บทท 2 เอกสารและงานวจยทเกยวของ

2.1 ขาว ขาวเปน"ธญชาต" ชนดหนงซงไดมาจากเมลดของธญพชพวกหญา วงคแกรมนอ (Gramineae) มล าตนเปนไมเนอออน เปนพชลมลกทมอายเพยงหนงป (annual grass) มใบชนดใบเลยงเดยว (monocotyledon) มรากเปนระบบรากฝอย (fibrous root system) สามารถเจรญเตบโตไดในลกษณะภมประเทศและภมอากาศทแตกตางกนทงในเขตรอน (tropical zone) และเขตอบอน (temperate zone) (พลกฤษณ, 2547) โดยองคประกอบของเมลดขาวแสดงดงภาพท 2.1

ภาพท 2.1 โครงสรางของเมลดขาว ทมา: (อรอนงค, 2547)

5

2.2 โครงสรางของเมลดขาว แบงออกเปน 5 สวนใหญๆ คอ (งามชน, 2542) 2.2.1 เปลอกแขงหมเมลดหรอแกลบ (hull) ท าหนาทหมเมลดเอาไวภายใน มน าหนกประมาณรอยละ 20 ของน าหนกเมลดขาว มปรมาณเซลลโลส (cellulose) และเฮมเซลลโลส (hemicellulose) ประมาณรอยละ 68 ลกนน (lignin) รอยละ 19.2-24.5 แพนโทแซน (pantosans) ประมาณรอยละ 15 และเถา (ash) รอยละ 13.2-29.0 (ประกอบดวย ซลกา (silica) ประมาณรอยละ 86.9-97.3) 2.2.2 เปลอกหมผล (pericarp) เปนเซลลรปแทงหอหมรอบเมลด มอยดวยกน 6 ชน มผนงเซลลบางอยชนนอกสด มองคประกอบทางเคมเปนคารโบไฮเดรตทใหโครงสราง เชน เซลลโลส เฮมเซลลโลส โปรตน ไขมน และแรธาตตางๆ

2.2.3 เมลด ภายในเมลดประกอบดวย 2.2.3.1 เปลอกหมเมลด (tegmen หรอ seed coat) เปนผนงเซลลบาง รปรางยาวร อดมไปดวยไขมน จงท าใหมคณสมบตในการปองกนน าไมใหเขาสเนอเมลด 2.2.3.2 ชนเยอโปรงใส (hyaline layer หรอ nucellus) อยตดกบชนเปลอกหมเมลด ลกษณะโปรงใส ประกอบดวยสารใหส เชนเดยวกบในชนเปลอกหมเมลด 2.2.3.3 ชนเยอหมเมลด (aleurone layer) มลกษณะเซลลรปสเหลยมลกบาศกและมนวเคลยสอยตรงกลาง ประกอบดวยโปรตน เฮมเซลลโลส และเซลลโลส โดยในขาวประกอบดวยเซลลชนน 1 ถง 7 ชน

2.2.4 คพภะ (germ หรอ embryo) เปนสวนทเรยกวาจมกขาวเปนต าแหนงรวมของสวนทจะงอกเปนตนขาวตนใหม คพภะเปนสวนทจะงอกเปนยอดออน (plumule) และสวนทจะงอกเปนรากก าเนด (radicle) ทงสองสวนนยดตดกนดวยปลองทสนมากเรยกวา มโซคอททล (mesocotyl) ยอดออนจะหอหมลกษณะทคลายใบเรยกวา เยอหมยอดออน (coleoptile) สวนของคพภะทงหมดอยในชนเยอหมเมลด และคพภะอยตดกบสวนทเปนแปงทางดานทองของเมลด (ventral side) ในสวนนจะอดมไปดวยสารอาหาร แรธาต และวตามน เพอการเจรญเตบโต สารอาหารทมมากคอ โปรตน (อยในรป protein bodies) ไขมน (อยในรป lipid bodies) วตามนทมากคอ วตามนบ (thiamine) วตามนอ (tocopheral)

6

2.2.5 เนอเมลด (endosperm) มประมาณรอยละ 68-70 ของเมลดขาวภายในเซลล ประกอบดวยสตารช (starch) และโปรตนเปนสวนใหญ ซงสตารชของขาวมขนาดเลกมาก (3-5 ไมครอน) เปนรปเหลยม ลกษณะเมดสวนใหญอยรวมกนเปนกลม (compound granule) มากถง 150 เมดตอกลม โปรตนทพบในเนอเมลดอยรวมกบเมดสตารช โดยเกาะรวมกนเปนรปรางกลม ซงพบอยในชนตดกบชนเยอหมเมลดเปนสวนใหญ 2.3 ประเภทของขาว (วราภรณ, 2551) การจ าแนกประเภทของขาวท าไดหลายแบบขนอยกบมาตรการทใชในการแบงดงตอไปน 2.3.1 แบงตามประเภทของเนอแขงในเมลดขาวสาร แบงไดเปนขาวเจาและขาวเหนยว ซงมตนและลกษณะอยางอนเหมอนกนทกอยาง แตกตางกนทประเภทของเนอแขงในเมลด เมลดขาวเจาประกอบดวยแปงแอมเลส (amylase) ประมาณรอยละ 15-30 สวนเมลดขาวเหนยวประกอบดวยแปงแอมโลเพคตน (amylopectin) เปนสวนใหญและมแปงแอมโลสเพยงเลกนอยประมาณรอยละ 5-7 เทานน 2.3.2 แบงตามสภาพพนทเพาะปลก แบงตามพนทปลกได 3 แบบ 2.3.2.1 ขาวไร (upland rice) เปนขาวทปลกไดทงบนทราบและทลาดชนไมตองท าคนนาเกบกกน า นยมปลกกนมากใบบรเวณทราบสงตามไหลเขาทางภาคเหนอ ภาคใต ภาคตะวนออกและภาคตะวนออกเฉยงเหนอของประเทศ คดเปนเนอทเพาะปลกประมาณรอยละ 10 ของเนอทเพาะปลกทวประเทศ 2.3.2.2 ขาวนาสวนหรอนาด า (lowland rice) ปลกในพนทลมทวๆ ไปมน าขงระดบตงแต 5-10 เซนตเมตร จนถง 70-80 เซนตเมตร เพอใหมน าหลอเลยงตนขาวตงแตปลกจนกระทงกอนเกบเกยว โดยทสามารถรกษาระดบน าไดและระดบน าตองไมสงเกน 1 เมตร ขาวนาสวนนยมปลกกนมากแทบทกภาคของประเทศคดเปนเนอทเพาะปลก ประมาณรอยละ 80 ของเนอทเพาะปลกทวประเทศ 2.3.2.3 ขาวขนน าหรอขาวนาเมอง (floating rice) เปนขาวทปลกในแหลงทไมสามารถรกษาระดบน าได บางครงระดบน าในบรเวณทปลกอาจสงกวา 80 เซนตเมตร จนถง 3-4 เมตร ตองใชขาวพนธพเศษทเรยกวา ขาวลอย หรอขาวฟางลอย สวนมากปลกแถบจงหวดพระนครศรอยธยา สพรรณบร ลพบร พจตร อางทอง ชยนาทและสงหบร คดเปนเนอทเพาะปลกประมาณรอยละ 10 ของเนอทเพาะปลกทวประเทศ

