การพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตโปรตีนทางเลือกและโปรตีนออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากวัตถุดิบและผลิตผลพลอยได้อุตสาหกรรรมเกษตรเพื่อการใช้ประโยชน์ในผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชั่นและอาหารมูลค่าสูง

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อวิจัยและพัฒนากระบวนการสกัดและผลิตโปรตีนทางเลือกและเปปไทด์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพในระดับต้นแบบกึ่งอุตสาหกรรมจากแหล่งวัตถุดิบและผลิตผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมเกษตรที่มีศักยภาพประกอบด้วยปริมาณโปรตีนสูง เป็นการตอบโจทย์วิจัยด้านการเพิ่มการใช้ประโยชน์จากของเสียหรือผลิตผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมทั้งหมด 6 ชนิด ได้แก่ กากถั่วเหลืองจากอุตสาหกรรมผลิตน้ านมถั่วเหลือง (Okara) (Glycine max L.) กากเมล็ดพืชที่เหลือจากกระบวนการสกัดน้ ามัน เช่น กากร าข้าว (Defatted rice bran) (Oryza sativa L.) กากเมล็ดดาวอินคา (Plukenetia volubilis L.) และกากงาดำ(Sesamum indicum L.) รวมถึงแหล่งของโปรตีนคุณภาพอื่นๆที่มีศักยภาพสูงเช่นกัน ได้แก่ สาหร่ายน้ าหรือผ า(Wolffia globosa L.) และสาหร่ายสไปรูลิน่า ( Spirulina sp.) โดยทดสอบสภาวะการสกัดโปรตีนจากวัตถุดิบ เริ่มต้น ทดสอบสภาวะผลิตโปรตีนไฮโดรไลเสทส าหรับการผลิตในระดับกึ่งอุตสาหกรรม (Pilot scale) ทดสอบการแยก Bioactive peptides โดยใช้เทคโนโลยีอัลตราฟิวเตรชั่นเมมเบรน จากนั้นท าการทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพด้วย และฤทธิ์ในการป้องกันโรคด้วยเทคนิคต่างๆของ Protein hydrolysate และ Bioactive peptides ในหลอดทดลอง (in-vitro) และทดสอบความปลอดภัย/ความเป็นพิษของ Protein hydrolysate และ Bioactive peptides ในเซลล์สัตว์ทดลอง (in-vitro) การใช้เอนไซม์ในการไฮโดรไลซ์โปรตีนสามารถปรับปรุงโปรตีนหรือเปปไทด์ให้มีสมบัติเชิงหน้าที่ ได้แก่ การดูดซับน้ า การละลายน้ า การเกิดอิมัลชั่น ความคงตัวของอิมัลชั่น การเกิดโฟม และความคงตัวของโฟม และเพิ่มประสิทธิภาพในการออกฤทธิ์ทางชีวภาพของโปรตีนได้กล่าวคือการใช้เอนไซม์ สามารถปรับปรุงสมบัติของโปรตีนให้อยู่ในรูปของ Protein hydrolysate และ Bioactive peptides ได้แก่ การต้านอนุมูลอิสระและปรับปรุงคุณสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนตั้งต้น โดยการใช้เอนไซม์ Alcalase (1%) ร่วมกับ Flavourzyme (3%) หรือ Protamex (3%) ในการย่อยหรือไฮโดรไลซ์โปรตีนจากวัตถุดิบเริ่มต้น และพบว่าเปปไทด์ขนาดต่างๆ ที่ได้จากการกรองผ่านเมมเบรนด้วยเทคนิค Ultrafiltration (UF) ได้ขนาดเปปไทด์ <3 kDa 3-5 kDa 5-10 kDa และมากกว่า10 kDa ส่งผลต่อคุณสมบัติการต้านอนุมูลอิสระโดยขนาดโมเลกุลของเปปไทด์มีผลกับประสิทธิภาพในการขจัดอนุมูลอิสระโดยขนาดโมเลกุลของเปปไทด์ที่มีขนาดเล็กจะมีประสิทธิภาพในการขจัด อนุมูลอิสระได้ดีกว่าขนาดโมเลกุลของเปปไทด์ขนาดใหญ่ และโดยรวมพบว่า Protein hydrolysate และ Bioactive peptides จากวัตถุดิบแต่ละชนิดมีประสิทธิภาพฤทธิ์ทางชีวภาพเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยส าคัญขึ้นกับขนาด ของเปปไทด์และชนิดของวัตถุดิบเริ่มต้น ได้แก่ ฤทธิ์การยับยั้งการท างานของเอนไซม์ DPP-4 การยับยั้งการท างานของเอนไซม์ HMG-CoA ฤทธิ์การยับยั้งการท างานของเอนไซม์ Trypsin และฤทธิ์การยับยั้งการท างานของเอนไซม์ Chymotrypsin ซึ่งบ่งบอกถึงคว ามสามา รถในด้านก ารป้องกันกลุ่มโรคไม่ติดต่อเ รื้องรัง (NCD) เช่น antihypertensive, antioxidative, cholesterol-lowering effect และ antiobesity ซึ่งผลลัพท์จากงานวิจัยนี้ คือการต่อยอดในการน า Protein hydrolysate และ Bioactive peptides มาพัฒนาสูตรอาหารมูลค่าสูงและเครื่องดื่มฟังก์ชั่น ลดการพึ่งพาการน าเข้า และให้ประชาชนมาบริโภคอาหารฟังก์ชั่นที่วัตถุดิบทางการเกษตรของประเทศต่อไป

คำสำคัญ