การประยุกต์ใช้กากมะพร้าวสำหรับการผลิตเม็ดบีดส์ซินไบโอติกในผลิตภัณฑ์อาหาร

บทคัดย่อ

วัตถุประสงค์และที่มา : ซินไบโอติก (Synbiotic) คือ การน าโพรไบโอติก (Probiotics) และพรีไบโอติก (Prebiotics) ผสานเข้าด้วยกัน ซึ่งโพรไบโอติกนั้นเป็นจุลินทรีย์ชนิดดีที่มีประโยชน์ต่อลำไส้ ส่วนพรีไบโอติกเป็นเส้นใยอาหารที่ร่างกายคนเราไม่สามารถย่อยหรือดูดซึมในระบบทางเดินอาหาร แต่เป็นแหล่งอาหารของโพรไบโอติก ดังนั้นการรับประทานซินไบโอติกจึงอาจช่วยให้โพรไบโอติกท างานได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น แหล่งของพรีไบโอติกที่สามารถพบได้ในผลิตผลทางการเกษตรไทย เช่น มะพร้าว แก่นตะวัน กล้วย เป็นต้น ดังนั้นวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้เพื่อใช้ประโยชน์จากวัตถุดิบเหลือทิ้งทางการเกษตรของชุมชนมาเป็นใช้เป็นพรีไบโอติกในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชันต้นแบบ โดยวัตถุดิบที่ใช้ในการศึกษา คือ กากมะพร้าวพันธุ์ขุนสีหม้อ (ชุมชนบ้านสวนน้ำส้ม อำเภออัมพวา จังหวัดสมุทรสงคราม) เพื่อเพิ่มมูลค่าวัตถุดิบเหลือทิ้งทางการเกษตรให้กับชุมชน
วิธีดำเนินการวิจัย : โพรไบโอติกทางการค้า (Lactobacillus bulgaricusTISTR 451) ถูกนำใช้ในทดลองโดยกากมะพร้าวพันธุ์ขุนสีหม้อถูกทดสอบความเป็นพรีไบโอติกโดยแปรผันปริมาณกากมะพร้าวผงที่ระดับร้อยละ 0, 1.0, 1.5 และ 2.0 ของปริมาตรทั้งหมด เพื่อคัดเลือกหาปริมาณที่เหมาะสมต่อการเจริญของโพรไบโอติก จากนั้นทำการประสิทธิภาพการห่อหุ้มด้วยการนำโพรไบโอติกทางการค้าไปห่อหุ้มด้วยสารไบโอพอลิเมอร์ที่ต่างกัน 3 ชนิด คือ สารละลายอัลจิเนตความเข้มข้นร้อยละ 4 โดยน้ำหนัก สารละลายคาราจีแนนความเข้มข้นร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนัก และสารผสมของสารละลายอัลจิเนตความเข้มข้นร้อยละ 4โดยน้ำหนัก และสารละลายคาราจีแนนความเข้มข้นร้อยละ 0.5 โดยน้ำหนัก ในอัตราส่วน 1:1 โดยคัดเลือกจากค่าประสิทธิภาพในการห่อหุ้มและอัตราการอยู่รอดของโพรไบโอติกสูงสุด จากนั้นนำโพรไบโอติกทางการค้าและพรีไบติกที่คัดเลือกได้มาผสมกันในสัดส่วนที่เหมาะสม แล้วทำการห่อหุ้มอีกครั้ง เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของซินไบโอติกที่มีต่อการอยู่รอดของโพรไบโอติกโดยเปรียบเทียบกับเฉพาะโพรไบโอติกที่ห่อหุ้ม (กลุ่มควบคุม) ในผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชัน คือ ไอศกรีมและน้ำสลัด
ผลการวิจัย : กากมะพร้าวผงที่ระดับร้อยละ 1.5ของปริมาตรทั้งหมด เหมาะสมต่อการเจริญของจุลินทรีย์ที่ผลิตกรดแลกติก โดยมีปริมาณเพิ่มขึ้นจาก 9.88 เป็น 10.10 log CFU/mL ผลจากการวิเคราะห์ประสิทธิภาพในการห่อหุ้มด้วยสารไบโอพอลิเมอร์ทั้ง 3 ชนิด พบว่า สารละลายผสมระหว่างสารละลายอัลจิเนตและคาราจีแนนให้ค่าประสิทธิภาพการห่อหุ้มสูงสุด คือ ร้อยละ 95.63±0.16 ซึ่งสอดคล้องกับอัตราการรอดชีวิตของจุลินทรีย์โพรไบโอติกที่ห่อหุ้มด้วยสารละลายผสมระหว่างสารละลายอัลจิเนตและคาราจีแนนมีค่าสูงสุด เท่ากับ 8.79 log CFU/mL ภายหลังจากการบ่มในน้ำย่อยกระเพาะอาหารเทียมนาน 120 นาที จากผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการใช้สารละลายอัลจิเนตและคาราจีแนนผสมกันในการห่อหุ้มจะช่วยรักษาการอยู่รอดของโพรไบโอติกได้ดี ดังนั้นจึงเลือกใช้สารสารละลายผสมทั้ง 2 มาประยุกต์ใช้ในการห่อหุ้มโพรไบโอติกและพรีไบโอติกในการผลิตไอศกรีมและน้ำสลัด ผลจากการศึกษาประสิทธิภาพของซินไบโอติกที่มีต่อการอยู่รอดของโพรไบโอติกในผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชัน พบว่า การเติมซินไบโอติกลงไปพร้อมกับโพรไบโอติกแล้วน าไปห่อหุ้มช่วยเพิ่มการอยู่รอดของโพรไบโอติกในผลิตภัณฑ์ทั้ง 2 เนื่องจากมีพรีไบโอติกที่เป็นแหล่งอาหารของโพรไบโอติกนั้นเอง
สรุปผลการวิจัย : การห่อหุ้มร่วมระหว่างพรีไบโอติกและโพรไบโอติกสามารถช่วยชะลอการตายและเพิ่มการอยู่รอดของโพรไบโอติกในสภาวะที่เลวร้ายหรือจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ อีกทั้งสามารถน าไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชันดังกล่าวได้ ซึ่งเป็นที่ยอมรับและดีต่อระบบการย่อยของผู้บริโภค

