ដំណើរការ fermentation នៅក្នុងមីក្រូសរីរាង្គ
ការធ្វើឲ្យមានជាតិ fermentation គឺជាដំណើរការជីវសាស្រ្តដ៏សំខាន់បំផុតមួយដែលអនុវត្តដោយអតិសុខុមប្រាណដើម្បីទទួលបានថាមពល។ ដំណើរការនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ដោយមនុស្សអស់រយៈពេលរាប់ពាន់ឆ្នាំមកហើយ យូរមុនពេលដែលគោលគំនិតនៃអតិសុខុមជីវវិទ្យាត្រូវបានទទួលស្គាល់តាមបែបវិទ្យាសាស្ត្រ។ ផលិតផលអាហារ និងភេសជ្ជៈជាច្រើនប្រភេទដូចជា តេមពេ ទឹកដោះគោជូរ នំប៉័ង ដំឡូងមីដែលមានជាតិ fermented ទឹកស៊ីអ៊ីវ គីមឈី និងសូម្បីតែភេសជ្ជៈមានជាតិអាល់កុល គឺជាលទ្ធផលនៃការធ្វើ fermentation។ នៅពីក្រោយផលិតផលចម្រុះទាំងនេះ គឺជាយន្តការមេតាបូលីសរបស់អតិសុខុមប្រាណ ដែលបំលែងសារធាតុសរីរាង្គ ជាពិសេសកាបូអ៊ីដ្រាត ទៅជាសមាសធាតុសាមញ្ញជាងមុន ជាមួយនឹងការបញ្ចេញថាមពល។ អត្ថបទនេះពិភាក្សាអំពីនិយមន័យនៃការធ្វើ fermentation ដំណាក់កាលនៃដំណើរការ ប្រភេទនៃការធ្វើ fermentation អតិសុខុមប្រាណដែលពាក់ព័ន្ធ និង កត្តាដែលជះឥទ្ធិពលដល់ ភាពជោគជ័យនៃការធ្វើ fermentation។
ការយល់ដឹងអំពីដំណើរការ fermentation
ជាទូទៅ ដំណើរការ fermentation គឺជាដំណើរការនៃការបំបែកសមាសធាតុសរីរាង្គ (ឧ. គ្លុយកូស) ទៅជាសមាសធាតុសាមញ្ញជាងដោយមានជំនួយពីអតិសុខុមប្រាណ ឬអង់ស៊ីមដែលពួកវាផលិត។ នៅក្នុងបរិបទនៃអតិសុខុមជីវសាស្ត្រ ដំណើរការ fermentation ជាធម្មតាកើតឡើងក្នុងករណីដែលគ្មានអុកស៊ីសែន (អាណាអេរ៉ូប៊ីក) ឬក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃអុកស៊ីសែនមានកំណត់។ គោលបំណងចម្បងនៃដំណើរការ fermentation សម្រាប់អតិសុខុមប្រាណគឺដើម្បីផលិតថាមពលក្នុងទម្រង់ជា ATP (អាដេណូស៊ីន ទ្រីផូស្វាត) ដើម្បីឱ្យពួកវាអាចរស់រានមានជីវិត លូតលាស់ និងបន្តពូជបាន។
មិនដូចការដកដង្ហើមបែបអ៊ែរ៉ូប៊ីកដែលផលិតថាមពលបានច្រើននោះទេ ដំណើរការ fermentation ផលិតថាមពលបានតិច។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការ fermentation គឺជាយុទ្ធសាស្ត្រសម្របខ្លួនដ៏សំខាន់មួយសម្រាប់អតិសុខុមប្រាណនៅក្នុងបរិស្ថានដែលមានអុកស៊ីសែនតិច ដូចជានៅក្នុងម្សៅនំប៉័ង ទឹកដោះគោដែលរក្សាទុក ឬជាលិការុក្ខជាតិដែលបិទជិត។
មូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការរំលាយអាហារដោយដំណើរការ fermentation
