สมบัติเชิงหน้าที่ข้าวคุณภาพต่ำและศักยภาพในการผลิตแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำเยื่อใยสูงจากข้าวเก่าสำหรับใช้ในผลิตภัณฑ์อาหาร

บทคัดย่อ

โครงการย่อยที่ 1 สมบัติเชิงหน้าที่ข้าวคุณภาพต่ำและศักยภาพในการผลิตแป้งข้าวดัชนีน้ำตาล ต่ำเยื่อใยสูงจากข้าวเก่าสำหรับใช้ในผลิตภัณฑ์อาหาร มีวิธีการดำเนินงานวิจัยดังนี้ 1. การสำรวจเก็บตัวอย่างข้าวเพื่อวิเคราะห์คุณภาพการสีและการหุงต้ม 1.1 การสำรวจเก็บตัวอย่างข้าวเปลือกและวิเคราะห์คุณภาพการหุงต้ม ทำการสำรวจและเก็บตัวอย่างข้าวเปลือกและข้าวสารในปีเพาะปลูก2555/56 จากโรงสีตามโครงการรับจำนำข้าวเปลือกในเขตภาคเหนือตอนบนของประเทศไทย ทำการสุ่มเก็บตัวอย่างข้าวเปลือกและข้าวสาร ที่เก็บในบรรจุภัณฑ์, เวลาการเก็บรักษา และมีปริมาณแอมิโลสที่ต่างกันมาศึกษาคุณภาพการสีข้าว โดยนำตัวอย่างข้าวเปลือกแต่ละตัวอย่างที่ได้ มาผ่านกระบวนการสีกะเทาะเปลือก แยกแกลบ ขัดสีข้าวกล้อง แยกรำหยาบ และรำละเอียดโดยใช้เครื่องมือทดลองสีข้าวในห้องปฏิบัติการ การวิเคราะห์คุณภาพหุงต้มรับประทานข้าวเก่า ในด้าน ค่าสี อุณหภูมิแป้งสุก ความคงตัวของแป้งสุก ค่าการสลายเมล็ดข้าวในด่าง และการขยายตัวและการดูดซึมน้ำระหว่างการหุงต้ม ปริมาณแอมิโลส และแอมิโลเพคตินทำการวิเคราะห์จำนวน 3 ซ้ำ นำข้อมูลที่ได้ มาวิเคราะห์ความแปรปรวนทางสถิติตามแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ และเปรียบเทียบความแตกต่างของค่าเฉลี่ยด้วยวิธี Duncan New Multiple Range Test 1.2 การตรวจสอบสมบัติทางเคมีและกายภาพของแป้งข้าวเก่า: ทำการผลิตแป้งข้าวด้วยวิธีการโม่ผสมระหว่างเปียกและแห้ง โดยการแช่เมล็ดข้าวสารในน้ำสะอาดนาน 2 ชั่วโมงนำไปอบแห้งที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส นาน 4 ชั่วโมง ให้เหลือความชื้นต่ำร้อยละ 13 นำไปบดด้วยเครื่องบดแป้ง Cycotex sample mill ร่อนผ่านตะแกรงร่อนขนาด 80 เมซ เก็บตัวอย่างในถุงพลาสติกปิดสนิทใช้เป็นวัตถุดิบในการวิเคราะห์ส่วนประกอบทางเคมีและสมบัติทางเชิงหน้าที่ในด้านปริมาณแอมิโลส อัลฟลาท๊อกซิน ความชื้น โปรตีน ไขมัน เถ้า ใยอาหาร คาร์โบไฮเดรต และค่าพลังงานทั้งหมด ลักษณะโครงสร้างด้านอนุภาคของเม็ดแป้งข้าวเก่า พฤติกรรมความหนืด อุณหภูมิในการเกิดเจลาติไนซ์ ค่าพลังงานความร้อนที่ใช้หลอมละลาย ลักษณะโครงสร้างผลึกของแป้งข้าว ปริมาณสตาร์ชทนย่อย (Resistant starch) และสตาร์ชที่ย่อยได้ (Digested starch) สตาร์ชทั้งหมด (Total starch) ค่าดัชนีการย่อยได้ของแป้งทั้งหมด และ คำนวณค่าดัชนีน้ำตาลโดย ประมาณ วิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ โดยนำข้อมูลจากการทดลองจำนวน 3 ซ้ำ มาวิเคราะห์ความแปรปรวนทางสถิติ เปรียบเทียบความแตกต่างของค่าเฉลี่ยด้วยวิธี DMRT 1.3 ศึกษาวิธีการผลิตแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูง ทำการดัดแปรโครงสร้างทางโมเลกุลและกายภาพของแป้งข้าวเก่าที่เก็บนาน 2 ปี ที่ได้จากการศึกษาตอนที่ 2 ให้เป็นแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูง โดยผลิตตามกรรมวิธีใน จิรภา และคณะ (2556) จำนวน 3 ซ้ำ โดยทำการวิเคราะห์ค่าดีกรีการตัดกิ่ง ค่าอัตราการแยกน้ำ ปริมาณผลผลิตที่ได้ ค่าสี ปริมาณความชื้น โครงสร้างด้านอนุภาค ลักษณะโครงสร้างผลึกของแป้งข้าว ปริมาณสตาร์ชทนย่อย (Resistant starch) และสตาร์ชที่ย่อยได้ (Digested starch) สตาร์ชทั้งหมด (Total starch) ค่าดัชนีการย่อยได้ของแป้งทั้งหมด และ คำนวณค่าดัชนีน้ำตาลโดยประมาณ ปริมาณอัลฟ่าท๊อกซิน นำข้อมูลที่ได้มาแปรผลโดยใช้วิธีทางสถิติ (Analysis of variance) ตามแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ และวิเคราะห์ค่าความแตกต่างระหว่างสิ่งทดลองด้วยวิธี Duncan‘s new multiple range test เพื่อคัดเลือกแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำที่มีคุณภาพดีที่สุดไปศึกษาการใช้ประโยชน์ในผลิตภัณฑ์อาหาร 1.4 การใช้ประโยชน์จากแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหาร โดยศึกษาระดับที่เมาะสมในการใช้ทดแทนส่วนผสมหลักในผลิตภัณฑ์อาหารกลุ่มผลิตภัณฑ์ ทาร์ต ซาลาเปา และ คุกกี้ซ็อคโกแลตชิฟ นำผลิตภัณฑ์ที่ได้มาวิเคราะห์สมบัติทางกายภาพ ทางเคมี และทางประสาทสัมผัสโดยใช้ผู้ชิมจำนวน 30 คน แล้วนำข้อมูลที่ได้มาแปรผลโดยใช้วิธีทางสถิติ (Analysis of variance) ตามแผนการทดลองแบบสุ่มสมบูรณ์ในบล็อค และวิเคราะห์ค่าความแตกต่างระหว่างสิ่งทดลองด้วยวิธี Duncan‘s new multiple range test คัดเลือกสิ่งทดลองที่มีคุณภาพดีที่สุดและได้รับคะแนนความชอบรวมสูงสุดไปทดสอบการยอมรับของผู้บริโภคในเขตจังหวัดลำปาง จำนวน 100 คน วิเคราะห์ข้อมูลทางสถิติ ด้านความถี่และร้อยละโดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูป SPSS version 16 ผลการวิจัยและวิจารณ์ผล โครงการย่อยที่ 1 สมบัติเชิงหน้าที่ข้าวคุณภาพต่ำและศักยภาพในการผลิตแป้งข้าวดัดแปรให้มี ค่าดัชนี น้ำตาลต่ำเยื่อใยสูงจากข้าวเก่าสำหรับใช้ใน ผลิตภัณฑ์อาหาร ได้ผลการศึกษาดังนี้ 1. ผลการสำรวจเก็บตัวอย่างข้าวและวิเคราะห์คุณภาพการสีและคุณภาพการหุงต้ม ผลการสำรวจข้อมูลโรงสีที่เข้าร่วมตามโครงการรับจำนำข้าวเปลือกของรัฐบาลในเขตภาคเหนือมีโรงสีทั้งหมดจำนวน 106 โรงสี