7

2.3.3 แบงตามฤดปลก ได 2 ประเภท 2.3.3.1 ขาวนาป เปนขาวทปลกไดเฉพาะในฤดฝนเทานน เปนฤดการท านาปกต เรมตงแตเดอนพฤษภาคมถงตลาคมและเกบเกยวเสรจสนลาสดไมเกนเดอนกมภาพนธ เนองจากขาวพวกนตองอาศยชวงแสงทสนลงในตนฤดหนาว เปนกลไกบงคบใหออกดอกหรออกรวง พนธขาวพนเมองสวนใหญจะเปนขาวไวตอชวงแสง 2.3.3.2 ขาวนาปรง เปนนาขาวทตองท านอกฤดท านา เพราะในฤดท านาน ามกจะมากเกนไป ซงขาวทใชท านาปรงจะเปนขาวทแสงไมมอทธพลตอการออกดอก เปนขาวทออกตามอาย ไมวาจะปลกเมอใดพอครบอายกจะเกบเกยวได ขาวทปลกนอกฤดการท านาปกต เรมตงแตเดอนมกราคม ในบางทองทจะเกบเกยวอยางชาทสดไมเกนเดอนเมษายน นยมปลกในทองททมการชลประทานด เชน ในภาคกลาง 2.3.4 แบงตามอายการเกบเกยว แบงไดเปนขาวเบา ขาวกลางและขาวหนก โดยอายการเกบเกยวจะนบตงแตวนเพาะกลาหรอหวานขาวในนาจนถงเกบเกยว

2.3.4.1 ขาวเบา (early variety) คอ ขาวทมอายเกบเกยว 90 –100 วน 2.3.4.2 ขาวกลาง (medium variety) คอ ขาวทมอายเกบเกยว 100-120 วน 2.3.4.3 ขาวหนก (late variety) คอ ขาวทมอายเกบเกยว 120 วนขนไป

2.3.5 แบงตามรปรางของเมลดขาวสาร 2.3.5.1 ขาวเมลดสน (short grain) ความยาวของเมลดไมเกน 5.50 มลลเมตร 2.3.5.2 ขาวเมลดยาวปานกลาง (medium grain) ความยาวของเมลดตงแต 5.51-6.60

มลลเมตร 2.3.5.3 ขาวเมลดยาว (long grain) ความยาวของเมลดตงแต 6.61-7.50 มลลเมตร 2.3.5.3 ขาวเมลดยาวมาก (extra-long grain) ความยาวของเมลดตงแต 7.51 มลลเมตรขน

ไป

2.3.6 แบงตามลกษณะความไวตอชวงแสง ขาวทไวตอชวงแสงจะมอายการเกบเกยวทไมแนนอน คอไมเปนไปตามอายของตนขาว เพราะออกดอกในชวงเดอนทมความยาวของกลางวนส น

8

กวากลางคน ในประเทศไทยชวงดงกลาวเรมตงแตเดอนตลาคม ดงนนขาวลกษณะนจงตองปลกในฤดนาป (ฤดฝน) เทานน สวนขาวทไมไวตอชวงแสงสามารถปลกไดทกฤดกาล

2.4 สายพนธขาวทนยมเพาะปลกและบรโภคในประเทศไทย (วราภรณ, 2551) สายพนธขาวทเพาะปลกในประเทศไทยพบวา มอยประมาณ 17,000 สายพนธ โดยสายพนธทมการเพาะปลกมากและนยมบรโภคไดแก 2.4.1 ขาวสายพนธ กข5 (RD5) เปนขาวสายพนธผสมระหวางพนธพวงนาค 16 ของไทยกบพนธซกาดสของอนโดนเซย ไดผสมพนธและคดพนธแบบสบตระกลทสถานทดลองขาวบางเขน เมอป พ.ศ.2508 จนไดสายพนธ BKN6517-9-2-2 ลกษณะประจ าพนธเปนขาวเจาตนสงประมาณ 145 เซนตเมตร เปนพนธขาวไวตอชวงแสงเลกนอย เหมาะทจะปลกเปนขาวนาป ถาปลกตามฤดกาลจะเกบเกยวไดปลายเดอนพฤศจกายน แตถาปลกในฤดนาปรงหรอไมปลกตามฤดกาล อายอยระหวาง 140-160 วน ทงนขนอยกบเดอนทล าตนสมวง มรวงยาว ตนแขงไมลมงาย 2.4.2 ขาวสายพนธขาวดอกมะล 105 (Khao Dawk Mali 105) เปนขาวเจา สงประมาณ 140 เซนตเมตรไวตอชวงแสงล าตนสเขยวจาง ใบสเขยวยาวคอนขางแคบ ฟางออน ใบธงท ามมกบคอรวง เมลดขาวรปรางเรยวยาวขาวเปลอกสฟางอายเกบเกยว ประมาณ 25 พฤศจกายนเมลดขาวกลอง กวาง 2.1มลลเมตร ยาว 7.5 มลลเมตร หนา 1.8 มลลเมตร มปรมาณแอมโลสรอยละ 12-17 คณภาพขาวสก นม มกลนหอม 2.4.3 ขาวสายพนธเหนยวสนปาตอง (Niaw San-pah-tawng ) ลกษณะประจ าพนธเปนขาวเหนยว สงประมาณ 150 เซนตเมตรไวตอชวงแสง ตนคอนขางแขง รวงยาว เมลดยาวเรยว เมลดขาวกลองกวาง 2.1 มลลเมตร ยาว 7.2 มลลเมตร หนา 1.3 มลลเมตร ขาวเปลอกมสน าตาล คณภาพขาวสกมลกษณะเหนยวนม 2.4.4 ขาวสายพนธปทมธาน 60 (Pathum Thani 60) เปนขาวเจา สงประมาณ 159 เซนตเมตรไวตอชวงแสง อายเกบเกยวประมาณเดอนพฤศจกายน ล าตนและใบมสเขยว มขนบนใบ รวงแนน ระแงถ คอรวงยาว เมลดเรยวยาวทองไขนอยเมลดขาวเปลอกสฟางระยะพกตวของเมลดประมาณ 5 สปดาหเมลดขาวกลอง กวาง 2.3 มลลเมตรยาว 7.5 มลลเมตร หนา 1.8 มลลเมตร มปรมาณแอมโลสรอยละ 27-32คณภาพขาวสก คอนขางรวน มกลนหอม

