ព័ត៌មាន - ការត្រួតពិនិត្យកម្រិតអុកស៊ីសែនរលាយក្នុងដំណើរការ fermentation ជីវឱសថ

តើអុកស៊ីសែនរលាយជាអ្វី?

អុកស៊ីសែនរលាយ (DO) សំដៅលើអុកស៊ីសែនម៉ូលេគុល (O_₂) ដែលរលាយក្នុងទឹក។ វាខុសពីអាតូមអុកស៊ីសែនដែលមាននៅក្នុងម៉ូលេគុលទឹក (H_₂O) ដោយសារវាមាននៅក្នុងទឹកក្នុងទម្រង់ជាម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែនឯករាជ្យ ដែលមានប្រភពមកពីបរិយាកាស ឬបង្កើតតាមរយៈរស្មីសំយោគដោយរុក្ខជាតិទឹក។ កំហាប់ DO ត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយកត្តាផ្សេងៗ រួមទាំងសីតុណ្ហភាព ជាតិប្រៃ លំហូរទឹក និងសកម្មភាពជីវសាស្រ្ត។ ដូច្នេះវាបម្រើជាសូចនាករសំខាន់សម្រាប់វាយតម្លៃស្ថានភាពសុខភាព និងការបំពុលនៃបរិស្ថានទឹក។

អុកស៊ីសែនរលាយដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការជំរុញការរំលាយអាហាររបស់អតិសុខុមប្រាណ ដោយជះឥទ្ធិពលដល់ការដកដង្ហើមកោសិកា ការលូតលាស់ និងជីវសំយោគនៃផលិតផលរំលាយអាហារ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ កម្រិតខ្ពស់នៃអុកស៊ីសែនរលាយមិនតែងតែមានប្រយោជន៍នោះទេ។ អុកស៊ីសែនលើសអាចនាំឱ្យមានការរំលាយអាហារបន្ថែមទៀតនៃផលិតផលដែលប្រមូលផ្តុំ និងអាចបណ្តាលឱ្យមានប្រតិកម្មពុល។ កម្រិត DO ល្អបំផុតគឺខុសគ្នាក្នុងចំណោមប្រភេទបាក់តេរីផ្សេងៗគ្នា។ ឧទាហរណ៍ ក្នុងអំឡុងពេលជីវសំយោគនៃប៉េនីស៊ីលីន DO ជាធម្មតាត្រូវបានរក្សានៅកម្រិតតិត្ថិភាពខ្យល់ប្រហែល 30%។ ប្រសិនបើ DO ធ្លាក់ចុះដល់សូន្យ ហើយនៅតែស្ថិតក្នុងកម្រិតនោះរយៈពេលប្រាំនាទី ការបង្កើតផលិតផលអាចចុះខ្សោយយ៉ាងខ្លាំង។ ប្រសិនបើស្ថានភាពនេះនៅតែបន្តរយៈពេល 20 នាទី ការខូចខាតដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានអាចកើតឡើង។

បច្ចុប្បន្ននេះ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា DO ដែលប្រើជាទូទៅបំផុតអាចវាស់បានតែកម្រិតតិត្ថិភាពខ្យល់ដែលទាក់ទងប៉ុណ្ណោះ ជាជាងកំហាប់ដាច់ខាតនៃអុកស៊ីសែនរលាយ។ បន្ទាប់ពីការក្រៀវឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ ការបញ្ចូលខ្យល់ និងការកូរត្រូវបានអនុវត្តរហូតដល់ការអានឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាមានស្ថេរភាព ដែលនៅពេលនោះតម្លៃត្រូវបានកំណត់ទៅកម្រិតតិត្ថិភាពខ្យល់ 100%។ ការវាស់វែងជាបន្តបន្ទាប់ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ fermentation គឺផ្អែកលើឯកសារយោងនេះ។ តម្លៃ DO ដាច់ខាតមិនអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាស្តង់ដារទេ ហើយត្រូវការបច្ចេកទេសកម្រិតខ្ពស់ជាងនេះ ដូចជា polarography។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការវាស់វែងកម្រិតតិត្ថិភាពខ្យល់ជាទូទៅគឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យ និងគ្រប់គ្រងដំណើរការ fermentation។

