បច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃទឹកដោះគោ និងដេរីវេ
ទឹកដោះគោជូរ (Whey) គឺជាផលិតផលរងដ៏សំខាន់មួយនៃឧស្សាហកម្មទឹកដោះគោ ជាពិសេសក្នុងការផលិតឈីស និងកេស៊ីន។ អស់រយៈពេលជាច្រើនឆ្នាំមកហើយ ទឹកដោះគោជូរត្រូវបានចាត់ទុកថាជាកាកសំណល់ដោយសារតែបរិមាណច្រើន មាតិកាសរីរាង្គខ្ពស់ និងការបំពុលដែលអាចកើតមានប្រសិនបើត្រូវបានបោះចោលដោយគ្មានការព្យាបាល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការរីកចម្រើនផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាម្ហូបអាហារ និងការកែច្នៃជីវសាស្រ្តបានផ្លាស់ប្តូរទស្សនៈនេះ៖ ទឹកដោះគោជូរឥឡូវនេះត្រូវបានគេមើលឃើញថាជាវត្ថុធាតុដើមដែលមានតម្លៃខ្ពស់ដោយសារតែសម្បូរទៅដោយប្រូតេអ៊ីន ឡាក់តូស សារធាតុរ៉ែ និងសមាសធាតុជីវសកម្ម។ បច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃផ្សេងៗត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីបំលែងទឹកដោះគោជូរទៅជាផលិតផលនិស្សន្ទវត្ថុជាច្រើនប្រភេទ ចាប់ពីប្រូតេអ៊ីនប្រមូលផ្តុំរហូតដល់វត្ថុធាតុដើមឱសថ និងអាហារូបត្ថម្ភ។
សមាសភាព និងលក្ខណៈនៃទឹកដោះគោជូរ
ជាទូទៅ ទឹកដោះគោមានជាតិទឹកប្រហែល 93–94% និងសារធាតុរឹងរលាយ 6–7%។ សារធាតុរឹងទាំងនេះមានជាតិឡាក់តូស (ប្រហែល 70–75% នៃសារធាតុរឹងសរុប) ប្រូតេអ៊ីនទឹកដោះគោ (ប្រហែល 10–15% នៃសារធាតុរឹង) សារធាតុរ៉ែ (ផេះ) និងសមាសធាតុតូចៗដូចជាវីតាមីនរលាយក្នុងទឹក និងអាស៊ីតសរីរាង្គ។ ប្រូតេអ៊ីនសំខាន់ៗនៅក្នុងទឹកដោះគោគឺ β-ឡាក់តូគ្លូប៊ូលីន α-ឡាក់តាលប៊ុយមីន អាល់ប៊ុយមីនសេរ៉ូមគោ អ៊ីមម៉ូណូក្លូប៊ូលីន និងឡាក់តូហ្វឺរីន។ លក្ខណៈនៃទឹកដោះគោត្រូវបានជះឥទ្ធិពលដោយប្រភេទនៃដំណើរការផលិត៖ ទឹកដោះគោផ្អែមទទួលបានពីការកកស្ទះអង់ស៊ីម (rennet) ក្នុងការផលិតឈីស ខណៈពេលដែលទឹកដោះគោជូរអាស៊ីតទទួលបានពីការកកស្ទះអាស៊ីត (ឧទាហរណ៍ ការធ្វើទឹកដោះគោជូរ ឬឈីសស្រស់)។ ទឹកដោះគោជូរអាស៊ីតមានទំនោរមាន pH ទាបជាង និងមាតិការ៉ែខុសគ្នា ដូច្នេះយុទ្ធសាស្ត្រកែច្នៃអាចប្រែប្រួល។
បញ្ហាប្រឈមផ្នែកបរិស្ថាន និងមូលហេតុនៃការកែច្នៃ
ទឹកដោះគោមានតម្លៃ BOD (តម្រូវការអុកស៊ីសែនជីវគីមី) និង COD (តម្រូវការអុកស៊ីសែនគីមី) ខ្ពស់ ដែលជាចម្បងដោយសារមាតិកាឡាក់តូសរបស់វា។ ប្រសិនបើបោះចោលដោយផ្ទាល់ ទឹកដោះគោអាចធ្វើឱ្យអុកស៊ីសែនរលាយក្នុងផ្ទៃទឹកថយចុះ និងរំខានដល់ប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី។ ដូច្នេះ ការកែច្នៃទឹកដោះគោមិនត្រឹមតែជាកិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងមួយដើម្បីបង្កើនតម្លៃបន្ថែមប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏ជាដំណោះស្រាយមួយដើម្បីកាត់បន្ថយការបំពុលផងដែរ។ បច្ចេកវិទ្យាទំនើបខិតខំទាញយកសមាសធាតុដ៏មានតម្លៃចេញពីទឹកដោះគោ និងប្រើប្រាស់ប្រភាគដែលនៅសេសសល់តាមរយៈការរំលាយអាហារ ឬការបំប្លែងថាមពល។
