ព័ត៍មាន - ការត្រួតពិនិត្យកម្រិតអុកស៊ីសែនរលាយក្នុងដំណើរការ fermentation ជីវឱសថ

តើអុកស៊ីហ្សែនរលាយគឺជាអ្វី?

អុកស៊ីហ្សែនរលាយ (DO) សំដៅលើអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុល (O_₂ម) ដែលរលាយក្នុងទឹក។ វាខុសពីអាតូមអុកស៊ីសែនដែលមាននៅក្នុងម៉ូលេគុលទឹក (H_₂អូ) ដូចដែលវាមាននៅក្នុងទឹកក្នុងទម្រង់ជាម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែនឯករាជ្យ ទាំងមានប្រភពចេញពីបរិយាកាស ឬបង្កើតតាមរយៈការធ្វើរស្មីសំយោគដោយរុក្ខជាតិក្នុងទឹក។ កំហាប់នៃ DO ត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយកត្តាផ្សេងៗ រួមទាំងសីតុណ្ហភាព ជាតិប្រៃ លំហូរទឹក និងសកម្មភាពជីវសាស្រ្ត។ ដូចនេះ វាដើរតួជាសូចនាករសំខាន់មួយសម្រាប់វាយតម្លៃស្ថានភាពសុខភាព និងការបំពុលនៃបរិស្ថានក្នុងទឹក។

អុកស៊ីហ្សែនរលាយដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការលើកកម្ពស់ការរំលាយអាហារអតិសុខុមប្រាណ ឥទ្ធិពលលើការដកដង្ហើមកោសិកា ការលូតលាស់ និងការសំយោគជីវសាស្ត្រនៃផលិតផលមេតាបូលីស។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កម្រិតខ្ពស់នៃអុកស៊ីហ្សែនរលាយមិនតែងតែមានប្រយោជន៍នោះទេ។ អុកស៊ីសែនលើសអាចនាំឱ្យមានការរំលាយអាហារបន្ថែមទៀតនៃផលិតផលបង្គរ និងអាចបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មពុល។ កម្រិត DO ល្អបំផុតគឺខុសគ្នាក្នុងចំណោមប្រភេទបាក់តេរីផ្សេងៗគ្នា។ ជាឧទាហរណ៍ កំឡុងពេលធ្វើសំយោគប៉េនីស៊ីលីន DO ជាធម្មតាត្រូវបានរក្សានៅកម្រិតតិត្ថិភាពខ្យល់ប្រហែល 30%។ ប្រសិនបើ DO ធ្លាក់ចុះដល់សូន្យ ហើយនៅតែស្ថិតក្នុងកម្រិតនោះរយៈពេល 5 នាទី ការបង្កើតផលិតផលអាចចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រសិនបើស្ថានភាពនេះនៅតែបន្តកើតមានរយៈពេល 20 នាទី ការខូចខាតដែលមិនអាចត្រឡប់វិញអាចកើតឡើង។

បច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា DO ដែលប្រើជាទូទៅបំផុតអាចវាស់បានត្រឹមតែតិត្ថិភាពនៃខ្យល់ដែលទាក់ទងជាជាងកំហាប់ដាច់ខាតនៃអុកស៊ីសែនរលាយ។ បន្ទាប់ពីការក្រៀវនៃឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ ការបន្សុតខ្យល់ និងការកូរត្រូវបានអនុវត្តរហូតដល់ការអានរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមានស្ថេរភាព នៅចំណុចនោះតម្លៃត្រូវបានកំណត់ទៅ 100% តិត្ថិភាពខ្យល់។ ការវាស់វែងជាបន្តបន្ទាប់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ fermentation គឺផ្អែកលើឯកសារយោងនេះ។ តម្លៃ DO ដាច់ខាតមិនអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស្តង់ដារ និងតម្រូវឱ្យមានបច្ចេកទេសកម្រិតខ្ពស់បន្ថែមទៀត ដូចជាប៉ូឡារ៉ាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការវាស់វែងតិត្ថិភាពខ្យល់ជាទូទៅគឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យ និងគ្រប់គ្រងដំណើរការ fermentation ។

នៅក្នុងម៉ាស៊ីន fermenter កម្រិត DO អាចប្រែប្រួលតាមតំបន់ផ្សេងៗគ្នា។ សូម្បីតែនៅពេលដែលការអានមានស្ថេរភាពត្រូវបានទទួលនៅចំណុចមួយក៏ដោយ ការប្រែប្រួលអាចនៅតែកើតមានឡើងនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយវប្បធម៌មួយចំនួន។ ឧបករណ៍ fermenters ធំជាងមានទំនោរបង្ហាញពីការប្រែប្រួលទំហំធំជាងនៅក្នុងកម្រិត DO ដែលអាចប៉ះពាល់ដល់ការលូតលាស់ និងផលិតភាពនៃអតិសុខុមប្រាណយ៉ាងខ្លាំង។ ភ័ស្តុតាងពិសោធន៍បានបង្ហាញថាទោះបីជាកម្រិត DO ជាមធ្យមអាចមាន 30% ក៏ដោយក៏ដំណើរការ fermentation នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រែប្រួលគួរឱ្យកត់សម្គាល់ទាបជាងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្ថេរភាព។ ដូច្នេះ នៅក្នុងការបង្កើនទំហំនៃ fermenters - លើសពីការពិចារណានៃភាពស្រដៀងគ្នានៃធរណីមាត្រ និងថាមពល - ការបង្រួមអប្បបរមានៃបំរែបំរួល DO នៅតែជាគោលបំណងស្រាវជ្រាវសំខាន់។