9

2.5 ขาวสงขหยดเมองพทลง (อสวน, 2550)

ภาพท 2.2 ขาวสงขหยดเมองพทลง ทมา: http://kkn-rsc.ricethailand.go.th/rice/pedigree/rice-var-bank.html

ขาวสงขหยดเมองพทลง (Oryza sativa L.) เปนขาวพนธพนเมองของจงหวดพทลงมลกษณะแตกตางจากขาวพนธอนๆ คอ บรเวณเยอหมเมลดมสขาวปนสแดงออนๆจนถงแดงเขมในเมลดเดยวกน เมอหงสกแลวมลกษณะนม คอนขางเหนยว ขาวสงขหยดเมองพทลงเปนพนธขาวนาสวนไวตอชวงแสง (ปลกไดเฉพาะนาป) หากตกกลากลางเดอนสงหาคม ขาวจะออกดอกในตนเดอนมกราคม และจะเกบเกยวไดในเดอนกมภาพนธ (ตามฤดกาลท านาเดมของจงหวดพทลง) มการแตกกอเฉลย 8 ตนตอกอ ตนขาวมความสงประมาณ 140 เซนตเมตร การเพาะปลกป 2550/51 มผลผลตเฉลย 817.2 ตน (พชาญ, 2554) พนธขาวสงขหยดเมองพทลง (KGTC82239-2) มคณสมบตของเมลดขาวทางกายภาพ เปลอกเมลดมสฟางขาวกลอง ขาวกลองมสขาวปนแดง เมลดเรยว ยาว 6.5 มลลเมตร กวาง 1.9 มลลเมตร เมลดขาว 100 เมลด หนก 1.98 กรม มคณภาพการสด ส าหรบคณสมบตทางเคม มปรมาณเสนใยรอยละ 4.81 ถอวาต าทสดในบรรดาขาวพนเมอง ซงมผลท าใหคณสมบตของขาวเมอหงสกมความออนนม คอนขางเหนยวท าใหยอยงายเหมาะกบผสงอาย ณฐวรรณและมณฑรา (2554) ท าการพฒนาผลตภณฑคกกขาวสงขหยดเมองพทลง โดยใชแปงขาวสงขหยดรอยละ 20 ทดแทนแปงสาลเสรมธญพชชนดขาวตอกพบวา สามารถเพมคณคาทางโภชนาการของคกกได และผลตภณฑยงเปนทยอมรบของผบรโภค นอกจากน นชรและยพาวรรณ (2551) ท าการพฒนาไอศกรมขาวสงขหยดเมองพทลงพบวา ไอศกรมขาวสงขหยดเมองพทลงมเอกลกษณโดดเดน คอมสแดงซงสารสแดงนมคณสมบตตานอนมลอสระ และไอศกรมยงมกลนหอมเฉพาะตว แตกตางจากไอศกรมทวไป ซงไอศกรมขาวสงขหยดเมองพทลงเหมาะสมทจะเปนไอศกรมส าหรบคนรกสขภาพ

10

2.5.1 คณคาทางโภชนาการของขาวสงขหยดเมองพทลง คณคาทางโภชนาการขาวพนธสงขหยดเมองพทลงแสดงดงตารางท 2.1

ตารางท 2.1 คณคาทางโภชนาการขาวพนธสงขหยดเมองพทลง

โภชนาการ (ตวอยางขาว 100 กรม) ปรมาณ ไขมน (กรม) 2.42 คารโบไฮเดรท (กรม) 78.31 ใยอาหาร (กรม) 4.81 เถา (กรม) 1.26 วตามนบ 1 (มลลกรม) 0.32 ไนอาซน (มลลกรม) 6.46 โปรตน (กรม) 7.30 ความชน (กรม) 10.71 พลงงาน (กโลแคลอร) 364.22

ทมา. จากขาวสงขหยดเมองพทลง, โดย ส าเรง แซตน, 2550, พทลง: กระทรวงเกษตรและสหกรณ, กรมการขาว, ศนยวจยขาวพทลง (จงหวดพทลง).

2.6 กระบวนการสขาว (อรอนงค, 2547) ในป 2553 ประเทศไทยสามารถผลตขาวไดสงเปนอนดบ 6 ของเอเชย สามารถผลตขาวเปลอกได 19 ลานตน และขาวเปลอกเมอผานกระบวนการขดสแลวไดขาวประมาณรอยละ 65-75 ปลายขาวรอยละ 15 และร าขาวรอยละ 10 ทเหลอรอยละ 1 เปนสวนประกอบอนๆ ซงเมอเปรยบเทยบกบการผลตขาวสารทผลตไดในประเทศ พบวาประเทศไทยมผลพลอยไดจากการสขาวสงถง 5.82 ลานตน เปนร าขาว 1.9 ลานตน และแกลบ 3.92 ลานตน ซงถอไดวาร าขาวทประเทศไทยสามารถผลตไดมปรมาณสง (กอบสข, 2553) กระบวนการสขาว ประกอบดวย 4 ขนตอนหลก ดงแสดงในภาพท 2.3 ไดแก

