្ថយចំណាយលើប្រព័ន្ធបញ្ចុះកម្តៅ។ ទាមទារការសិក្សាបន្ថែមលើកម្រិត pH និងប្រភេទកាបូន (Substrate) ផ្សេងៗ ដើម្បីធានាប្រសិទ្ធភាពក្នុងបរិបទផលិតកម្មឧស្សាហកម្មទ្រង់ទ្រាយធំ។ ផលិតអេតាណុលបានខ្ពស់បំផុត ៨៨,៦០ ក្រាម/លីត្រ (នៅ ៤០°C) និង ៥៤,៣០ ក្រាម/លីត្រ (នៅ ៤៥°C)។
Industrial Reference Strain Saccharomyces cerevisiae TISTR 5606
មេដំបែឧស្សាហកម្មយោង Saccharomyces cerevisiae TISTR 5606
ជាប្រភេទមេដំបែស្តង់ដារដែលត្រូវបានប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងឧស្សាហកម្មផលិតអេតាណុល និងមានសមត្ថភាពខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា។ ធ្លាក់ចុះសមត្ថភាពលូតលាស់និងការផលិតអេតាណុលយ៉ាងខ្លាំងនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ធ្វើឱ្យរោងចក្រត្រូវចំណាយច្រើនលើការបញ្ចុះកម្តៅ (Cooling costs)។ ផលិតអេតាណុលបានត្រឹម ៦៥,៣៧ ក្រាម/លីត្រ (នៅ ៤០°C) និងធ្លាក់ចុះសល់ត្រឹម ៣,៩៦ ក្រាម/លីត្រ (នៅ ៤៥°C)។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារសម្ភារៈមន្ទីរពិសោធន៍មីក្រូជីវសាស្ត្រកម្រិតខ្ពស់ ម៉ាស៊ីនវិភាគសមាសធាតុគីមី និងបច្ចេកវិទ្យាវិភាគទិន្នន័យហ្សែន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះប្រមូលសំណាកពីដីចម្ការអំពៅចំនួន ៦ ខេត្តនៅភាគកណ្ដាល និងភាគខាងជើងនៃប្រទេសថៃ។ ដោយសារប្រទេសថៃមានអាកាសធាតុត្រូពិចក្ដៅសើម និងប្រព័ន្ធកសិកម្មស្រដៀងកម្ពុជា លទ្ធផលនេះមានភាពពាក់ព័ន្ធ និងអាចយកមកអនុវត្តដោយផ្ទាល់នៅក្នុងបរិបទប្រទេសកម្ពុជាបានយ៉ាងល្អ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ការរកឃើញពូជមេដំបែធន់នឹងកម្តៅនេះ មានសក្ដានុពលខ្ពស់ក្នុងការអភិវឌ្ឍវិស័យថាមពលកកើតឡើងវិញ និងកសិ-ឧស្សាហកម្មនៅកម្ពុជា។

ការប្រើប្រាស់មេដំបែប្រភេទ Pichia kudriavzevii គឺជាដំណោះស្រាយដ៏ឆ្លាតវៃសម្រាប់ជំរុញឧស្សាហកម្មជីវឥន្ធនៈ (Bioethanol) ប្រកបដោយនិរន្តរភាពនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. អនុវត្តការញែកមេដំបែពីបរិស្ថានធម្មជាតិ (Isolation Technique): រៀនពីបច្ចេកទេសប្រមូលសំណាកដី និងប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រ Enrichment culture ដោយដាក់សំណាកក្នុង YPD broth ដែលមានលាយអេតាណុល ៤% ដើម្បីចម្រាញ់យកតែមេដំបែដែលអាចធន់នឹងកម្រិតអាល់កុល។
  2. ធ្វើតេស្តភាពធន់នឹងកម្តៅ និងការផលិតឧស្ម័ន: អនុវត្តការបណ្តុះមេដំបែដោយប្រើ Durham fermentation tubes និង Shaker incubator ដើម្បីតាមដានល្បឿននៃការលូតលាស់ និងការភាយឧស្ម័ន CO2 នៅសីតុណ្ហភាពស្ត្រេសពី ៤០°C ទៅ ៤៥°C។
  3. ហ្វឹកហាត់លើឧបករណ៍វិភាគសមាសធាតុគីមី: ត្រូវយល់ដឹង និងចេះអនុវត្តការវិភាគបរិមាណអេតាណុល (Quantitative estimation) ដោយប្រើប្រាស់ម៉ាស៊ីន Gas Chromatography (GC) ដើម្បីទទួលបានលទ្ធផលច្បាស់លាស់ និងអាចប្រៀបធៀបជាមួយមេដំបែយោងបាន។
  4. វិភាគអត្តសញ្ញាណ DNA (Molecular Identification): អនុវត្តការចម្រាញ់ DNA និងប្រើម៉ាស៊ីន PCR ដើម្បីពង្រីកតំបន់ D1/D2 domain នៃ 26S rDNA ដែលជាវិធីសាស្ត្រស្តង់ដារក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណមេដំបែ។