ហេតុអ្វីបានជាការត្រួតពិនិត្យអុកស៊ីហ្សែនរលាយមានសារៈសំខាន់ក្នុងការរៀបចំជីវឱសថ?

1. ដើម្បីរក្សាបរិយាកាសលូតលាស់ល្អបំផុតសម្រាប់មីក្រូសរីរាង្គ ឬកោសិកា
ការ fermentation ឧស្សាហកម្មជាធម្មតាពាក់ព័ន្ធនឹងអតិសុខុមប្រាណ aerobic ដូចជា Escherichia coli និង yeast ឬកោសិកាថនិកសត្វ ដូចជាកោសិកា Hamster Ovary (CHO) របស់ចិន។ កោសិកាទាំងនេះដើរតួជា "កម្មករ" នៅក្នុងប្រព័ន្ធ fermentation ដែលទាមទារអុកស៊ីសែនសម្រាប់ការដកដង្ហើម និងសកម្មភាពមេតាប៉ូលីស។ អុកស៊ីសែនដើរតួនាទីជាអ្នកទទួលអេឡិចត្រុងស្ថានីយក្នុងការដកដង្ហើមតាមបែប aerobic ដែលអនុញ្ញាតឱ្យផលិតថាមពលក្នុងទម្រង់ ATP ។ ការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនមិនគ្រប់គ្រាន់អាចនាំឱ្យមានការថប់ដង្ហើមកោសិកា ការចាប់ការលូតលាស់ ឬសូម្បីតែការស្លាប់កោសិកា ដែលនៅទីបំផុតនាំឱ្យមានការបរាជ័យនៃជាតិ fermentation ។ ការត្រួតពិនិត្យកម្រិត DO ធានាថាកំហាប់អុកស៊ីសែននៅតែស្ថិតក្នុងជួរដ៏ល្អប្រសើរសម្រាប់ការលូតលាស់ និងលទ្ធភាពជោគជ័យរបស់កោសិកា។

2. ដើម្បីធានាបាននូវការសំយោគប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃផលិតផលគោលដៅ
គោលបំណងនៃការ fermentation biopharmaceutical គឺមិនមែនគ្រាន់តែដើម្បីលើកកម្ពស់ការរីកសាយកោសិកាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការសំយោគប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃផលិតផលគោលដៅដែលចង់បាន ដូចជាអាំងស៊ុយលីន អង្គបដិប្រាណ monoclonal វ៉ាក់សាំង និងអង់ស៊ីម។ ផ្លូវ biosynthetic ទាំងនេះច្រើនតែត្រូវការការបញ្ចូលថាមពលយ៉ាងច្រើន ដែលភាគច្រើនបានមកពីការដកដង្ហើមតាមបែប aerobic ។ លើសពីនេះទៀតប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការសំយោគផលិតផលអាស្រ័យដោយផ្ទាល់ទៅលើអុកស៊ីសែន។ កង្វះអុកស៊ីសែនអាចរំខាន ឬកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពនៃផ្លូវទាំងនេះ។

លើសពីនេះទៅទៀតកម្រិត DO ដើរតួជាសញ្ញាបទប្បញ្ញត្តិ។ ទាំងកំហាប់ DO ខ្ពស់ និងទាបអាច៖
- ផ្លាស់ប្តូរផ្លូវមេតាបូលីសរបស់កោសិកា ឧទាហរណ៍ ការផ្លាស់ប្តូរពីការដកដង្ហើមតាមបែប aerobic ទៅជា fermentation anaerobic ដែលមានប្រសិទ្ធភាពតិច។
- ជំរុញការឆ្លើយតបស្ត្រេសកោសិកាដែលនាំទៅដល់ការផលិតផលិតផលដែលមិនចង់បាន។
- មានឥទ្ធិពលលើកម្រិតនៃការបញ្ចេញមតិនៃប្រូតេអ៊ីន exogenous ។

តាមរយៈការគ្រប់គ្រងកម្រិត DO យ៉ាងជាក់លាក់នៅដំណាក់កាលផ្សេងគ្នានៃការ fermentation វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីណែនាំការរំលាយអាហារកោសិកាឆ្ពោះទៅរកការសំយោគផលិតផលគោលដៅអតិបរមា ដោយហេតុនេះអាចសម្រេចបាននូវដង់ស៊ីតេខ្ពស់ និងទិន្នផលខ្ពស់ fermentation ។