2.6.1 การท าความสะอาด เพอก าจดระแงใบขาว เมลดลบ กรวด หน ดน ทราย เมลดวชพชและสงสกปรกตางๆ ออกจากขาวเปลอก

11

2.6.2 การกะเทาะ เพอแยกเปลอกหมแขงออกจากเมลด สงทไดรบคอ แกลบ เปนสวนผสมของเปลอกเมลด หาง กลบเลยง และขวเมลด มประมาณรอยละ 20-24 ของขาวเปลอก และขาวกลองซงมเยอหมชนนอกตดอย

2.6.3 การขดขาว เพอขดเยอหมเมลด และท าใหคพภะหลดออกจากเมลดขาวกลอง สงทไดรบ

คอ ร าเปนสวนผสมของเยอหมผล เยอหมเมลด คพภะ และผวนอกของขาวสารมประมาณรอยละ 8-10 ของขาวเปลอก และขาวสารมประมาณรอยละ 68-70 ของขาวเปลอก

2.6.4 การคดแยก เพอแยกขาวเตมเมลด ตนขาว และขาวหก ซงแตละสวนอาจมปรมาณมาก

นอยขนอยกบคณภาพของขาวเปลอกกอนส

12

ภาพท 2.3 กระบวนการสขาว

ทมา: ประยกตจากอรอนงค (2547)

13

2.7 ร าขาว ร าขาวคอ เยอสน าตาลออนทหมดานในตดกบเมลดขาว เปนสวนผสมของเยอหมผล เยอหมเมลด เยออลโรน จมกขาว และผวสวนนอกของขาว ซงจะแบงเปนร าขาวหยาบ (coarse bran ) และร าขาวละเอยด (rice bran) คดเปนปรมาณรอยละ 10 ของน าหนกเมลด เปนสวนทมคณคาทางโภชนาการ ประกอบดวย โปรตน ไขมน เกลอแร และวตามน ร าขาวเปนสวนทมคณคาทางโภชนาการสงอดมไปดวยวตามนอและโอรซานอล (oryzanol) โดยเปนสารธรรมชาตทชวยลดไขมนในเลอดและชวยตานอนมลอสระ ร าขาวทไดจากการขดสขาวกลองนนประกอบดวยเปลอกหมผล เปลอกหมเมลด ชนเยอโปรงใส ชนเยอหมเมลด คพภะ และสวนทถดจากชนเยอหมเมลดของเนอเมลดและยงมสวนของแกลบและปลายขาวปะปน ซงปรมาณของสวนประกอบเหลานขนอยกบวธการและระดบของการขดสขาว (จนทรสม, 2546) โดยทร าขาวมองคประกอบดงน ไขมน คารโบไฮเดรต โปรตน เสนใยอาหารและเถารอยละ 15.0-22.5, 34.1-53, 12.0-15.6, 7.0-11.4 และ 6.6-9.0 ตามล าดบ (Juliano, 1985) โครงสรางของร าขาวแสดงดงภาพท 2.4

ภาพท 2.4 โครงสรางของร าขาว

ทมา: (จารดา, 2545) ส าหรบโปรตนในร าขาว Hamada (1997) ไดรายงานโปรตนชนดตางๆในร าขาวซงผานการสกดน ามนวาขาวสายพนธ Bengal, Cypress, Della, Mars และ Maybelle ประกอบดวย แอลบมน (albumin), โกลบลน (globulin), โปรลามน (prolamin), กลเตลน (glutelin) และกลเตลนทละลายไดในกรด (acid-soluble glutelins) รอยละ 34, 15, 6 และ 11 ตามล าดบ นอกจากน Betschart et al. (1977) ไดท าการจ าแนกโปรตนชนดตางๆในร าขาว โดยใชสมบตการละลายซงใชตวท าละลายคอ

14

น ากลน สารละลายโซเดยมคลอไรดเขมขนรอยละ 5 เอทานอลรอยละ 60 และสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขนรอยละ 0.4 พบวาสามารถสกดโปรตนแอลบมน โกลบลน โปรลามน และกลเตลนจากร าขาวทไมผานการใหความรอนไดรอยละ 26.5, 13.6, 1.8, 24.4 และจากร าขาวทผานการใหความรอนรอยละ 8.7, 4.7, 1.5 และ 18.8 ตามล าดบ Prakash and Ramanatham (1995) ไดท าการจ าแนกโปรตนชนดตางๆทอยในร าขาวทสกดดวยตวท าละลายชนดตางๆ ตามล าดบ คอ น ากลนทพเอช 6.8 สารละลายโซเดยมคลอไรดเขมขน 1 โมลารทพเอช 6.8 เอทลแอลกอฮอลรอยละ 75 และสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดทพเอช 11 ผลการทดลองพบวา ร าขาวมโปรตนแอลบมนและโกลบลน เปนโปรตนหลกเมอจ าแนกตามสมบตการละลาย

2.7.1 ผลตภณฑจากร าขาว (อภวน, 2554)

ร าขาวสวนใหญยงคงใชเปนอาหารสตวเนองจากร าขาวมการเปลยนแปลงคณภาพอยางรวดเรวและมกลนหน ซงการสญเสยคณภาพของร าขาวเกดจากสวนทเปนไขมนซงมปรมาณรอยละ 15-20 โดยธรรมชาต เมอเอนไซมไปยอยไขมนใหเปนกรดไขมนอสระ กรดไขมนเหลานจะท าปฏกรยาเตมออกซเจนกบกาซออกซเจนในอากาศกลายเปนสาร catbonyl ทมกลนหน ปฏกรยาตอเนองดงกลาวสามารถชะลอใหชาลงโดยใชความรอนท าลายเอนไซม ร าละเอยดทสกดน ามนออก (defatted polish) จะมคณภาพดขนเนองจากไมมกลนหน