คำสำคัญ: จุลินทรีย์โพรไบติก, พรีไบโอติก, ซินไบโอติก, กากมะพร้าวขุนสีหม้อผง, กระบวนการห่อหุ้ม

Abstract

Background and Objectives : Synbiotics is the combination of probiotics and prebiotics. Probiotics are good microorganisms that are beneficial to the gut, while prebiotics are dietary fibers that cannot be digested or absorbed by the human body in the gastrointestinal tract. However, the prebiotics are food sources of probiotics. Therefore, synbiotics can support probiotics working more effectively. Sources of prebiotics can be found in agricultural products, such as coconuts, artichoke, bananas, etc. Therefore, objectives of this research were to utilize community agricultural waste as prebiotics for developing prototype functional food products. The raw material used in the study was “Khun Si Mo” coconut meal (Ban Suan Nam Som, Amphawa, Samut Songkhram) in order to add value waste raw materials of the community.
Methodology : In the present study, a commercial bacterium (Lactobacillus bulgaricus TISTR 451) was used as probioticsfor study, while coconut meal (Khun Si Mo) was tested for prebiotics. The coconut meal was varied as 0, 1.0, 1.5 and 2.0%(w/v) to select the appropriate amount for probiotic growth. Then, encapsulation efficiency was investigated by encapsulation of commercial probiotics with 3 different biopolymers, such as 4%(w/w) alginate, 0.5%(w/w) carrageenan, and the mixture of 4%(w/w) alginate and 0.5%(w/w) carrageenan in a ratio of 1:1. The highest encapsulation efficiency and survival rate of probiotics were determined. To study the role of synbiotics on the probiotics survival in functional food products, optimal content of probiotics and prebiotics were selected for encapsulation as compared to probiotics encapsulation (control) in functional products (ice cream and salad dressing).
Main Results: Coconut meal 1.5% was suitable for a growth of lactic acid bacteria, increasing from 9.88 to 10.10 log CFU/mL. According to analysis, the encapsulation efficiency of 3 different kinds of biopolymers was found that the mixture of alginate and carrageenan gave the highest encapsulation efficiency (95.63±0.16%) in correspondence with the highest of survival rate of probiotics encapsulated with the mixture of alginate and carrageenan (8.79 log CFU/mL) after incubation in simulated gastric juice for 120 min. It indicated that the mixture of alginate and carrageenan improved the survival rate of probiotics. Therefore, the mixture of 2 biopolymers was selected for probiotics and prebiotics encapsulation,and applied in ice cream and salad dressing. The results showed that synbiotics were able to maintain the survival rate of probiotics in both products due to the presence of prebiotics being food sources of probiotics.
Conclusions: Co-encapsulation of prebiotics and probiotics could retard the death and enhance survival of probiotics in severe conditions. It can also be applied in other functional food products, which were acceptable and good for the digestive system of consumers.

Keywords: probiotics, prebiotics, synbiotics, coconut meal powder, encapsulation

Application of Coconut Meal for Synbiotic Beads Production in Food Products. 2566 (2023). การประยุกต์ใช้กากมะพร้าวส าหรับการผลิตเม็ดบีดส์ซินไบโอติกในผลิตภัณฑ์อาหาร. บทความ (Paper). Advisor: ดร.ณัฎฐิกา ศิลาลาย – Dr. Nattiga Silalai. วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี|Science and Technology. วิทยาศาสตร์ (Science). วิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร – Bachelor of Science Program in Industry Technology. วท.บ. (เทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร) – B.S. (Food Industry Technology). Bangkok: Siam University

Academic Year 2023, วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี|Science and Technology, วิทยาศาสตร์ (Science), วิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาวิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร – Bachelor of Science Program in Industry Technology,วท.บ. (เทคโนโลยีอุตสาหกรรมอาหาร) – B.S. (Food Industry Technology)