การปรับปรุงคุณภาพโปรตีนของผลิตผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตแป้งข้าวโพด และการออกแบบอาหารโปรตีนในผลิตภัณฑ์เนื้อเทียมฟังก์ชันสำหรับลดการเกิดภาวะมวลกล้ามเนื้อน้อยในผู้สูงอายุ

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ 1) เพื่อศึกษาผลของการดัดแปรคุณสมบัติของโปรตีนจากผลิตภัณฑ์ร่วมของกระบวนการผลิตแป้งข้าวโพด (Corn gluten meal; CGM) ด้วยวิธีทางกายภาพและการใช้เอนไซม์ต่อสมบัติทางเคมี กายภาพ และสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนเพื่อนำไปประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์เนื้อเทียมฟังก์ชัน 2) เพื่อสร้างแนวความคิด พัฒนากระบวนการผลิตและสูตรการผลิตผลิตภัณฑ์เนื้อเทียมฟังก์ชันจากโปรตีนพืชร่วมกับโปรตีนดัดแปรจาก CGM สำหรับลดการเกิดภาวะมวลกล้ามเนื้อน้อยในผู้สูงอายุ และ 3) เพื่อศึกษาประสิทธิผลของผลิตภัณฑ์เนื้อเทียมฟังก์ชันจากโปรตีนข้าวโพดดัดแปรเพื่อลดการเกิดภาวะมวลกล้ามเนื้อน้อยในสัตว์ทดลองทำการดัดแปรโปรตีน CGM โดยใช้น้ำด่างสภาวะกึ่งวิกฤต (subcritical alkaline water, SAW) ที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส พีเอช 8.0 นาน 45 และ 90 นาที ร่วมและไม่ร่วมกับการย่อยด้วยเอนไซม์ Protease P6 ที่ความเข้มข้น 1 และ 2% รวมทั้งหมด 6 หน่วยทดลอง คือ SAW45 SAW45+1P SAW45+2P SAW90 SAW90+1P และ SAW90+2P ตามลำดับ การศึกษาสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนดัดแปรที่ได้ พบว่าตัวอย่าง SAW90+2P และ SAW45+2P มีค่าความสามารถในการละลายน้ำสูงสุด (55.36% และ 54.65% ตามลำดับ) อย่างไรก็ตามโปรตีนดัดแปรทุกหน่วยทดลองไม่สามารถเกิดอิมัลชันได้ การศึกษาการเกิดโครงสร้างผลิตภัณฑ์เนื้อเทียม โดยใช้สมบัติการเกิดเจล โดยนำตัวอย่าง CGM ที่ผ่านการดัดแปรสภาพไปขึ้นรูปเจลร่วมกับไฮโดรคอลลอยด์ชนิดผสม (คาราจีแนนผสมบุกในอัตราส่วน 1:1) ที่ความเข้มข้น 0.5% พบว่าเจลจากตัวอย่าง SAW45 และ SAW90 มีค่าความสามารถในการกักเก็บน้ำสูงที่สุด (p?0.05) การดัดแปรโปรตีนด้วยวิธี SAW สามารถปรับปรุงคุณสมบัติด้านเนื้อสัมผัสของโปรตีนเจลได้เมื่อเทียบกับโปรตีน CGM ที่ไม่ผ่านการดัดแปร การดัดแปรด้วยวิธี SAW ร่วมกับการย่อยด้วยเอนไซม์ส่งผลให้ค่าการยึดเกาะกัน ค่าความเหนียวคล้ายยาง ค่าความยืดหยุ่น และค่าความต้านทานต่อการเคี้ยว เพิ่มสูงขึ้น แต่ค่าการเหนียวติดลดลง เมื่อเทียบกับตัวอย่างที่ผ่านการดัดแปรด้วย SAW เพียงขั้นตอนเดียว เนื่องจากสมบัติเชิงหน้าที่ของตัวอย่าง SAW90 ยังค่อนข้างต่ำ จึงปรับใช้สภาวะ SAW ที่รุนแรงขึ้นที่ 120 องศาเซลเซียส พีเอช 9.0 นาน 120 นาที (SAW120-pH9) และพบว่า ช่วยปรับปรุงสมบัติเชิงหน้าที่ของตัวอย่าง SAW120-pH 9 ให้ดีขึ้นเมื่อเทียบกับ SAW90 การศึกษาขนาดโมเลกุลของโปรตีนด้วยวิธี SDS-PAGE พบว่าตัวอย่างที่ทรีตด้วย SAW