การพัฒนาระบบนำส่งแป้งสู่ลำไส้ใหญ่เพื่อเป็นอาหารเสริมสุขภาพ

บทคัดย่อ

การศึกษาครั้งนี้ในเบื้องต้นเป็นการพิสูจน์ความสามารถของแบคทีเรียแลคโต บาซิลลัสและแบคทีเรียหลากสายพันธุ์ที่ได้จากอุจจาระอาสาสมัครที่มีสุขภาพดีในการย่อย สลายแป้งดิบชนิดต่างๆ รวมถึงการพัฒนาวิธีการนำส่งแป้งที่ถูกย่อยสลายได้ดีโดยเตรียมให้อยู่ ในรูปของแกรนูลโดยการเคลือบด้วยพอลิเมอร์และเคลือบด้วยเพคตินเพื่อพัฒนาไปสู่ระบบการ นำส่งแป้งไปยังลำไส้ใหญ่เพื่อใช้เป็นอาหารเสริมสุขภาพต่อไป แป้งข้าวเหนียว, แป้งข้าวโพด, แป้งมันฝรั่ง และแป้งถั่วเขียว ได้ถูกนำมาเตรียมเป็น อาหารเลี้ยงเชื้อในปริมาณร้อยละสองโดยน้ำหนักที่อุณหภูมิ 47 ? 2 ?C เพื่อใช้เป็นแหล่ง คาร์บอนสำหรับการเจริญเติบโตของแบคทีเรียแทนกลูโคสที่มีการใช้ในสูตรอาหารเลี้ยงเชื้อ โดยทั่วไป หลังการเตรียมอาหารเลี้ยงเชื้อพบว่าเม็ดแป้งทั้ง 4 ชนิดไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง และยังคงแสดงคุณสมบัติการบิดระนาบแสงโพลาไรซ์ (birefringence) เมื่อเลี้ยงเชื้อ Lactobacillus 15 ชนิดบนอาหารเลี้ยงเชื้อที่เตรียมขึ้น พบว่าเชื้อ L. amylovorus มี ความสามารถในการย่อยแป้งข้าวเหนียวและแป้งข้าวโพดได้ดี ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษา การเกาะติดของ L. amylovorus บนเม็ดแป้งทั้งสองชนิดที่แขวนลอยใน PBS pH 7.0 ในปริมาณ ร้อยละสองโดยน้ำหนักโดยมีการยึดเกาะของเชื้อได้ถึง 90% แบคทีเรียหลากสายพันธุ์ที่มีในอุจจาระของอาสมัครเมื่อนำมาใช้ในการหมักแป้งดิบ ทั้ง 4 ชนิดเป็นเวลา 48 ชั่วโมง โดยทำการศึกษาแบบ in vitro พบว่า ค่า pH ของนํ้าหมักจาก แป้งทุกชนิดลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.05) ที่ 6, 12, 24 และ 48 ชั่วโมงเมื่อ เปรียบเทียบกับค่า pH เมื่อเริ่มต้น และเมื่อตรวจหาปริมาณของกรดไขมันสายสั้นชนิด acetate และ propionate มีปริมาณสูงขึ้นเพียงเล็กน้อย ในขณะที่ปริมาณของกรดไขมันสายสั้น butyrate มีปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p < 0.5) เมื่อตรวจสอบโครงสร้างเม็ดแป้งหลังการหมักใน ภายใต้กล้องจุลทรรศน์และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนพบว่า เม็ดแป้งทั้ง 4 ชนิดหลังการหมัก 1 ชั่วโมง เริ่มมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างลักษณะและมีการเปลี่ยนแปลงชัดเจนมากยิ่งขึ้นในชั่วโมง ที่ 48 เมื่อเปรียบเทียบกับเม็ดแป้งก่อนการหมัก ซึ่งเป็นผลที่สอดคล้องกับผลการเลี้ยวเบนของ รังสีเอ็กซ์ (X-ray diffraction) ที่บ่งบอกถึงความเป็นผลึกของโครงสร้างเม็ดแป้งทั้ง 4 ชนดิ ที่เริ่ม เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ชั่วโมงที่ 1 และเปลี่ยนแปลงอย่างชัดเจนในชั่วโมงที่ 48 ของการหมัก แป้งข้าวเหนียวถูกเลือกมาใช้เป็นตัวอย่างของแป้งดิบในการทดลองเพราะสามารถใช้ เป็นแหล่งคาร์บอนและถูกย่อยโดยแบคทีเรีย L. amylovorus โดยแป้งข้าวเหนียวถูกเตรียมให้ อยู่ในรูปของแกรนูลและนำมาเคลือบเพื่อนำไปสู่การพัฒนาเป็นระบบการนำส่งแป้งไปยังลำไส้ ใหญ่ ภายหลังการเคลือบแกรนูลมีการทดสอบใน in vitro เพื่อทดสอบว่าการเคลือบสามารถ ปกป้องแป้งที่อยู่ภายในไม่ให้รั่วออกมาในสภาวะทดสอบที่เสมือนกระเพาะและลำไส้เล็กแต่ สามารถให้แป้งออกมาได้เมื่ออยู่ในสภาวะที่ลำไส้ใหญ่ พบว่าการเคลือบโดยใช้พอลิเมอร์ Eudragit? L 100 และ S 100 ในอัตราส่วน 1:1 ด้วยวิธีการเคลือบฟิล์มเพื่อให้ได้ฟิล์มที่มีความ หนาในระดับต่างๆกันคือมีความหนาโดยดูจากน้ำหนักของแกรนูลที่เพิ่มขึ้น 25% , 50% และ 100% และนำไปทดสอบการทนต่อกรด 0.1 N HCl pH 1.2 นาน 2 ชั่วโมง ซึ่งเป็นสภาวะ เลียนแบบสภาพน้ำย่อยในกระเพาะอาหาร พบว่ามีการรั่วออกมาของแป้งทำให้ไม่สามารถผ่าน ขั้นตอนนี้ไปได้ ส่วนการเคลือบแกรนูลแป้งโดยใช้เพคตินชนิด LC 710 low ester และ AMD 382 high ester ด้วยวิธีการ Ionotropic gelation technique ในอัตราส่วน 1:0, 0:1, 1:1: 1:2: 2:1, 1:3, 3:1, 1:4 และ 4:1 โดยใช้ความเข้มข้นของเพคติน 10% โดยน้ำหนัก และนำไปทดสอบใน สภาพเสมือนของระบบทางเดินอาหาร พบว่าแกรนูลแป้งที่เคลือบด้วยเพคติน LC 710 เพียง ชนิดเดียวมีประสิทธิภาพสูงสุดในการปกป้องแกรนูลให้ทนต่อสภาพเสมือนของน้ำย่อยในส่วน ของกระเพาะอาหารและส่วนลำไส้เล็ก (PBS pH 6.8, 2 ชั่วโมง) ของทางเดินอาหารได้และมี การปล่อยแป้งออกมาทั้งหมดในตัวกลางที่มีสภาพเสมือนในลำไส้ใหญ่ (PBS pH 7.4, 4 ชั่วโมง) ในขณะที่การเคลือบด้วยเพคติน AMD 382 เพียงชนิดเดียวไม่สามารถทนต่อสภาพ เสมือนของน้ำย่อยในกระเพาะอาหารได้ สำหรับการเคลือบแกรนูลแป้งด้วยเพคตินในอัตรา ส่วนผสมต่างๆของเพคตินทั้งสองชนิดนี้พบว่า ประสิทธิภาพในการปกป้องแกรนูลแป้งขึ้นอยู่ กับอัตราส่วนของเพคตินทั้งชนิด โดยพบว่าอัตราส่วนการเคลือบที่มีประสิทธิภาพในการ ปกป้องแกรนูลแป้งจะเพิ่มขึ้นตามลำดับดังนี้ 4:1 > 3:1 > 2:1 > 1:1 > 1:2 > 1:3 > 1: 4 โดยสรุป ผลการศึกษาครั้งนี้มีความเป็นไปได้ในการที่จะนำแป้งข้าวเหนียวมาเตรียม เป็นแกรนูลและเคลือบด้วยเพคตินชนิด LC 710 loe ester ที่สามารถทนต่อกรดที่มีสภาพเสมือน น้ำย่อยในกระเพาะอาหารและสภาพน้ำย่อยเสมือนในลำไส้เล็ก และปลดปล่อยแป้งที่ลำไส้ ใหญ่ เพื่อพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์สุขภาพได้

คำสำคัญ