ដើម្បីយល់ពីដំណើរការ fermentation នៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណ វាជាការសំខាន់ណាស់ក្នុងការយល់ដឹងពីរបៀបដែលកោសិកាផលិតថាមពល។ សរុបមក ដំណើរការ fermentation ចាប់ផ្តើមជាមួយនឹង glycolysis ដែលជាការបំបែកគ្លុយកូសទៅជាម៉ូលេគុល pyruvate ពីរ។ Glycolysis ផលិត ATP ក្នុងបរិមាណតិចតួច និង NADH ដែលជាឧបករណ៍ផ្ទុកអេឡិចត្រុង។ ក្រោមលក្ខខណ្ឌ aerobic NADH ត្រូវបានកត់សុីឡើងវិញតាមរយៈខ្សែសង្វាក់ដឹកជញ្ជូនអេឡិចត្រុង ដោយមានអុកស៊ីសែនជាអ្នកទទួលអេឡិចត្រុងចុងក្រោយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងដំណើរការ fermentation អុកស៊ីសែនមិនមានទេ ដូច្នេះកោសិកាត្រូវតែស្វែងរកវិធីមួយផ្សេងទៀតដើម្បី "កែច្នៃ" NADH ទៅជា NAD⁺ ដើម្បីបន្ត glycolysis។
នេះជាកន្លែងដែលដំណើរការ fermentation ចូលមកដើរតួនាទី៖ ពីរូវ៉ាត ឬដេរីវេរបស់វានឹងទទួលយកអេឡិចត្រុងពី NADH ដោយហេតុនេះបង្កើត NAD⁺ ឡើងវិញ។ ដោយមាន NAD⁺ អាចប្រើបាន គ្លីកូលីសអាចបន្ត ហើយ ATP ត្រូវបានផលិត ទោះបីជាក្នុងបរិមាណមានកំណត់ក៏ដោយ។
ដំណាក់កាលទូទៅ នៃដំណើរការ fermentation
ទោះបីជាប្រភេទនៃដំណើរការ fermentation មានភាពខុសប្លែកគ្នាក៏ដោយ ជាទូទៅដំណើរការ fermentation នៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណរួមមានដំណាក់កាលដូចខាងក្រោម៖
១. ការរៀបចំស្រទាប់ខាងក្រោម
ស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ដំណើរការ fermentation ចម្បងជាធម្មតាគឺកាបូអ៊ីដ្រាត (គ្លុយកូស ស៊ុយក្រូស ម៉ាល់តូស ឡាក់តូស) ប៉ុន្តែវាក៏អាចមកពីម្សៅ ឬសែលុយឡូស ដែលត្រូវបានបំបែកដោយអង់ស៊ីមជាមុនសិន។ ឧទាហរណ៍ ក្នុងការផលិតតេមពេ ប្រូតេអ៊ីនសណ្តែកសៀង និងកាបូអ៊ីដ្រាត ត្រូវបានបំបែកដោយអង់ស៊ីមផ្សិត។ ក្នុងការផលិតកាសែត ម្សៅនៅក្នុងដំឡូងមី ឬអង្ករដំណើប ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាជាតិស្ករសាមញ្ញដោយអង់ស៊ីមផ្សិត។
១. គ្លីកូលីស
គ្លុយកូសត្រូវបានបំបែកទៅជា pyruvate នៅក្នុងស៊ីតូប្លាស្មរបស់កោសិកា។ ដំណាក់កាលនេះបង្កើតទិន្នផលថាមពលសុទ្ធចំនួន 2 ATP ក្នុងមួយម៉ូលេគុលគ្លុយកូស និង NADH។
៣. ការកាត់បន្ថយ pyruvate (ឬដេរីវេរបស់វា)
បន្ទាប់មក ភីរូវ៉ាត ត្រូវបានបំប្លែងទៅជាផលិតផលចុងក្រោយនៃដំណើរការ fermentation ដូចជាអាស៊ីតឡាក់ទិក ឬអេតាណុល។ នៅដំណាក់កាលនេះ NADH បញ្ចេញអេឡិចត្រុងរបស់វា ហើយបំប្លែងត្រឡប់ទៅ NAD⁺ វិញ។
៤. ការបង្កើតផលិតផល និងការផ្លាស់ប្តូរបរិស្ថាន
ផលិតផលដែលមានជាតិ fermentation ជាទូទៅផ្លាស់ប្តូររសជាតិ ក្លិនក្រអូប វាយនភាព និងអាយុកាលរក្សាទុករបស់អាហារ។ អាស៊ីតដែលបានបង្កើតឡើងជួយបន្ថយ pH ដែលរារាំងការលូតលាស់របស់អតិសុខុមប្រាណដែលខូច ខណៈដែលជាតិអាល់កុល និងកាបូនឌីអុកស៊ីតរួមចំណែកដល់លក្ខណៈពិសេសនៃនំប៉័ង និងភេសជ្ជៈដែលមានជាតិ fermented។
ប្រភេទនៃដំណើរការ fermentation និងឧទាហរណ៍
១. ការរំលាយអាស៊ីតឡាក់ទិក