อาหารและเครองดมทท าจากผลพลอยไดของขาว - ร าขาวทมโปรตนอยรอยละ 15-17 สามารถน ามาสกดเปนโปรตนจากร าขาวเพอผลตเปนโปรตนเขมขน ผสมลงในเครองดม เชน เครองดมจากผกและผลไมเสรมโปรตน หรอใชแทนโปรตนจากนมถวเหลอง นอกจากนยงใชแทนขาวสาลทใชเปนวตถดบในการท าซอว (koji) ใชเปนสวนผสมในการผลตอาหารเดกออน - ผสมร าขาวในขนมปงยสตสด - ท าขนมอบตางๆ 2.8 โปรตน โปรตนเปนโมเลกลทประกอบดวยกรดอะมโน ซงเปนหนวยยอยทสด (monomer) มาเรยงตอกนเปนโมเลกลทใหญขน โดยหากมกรดอะมโน 2 ตวมาตอกนดวยพนธะเปปไทดเรยกวา ไดเปปไทด (dipeptide) สวนโมเลกลทมการเชอมโยงของกรดอะมโนมากกวา 2-50 เรยกวา เปปไทด (peptide) และโมเลกลทมการเชอมมากกวา 50 เรยกวา โปรตนหรอโพลเปปไทด (polypeptide) โดยกรดอะมโนมสตรโครงสรางดงภาพ 2.5

15

ภาพท 2.5 โครงสรางกรดอะมโน

ทมา : http://philomath.exteen.com/20070910/entry-5 2.8.1 กรดอะมโน กรดอะมโนประกอบไปดวยหมอะมโน (-NH2) และหมคารบอกซล (-COOH) อยางละ 1 หม และมหมสายแขนง (R) ตออยกบคารบอนอะตอม ซงหม R แตกตางกนไปตามชนดของกรดอะมโน โดยพบวามกรดอะมโนทส าคญ 20 ชนด ซงสามารถแบงกรดอะมโนตามสมบตออกเปน 4 กลม (นธยา, 2545)

2.8.1.1 กรดอะมโนทมสมบตเปนกลาง เรยกวา neutral amino acid หมายถง กรดอะมโนทมหมคารบอกซล และหมอะมโนอยางละ 1 หม และหม R เปนไฮโดรฟลก สามารถท าปฏกรยากบน าไดด ไดแก กลตามน เซรน แอสพาราจน และทรโอนน 2.8.1.2 กรดอะมโนทมสมบตเปนกลาง หมายถง กรดอะมโนทมหมคารบอกซล และหมอะมโนอยางละ 1 หม และหม R เปนไฮโดรโฟบก ไดแก วาลน ลซน ไอโซลซน ซสตน อะลานน ฟนลอะลานน ไทโรซน ซสเตอน โพรลน เมไทโอนน และไกลซน 2.8.1.3 กรดอะมโนทมสมบตเปนกรด หมายถง กรดอะมโนทมหมคารบอกซล 2 หมและมหมอะมโน 1 หมไดแก กรดกลตามก และกรดแอสพารตก 2.8.1.4 กรดอะมโนทมสมบตเปนดาง หมายถง กรดอะมโนทมหมคารบอกซล 1 หมและมหมอะมโน 2 หมไดแก ไลซน ฮสตดน อารจนน และทรฟโตเฟน

2.8.2 สมบตของโปรตน (นธยา, 2545) 2.8.2.1 สมบตทางประจของโมเลกลโปรตน

กรดอะมโนและโปรตนสามารถท าปฏก รยาไดท งกบกรดและดางเพราะโครงสรางของโปรตนประกอบดวยกรดอะมโนซงมคณสมบตเปน amphoteric ดงนนจงสามารถเคลอนทไดในสนามไฟฟา ประจสทธของโมเลกลเปนตวบงบอกทศทางของการเคลอนทของ

16

โมเลกล โปรตนแตละชนดมคาไอโซอเลกตรก (isoelectric point, pI) หรอคาพไอแตกตางกน ณ คาพเอชเทากบคาพไอน เปนจดทโปรตนมประจบวกเทากบประจลบ นนคอมประจสทธเปนศนย ดงนนโปรตนจะไมมการเคลอนทในสนามไฟฟา หากพเอชของอาหารต ากวาคาพไอ โปรตนมประจรวมเปนบวก ท าใหโปรตนมการเคลอนทไปยงขวลบ (cathode) แตหากพเอชของอาหารสงกวาคาพไอ โปรตนมประจรวมเปนลบ และมการเคลอนทไปยงขวบวก (anode) 2.8.2.2 การละลายและการตกตะกอนของโปรตน โปรตนเมอผสมกบน าเปนสารพวกคอลลอยด (colloid) ไมละลายเปนเนอเดยวกน เนองจากโปรตนมโมเลกลขนาดใหญ ดงนนการละลายน าของโปรตนมความหมายวาโปรตนกระจายตวในน า การละลายน าของโปรตนขนอยกบพเอช ก าลงไอออนก และอณหภม โปรตนสามารถละลายน าไดนอยทสดทจดไอโซอเลกตรก (pI) เพราะโปรตนมประจบวกเทากบประจลบ แรงผลกกนระหวางโมเลกลจงไมม แตถาระดบความเปนกรด-ดางสงหรอต ากวาจด pI โปรตนมประจบวกหรอประจลบ จงผลกกน ไมสามารถเขาใกลกนได จงมการกระจายตวของโปรตนในน าไดด โปรตนตกตะกอนไดงาย เมอถกความรอน กรด ดาง และสารเคมอนๆ ปกตโปรตนในสารละลายทมน าอยดวย โมเลกลของโปรตนจะจบกบโมเลกลของน าไดดกวาจบกบโมเลกลของโปรตนดวยกนเอง ท าใหโปรตนสามารถละลายได ถาท าใหโปรตนจบกบน าไดนอยลงโปรตนจะตกตะกอน แตถาใชวธเตมกรดหรอดาง ใหระดบความเปนกรด-ดางเทากบ pI ของโปรตน หรอเตมเกลอทเปนกลาง จะท าใหโปรตนตกตะกอนไดโดยไมเสยสภาพธรรมชาต จงใชวธนแยกโปรตนหรอเอนไซมในธรรมชาตจากเนอเยอได ซงการตกตะกอนโปรตนสามารถท าไดหลายวธ เชน การตกตะกอนโปรตนโดยใชความรอน การตกตะกอนโดยเตมเกลอ (neutral salt) เปนตน 2.8.2.3 การจบกบอออน เมอโปรตนมหมคารบอกซล และหมอะมโนทอสระจะสามารถรวมตวกบอออนในสารละลายได ซงถาโปรตนประจเปนบวกสามารถท าปฏกรยากบไอออนประจลบได การมประจเปนบวกหรอลบของโปรตนขนอยกบความเปนกรดหรอดางวามคาสงหรอต ากวาคาพไอ 2.8.2.4 การจบกบน าของโปรตน