នៅក្នុងឧបករណ៍ fermenter កម្រិត DO អាចប្រែប្រួលទៅតាមតំបន់ផ្សេងៗគ្នា។ សូម្បីតែពេលដែលការអានមានស្ថេរភាពត្រូវបានទទួលនៅចំណុចណាមួយក៏ដោយ ការប្រែប្រួលអាចនៅតែកើតឡើងនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្សព្វផ្សាយវប្បធម៌មួយចំនួន។ ឧបករណ៍ fermenter ធំៗមានទំនោរបង្ហាញពីការប្រែប្រួលលំហកាន់តែច្រើននៅក្នុងកម្រិត DO ដែលអាចប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់ការលូតលាស់ និងផលិតភាពរបស់មីក្រូសរីរាង្គ។ ភស្តុតាងពិសោធន៍បានបង្ហាញថា ទោះបីជាកម្រិត DO ជាមធ្យមអាចមាន 30% ក៏ដោយ ការអនុវត្ត fermentation ក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រែប្រួលគឺទាបជាងក្រោមលក្ខខណ្ឌមានស្ថេរភាព។ ដូច្នេះ ក្នុងការពង្រីកឧបករណ៍ fermenter—លើសពីការពិចារណាលើភាពស្រដៀងគ្នាខាងធរណីមាត្រ និងថាមពល—ការកាត់បន្ថយការប្រែប្រួលលំហ DO នៅតែជាគោលបំណងស្រាវជ្រាវសំខាន់។

ហេតុអ្វីបានជាការត្រួតពិនិត្យអុកស៊ីសែនរលាយមានសារៈសំខាន់ក្នុងការធ្វើមេតាបូលីសជីវឱសថ?

១. ដើម្បីរក្សាបរិយាកាសលូតលាស់ល្អបំផុតសម្រាប់អតិសុខុមប្រាណ ឬកោសិកា
ជាធម្មតា ដំណើរការ fermentation ឧស្សាហកម្មពាក់ព័ន្ធនឹងអតិសុខុមប្រាណអេរ៉ូប៊ីក ដូចជា Escherichia coli និងផ្សិត ឬកោសិកាថនិកសត្វ ដូចជាកោសិកាអូវែរកណ្ដុរចិន (CHO)។ កោសិកាទាំងនេះដំណើរការជា "កម្មករ" នៅក្នុងប្រព័ន្ធ fermentation ដែលត្រូវការអុកស៊ីសែនសម្រាប់ការដកដង្ហើម និងសកម្មភាពមេតាបូលីស។ អុកស៊ីសែនបម្រើជាឧបករណ៍ទទួលអេឡិចត្រុងចុងក្រោយនៅក្នុងការដកដង្ហើមអេរ៉ូប៊ីក ដែលអាចឱ្យផលិតថាមពលក្នុងទម្រង់ជា ATP។ ការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនមិនគ្រប់គ្រាន់អាចនាំឱ្យកោសិកាថប់ដង្ហើម ការលូតលាស់ឈប់ ឬសូម្បីតែកោសិកាងាប់ ដែលនៅទីបំផុតបណ្តាលឱ្យមានការបរាជ័យនៃការ fermentation។ ការត្រួតពិនិត្យកម្រិត DO ធានាថាកំហាប់អុកស៊ីសែននៅតែស្ថិតក្នុងជួរល្អបំផុតសម្រាប់ការលូតលាស់កោសិកាប្រកបដោយចីរភាព និងលទ្ធភាពរស់រានមានជីវិត។