ដំណើរការនៃការ fermentation អាស៊ីតឡាក់ទិកកើតឡើងនៅពេលដែល pyruvate ត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាអាស៊ីតឡាក់ទិក។ ដំណើរការនេះគឺជារឿងធម្មតានៅក្នុងបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកដូចជា Lactobacillus, Streptococcus និង Leuconostoc។ លទ្ធផលគឺការកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងនៃជាតិអាស៊ីត។
ឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធី៖
– ទឹកដោះគោជូរ (ជាទូទៅមានផ្ទុកបាក់តេរី Lactobacillus bulgaricus និង Streptococcus thermophilus)
– គីមឈី និងស្ពៃក្តោបជូរ (បន្លែដែលមានជាតិ fermented ដោយបាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិក)
– ការជ្រលក់ និងការធ្វើឲ្យត្រីមានជាតិ fermentation ជាក់លាក់
– នៅក្នុងខ្លួនមនុស្ស ការបំបែកអាស៊ីតឡាក់ទិកក៏កើតឡើងនៅក្នុងសាច់ដុំផងដែរ នៅពេលដែលខ្វះអុកស៊ីសែន។
ការរំលាយអាស៊ីតឡាក់ទិកអាចត្រូវបានបែងចែកជា:
– ធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈដូចគ្នា (Homofermentation) ផលិតអាស៊ីតឡាក់ទិកជាចម្បង។
– ប្រតិកម្មមិនឆ្លងពូជ ដែលផលិតអាស៊ីតឡាក់ទិក ក៏ដូចជា CO₂ និងសមាសធាតុផ្សេងទៀតដូចជាអេតាណុល ឬអាស៊ីតអាសេទិក។
២. ការធ្វើឲ្យជាតិអាល់កុលឡើងជាចំហាយ
ជាទូទៅ ដំណើរការនៃការ fermentation ជាតិអាល់កុលត្រូវបានអនុវត្តដោយផ្សិតដូចជា Saccharomyces cerevisiae។ នៅក្នុងដំណើរការនេះ ពីរូវ៉ាតត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអាសេតាល់ដេអ៊ីត ខណៈពេលកំពុងបញ្ចេញ CO₂ បន្ទាប់មកអាសេតាល់ដេអ៊ីតត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាអេតាណុល។
ឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធី៖
– នំប៉័ង៖ CO₂ ធ្វើឱ្យម្សៅហើម ចំណែកអេតាណុលភាគច្រើនហួតក្នុងពេលដុតនំ។
– ស្រាបៀរ ស្រាទំពាំងបាយជូរ និងស្រាវីស្គីប្រពៃណី៖ អេតាណុលគឺជាផលិតផលដែលចង់បានបំផុត។
– កាសែត៖ ផលិតអេតាណុល និងក្លិនក្រអូបប្លែកៗជាច្រើនពីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃមេរោគផ្សិត និងបាក់តេរី។
៣. ការរំលាយអាស៊ីតអាសេទិក
ដំណើរការនៃការ fermentation នេះទាក់ទងនឹងការបង្កើតអាស៊ីតអាសេទិក (ទឹកខ្មេះ)។ តាមបច្ចេកទេស បាក់តេរីអាស៊ីតអាសេទិកដូចជា Acetobacter aceti បំប្លែងអេតាណុលទៅជាអាស៊ីតអាសេទិក ដែលជាដំណើរការដែលត្រូវការអុកស៊ីសែន (អេរ៉ូប៊ីក)។ ដូច្នេះ វាត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាញឹកញាប់ថាជា "fermentation" នៅក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ ទោះបីជាវាខុសពី fermentation អាណាអេរ៉ូប៊ីកសុទ្ធក៏ដោយ។
