เพิ่มมูลค่าและการผลิตนวัตกรรมจากข้าวก่้าดอยสะเก็ดเพื่อยกระดับวิสาหกิจเริ่มต้น

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์เครื่องดื่มจากสารสกัดข้าวก่ำ จากการยิงสกัดด้วยสนามไฟฟ้าพัลส์ โดยเบื้องต้นทำการศึกษาเปรียบเทียบการสกัดข้าวก่ำบดละเอียดกับข้าวก่ำไม่บด โดยใช้อัตราส่วนของข้าวก่ำ 1 กิโลกรัม : น้ำ 2 ลิตร ที่แรงดันไฟฟ้า 3 ระดับ ได้แก่ 2, 3 และ 4 กิโลโวลต์/เซนติเมตร ในความถี่ 1 เฮิร์ซ และปรับเปลี่ยนตัวแปรด้วยจำนวนพัลส์ 4 ระดับได้แก่ 0, 100, 300 และ 500 พัลส์ จากการทดลองพบว่า ค่าความเป็นกรด-ด่างและร้อยละผลที่ได้จากการสกัด (%yield) ระหว่างสารสกัดจากข้าวก่ำบดละเอียดและสารสกัดจากเมล็ดข้าวก่ำไม่บด ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ (p>0.05) จากนั้นนำสารสกัดที่ได้ทั้ง 2 สภาวะมาศึกษาต่อ โดยการนำมาวิเคราะห์หาปริมาณแอนโทไซยานินทั้งหมด เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดข้าวก่ำ ผลการทดลองพบว่าการสกัดเมล็ดข้าวก่ำไม่บดได้ปริมาณแอนโทไซยานินทั้งหมดสูงกว่าการสกัดจากข้าวก่ำบดละเอียดอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.05) โดยมีปริมาณแอนโทไซยานินสูงที่สุดเท่ากับ 3.11?0.22 mg/l จากการสกัดด้วยเอทานอลร้อยละ 50 ซึ่งมีความต่างอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.05) เมื่อเทียบกับทุกสภาวะการสกัด อันดับที่สองคือการสกัดด้วยสนามไฟฟ้าพัลส์ที่แรงดันไฟฟ้า 4 กิโลโวลต์/เซนติเมตร จำนวน 300 พัลส์ ได้ปริมาณแอนโทไซยานินทั้งหมด คือ 1.17?0.04 mg/l ซึ่งแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการสกัดด้วยน้ำ (p<0.05) แต่อย่างไรก็ตามเพื่อให้ได้ค่าปริมาณแอนโทไซยานินโดยรวมสูงขึ้น จึงเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็น 4, 5 และ 6 กิโลโวลต์/เซนติเมตร และเพิ่มจำนวนพัลส์ให้สูงขึ้นเป็น 1,000, 3,000 และ 5,000 พัลส์ พบว่าแรงดันไฟฟ้าและจำนวนพัลส์ที่ให้ผลค่าแอนโทไซยานินโดยรวมสูงที่สุดคือแรงดันไฟฟ้า 6 กิโลโวลต์/เซนติเมตร จำนวน 5,000 พัลส์ (3.23?0.04 mg/l) โดยมีความแตกต่างจากสภาวะอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (p<0.05) เมื่อเทียบกับทุกตัวอย่างการสกัด เมื่อพิจารณาฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดข้าวก่ำ พบว่า การสกัดที่ 4 กิโลโวลต์/เซนติเมตร จำนวน 1,000 พัลส์ และที่ 5 กิโลโวลต์/เซนติเมตร จำนวน 1,000 พัลส์ มีฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุด (ร้อยละ 77.86?0.67 และ 76.91?0.71 ตามลำดับ) ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับการสกัดทั้งหมด (p<0.05) แต่มีข้อสังเกตการสกัดด้วยสภาวะจำนวนพัลส์ที่สูงขึ้นค่าแอนโทไซยานินโดยรวมจะสูงขึ้นตามลำดับ แต่ในทางกลับกันเมื่อมีการเพิ่มพลังงานในการสกัดมากขึ้นจะส่งผลให้ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดมีแนวโน้มลดลง จึงต้องมีการวิเคราะห์สภาวะที่เหมาะสมกับการสกัดให้ได้ปริมาณแอนโทไซยานินโดยรวมและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระให้เหมาะสม