២. ដើម្បីធានាបាននូវការសំយោគផលិតផលគោលដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព
គោលបំណងនៃដំណើរការ fermentation ជីវឱសថមិនត្រឹមតែជំរុញការរីកសាយកោសិកាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងជួយសម្រួលដល់ការសំយោគប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃផលិតផលគោលដៅដែលចង់បាន ដូចជាអាំងស៊ុយលីន អង្គបដិប្រាណម៉ូណូក្លូណាល វ៉ាក់សាំង និងអង់ស៊ីម។ ផ្លូវជីវសំយោគទាំងនេះច្រើនតែត្រូវការការបញ្ចូលថាមពលយ៉ាងច្រើន ដែលភាគច្រើនទទួលបានពីការដកដង្ហើមតាមបែបអេរ៉ូប៊ីក។ លើសពីនេះ ប្រព័ន្ធអង់ស៊ីមជាច្រើនដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការសំយោគផលិតផលពឹងផ្អែកដោយផ្ទាល់ទៅលើអុកស៊ីសែន។ កង្វះអុកស៊ីសែនអាចរំខាន ឬកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពនៃផ្លូវទាំងនេះ។

លើសពីនេះ កម្រិត DO ដើរតួជាសញ្ញានិយតកម្ម។ កំហាប់ DO ទាំងខ្ពស់ពេក និងទាបពេកអាច៖
- ផ្លាស់ប្តូរផ្លូវមេតាបូលីសក្នុងកោសិកា ឧទាហរណ៍ ការផ្លាស់ប្តូរពីការដកដង្ហើមបែបអ៊ែរ៉ូប៊ីកទៅជាដំណើរការ fermentation អាណាអេរ៉ូប៊ីកដែលមានប្រសិទ្ធភាពតិចជាង។
- បង្កឱ្យមានប្រតិកម្មស្ត្រេសកោសិកា ដែលនាំឱ្យមានការផលិតផលិតផលរងដែលមិនចង់បាន។
- ជះឥទ្ធិពលដល់កម្រិតនៃការបញ្ចេញមតិនៃប្រូតេអ៊ីនខាងក្រៅ។

តាមរយៈការគ្រប់គ្រងកម្រិត DO យ៉ាងច្បាស់លាស់នៅដំណាក់កាលផ្សេងៗគ្នានៃការ fermentation វាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីណែនាំការរំលាយអាហារកោសិកាឆ្ពោះទៅរកការសំយោគផលិតផលគោលដៅអតិបរមា ដោយហេតុនេះសម្រេចបាននូវ fermentation ដង់ស៊ីតេខ្ពស់ និងទិន្នផលខ្ពស់។

សេចក្តីផ្តើមអំពីតារាងលំហូរទឹកសម្រាប់ឱសថជីវសាស្ត្រ

៣. ដើម្បីការពារកង្វះអុកស៊ីសែន ឬលើស
កង្វះអុកស៊ីសែន (hypoxia) អាចមានផលវិបាកធ្ងន់ធ្ងរ៖
- ការលូតលាស់កោសិកា និងការសំយោគផលិតផលឈប់។
- ការរំលាយអាហារផ្លាស់ប្តូរទៅជាផ្លូវអាណាអេរ៉ូប៊ីក ដែលបណ្តាលឱ្យមានការប្រមូលផ្តុំអាស៊ីតសរីរាង្គដូចជាអាស៊ីតឡាក់ទិក និងអាស៊ីតអាសេទិក ដែលធ្វើឱ្យ pH នៃឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌ថយចុះ និងអាចបំពុលកោសិកា។
- កង្វះអុកស៊ីសែនរយៈពេលយូរអាចបណ្តាលឱ្យខូចខាតដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ដោយការព្យាបាលនឹងមិនពេញលេញសូម្បីតែបន្ទាប់ពីការផ្គត់ផ្គង់អុកស៊ីសែនត្រូវបានស្តារឡើងវិញក៏ដោយ។