ឧទាហរណ៍នៃកម្មវិធី៖
- ទឹកខ្មេះផ្លែប៉ោម ទឹកខ្មេះអង្ករ និងទឹកខ្មេះជាច្រើនប្រភេទ។
៤. ការធ្វើឲ្យមានជាតិជូរនៃប៊ូទីរ៉ាត និងផ្សេងៗទៀត
បាក់តេរីមួយចំនួន ដូចជា Clostridium អាចផលិតអាស៊ីតប៊ុយទីរីក អាស៊ីតអាសេទិក ប៊ុយតាណុល អាសេតូន និងឧស្ម័ន។ ដំណើរការទាំងនេះមានសារៈសំខាន់នៅក្នុងអេកូឡូស៊ីមីក្រូសរីរាង្គ ហើយក៏អាចរួមចំណែកដល់ការរលួយនៃអាហារមួយចំនួននៅពេលដែលមិនចង់បាន។
អតិសុខុមប្រាណដែលដើរតួនាទីក្នុងការ fermentation
ការធ្វើឲ្យមានជាតិ fermentation ពាក់ព័ន្ធនឹងក្រុមអតិសុខុមប្រាណជាច្រើនក្រុម រួមមាន៖
- បាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិក៖ ឡាក់តូបាស៊ីលីស, ឡាក់តូកូក, ស្ទ្រិបតូកូក, ពេឌីអូកូក។
– ដំបែ៖ បាក់តេរី Saccharomyces, Candida (ក្នុងការធ្វើ fermentation បែបប្រពៃណីមួយចំនួន)។
– ផ្សិត៖ Rhizopus oligosporus ក្នុង tempeh, Aspergillus oryzae ក្នុងទឹកស៊ីអ៊ីវ និង miso។ ផ្សិតច្រើនតែដើរតួនាទីក្នុងការបំបែកម៉ូលេគុលស្មុគស្មាញតាមរយៈអង់ស៊ីម ដោយហេតុនេះជួយសម្រួលដល់ដំណើរការ fermentation បន្ថែមទៀតដោយបាក់តេរី ឬ yeast។
នៅក្នុងផលិតផលប្រពៃណីជាច្រើន ដំណើរការ fermentation មិនត្រូវបានអនុវត្តដោយអតិសុខុមប្រាណតែមួយមុខទេ ប៉ុន្តែផ្ទុយទៅវិញដោយសហគមន៍អតិសុខុមប្រាណ។ អន្តរកម្មរបស់ពួកវាបង្កើតរសជាតិ និងគុណភាពប្លែកៗ។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងដំឡូងមីដែលមានជាតិ fermented (tape) ផ្សិត និង yeast បំបែកម្សៅ និងផលិតជាតិអាល់កុល ខណៈពេលដែលបាក់តេរីមួយចំនួនអាចផលិតអាស៊ីតដែលធ្វើឱ្យរសជាតិមានតុល្យភាព។
កត្តាដែលប៉ះពាល់ដល់ភាពជោគជ័យនៃការ fermentation
ភាពជោគជ័យនៃការ fermentation អាស្រ័យយ៉ាងខ្លាំងទៅលើលក្ខខណ្ឌបរិស្ថាន និងការគ្រប់គ្រងដំណើរការ។ កត្តាសំខាន់ៗរួមមាន៖
១. សីតុណ្ហភាព
អតិសុខុមប្រាណនីមួយៗមានសីតុណ្ហភាពល្អបំផុត។ ឧទាហរណ៍ ទឹកដោះគោជូរជាទូទៅមានដំណើរការ fermentation នៅសីតុណ្ហភាពក្តៅ ខណៈពេលដែល fermentation បន្លែអាចកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ទាបជាង។ សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ពេកអាចសម្លាប់អតិសុខុមប្រាណ ខណៈពេលដែលសីតុណ្ហភាពទាបពេកធ្វើឱ្យដំណើរការយឺត។
2. pH (ជាតិអាស៊ីត)
pH ប៉ះពាល់ដល់សកម្មភាព និងការលូតលាស់របស់អង់ស៊ីម អតិសុខុមប្រាណ។ បាក់តេរីអាស៊ីតឡាក់ទិកច្រើនតែបន្ថយ pH ដោយហេតុនេះជួយរក្សាផលិតផល។
៣. ភាពអាចរកបាននៃអុកស៊ីសែន