และพบว่ามีข้าวเก่าที่เก็บนาน 2 ปีค้างในโรงสี 7 โรง คือโรงสีเชียงใหม่อินเตอร์ไรซ์ โรงสีสหกรณ์นิคมพร้าว โรงสีป้อมจักรศิลป์ โรงสีสหกรณ์ชนแดน หจก. นิธินันท์ศุภกิจ โรงสีไฟเกียรติบุญครอง จาก จังหวัด เชียงใหม่ อุตรดิตถ์ พิจิตร เพชรบูรณ์ และกำแพงเพชร ตามลำดับ ส่วนโรงสีในจังหวัดลำพูน ลำปาง เชียงราย พะเยา แพร่ สุโขทัย พิษณุโลก และสระบุรี ไม่มีข้าวเก่าเก็บค้างปี ด้านชนิดของข้าวพบว่าโรงสีในภาคเหนือตอนบน เป็นข้าวแอมิโลสต่ำพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 ส่วนโรงสีในภาคเหนือตอนล่างเป็นข้าวผสมแอมิโลสปานกลาง เช่น ข้าวพันธุ์หอมปทุม พันธุ์ชัยนาท 1 ส่วนผลการศึกษาคุณภาพการสีและการหุงต้มข้าวเก่าในรูปของเปลือก 4 ตัวอย่าง และข้าวสาร ร และปลายข้าว 7 ตัวอย่าง พบว่า ค่าเฉลี่ยของคุณภาพการสีข้าว (ปริมาณร้อยละ ของแกลบ ข้าวกล้อง รำละเอียด ปลายข้าว และข้าวเต็มเมล็ด) และคุณภาพการหุงต้ม (ค่าสี อัตราการยืดตัวของข้าวสุก กลิ่นหอม ค่าการสลายเมล็ดข้าวในด่าง) ของข้าวเก่าแต่ละตัวอย่าง มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) โดยการเก็บรักษาข้าวเปลือกในไชโลกลางแจ้งนาน 2 ปี ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงด้านสีและกลิ่น โดยเมล็ดข้าวสารมีสีเหลือง มีกลิ่นหืนข้าว มีอัตราการยืดตัวของเมล็ดข้าวต้มสุกมากกว่าข้าวเปลือกที่เก็บรักษาในสภาวะที่อุณหภูมิต่ำในโกดังและเก็บรักษาในรูปข้าวสารในกระสอบผ้ามีเมล็ดข้าวสารสีขาวใสไม่มีกลิ่นหืน 2. ผลการวิเคราะห์สมบัติทางเคมีและกายภาพของข้าวเก่าเก็บนาน 2 ปี ผลการวิเคราะห์สมบัติทางเคมี กายภาพและสมบัติเชิงหน้าที่ ของแป้งข้าวเก่าเก็บนาน 2 ปี ในด้านค่าพลังงานความร้อนที่ใช้ในการสลายโครงสร้างผลึก (ค่าพลังงานเอนทัลปี) พบว่า ตัวอย่างแป้งข้าวเก่าทั้ง 11 ตัวอย่าง มีค่าพลังงานในการเกิดเจลาติไนเซชันในช่วง -1.05 ถึง -0.26 จูลต่อกรัม ซึ่งต่ำกว่าข้าวใหม่ในสายพันธุ์เดียวกัน ทั้งนี้อาจเป็นผลจากแป้งข้าวเก่ามีการสูญเสียโครงสร้างผลึกของแอมิโลเพคทินไปบางส่วนในระหว่างการเก็บรักษา ส่วนด้านโครงสร้างทางจุลภาคและ พบว่า แป้งข้าวเก่ามีสตาร์ชเสียหายจากขั้นตอนการเก็บรักษาข้าวเปลือกในสภาพที่มีอุณหภูมิสูง และโครงสร้างผลึกของเม็ดสตาร์ชข้าวเก่ามีค่าระดับสภาพเป็นผลึกในช่วง 30.89 – 37.59% ด้านพฤติกรรมความหนืด พบว่า แป้งข้าวเก่า มีค่าความหนืดสุดท้าย และค่าคืนตัวของแป้งสุก (set back) สูงขึ้นตามอุณหภูมิการเก็บข้าว โดยตัวอย่าง ข้าวเปลือกที่เก็บรักษาในโกดังที่มีอุณหภูมิสูง มีค่าความหนืดสุดท้าย และ ค่า set back สูงกว่าข้าวสารที่เก็บที่อุณหภูมิห้อง