អុកស៊ីសែនលើស (ការឆ្អែតលើស) ក៏បង្កហានិភ័យផងដែរ៖
- វាអាចបង្កឱ្យមានភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម និងការបង្កើតប្រភេទអុកស៊ីសែនដែលមានប្រតិកម្ម (ROS) ដែលបំផ្លាញភ្នាសកោសិកា និងជីវម៉ូលេគុល។
- ការបញ្ចេញខ្យល់ និងការកូរច្រើនហួសហេតុបង្កើនការប្រើប្រាស់ថាមពល និងថ្លៃដើមប្រតិបត្តិការ ដែលនាំឱ្យមានការខ្ជះខ្ជាយធនធានដែលមិនចាំបាច់។

៤. ជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យពេលវេលាជាក់ស្តែង និងការគ្រប់គ្រងមតិប្រតិកម្ម

DO គឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រពេលវេលាជាក់ស្តែង បន្ត និងទូលំទូលាយ ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីលក្ខខណ្ឌខាងក្នុងនៃប្រព័ន្ធ fermentation។ ការផ្លាស់ប្តូរកម្រិត DO អាចបង្ហាញពីស្ថានភាពសរីរវិទ្យា និងប្រតិបត្តិការផ្សេងៗយ៉ាងងាយ៖
- ការលូតលាស់កោសិកាយ៉ាងឆាប់រហ័សបង្កើនការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែន បណ្តាលឱ្យកម្រិត DO ធ្លាក់ចុះ។
- ការថយចុះ ឬការរារាំងស្រទាប់ខាងក្រោម ធ្វើឱ្យការរំលាយអាហារថយចុះ កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែន និងបណ្តាលឱ្យកម្រិត DO កើនឡើង។
- ការចម្លងរោគដោយអតិសុខុមប្រាណបរទេសផ្លាស់ប្តូរគំរូនៃការប្រើប្រាស់អុកស៊ីសែន ដែលនាំឱ្យមានការប្រែប្រួល DO មិនប្រក្រតី និងបម្រើជាសញ្ញាព្រមានដំបូង។
- មុខងារមិនប្រក្រតីរបស់ឧបករណ៍ ដូចជាការខូចឧបករណ៍កូរ ការស្ទះបំពង់ខ្យល់ ឬការប្រឡាក់តម្រង ក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានឥរិយាបថ DO មិនប្រក្រតីផងដែរ។

តាមរយៈការរួមបញ្ចូលការត្រួតពិនិត្យ DO ពេលវេលាជាក់ស្តែងទៅក្នុងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងមតិត្រឡប់ដោយស្វ័យប្រវត្តិ ការគ្រប់គ្រងកម្រិត DO យ៉ាងច្បាស់លាស់អាចសម្រេចបានតាមរយៈការកែតម្រូវថាមវន្តនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចខាងក្រោម៖
- ល្បឿនកូរ៖ ការបង្កើនល្បឿនបង្កើនទំនាក់ទំនងរវាងឧស្ម័ន និងអង្គធាតុរាវដោយការបំបែកពពុះខ្យល់ ដោយហេតុនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្ទេរអុកស៊ីសែន។ នេះគឺជាវិធីសាស្ត្រដែលប្រើជាទូទៅបំផុត និងមានប្រសិទ្ធភាពបំផុត។
- អត្រាបញ្ចូលខ្យល់៖ ការកែសម្រួលអត្រាលំហូរ ឬសមាសធាតុនៃឧស្ម័នចូល (ឧទាហរណ៍ ការបង្កើនសមាមាត្រនៃខ្យល់ ឬអុកស៊ីសែនសុទ្ធ)។
- សម្ពាធធុង៖ ការកើនឡើងសម្ពាធបង្កើនសម្ពាធដោយផ្នែកនៃអុកស៊ីសែន ដោយហេតុនេះបង្កើនភាពរលាយ។
- សីតុណ្ហភាព៖ ការបន្ថយសីតុណ្ហភាពបង្កើនភាពរលាយអុកស៊ីសែននៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកវប្បធម៌។

ការណែនាំផលិតផលរបស់ BOQU សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យតាមអ៊ីនធឺណិតនៃដំណើរការ fermentation ជីវសាស្រ្ត៖