เพียงขั้นตอนเดียวมีแถบของโปรตีนในช่วงระหว่างขนาดโมเลกุล 21-31 kDa แสดงถึงการมีองค์ประกอบของโปรตีนซีน (zein) ตัวอย่างที่ผ่านกระบวนการ SAW ร่วมกับการย่อยด้วยเอนไซม์ส่งผลให้โปรตีนมีขนาดโมเลกุลลดลง นอกจากนี้สมบัติการย่อยได้ในระดับหลอดทดลอง (in vitro digestibility) แสดงให้เห็นว่า หลังผ่านการย่อยตัวอย่างโปรตีนดัดแปรที่เลือกมาศึกษาคือ SAW45+1P และ SAW120-pH9 มีปริมาณโปรตีนและค่ากิจกรรมการต้านออกซิเดชันสูงกว่าตัวอย่าง CGM เริ่มต้น โดย SAW45+1P มีปริมาณโปรตีน ค่า Ferric reducing antioxidant power (FRAP assay) และ ABTS radical scavenging activity (ABTS assay) สูงที่สุดเมื่อผ่านกระบวนการย่อยระดับลำไส้ การเปรียบเทียบความสามารถในการดูดซับไขมันและสมบัติด้านเนื้อสัมผัสของตัวอย่างเจลจาก SAW120-pH9 SAW45+1P และ CGM กับโปรตีนพืชเชิงการค้า (โปรตีนถั่วเหลืองสกัด (SPI) และโปรตีนถั่วลันเตาสกัด (PPI)) พบว่า ความสามารถในการดูดซับไขมันของ SAW120-pH9 มีค่าสูงกว่า SAW45+1P และ CGM และใกล้เคียงกับโปรตีนถั่วลันเตาสกัด (2.61 2.00 2.97 และ 3.09 กรัมน้ำมันต่อกรัมตัวอย่าง ตามลำดับ) นอกจากนี้เจลของ SAW120-pH9 มีคุณภาพด้านเนื้อสัมผัสใกล้เคียงกับเจลจากโปรตีนถั่วเหลืองสกัดการออกแบบและพัฒนาผลิตภัณฑ์เนื้อปลาแซลมอนเทียมฟังก์ชั่น เริ่มจากสร้างแนวความคิดผลิตภัณฑ์ โดยทบทวนวรรณกรรมและข้อมูลทางการตลาด เพื่อเป็นแนวทางพัฒนาผลิตภัณฑ์ นำเสนอ 2 แนวความคิด ให้ผู้บริโภคเป้าหมาย (N=10) ด้วยวิธีการประชุมกลุ่มแบบออนไลน์ แนวความคิดที่ผ่านการคัดเลือก คือ ผลิตภัณฑ์เนื้อปลาแซลมอนเทียมฟังก์ชั่นสำหรับประกอบอาหาร จากนั้น ศึกษากระบวนการและสูตรการผลิตผลิตภัณฑ์ ผ่านการวัดการรับรู้ทางประสาทสัมผัสระหว่างผลิตภัณฑ์เนื้อปลาแซลมอนเทียม 3 สูตรกับเนื้อปลาแซลมอนสด 2 ชนิด ผู้บริโภค (N=10) ให้คำแสดงลักษณะคุณภาพ จำนวน 23 คำ สำหรับการทดสอบแบบ Free Choice Profiling (FCP) สูตรที่เหมาะสม ประกอบด้วย โปรตีนถั่วพี เห็ดผง สารไฮโดรคอลอยด์ น้ำมันและกลิ่นแซลมอน และโปรตีนกลูเตนข้าวโพดดัดแปร (modified corn gluten meal) ผลิตภัณฑ์ต้นแบบมีค่าความแข็ง ความยืดหยุ่น และความต้านทานต่อการเคี้ยว เท่ากับ 75.33 gf, 0.92 และ 58.89 gf ตามลำดับ มีความชื้น 85.95% ปริมาณโปรตีนที่ 37.08% และปริมาณกรดอะมิโนชนิดมีกิ่งก้าน (branched-chain amino acids) เท่ากับ x mg/100 g เป็นไปตามความต้องการของผู้บริโภคสูงวัยที่มีภาวะมวลกล้ามเนื้อน้อย ผลิตภัณฑ์มีความปลอดภัยทางจุลินทรีย์เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานคุณภาพ ผลิตภัณฑ์เนื้อแซลมอนเทียมต้นแบบในบรรจุภัณฑ์แบบสุญญากาศ ขนาด 300 กรัม ตั้งราคาจำหน่ายที่ 430 บาท มีต้นทุนการผลิต 100 บาท มูลค่าผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้นเท่ากับ 411% จึงเป็นผลิตภัณฑ์นวัตกรรมที่มีศักยภาพทางการตลาด

คำสำคัญ