การผลิตและการประยุกต์ใช้โปรตีนไฮโดรไลเสทจากเศษปลาสวาย

บทคัดย่อ

ผลการศึกษาการผลิตโปรตีนปลาสกัด (Fish protein isolate, FPI) จากเศษปลาสวายด้วยกระบวนการปรับพีเอช (Isoelectric solubilization/Precipitation , ISP) พบว่า วิธีการผลิตโปรตีนปลาสกัดจากเศษปลาสวายที่เหมาะสมด้วยวิธี ISP คือ การใช้อัตราส่วนเศษปลาบดต่อน้ำ 1:9 (โดยน้ำหนักต่อปริมาตร) จากนั้นปรับพีเอชของส่วนผสมดังกล่าวที่พีเอช 2 และ 12 ซึ่งเป็นพีเอชที่โปรตีนเกิดการละลายได้สูงสุด แล้วทำการตกตะกอนโปรตีนที่พีเอช 5 ซึ่งเป็นจุด Isoelectric point ของโปรตีนเศษปลาสวาย เพื่อเก็บเกี่ยวโปรตีน โปรตีนปลาสกัดที่ผลิตด้วยวิธีการปรับกรด (Acid-extracted fish protein isolate, AcFPI) และวิธีการปรับด่าง (Alkali-extracted fish protein isolate, AlFPI) สามารถเก็บเกี่ยวโปรตีนได้ร้อยละ 64.12 และ 69.85 ตามลำดับ ตัวอย่างโปรตีนปลาสกัด (AcFPI และ AlFPI) มีปริมาณโปรตีนฐานแห้งร้อยละ 68.56-74.63 ซึ่งสูงกว่าในตัวอย่างเศษปลาและปลาป่นทางการค้าอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) นอกจากนี้กระบวนการ ISP ยังสามารถลดปริมาณไขมันในตัวอย่าง AcFPI และ AlFPI ได้มากกว่าร้อยละ 45 เมื่อเทียบกับปริมาณไขมันในเศษปลาบดเริ่มต้น แต่ปริมาณเถ้าของตัวอย่าง AcFPI และ AlFPI ต่ำกว่าตัวอย่างเศษปลาบด ซึ่งสอดคล้องกับการลดลงของปริมาณแคลเซียมและฟอสฟอรัส แต่อย่างไรก็ตามตัวอย่าง AlFPl มีปริมาณฟอสฟอรัสสูงกว่าตัวอย่าง AcFPl (P<0.05) นอกจากนี้ยังพบว่าเมื่อนำเศษปลาบดผ่านกระบวนการ ISP ส่งผลให้ตัวอย่าง AcFPI และ AlFPI มีกรดอะมิโนจำเป็นไทโรซีน ไลซีน สูงกว่าเศษปลาบด 1.5 เท่า ผลการผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทจาก AcFPI และ AlFPI เปรียบเทียบกับเศษปลาบดด้วยเอนไซม์ Alcalase และ Flavourzyme ระยะเวลาการย่อย 180 นาที พบว่า ระดับการย่อยสลายของ AcFPI และ AlFPI สูงกว่าเศษปลาบด ทั้งที่ใช้ระดับเอนไซม์ต่อสารตั้งต้น (E/S) 1:100 และ 1:10 โดยเฉพาะการย่อยตัวอย่าง FPI ด้วยเอนไซม์ Alcalase และ Flavourzyme ที่ E/S 1:100 ระยะเวลาการย่อย 180 นาที มีค่าระดับการย่อยสูงกว่าตัวอย่างเศษปลาบดประมาณ 7 และ 3 เท่า ตามลำดับ ผลการวิจัยดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าการเตรียมตัวอย่าง FPI ด้วยวิธี ISP เป็นแนวทางที่ดีในการเก็บเกี่ยวโปรตีนและลดปริมาณไขมันจากโปรตีนเศษปลาสวาย และใช้ FPI เป็นสารตั้งต้นในการผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทสามารถช่วยเพิ่มปริมาณผลผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทเมื่อเปรียบเทียบกับการย่อยเศษปลาบดที่สภาวะเดียวกัน การศึกษาสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนไฮโดรไลเสทจากโปรตีนปลาสกัดด้วยกรดและด่างและย่อยด้วยเอนไซม์ Alcalase พบว่า ค่าพื้นผิวไฮโดรโฟบิกของโปรตีนไฮโดรไลเสทมีค่าพื้นผิวเพิ่มขึ้นเมื่อระดับการย่อยเพิ่มขึ้น เมื่อระดับการย่อยเพิ่มขึ้นโปรตีนไฮโดรไลเสทจาก AlFPI มีสมบัติด้านการเกิดและความคงตัวของอิมัลชันสูงกว่าตัวอย่าง AcFPI อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) โปรตีนไฮโดรไลเสทจาก