  5. ប្រើប្រាស់ឧបករណ៍ជីវព័ត៌មានវិទ្យា (Bioinformatics): ប្រើប្រាស់កម្មវិធីកុំព្យូទ័រដូចជា MEGA7, CLUSTALWPhyML 3.0 ដើម្បីតម្រៀបទិន្នន័យសេកង់ DNA និងសាងសង់មែកធាងវិវត្តន៍ (Phylogenetic trees) ដើម្បីស្វែងរកប្រភពដើមនៃមេដំបែដែលបានរកឃើញធៀបនឹងទិន្នន័យក្នុង NCBI BLAST

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Thermotolerant yeast (មេដំបែធន់នឹងកម្តៅ) ជាប្រភេទមេដំបែដែលនៅតែអាចរស់រាន បន្តពូជ និងរក្សាសមត្ថភាពផលិតអេតាណុល ឬបំប្លែងសារធាតុផ្សេងៗបានយ៉ាងល្អ ទោះបីជានៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់កម្រិត ៤០ ទៅ ៤៥ អង្សាសេ ក៏ដោយ។ ប្រៀបដូចជាកម្មករដែលអាចធ្វើការងារធ្ងន់ៗបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ទោះបីជានៅក្រោមកម្តៅថ្ងៃក្ដៅខ្លាំងក៏ដោយ។
Alcoholic fermentation (ដំណើរការធ្វើមេដំបែស្រា ឬ ការបំប្លែងជាអាល់កុល) ជាដំណើរការជីវគីមីដែលអតិសុខុមប្រាណ (ដូចជាមេដំបែ) បំប្លែងជាតិស្ករឱ្យទៅជាថាមពលសម្រាប់ចិញ្ចឹមកោសិការបស់វា ដោយបញ្ចេញនូវអេតាណុល (អាល់កុល) និងឧស្ម័នកាបូនិកជាផលិតផលបន្ទាប់បន្សំ ក្នុងលក្ខខណ្ឌដែលគ្មានអុកស៊ីសែន។ ដូចជារោងចក្រខ្នាតតូចដែលស៊ីជាតិស្ករជាវត្ថុធាតុដើម ហើយផលិតបញ្ចេញមកវិញនូវស្រា(អាល់កុល) និងឧស្ម័ន។
Gas Chromatography (ក្រូម៉ាតូក្រាហ្វិកឧស្ម័ន) ជាបច្ចេកទេសគីមីវិភាគទំនើបសម្រាប់ញែក និងវាស់វែងបរិមាណសមាសធាតុគីមីផ្សេងៗ (ដូចជាកំហាប់អេតាណុល) នៅក្នុងល្បាយមួយ ដោយធ្វើឱ្យវាហួតជាឧស្ម័ន រួចវាស់ល្បឿននៃការឆ្លងកាត់បំពង់វិភាគទៅកាន់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ដូចជាការរត់ប្រណាំងឆ្លងកាត់ឧបសគ្គ ដែលកីឡាករម្នាក់ៗ (សមាសធាតុគីមី) ប្រើពេលខុសៗគ្នាដើម្បីរត់ទៅដល់ទីដៅ ធ្វើឱ្យយើងអាចសម្គាល់ដឹងថាអ្នកណាជាអ្នកណា និងមានចំនួនប៉ុន្មាន។
Phylogenetic analysis (ការវិភាគមែកធាងវិវត្តន៍ហ្សែន) ជាការសិក្សាដើម្បីស្វែងរកទំនាក់ទំនងនៃប្រវត្តិវិវត្តន៍របស់ភាវៈរស់ ឬអតិសុខុមប្រាណ ដោយយកលំដាប់លំដោយ DNA របស់ពួកវាទៅប្រៀបធៀបគ្នា ដើម្បីដឹងថាវាមានប្រភពដើម ឬមានទំនាក់ទំនងជិតស្និទ្ធជាមួយគ្នាកម្រិតណា។ ដូចជាការគូរខ្សែស្រឡាយវង្សត្រកូល (Family tree) ដើម្បីរកមើលថាតើនរណាជាបងប្អូនជីដូនមួយ ឬមានជីដូនជីតាទួតជាមួយគ្នា។
Enrichment technique (បច្ចេកទេសបណ្ដុះជម្រើស) វិធីសាស្ត្រក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ដែលបង្កើតលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានតានតឹងជាក់លាក់ណាមួយ (ឧទាហរណ៍ ដាក់អេតាណុល ៤% និងកម្តៅខ្ពស់) ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យតែអតិសុខុមប្រាណដែលយើងចង់បានអាចរស់និងលូតលាស់ ខណៈប្រភេទផ្សេងទៀតត្រូវងាប់។ ដូចជាការរៀបចំវិញ្ញាសាប្រឡងដ៏តឹងរ៉ឹងមួយ ដើម្បីចម្រាញ់យកតែសិស្សដែលពូកែ និងស៊ូទ្រាំបំផុតចេញពីចំណោមបេក្ខជនរាប់រយនាក់។
26S rDNA domain (ឌីអិនអេ រីបូសូម ២៦អេស) ជាផ្នែកមួយនៃហ្សែននៅក្នុងកោសិកាដែលអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រនិយមយកមកអានសេកង់ (Sequence) ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រភេទ (Species) របស់មេដំបែ ឬផ្សិត ព្រោះវាមានលក្ខណៈពិសេសប្លែកពីគ្នាតាមប្រភេទនីមួយៗ។ ប្រៀបដូចជាការស្កេនក្រដាសស្នាមមេដៃ ឬអត្តសញ្ញាណប័ណ្ណ ដើម្បីបញ្ជាក់ឱ្យច្បាស់ថាបុគ្គលនេះមានឈ្មោះអ្វី និងមកពីអម្បូរណា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