ដំណាក់កាលមូលដ្ឋាននៃដំណើរការ Whey
ការកែច្នៃទឹកដោះគោជូរជាទូទៅចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងការធ្វើឱ្យថ្លា និងការបំបែកជាតិខ្លាញ់។ ដំណាក់កាលនេះអាចប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បំបែកកម្លាំងបង្វិលជុំដើម្បីយកភាគល្អិតល្អន់ សំណល់ទឹកដោះគោជូរ និងជាតិខ្លាញ់ចេញ។ បន្ទាប់មក ការសម្លាប់មេរោគត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីកាត់បន្ថយបន្ទុកមីក្រូសរីរាង្គ និងធានាសុវត្ថិភាពនៃដំណើរការបន្ថែមទៀត។ បន្ទាប់មកទឹកដោះគោជូរឆ្លងកាត់ការប្រមូលផ្តុំ និងការបំបែកដោយប្រើបច្ចេកវិទ្យាភ្នាស ឬហួត អាស្រ័យលើផលិតផលដែលចង់បាន។
បច្ចេកវិទ្យាភ្នាស៖ បេះដូងនៃការបែងចែកប្រភាគទំនើប
បច្ចេកវិទ្យាភ្នាសគឺជាឆ្អឹងខ្នងនៃដំណើរការផលិតទឹកដោះគោ ពីព្រោះវាអាចបំបែកសមាសធាតុដោយផ្អែកលើទំហំម៉ូលេគុល និងបន្ទុក ក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពទាប ដើម្បីឱ្យគុណភាពប្រូតេអ៊ីនត្រូវបានរក្សា។
១. មីក្រូហ្វីលត្រង (MF)
MF ត្រូវបានប្រើដើម្បីយកភាគល្អិតដែលព្យួរចេញ បាក់តេរី និងដុំខ្លាញ់ចេញ។ នេះគឺចាំបាច់សម្រាប់ការកែលម្អស្ថេរភាពនៃផលិតផលចុងក្រោយ និងការពារការកកកុញនៃភ្នាសនៅដំណាក់កាលបន្តបន្ទាប់។
២. ការច្រោះដោយអ៊ុលត្រាហ្វ្លាយ (UF)
បច្ចេកវិទ្យា UF បំបែកប្រូតេអ៊ីន whey (retentate) ពី lactose និងសារធាតុរ៉ែ (permeate)។ UF ផលិតប្រូតេអ៊ីន Whey Protein Concentrate (WPC) ដែលមានកម្រិតប្រូតេអ៊ីនខុសៗគ្នា (ឧទាហរណ៍ 35%, 60% ឬ 80%)។ មាតិកាប្រូតេអ៊ីនកាន់តែខ្ពស់ តម្លៃរបស់វាកាន់តែខ្ពស់ និងការប្រើប្រាស់កាន់តែទូលំទូលាយនៅក្នុងភេសជ្ជៈប្រូតេអ៊ីន ផលិតផលនំប៉័ង និងអាហារមុខងារ។
៣. ឌីអាហ្វ្លាយ (DF)
DF គឺជាការលាងសម្អាតសារធាតុរក្សា UF ដោយប្រើទឹកដើម្បីកាត់បន្ថយជាតិឡាក់តូស និងសារធាតុរ៉ែ។ ជំហាននេះគឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការផលិត WPC ដែលមានរសជាតិស្អាតជាង និងជាតិឡាក់តូសទាប។
៤. ការច្រោះណាណូ (NF)
NF ត្រូវបានប្រើដើម្បីប្រមូលផ្តុំជាតិឡាក់តូស និងយកសារធាតុរ៉ែចេញមួយផ្នែកចេញពី UF permeate។ បច្ចេកវិទ្យានេះមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ការកែតម្រូវទម្រង់សារធាតុរ៉ែ និងរៀបចំវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ផលិតជាតិឡាក់តូស ឬស៊ីរ៉ូ។
៥. អូស្មូសបញ្ច្រាស (RO)