AlFPI และ AcFPI มีสมบัติสารต้านอนุมูลอิสระ DPPH และ ABTS radical-scavenging activity และ Metal chelating activity เพิ่มขึ้นเมื่อระดับการย่อยเพิ่มขึ้นและแสดงสมบัติต้านอนุมูลอิสระสูงสุดที่ระดับการย่อยร้อยละ 15 % โดยเฉพาะตัวอย่าง AlFPI มีสมบัติต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุด การประยุกต์ใช้โปรตีนไฮโดรไลเสทจาก AlFPI ที่ย่อยด้วยเอนไซม์ Alcalase ในการแช่และฉีดสารละลายโปรตีนไฮโดรไลเสทในเนื้อปลาสวายและเก็บรักษาในสภาวะแช่แข็งที่ 20 องศาเซลเซียส นาน 150 วัน ผลการทดลองพบว่า โปรตีนไฮโดรไลเสทสามารถชะลอการเปลี่ยนแปลงคุณภาพด้านกายภาพ เคมี และด้านจุลินทรีย์ ได้แก่ การสูญเสียน้ำ ปริมาณด่างที่ระเหยได้ และการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน โดยเฉพาะวิธีการฉีดสารละลายโปรตีนไฮโดรไลเสทเข้าไปในเนื้อปลาก่อนการแช่แข็ง และสามารถเก็บรักษาได้นาน 150 วันโดยที่เชื้อจุลินทรีย์ทั้งหมดไม่เกินมาตรฐาน การศึกษาการทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทจากเศษปลาสวายในอาหารสำหรับลูกปลานิลวัยอ่อน และลูกปลานิล โดยเลี้ยงปลานิลด้วยอาหารผสมโปรตีนไฮโดรไลเสท 5 ระดับ คือร้อยละ 0 5 10 15 และ 20 หลังการทดลอง 40 วัน โดยในการทดลองในลูกปลานิลวัยอ่อน พบว่าตัวอย่างลูกปลานิลที่เลี้ยงด้วยอาหารทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทร้อยละ 20 มีน้ำหนักตัวหลังการเลี้ยงสูงสุด 0.3932?0.081 กรัม น้ำหนักเพิ่มต่อวันสูงสุด 0.0096?0.002 กรัมต่อวัน อัตราการเปลี่ยนอาหารเป็นเนื้อต่ำสุด 0.1194?0.011 และอัตราการเจริญเติบโตจำเพาะสูงสุด 1.5516?0.077 แต่ไม่มีความแตกต่างจากอาหารทดแทนที่ความเข้มข้นอื่นๆ (P>0.05) การทดสอบอาหารทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทในลูกปลานิลน้ำหนักเริ่มต้นเฉลี่ย 2.17-2.54 กรัม พบว่า การเลี้ยงลูกปลานิลด้วยอาหารทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทร้อยละ 5-20 ให้ผลการทดลองของน้ำหนักสุดท้าย การเพิ่มขึ้นของน้ำหนัก การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่อวัน และอัตราการเจริญเติบโตจำเพาะ ไม่แตกต่างจากการเลี้ยงด้วยปลาป่น การเลี้ยงลูกปลานิลขนาด 2.17-2.54 กรัม ด้วยอาหารทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทร้อยละ 5-20 มีผลต่อน้ำหนักสุดท้าย การเพิ่มขึ้นของน้ำหนัก การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักต่อวัน และอัตราการเจริญเติบโตจำเพาะ แตกต่างจากการเลี้ยงด้วยปลาป่นอย่างไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) การเลี้ยงปลานิลด้วยอาหารทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทร้อยละ 5 ส่งผลให้ค่าอัตราการเปลี่ยนอาหารเป็นเนื้อสูงสุดแตกต่างจากการเลี้ยงด้วยปลาป่น (P<0.05) การเลี้ยงปลานิลด้วยอาหารทดแทนปลาป่นด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทมีผลต่อองค์ประกอบทางเคมีด้วยการเพิ่มปริมาณโปรตีนและเถ้า และลดปริมาณไขมันในลูกปลานิล โดยเฉพาะอาหารที่มีการทดแทนด้วยโปรตีนไฮโดรไลเสทร้อยละ 5 และ 10

คำสำคัญ