โปรตนสามารถจบตวกบน าได โดยการจบตวกบน าของโปรตนเกดจากไนโตรเจนและออกซเจนมอเลกตรอนอสระ 1 ค ซงสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนกบน าได โดยไนโตรเจนของหมอะมโนอสระและหมคารบอกซลของกรดทอยปลายสดของโมเลกลของโปรตนจบกบไฮโดรเจนในโมเลกลของน า

17

2.8.2.5 สมบตเชงหนาทในอาหาร (วราทพย, 2552) 2.8.2.5.1 การละลาย (solubility)

เปนสมบตทส าคญของโปรตน ซงจะถกน าไปใชในอาหารทเปนของเหลว และเครองดม เนองจากการละลายของโปรตนมผลตอการเกดเจล การเกดอมลชน และการเกดโฟม โดยการละลายของโปรตนจะมความสมพนธกบสวนทชอบน า (hydrophilic) และสวนทไมชอบน า(hydrophobic) โดยสวนทเปนสวนทชอบน า จะอยบรเวณพนผวของโปรตนเปนสวนใหญ และสวนทเปนสวนไมชอบน า มกจะอยภายในโมเลกลของโปรตน ดงนนหากโปรตนมสวนทชอบน ามาก และมสวนทไมชอบน านอย โปรตนจะมสมบตในการละลายทด

2.8.2.5.2 การเกดอมลชน (emulsification) อมลชน คอ ระบบของอาหารทมลกษณะเปนเนอผสม โดยทงตวกระจายและตวท าละลายเปนของเหลว มของเหลวอยางนอย 1 ชนดทรวมตวกบของเหลวอนไมได ซงเรยกวาตวกระจาย โดยจะอยในรปของ droplets การท าใหเกดอมลชน พบวาเกยวของกบกรดอะมโนไมมขวบนผวของโมเลกล โดยการเกดอมลชนเปนผลมากจากการดดซบโมเลกลโปรตนไวบนผวของเมดน ามนกรดอะมโนไมมขวจะท าใหโปรตนสามารถเกาะตวอยบนผวของเมดน ามนได โดยกรดอะมโนทไมมขวจะแทรกตวเขาไปอยบนผวของเมดน ามน และหนสวนทมขวออกมาสมผสกบน า ท าใหเมดน ามนมประจชนดเดยวกน ไมสามารถเขาใกลกนได ดงนนโปรตนทมสดสวนของกรดอะมโนไมมขวสงจะท าใหเมดน ามนดดซบไดมาก อมลชนจงเกดไดด อยางไรกตามโปรตนทจะท าหนาทเปนสารอมลซไฟเออรไดดจะตองละลายน าไดดดวย 2.8.2.5.3 การเกดโฟม (foamation) โปรตนมสมบตทสามารถท าใหเกดพนผวสมผส หรอฟลมขนระหวางอากาศกบของเหลวซงโปรตนจะท าหนาทในการลดแรงตงผวระหวางอากาศกบของเหลว โดยสวนทไมชอบน าของโปรตนจะเปนสวนทส าคญในการเกดพนทผวสมผส โดยจะเปนสวนทถกดดซบทผวสมผส อกทงยงพบวาการเกดโฟมของโปรตนพบวามความสมพนธกบความสามารถในการละลายของโปรตน ถาโปรตนละลายไดมากนนหมายถงเกดการกระจายตวของโปรตนในน าไดดเชนกน จงสงผลใหโมเลกลของโปรตนทสามารถละลายไดในสวนทเปนของเหลวจะสามารถแพรกระจายไปยงผวหนาระหวางน าและอากาศไดอยางรวดเรว จงท าใหเกดการจบกบอากาศของโปรตนสงผลใหเกดโครงสรางฟลมลอมรอบฟองอากาศไวได

18

2.9 การผลตโปรตนสกด (พรรณวด, 2552) ในกระบวนการผลตโปรตนสกดม 2 ขนตอน คอ การสกดโปรตนและการตกตะกอนโปรตน ซงขนอยกบความสามารถในการละลายของโปรตนนน โดยมปจจยทมผลตอการละลายของโปรตนดงน คอ

2.9.1 คาความเปนกรด-ดาง โปรตนในพชเปนโปรตนประเภทโกลบลน (globulin) ซงปกตโมเลกลรอบนอกของโปรตนเปนสวนทชอบน า (hydrophile) แตท isoelectric pH (IEpH) โมเลกลรอบนอกของโปรตนมประจบวกและประจลบเทากน ท าใหโปรตนสญเสยความมขวจงท าใหแรง electrostatic และแรงในการดดซบน าลดลง โปรตนเกดการจบตวและตกตะกอน หากมการเพมหรอลด pH ใหมากหรอนอยกวา IEpH โปรตนมความสามารถในการละลายไดดขน เนองจากแรง electrostatic และเกดประจในการดดซบน าไดมากขน จงท าใหโปรตนเกดการละลาย โดยการละลายของโปรตนท pH ตางๆ ในอาหารโปรตนสวนใหญเปนรปตวย (U-shaped curve) หากมการใหความรอนเพมขนท าใหโมเลกลรอบนอกของโปรตนมสวนทไมมประจเพมมากขน เนองจากโปรตนเกดการคลายตวและเกดพนธะระหวางโมเลกลของโปรตน ความสามารถในการละลายจงลดลง

Lianqing et al. (2008) ท าการสกดโปรตนจากเยอใบชาโดยวธสกดดวยดางทสภาวะอณหภม 30 องศาเซลเซยส อตราสวนของเยอใบชาและสารละลายดางเทากบ 1:35 เวลาในการสกด 2 ชวโมง ทความเขมขนโซเดยมไฮดรอกไซดรอยละ 0.04-1.5 โมลารพบวา อตราการสกดมแนวโนมเพมสงขนเมอความเขมขนของสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซดเพมสงขน นอกจากน Wan (2010) ท าการสกดร าขาวทผานการสกดไขมน โดยวธการสกดดวยดางทสภาวะอณหภมในการสกดระหวาง 60 องศาเซลเซยส เวลาในการสกด 4 ชวโมง อตราสวนของร าขาวและสารละลายดางเทากบ 20:1 ความเขมขนของสารละลายแคลเซยมไฮดรอกไซดความเขมขนรอยละ 0.5-2.5 พบวา ปรมาณโปรตนทสกดไดมคาสงขนเมอความเขมขนของสารละลายแคลเซยมไฮดรอกไซดเพมสงขน