RO សង្កត់ធ្ងន់លើកំហាប់ទឹក (ការដកទឹកចេញ)។ ទឹកដោះគោអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយបរិមាណជាមួយ RO មុនពេលហួត ដោយហេតុនេះសន្សំសំចៃថាមពល។
គុណសម្បត្តិនៃបច្ចេកវិទ្យាភ្នាសគឺប្រសិទ្ធភាពថាមពល ភាពបត់បែន និងសមត្ថភាពក្នុងការផលិតប្រភាគដែលមានតម្លៃខ្ពស់។ បញ្ហាប្រឈមចម្បងៗស្ថិតនៅក្នុងការកកស្ទះភ្នាស តម្រូវការសម្រាប់ការសម្អាត CIP និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពសម្ពាធ និងសីតុណ្ហភាពដើម្បីរក្សាអត្រាលំហូរឱ្យមានស្ថេរភាព។
ការហួត និងការសម្ងួត៖ ការប្រែក្លាយទឹកដោះគោជូរទៅជាផលិតផលដែលមានស្ថេរភាព
បន្ទាប់ពីការផ្តោតអារម្មណ៍ ទឹកដោះគោជូរជាធម្មតាត្រូវបានកែច្នៃនៅក្នុងម៉ាស៊ីនហួតពហុប្រសិទ្ធភាពដើម្បីបង្កើនមាតិការឹងសរុប។ បន្ទាប់មកវាត្រូវបានសម្ងួតដោយប្រើម៉ាស៊ីនសម្ងួតបាញ់ដើម្បីផលិតម្សៅទឹកដោះគោជូរ ឬម្សៅប្រូតេអ៊ីន។ ការសម្ងួតបាញ់អនុញ្ញាតឱ្យមានអាយុកាលធ្នើយូរ ភាពងាយស្រួលនៃការដឹកជញ្ជូន និងភាពងាយស្រួលនៃការប្រើប្រាស់ក្នុងរូបមន្តអាហារផ្សេងៗ។
ចំពោះផលិតផលដូចជា WPC និង Whey Protein Isolate (WPI) ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពអំឡុងពេលសម្ងួតគឺមានសារៈសំខាន់ ដើម្បីការពារការខូចទ្រង់ទ្រាយប្រូតេអ៊ីនច្រើនហួសហេតុ រក្សាភាពរលាយ និងរក្សាលក្ខណៈសម្បត្តិមុខងារដូចជាការបង្កើតពពុះ ការធ្វើឱ្យអេម៉ាលស៊ីហ្វីក និងការធ្វើឱ្យជែល។
ប្រូតេអ៊ីន Whey Concentrate (WPC) និងប្រូតេអ៊ីន Whey Isolate (WPI)
– WPC ត្រូវបានផលិតជាចម្បងដោយ UF និងការសម្ងួត។ មាតិកាប្រូតេអ៊ីនរបស់វាមានភាពខុសប្លែកគ្នា ប៉ុន្តែវានៅតែមានផ្ទុកជាតិ lactose និងសារធាតុរ៉ែមួយចំនួន។ WPC ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីកែលម្អវាយនភាព អារម្មណ៍នៃមាត់ និងតម្លៃអាហារូបត្ថម្ភនៃផលិតផល។
– WPI មានមាតិកាប្រូតេអ៊ីនខ្ពស់ខ្លាំង (ជាធម្មតា >90%) និងមាតិកាឡាក់តូសទាបខ្លាំង។ ការផលិតរបស់វាទាមទារដំណើរការបន្ថែមដូចជា DF ដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង ការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង ឬការរួមបញ្ចូលគ្នាភ្នាសទំនើប។ WPI មានប្រជាប្រិយភាពនៅក្នុងផលិតផលអាហារូបត្ថម្ភកីឡា អាហារវេជ្ជសាស្ត្រ និងរូបមន្តដែលត្រូវការឡាក់តូសទាប។
បន្ថែមពីលើមាតិកាប្រូតេអ៊ីន គុណភាព WPC/WPI ត្រូវបានកំណត់ដោយទម្រង់អាស៊ីតអាមីណូរបស់វា (សម្បូរទៅដោយ BCAAs) ភាពរលាយ និងកម្រិតនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ការច្នៃប្រឌិតដំណើរការផ្តោតលើការផលិត "ប្រូតេអ៊ីន whey ដើម" ជាមួយនឹងការព្យាបាលដោយកំដៅតិចតួចបំផុត ដូច្នេះរក្សារចនាសម្ព័ន្ធប្រូតេអ៊ីនបានកាន់តែប្រសើរ។