ការណែនាំអំពីគំនូសតាងលំហូរទឹកសម្រាប់ជីវឱសថ

3. ដើម្បីការពារកង្វះអុកស៊ីសែន ឬលើស
កង្វះអុកស៊ីសែន (hypoxia) អាចមានផលវិបាកធ្ងន់ធ្ងរ៖
- ការលូតលាស់កោសិកា និងការសំយោគផលិតផលឈប់។
- មេតាបូលីសផ្លាស់ប្តូរទៅជាផ្លូវ anaerobic ដែលបណ្តាលឱ្យមានការប្រមូលផ្តុំអាស៊ីតសរីរាង្គដូចជាអាស៊ីតឡាក់ទិក និងអាស៊ីតអាសេទិក ដែលបន្ថយ pH របស់ឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ និងអាចបំពុលកោសិកា។
- hypoxia អូសបន្លាយអាចបណ្តាលឱ្យខូចខាតដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ដោយការស្តារឡើងវិញមិនពេញលេញ ទោះបីការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនត្រូវបានស្ដារឡើងវិញក៏ដោយ។

អុកស៊ីសែនលើស (supersaturation) ក៏បង្កហានិភ័យផងដែរ៖
- វាអាចបង្កភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម និងការបង្កើតប្រភេទអុកស៊ីហ្សែនប្រតិកម្ម (ROS) ដែលបំផ្លាញភ្នាសកោសិកា និងជីវម៉ូលេគុល។
- ការហៀរសំបោរ និងភាពច្របូកច្របល់ បង្កើនការប្រើប្រាស់ថាមពល និងការចំណាយប្រតិបត្តិការ ដែលនាំឱ្យខ្ជះខ្ជាយធនធានដែលមិនចាំបាច់។

4. ជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាពិត និងការត្រួតពិនិត្យមតិ

DO គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រពេលវេលាជាក់ស្តែង បន្ត និងទូលំទូលាយ ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីលក្ខខណ្ឌខាងក្នុងនៃប្រព័ន្ធ fermentation ។ ការផ្លាស់ប្តូរកម្រិត DO អាចបង្ហាញយ៉ាងរសើបនូវស្ថានភាពសរីរវិទ្យា និងប្រតិបត្តិការផ្សេងៗ៖
- ការលូតលាស់កោសិកាឆាប់រហ័សបង្កើនការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែន ដែលបណ្តាលឱ្យកម្រិត DO ធ្លាក់ចុះ។
- ការថយចុះនៃស្រទាប់ខាងក្រោម ឬរារាំងការរំលាយអាហារយឺត កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែន និងធ្វើឱ្យកម្រិត DO កើនឡើង។
- ការចម្លងរោគដោយអតិសុខុមប្រាណបរទេសផ្លាស់ប្តូរលំនាំនៃការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែន ដែលនាំឱ្យមានការប្រែប្រួល DO មិនធម្មតា និងបម្រើជាសញ្ញាព្រមានជាមុន។
- ដំណើរការខុសប្រក្រតីរបស់បរិក្ខារ ដូចជា ភាពមិនដំណើរការរបស់ឧបករណ៍បញ្ឆេះ ការស្ទះបំពង់ខ្យល់ ឬការស្ទះតម្រង ក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានឥរិយាបទ DO មិនធម្មតាផងដែរ។

តាមរយៈការរួមបញ្ចូលការត្រួតពិនិត្យ DO ក្នុងពេលជាក់ស្តែងទៅក្នុងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងមតិកែលម្អដោយស្វ័យប្រវត្តិ បទបញ្ជាច្បាស់លាស់នៃកម្រិត DO អាចសម្រេចបានតាមរយៈការកែតម្រូវថាមវន្តនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រខាងក្រោម៖
- ល្បឿនកូរ៖ ការបង្កើនល្បឿនបង្កើនទំនាក់ទំនងរាវនៃឧស្ម័នដោយការបំបែកពពុះ ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពផ្ទេរអុកស៊ីសែន។ នេះគឺជាវិធីសាស្ត្រដែលប្រើ និងមានប្រសិទ្ធភាពបំផុត។
- អត្រាខ្យល់៖ ការកែតម្រូវអត្រាលំហូរ ឬសមាសភាពនៃឧស្ម័នចូល (ឧ. បង្កើនសមាមាត្រនៃខ្យល់ ឬអុកស៊ីសែនសុទ្ធ)។
- សម្ពាធធុង៖ ការកើនឡើងសម្ពាធបង្កើនសម្ពាធផ្នែកអុកស៊ីសែន ដោយហេតុនេះបង្កើនភាពរលាយ។
- សីតុណ្ហភាព៖ ការបន្ថយសីតុណ្ហភាពបង្កើនការរលាយអុកស៊ីសែននៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុក។

ការណែនាំអំពីផលិតផលរបស់ BOQU សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យលើបណ្តាញនៃការ fermentation ជីវសាស្រ្ត៖