2.9.2 ก าลงไอออนก การละลายของโปรตนโกลบลนมความสามารถในการละลายเพมขนเมอมการเพมความเขมขนของเกลอ โดยโปรตนและไอออนของเกลอแยงกนจบน าท าใหความสามารถในการละลาย

19

เพมขน เรยกปรากฏการณนวา Salting in ซงความเขมขนของเกลอทใชอยในชวง 0.1-1.0 โมลาร ทงนขนอยกบ โปรตน เกลอ พเอช และอณหภม ไอออนของเกลอจบกบประจตรงขามของโปรตนเกดเปนชนของหมไอออนกซงไปลดแรง electrostatic ระหวางโมเลกลของโปรตน เปนเหตใหโปรตนมความสามารถในการละลายเพมขน ปรากฏการณ salting in เกดขนจะขนกบชนดไอออนตาม hofmeister series และเมอเตมเกลอลงไปในสารละลายโปรตนผสม เพอเพมความแรงอออน (ionic strength) ของสารละลายใหสงขน จนกระทงอออนของเกลอไปแยงโมเลกลของน าทลอมรอบโมเลกลของโปรตนออกมาลอมรอบโมเลกลของเกลอ เปนการแขงขนระหวางโมเลกลของโปรตนและโมเลกลของเกลอในการเกดแรงกรยาทางไฟฟากบโมเลกลของน า เมอแรงกระท าระหวางโมเลกลของโปรตนกบน ามคาเหลอนอยกว าแรงกระท าระหวางโมเลกลของโปรตนกบโปรตน โปรตนจงจบตวกนตกตะกอนลงมาเรยกปรากฏการณนวา salting out

แตการสกดโปรตนดวยสารละลายเกลอมขอเสยคอ โปรตนทไดมปรมาณเกลอปนอยเปนจ านวนมาก ตองน าโปรตนทสกดไดไปผานขนตอนการกรองดวยวธ dialysis หรอ ultrafiltration กอนน าโปรตนมาตกตะกอน

2.9.3 อณหภม

ท pH และก าลงไอออนกคงท ความสามารถในการละลายของโปรตนเพมขนในชวง 0-40 องศาเซลเซยส เมอเพมอณหภมจนกระทงสงกวา 40 องศาเซลเซยสท าใหเกดพลงเทอรมอลไคนตก (thermal kinetic) เปนเหตใหโปรตนเกดการเสยสภาพ โดยเกดการคลายตวท าใหหมไมชอบน าออกมาอยภายนอก โปรตนเกดการจบตวกนเองและตกตะกอนลงมา ความสามารถในการละลายของโปรตนจงลดลง จากการทดลองของ Lianqing et al. (2008) ซงท าการสกดโปรตนจากเยอใบชาโดยวธสกดดวยดางทสภาวะ เวลาในการสกด 2 ชวโมง อตราสวนของเยอใบชาและสารละลายดางเทากบ 1:35 ทความเขมขนโซเดยม ไฮดรอกไซดรอยละ 0.06 โมลาร อณหภมชวง 25-30 องศาเซลเซยส พบวาอตราการสกดมแนวโนมเพมสงขนเมออณหภมในการสกดเพมสงขน

2.9.4 องคประกอบอนๆ องคประกอบอนๆในสารละลายเชน ไอออน หรอสารละลายอนทรย มผลตอความสามารถในการละลายของโปรตน

20

ไอออนของโลหะหนก เชน ซงค แคดเมยม และแบเรยม หรอแอนไอออนของสารอนทรย เชน แทนเนต ทงสแตน โมลบเดต ไตรคลอโรอะซเตรท เปอรคลอเรต และซลโฟซาลไซเลต ท าใหโปรตนเกดการตกตะกอน ขนอยกบ pH อณหภม และก าลงไอออน หากมการเตมสารละลายอนทรย (oganic solvent) เชน เอทานอลหรออะซโตน ท าใหโปรตนเกดการเสยสภาพ โดยโปรตนมการเพมแรง electrostatic ทงภายในและระหวางโมเลกลของโปรตน โดยแรง electrostatic ภายในโมเลกลทเพมขนท าใหโปรตนเกดการคลายตว ท าใหเกดพนธะไฮโดรเจนระหวางโมเลกลของโปรตนของหมเปปไทด และแรง electrostatic ระหวางโมเลกลของโปรตนซงมประจเหมอนกนเปนตวชกน าใหโปรตนเกดการตกตะกอนในสารละลาย ไขมนท าปฏกรยากบโปรตนโดยน าสวนทไมมขวของโซอะลฟาตกมาจบกบหมทไมชอบน าทรอบนอกโมเลกลของโปรตน ท าใหการเกดพนธะระหวางโมเลกลของโปรตนกบน าลดลง สงผลใหโปรตนมความสามารถในการละลายลดลง 2.10 โปรตนไฮโดรไลเสต โปรตนไฮโดรไลเสต คอ ผลตภณฑทไดจากการยอยโปรตนโดยการตดสายพอลเปปไทดใหเปนกรดอะมโนอสระหรอเปปไทดสายสนๆ โดยใชสารเคมหรอเอนไซม เพอปรบปรงคณคาทางโภชนาการหรอปรบปรงสมบตบางประการของโปรตน เชน สมบตการละลาย สมบตการเกดโฟม และสมบตการเปนอมลซไฟเออร เปนตน 2.10.1 วธการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต

โดยทวไปท าได 2 วธ คอ 2.10.1.1 การผลตโปรตนไฮโดรไลเสตดวยสารเคม

เปนการท าใหพนธะเปปไทดแตกออกโดยใชสารละลายกรดหรอดาง ซงเปนวธทใชตนทนในการผลตต า แตควบคมระดบการยอยโปรตนไดยากท าใหผลตภณฑทไดมคณภาพไมคงทและมขอจ ากดในการน าไปใชประโยชนในผลตภณฑอาหาร