ជាទូទៅ ការធ្វើឲ្យមានជាតិអាល់កុល និងអាស៊ីតឡាក់ទិកត្រូវការលក្ខខណ្ឌអាណាអេរ៉ូប៊ិក ឬលក្ខខណ្ឌអុកស៊ីសែនទាប។ ផ្ទុយទៅវិញ ការបង្កើតអាស៊ីតអាសេទិកត្រូវការអុកស៊ីសែន។
៤. កំហាប់អំបិល និងស្ករ
អំបិលអាចរារាំងមីក្រុបដែលខូចគុណភាព និងជ្រើសរើសមីក្រុបមួយចំនួន (ឧទាហរណ៍ ក្នុងដំណើរការ fermentation បន្លែ)។ ស្ករគឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមសំខាន់ក្នុងដំណើរការ fermentation ជាច្រើន ប៉ុន្តែកំហាប់ខ្ពស់ពេកអាចទាញទឹកចេញពីកោសិកាមីក្រុប ដែលរារាំងការលូតលាស់។
៥. អនាម័យ និងការបំពុល
ការចម្លងរោគដោយអតិសុខុមប្រាណដែលមិនចង់បានអាចធ្វើឱ្យខូចរសជាតិ កាត់បន្ថយគុណភាព ឬថែមទាំងបង្កើតជាតិពុលទៀតផង។ ដូច្នេះ អនាម័យត្រឹមត្រូវ និងការប្រើប្រាស់វប្បធម៌ចាប់ផ្តើមគឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់នៅក្នុងឧស្សាហកម្ម។
៦. ពេលវេលានៃការរំលាយអាហារ
ការធ្វើឲ្យមានជាតិ fermentation ខ្លីពេកអាចបណ្តាលឲ្យផលិតផល «មិនទាន់បានផលិតរួច» ខណៈដែលរយៈពេលយូរពេកអាចបណ្តាលឲ្យមានរសជាតិជូរពេក មានជាតិអាល់កុលពេក ឬខូចវាយនភាព។
អត្ថប្រយោជន៍នៃការ fermentation សម្រាប់មនុស្ស
ក្រៅពីការផលិតផលិតផលដែលមានរសជាតិ និងក្លិនក្រអូបពិសេស ការធ្វើ fermentation ក៏ផ្តល់នូវអត្ថប្រយោជន៍មួយចំនួនផងដែរ៖
– បង្កើនអាយុកាលរក្សាទុកដោយបន្ថយ pH បង្កើតជាអាល់កុល ឬសមាសធាតុប្រឆាំងមេរោគ។
- បង្កើនតម្លៃអាហារូបត្ថម្ភ ឧទាហរណ៍ ការបង្កើនភាពអាចរកបាននៃវីតាមីនមួយចំនួន និងការបំបែកសារធាតុចិញ្ចឹម។
- ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវការរំលាយអាហារ ជាពិសេសនៅក្នុងផលិតផលដែលមានផ្ទុកប្រូបាយអូទិកដូចជាទឹកដោះគោជូរ។
- បង្កើតរសជាតិ និងវាយនភាពថ្មីៗ ដែលមិនអាចសម្រេចបានដោយការចម្អិនធម្មតាតែមួយមុខ។
Penutup
ដំណើរការ fermentation នៅក្នុងអតិសុខុមប្រាណគឺជាយុទ្ធសាស្ត្រមេតាបូលីសដែលអនុញ្ញាតឱ្យកោសិកាទទួលបានថាមពលក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលមានអុកស៊ីសែនកំណត់ ខណៈពេលដែលផលិតផលិតផលគីមីដែលផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈនៃអាហារ។ តាមរយៈ glycolysis និងប្រតិកម្មជាបន្តបន្ទាប់ដើម្បីកែច្នៃ NAD⁺ ឡើងវិញ អតិសុខុមប្រាណអាចរស់រានមានជីវិត និងលូតលាស់បាន។ ចំពោះមនុស្ស fermentation គឺជាបច្ចេកវិទ្យាជីវសាស្រ្តដ៏មានតម្លៃ ទាំងសម្រាប់ការផលិតអាហារ ការអភិរក្ស និងការអភិវឌ្ឍអាហារមុខងារ។ ការយល់ដឹងអំពីប្រភេទនៃ fermentation អតិសុខុមប្រាណដែលពាក់ព័ន្ធ និង កត្តាដែលមានឥទ្ធិពលលើ ដំណើរការនេះនឹងជួយផលិតផលិតផល fermented ប្រកបដោយសុវត្ថិភាព គុណភាពខ្ពស់ និងស៊ីសង្វាក់គ្នា។