เพื่อที่จะนำไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์แปรรูปอาหารและไม่ใช่อาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้การวิเคราะห์ผลพื้นผิวตอบสนอง (Response Surface Methodology, RSM) พบว่า สภาวะที่เหมาะสมมากที่สุดคือการใช้แรงดันไฟฟ้าที่ 5 กิโลโวลต์/เซนติเมตร จำนวน 3,000 พัลส์ โดยมีปริมาณแอนโทไซยานินและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระเท่ากับ 1.02?0.04 mg/l และ ร้อยละ 59.72?0.34 ตามลำดับ และมีการศึกษาเพิ่มเติมโดยการใช้ Scanning Electron Microscope : SEM เพื่อวิเคราะห์พื้นผิวของเมล็ดข้าวที่ถูกสกัดด้วยสนามไฟฟ้าพัลส์ พบว่าเมื่อเพิ่มจำนวนพัลส์มากขึ้นจะสามารถพบเจอจำนวนรูพรุนบนเมล็ดข้าวก่ำได้เพิ่มมากขึ้นและพบผลึกน้ำตาลรอบรูพรุนมากขึ้น จากนั้นนำสารสกัดข้าวก่ำดอยสะเก็ดมาทำการพัฒนาสูตรเครื่องดื่มสกัดโดยศึกษา 3 สูตร ได้แก่ สูตรที่ 1 (น้ำข้าวก่ำสกัดร้อยละ 85 : น้ำผึ้งร้อยละ 15) สูตรที่ 2 (น้ำข้าวก่ำสกัดร้อยละ 90 : น้ำผึ้งร้อยละ 10) และสูตรที่ 3 (น้ำข้าวก่ำสกัดร้อยละ 95 : น้ำผึ้งร้อยละ 5) จากการให้คะแนนของผู้บริโภคจำนวน 50 คน สูตรที่มีคะแนนสูงที่สุดได้แก่ สูตรที่ 2 (น้ำข้าวก่ำสกัดร้อยละ 90 : น้ำผึ้งร้อยละ 10) โดยมีคะแนนด้านรสชาติและความชอบโดยรวมสูงที่สุด (6.90?1.58 และ 6.88?1.78 ตามลำดับ) และมีคุณค่าทางโภชนาการซึ่งได้แก่ ปริมาณฟลาโวนอยด์โดยรวมทั้งหมด ปริมาณแอนโทไซยานินโดยรวมทั้งหมด และฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ เท่ากับ 9.32?0.00 mg of quercetin equivalent / g extract, 0.67?0.03 mg/l และ ร้อยละ 67.10?6.58 ตามลำดับ และทำการศึกษาอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์โดยเครื่องดื่มสกัดเข้มข้นจากข้าวก่ำโดยวิธีการเก็บรักษาในสภาวะเร่งที่สภาวะอุณหภูมิ 35 และ 45 องศาเซลเซียส สามารถเก็บรักษาได้นาน 30 วัน นอกจากนั้นได้มีการนำเอาผลผลิตที่เหลือทิ้งจากการปลูกข้าวก่ำซึ่งได้แก่ ใบข้าวก่ำ มาพัฒนาเป็นชาจากใบข้าวก่ำ โดยศึกษากระบวนการทำชาทั้งหมด 4 กรรมวิธี ซึ่งได้แก่ ชาเขียว ชาฝรั่ง ชาจีน และชาอู่หลง โดยมีการประเมินความชอบของผู้บริโภคเช่นกัน ชาใบข้าวก่ำที่ได้คะแนนประเมินความชอบของผู้บริโภคจำนวน 50 คน ได้แก่ ชาใบข้าวก่ำชาอู่หลง โดยมีคะแนน ลักษณะปรากฏ กลิ่น รสชาติ และความชอบโดยรวมสูงที่สุด เท่ากับ 6.94?1.41, 6.76?1.53, 6.56?1.76 และ 6.78?1.54 ตามลำดับ และมีคุณค่าทางโภชนาการได้แก่ ปริมาณฟลาโวนอยด์โดยรวมทั้งหมด (3.22?0.00 mg of quercetin equivalent / g extract) ปริมาณแอนโทไซยานินโดยรวมทั้งหมด (1.90?0.10 mg/l) ไซยานิดิน (19.99 mg/100g) พีโอนิน (0.29 mg/100g) ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิระ (ร้อยละ 86.72?0.25) และ คาเทชิน (1.03 mg/100g) และการศึกษาของการเก็บอายุรักษาชาใบข้าวก่ำด้วยวิธีการเก็บรักษาในสภาวะเร่งที่สภาวะอุณหภูมิ 45 และ 55 องศาเซลเซียส โดยจากการคำนวณ Q10 พบว่าสามารถเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 30 และ 5 องศาเซลเซียสได้นานถึง 375 วัน และ 1,430 วันคำสำคัญ: ข้าวก่ำ, การสกัด, สนามไฟฟ้าพัลส์, แอนโทไซยานิน, การต้านอนุมูลอิสระ, ฟลาโวนอยล์, ชาใบข้าวก่ำ, เครื่องดื่มสกัดเข้มข้น

คำสำคัญ