ការផលិតសារធាតុឡាក់តូស និងកាបូអ៊ីដ្រាត
សារធាតុ UF permeate សម្បូរទៅដោយជាតិ lactose និងសារធាតុរ៉ែ។ ជាតិ lactose អាចត្រូវបានផលិតឡើងដោយការបង្កើតគ្រីស្តាល់បន្ទាប់ពីការប្រមូលផ្តុំ និង supersaturation។ ជាតិ lactose ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ (ឧទាហរណ៍ ស្ករគ្រាប់) ឱសថ (ជាសារធាតុបន្ថែមក្នុងគ្រាប់) និងចំណីសត្វ។
ឡាក់តូសក៏អាចត្រូវបានបំបែកដោយប្រើប្រាស់អង់ស៊ីមឡាក់តាសទៅជាគ្លុយកូស និងហ្គាឡាក់តូស ដើម្បីបង្កើតផលិតផលដែលមានជាតិឡាក់តូសទាប។ ការបំបែកដោយទឹកនេះមានប្រយោជន៍សម្រាប់អ្នកទទួលទានដែលមិនអត់ឱនចំពោះឡាក់តូស ហើយក៏បង្កើនកម្រិតផ្អែមផងដែរ ដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយជាតិស្ករដែលបានបន្ថែមនៅក្នុងរូបមន្តមួយចំនួន។
បច្ចេកវិទ្យាទំនើបមួយទៀតគឺការផលិតអូលីហ្គោសាក់ការីតដូចជា GOS (galacto-oligosaccharides) តាមរយៈប្រតិកម្ម transgalactosylation។ GOS ត្រូវបានគេវាយតម្លៃខ្ពស់ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិ prebiotic របស់វា ហើយត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងរូបមន្តទារក និងភេសជ្ជៈមានមុខងារ។
ការធ្វើឲ្យទឹកដោះគោជូរ៖ ពីកាកសំណល់ទៅជាផលិតផលជីវសាស្ត្រ
ការធ្វើឲ្យមានជាតិ fermentation គឺជាផ្លូវសំខាន់មួយសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ទឹកដោះគោ ជាពិសេសប្រភាគសម្បូរជាតិ lactose។ ជាមួយនឹងអតិសុខុមប្រាណដែលបានជ្រើសរើស ទឹកដោះគោអាចត្រូវបានបំប្លែងទៅជា៖
– អាស៊ីតឡាក់ទិក៖ វត្ថុធាតុដើមសម្រាប់ជីវប្លាស្ទិក PLA និងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ។
– អេតាណុល៖ តាមរយៈដំណើរការ fermentation នៃដំបែមួយចំនួន; អាចប្រើសម្រាប់ឧស្សាហកម្ម ឬថាមពល។
– អាស៊ីតអាសេទិក អាស៊ីតប្រូភីយ៉ូនិក និងសារធាតុរំលាយអាហារផ្សេងៗទៀត៖ សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ក្នុងម្ហូបអាហារ និងគីមី។
– ជីវម៉ាសអតិសុខុមប្រាណ៖ ឧទាហរណ៍ ការផលិតផ្សិត ឬប្រូបាយអូទិកមួយចំនួន។
បញ្ហាប្រឈមនៃដំណើរការ fermentation ទឹកដោះគោរួមមានការប្រែប្រួលនៃសមាសធាតុវត្ថុធាតុដើម តម្រូវការសម្រាប់ការបំពេញបន្ថែមសារធាតុចិញ្ចឹម និងការគ្រប់គ្រងការចម្លងរោគ។ ការរួមបញ្ចូលដំណើរការ fermentation ជាមួយប្រព័ន្ធបំបែក (ឧទាហរណ៍ ភ្នាស ឬការបន្សុទ្ធ) អាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវទិន្នផល និងប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ។
ផលិតផលជីវសកម្ម៖ ឡាក់តូហ្វឺរីន និង ប៉ិបទីតមុខងារ