ส่วนสมบัติทางเคมีของตัวอย่างแป้งข้าวเก่าที่เก็บนาน 2 ปีจากโรงสีในเขตภาคเหนือตอนบนและตอนล่าง พบว่า มีปริมาณแอมิโลส ความชื้น โปรตีน ไขมัน เถ้า เส้นใยหยาบ และ คาร์โบไฮเดรต ในช่วง 7.65 - 25.05% , 9.57 – 10.64%, 7.35 – 8.87% , 0.07 – 0.80%, 0.26 – 0.61%, .28 – 4.74% และ 76.77- 81.53% ตามลำดับ และมีค่าพลังงานทั้งหมด ในช่วง 341.31 - 360.12 กิโลแคลอรี ต่อ 100 กรัมตัวอย่าง มีปริมาณสตาร์ชที่ทนต่อการย่อยในช่วง 1.23 – 5.51% และพบปริมาณอัลฟ่าท๊อกซินในตัวอย่างแป้งข้าวเก่า จาก โรงสีสหกรณ์นิคมพร้าว (CMNP 2.1 และ 2.2) โรงสีป้อมจักรศิลป์ (UMJS 3.1 และ 3.2) โรงสีพิจิตรศรีรัตนาไรซ์ (PJSR4) โรงสีสหกรณ์นิคมเพชรบูรณ์ (PBSD 5.1 และ 5.2) พบที่ในช่วง 10 ถึง 4 ส่วนต่อล้านส่วน (ppm) ตามลำดับ 3. ผลการศึกษาการผลิตแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูงจากแป้งข้าวเก่า ผลการดัดแปรโครงสร้างทางโมเลกุลและกายภาพของแป้งข้าวเก่าให้มีค่าดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูง พบว่าแป้งข้าวเก่าเก็บนาน 2 ปี มีศักยภาพในการใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตด้วยวิธีการดัดแปรโครงสร้างทางโมเลกุลโดยการใช้เอนไซม์พูลูลาเนส เกรดอาหาร จำนวน 5 ยูนิต ย่อยตัดพันธะกิ่งแอมิโลเพคทินในสารละลายน้ำแป้งข้าวเก่าต้มสุก (10% โดยน้ำหนัก) นาน 30 นาที ก่อนนำไปดัดแปรทางกายภาพต่อ ด้วยวิธีการแช่เย็น (4 oซ) ให้เกิดโครงสร้างผลึกใหม่แล้วไปแช่แข็ง (-10 oซ) เพื่อเร่งการบีบน้ำออกจากโครงสร้างผลึกและการทำละลายจากการแช่เยือกแข็ง (35oซ) ก่อนการปั่นเหวี่ยงแยกน้ำ และอบแห้งที่อุณหภูมิ 60oซ นาน 4 ชั่วโมงก่อนโม่ละเอียดผ่านตะแกรงร่อนแป้งขนาด60 เมซ เพื่อให้ได้แป้งข้าวดัดแปรที่มีค่าดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูง และตรวจสอบคุณภาพ พบว่าแป้งข้าวดัดแปรให้มีค่าดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูงที่ได้มีสีขาวกว่าแป้งข้าวเก่าที่ไม่ผ่านการดัดแปร มีค่าดีกรีความเป็นผลึกและปริมาณสตาร์ชทนย่อยสูงกว่าแป้งข้าวเก่าที่ไม่ผ่านการดัดแปร โดยพบในช่วง 49.64 - 57.75 และ 5.28 -11.16 % ตามลำดับ ส่วนค่าดัชนีน้ำตาลโดยประมาณ พบในช่วง 54.67-75.78 และ ตรวจไม่พบสารพิษ อัลฟ่าท๊อกซิน ปนเปื้อนในทุกตัวอย่าง และพบว่าแป้งข้าวเก่าในกลุ่มพันธุ์ข้าวที่มีปริมาณแอมิโลสสูงมีศักยภาพในการผลิตแป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำมากกว่าแป้งข้าวเก่าที่มีปริมาณแอมิโลสต่ำ 4. ผลการใช้แป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูงในผลิตภัณฑ์อาหาร ผลการศึกษาการใช้ประโยชน์แป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูงทดแทนแป้งสาลีในผลิตภัณฑ์ขนมหม้อแกงใบเตย หมั่นโถว และ คุกกี้ซอคโกแลตซิปได้ผลดังนี้ 4.1 การพัฒนาผลิตภัณฑ์ทาร์ตขนมหม้อแกงน้ำกะทิใบเตยดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูง คือ แป้งทาร์ตที่ใช้แป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูงทดแทนแป้งสาลีร้อยละ 45 ผลิตภัณฑ์ทาร์ตมีปริมาณไขมัน ลดลง 1.07 เท่า ปริมาณเส้นใย เพิ่มขึ้น 3.89 เท่า และ ผลการทดสอบชิมพบว่ามีคะแนนความชอบในด้าน ลักษณะปรากฏ กลิ่นใบเตย และความชอบโดยรวม เท่ากับ 7.06, 6.75 และ 6.81 คะแนน ตามลำดับ ส่วนผลการทดสอบผู้บริโภคยอมรับผลิตภัณฑ์ทาร์ตขนมหม้อแกงน้ำกะทิใบเตยเส้นใยสูง ร้อยละ 100 และตัดสินใจซื้อผลิตภัณฑ์หากมีวางจำหน่ายในราคา 3 ชิ้น 20 บาท ร้อยละ 83.50 ผลิตภัณฑ์ทาร์ตขนมหม้อแกงน้ำกะทิ-ใบเตยที่พัฒนาได้มีอายุการเก็บรักษานาน 15 วัน ที่อุณหภูมิตู้เย็นพบปริมาณจุลินทรีย์ทั้งหมดมากกว่า 1X103 CFU/g 4.2 ผลการใช้แป้งข้าวดัดแปรดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูง ทดแทนแป้งสาลี ในการผลิตผลิตภัณฑ์หมั่นโถว พบว่าการทดแทนที่ระดับร้อยละ 5 ได้ผลิตภัณฑ์หมั่นโถวได้รับคะแนนการยอมรับรวมทางประสาทสัมผัส (7.59 คะแนน) สูงกว่าสิ่งทดลองควบคุม โดยมีปริมาณความชื้น โปรตีน ไขมัน เถ้า เส้นใย คาร์โบไฮเดรต และ ค่าพลังงานทั้งหมด ในช่วง 32.06-32.91 6.09-6.26,4.06- 5.01, 0.87, 2.98-3.05,52.6 9-53.87 กรัมต่อ100 กรัมตัวอย่าง และ 276.38 - 280.89 กิโลแคลอรีต่อ 100 กรัมตัวอย่าง ตามลำดับ โดยมีค่าดัชนีน้ำตาลอยู่ในช่วง 95.20-99.74 และพบว่าผู้บริโภคร้อยละ 96 ให้การยอมรับ และร้อยละ 97 ตัดสินใจซื้อผลิตภัณฑ์ผลิตภัณฑ์ 4.3 ผลการใช้แป้งข้าวดัชนีน้ำตาลต่ำใยอาหารสูงทดแทนแป้งสาลีในผลิตภัณฑ์คุกกี้ช็อกโกแลตชิพ พบว่าการทดแทนที่ระดับร้อยละ 20 ได้ผลิตภัณฑ์คุกกี้ที่มีคะแนนการยอมรับรวมจากผู้ทดสอบชิมสูงสุดคือ 7.40 คะแนน ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีปริมาณแป้งทนย่อยร้อยละ (11.67) สูงกว่า แต่มีค่าพลังงานทั้งหมด และค่าดัชนีน้ำตาลโดยประมาณ (68.63) ต่ำกว่าสูตรควบคุม (72.01) และพบว่าผู้บริโภค ร้อยละ 100 ให้การยอมรับและร้อยละ 99 ตัดสินใจซื้อผลิตภัณฑ์ โดยให้คะแนนความชอบรวม 7.78 คะแนน และผลอายุเก็บรักษาคุกกี้ช็อกโกแลตชิพที่บรรจุถุงพลาสติกโพลีเอทลีน ที่อุณหภูมิห้อง (36 องศาเซลเซียส) ได้นาน 7 วันโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงคุณภาพด้านสี กลิ่น รสชาติ เนื้อสัมผัส และไม่พบจุลินทรีย์ปนเปื้อน

คำสำคัญ