បច្ចេកវិទ្យាបន្សុទ្ធទំនើបអនុញ្ញាតឱ្យមានការញែកសមាសធាតុអនីតិជនដែលមានតម្លៃខ្ពស់ដូចជា lactoferrin និង immunoglobulins។ វិធីសាស្រ្តដែលប្រើរួមមាន chromatography ភ្នាសជ្រើសរើស និង precipitation ដែលគ្រប់គ្រង។ លើសពីនេះ ប្រូតេអ៊ីន whey អាចត្រូវបាន hydrolyzed ដោយប្រើអង់ស៊ីមដើម្បីផលិត peptides ជីវសកម្មជាមួយនឹងសក្តានុពលប្រឆាំងនឹងសម្ពាធឈាម ប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម ឬសកម្មភាព immunomodulatory។ ផលិតផលទាំងនេះត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងវិស័យអាហារបំប៉ន និងអាហារមុខងារ។
និន្នាការ និងនវានុវត្តន៍៖ ឆ្ពោះទៅរកដំណើរការបៃតងជាងមុន
ទិសដៅបច្ចុប្បន្ននៃការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃទឹកដោះគោជូរផ្តោតលើប្រសិទ្ធភាពថាមពល ការកាត់បន្ថយទឹកដំណើរការ និងសូន្យកាកសំណល់។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ RO និងការហួតសម្រាប់ការសន្សំសំចៃថាមពល ការប្រើប្រាស់ភ្នាសដែលមានភាពធន់នឹងការកកកុញប្រសើរឡើង និងការរួមបញ្ចូលរោងចក្រចម្រាញ់ជីវภาพ (ផលិតប្រូតេអ៊ីន ឡាក់តូស អាស៊ីតសរីរាង្គ និងថាមពលពីស្ទ្រីមទឹកដោះគោជូរតែមួយ) គឺជាចំណុចសំខាន់នៃការស្រាវជ្រាវឧស្សាហកម្ម។
លើសពីនេះ ការធ្វើឌីជីថលូបនីយកម្មដំណើរការ ដូចជាការត្រួតពិនិត្យការបំពុលក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង ការគ្រប់គ្រង CIP ដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រប្រតិបត្តិការដែលជំរុញដោយទិន្នន័យ ជួយរោងចក្រឱ្យបង្កើនភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃគុណភាព ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយថ្លៃដើមផលិតកម្ម។
Penutup
ទឹកដោះគោបានប្រែក្លាយពីផលិតផលកាកសំណល់ឧស្សាហកម្មទឹកដោះគោទៅជាប្រភពវត្ថុធាតុដើមយុទ្ធសាស្ត្រសម្រាប់អាហារ ឱសថ និងផលិតផលជីវសាស្ត្រ។ តាមរយៈបច្ចេកវិទ្យាភ្នាស ការហួត ការសម្ងួត ការធ្វើគ្រីស្តាល់ ការរំលាយអាហារ និងការបន្សុទ្ធសមាសធាតុជីវសកម្ម ទឹកដោះគោអាចត្រូវបានកែច្នៃទៅជាដេរីវេតម្លៃខ្ពស់ផ្សេងៗដូចជា WPC, WPI, lactose, GOS, lactic acid និង peptides មុខងារ។ នៅពេលខាងមុខ ការរួមបញ្ចូលបច្ចេកវិទ្យា និងវិធីសាស្ត្រចម្រាញ់ជីវសាស្ត្រមានសក្តានុពលក្នុងការធ្វើឱ្យការកែច្នៃទឹកដោះគោកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព មិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន និងទទួលបានផលចំណេញ ខណៈពេលដែលក៏គាំទ្រដល់គោលគំនិតនៃសេដ្ឋកិច្ចរង្វង់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារផងដែរ។