2.10.1.2 การผลตโปรตนไฮโดรไลเสตจากเอนไซม เปนการตดพนธะในโมเลกลของโปรตนใหเปนพนธะทส นลงและเกด

กรดอะม-โนอสระ การยอยโปรตนดวยวธนมขอดคอเอนไซมมความจ าเพาะเจาะจงตอสารตงตนสง จงไมจ าเปนตองใชเอนไซมในปรมาณมาก และสามารถยอยโปรตนไดในสภาวะทไมรนแรง และการใชเอนไซมมอตราการยอยโปรตนสงเมอเทยบกบกรดหรอดาง (Kristinsson and Rasco 2000)

21

กระบวนการผลตโปรตนไฮโดรไลเสตจากเอนไซม เรมจากน าวตถดบมาบดใหละเอยด จากนนเตมน า และเอนไซมยอยทอณหภมและพเอชทเหมาะสมตอการท างานของเอนไซม ไมควรใชเวลาในการยอยมากเกนไปเพราะอาจท าใหโปรตนไฮโดรไลเสตทไดมรสขม จากนนหยดปฏกรยาของเอนไซมโดยการใหความรอนสงเพยงพอท าใหโปรตนเสยสภาพธรรมชาต แลวน าไปแยกกากออก สวนทเปนของเหลวน าไปท าแหงไดเปนโปรตนไฮโดรไลเสต (Gildberg, 1993) 2.10.2 ปจจยทมผลตอการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต (ธนยพร, 2550)

2.10.2.1 ชนดของเอนไซม การยอยโปรตนดวยเอนไซมตางชนดกนท าใหไดผลตภณฑโปรตนไฮโดรไล

เสตทตางกน ทงในดานปรมาณและคณภาพเนองจากเอนไซมแตละชนดมความสามารถในการตดสายโปรตนทต าแหนงกรดอะมโนจ าเพาะแตกตางกนไป จงท าใหไดผลตภณฑหรอสายเปปไทดทมลกษณะแตกตางกนไป 2.10.2.2 ปรมาณของเอนไซม

การใชเอนไซมในปรมาณมากท าใหระดบการยอยโปรตนเพมขนจนถงความเขมขนระดบหนง ซงอตราการเขาท าปฏกรยาตอกนของเอนไซมและสารตงตนถงจดสมดล จากนนระดบการยอยโปรตนคงท

2.10.2.3 สภาวะการยอย เอนไซมโดยทวไปมประสทธภาพการเรงปฏกรยาทระดบความเปนกรดดาง

(pH) ตางกน แตมชวงความเปนกรดดางหนงทเอนไซมสามารถท างานไดดทสด ดงนนในการน าเอนไซมมาใชงานจงตองมการควบคมความเปนกรดดางใหเหมาะสม และเนองจากเอนไซมเปนโปรตนชนดหนง อณหภมในการยอยโปรตนจงมบทบาทส าคญ เมอใชอณหภมในการท าปฏกรยาสงเกนไป ท าใหโครงสรางของเอนไซมเสยสภาพ สงผลใหเอนไซมสญเสยความสามารถในการเรงปฏกรยา ดงนนการเลอกอณหภมในการยอยโปรตนดวยเอนไซมแตละชนดควรค านงถงความเสถยรของเอนไซมตออณหภม นอกจากนระยะเวลาในการยอยยงมผลตอการยอยโปรตนเชนกน โดยในชวงแรกของการยอยโปรตน เอนไซมเขาจบกบโปรตนอยางรวดเรวเกดการยอยโปรตนจนท าใหเกดเปปไทดขน จากนนเมอใชเวลาในการยอยเพมขนความเรวในการเกดปฏกรยาจงคงท 2.11 การสกดโปรตนจากร าขาว

22

การสกดโปรตนจากร าขาวโดยวธกรดและดางนนเปนวธทนยมใชเพอสกดโปรตนจากร าขาว โดย Sudarat et al. (2005) ไดท าการสกดโปรตนเขมขนจากร าขาวโดยวธสกดดวยดาง โดยท าการหาสภาวะทเหมาะสมส าหรบการสกดและใชโปรตนทสกดไดเปนสวนผสมในสตรขนมปงเพอปรบปรงคณภาพของขนมปงใหเปนทยอมรบแกผบรโภค โดยแสดงผลแบบวธการตอบสนองโครงรางพนผว พบวาสภาวะทเหมาะสมในการสกดอยทพเอช 11 และระยะเวลาในการสกดท 45 นาท ไดปรมาณโปรตนรอยละ 69.16 ของโปรตนทงหมดในร าขาว นอกจากนมการศกษาสกดโปรตนจากร าขาวดวยน าทสภาวะกงวกฤต (subcritical water) Ketmanee et al. (2008) ท าการสกดโปรตนจากร าขาวดวยวธสกดโดยใชน าทสภาวะกงวกฤต โดยท าการทดลองทอณหภม 200-220 องศาเซลเซยส เวลาทใชระหวาง 10-30 นาท อตราสวนน าตอร าขาวท 1:5 ถง 2:5 โดยหาปรมาณโปรตนทได กรดอะมโนและน าตาลรดวซ (reducing sugars) พบวาเวลาทเหมาะสมในการสกดโปรตนคอ 30 นาท อตราสวนของน าตอร าขาวอยท 1:5 อณหภมทเหมาะสมของร าขาวคอ 220 องศาเซลเซยส Issara et al. (2008) ท าการสกดโปรตนและกรดอะมโนจากร าขาวสกดน ามนโดยวธการสกดโดยใชน าทสภาวะกงวกฤตเปรยบเทยบกบวธสกดดวยดางทอณหภม 100-200 องศาเซลเซยส เปนเวลา 0-30 นาท พบวาการสกดโปรตนจากร าขาวโดยวธใชน าทสภาวะกงวกฤต ไดปรมาณโปรตนทมากกวาการสกดโปรตนจากร าขาวโดยวธสกดดวยดาง โดยปรมาณโปรตนและกรดอะมโนทสกดไดสงสดอยท 219+26 และ 8.0+1.6 มลลกรมตอกรมของร าขาว ทอณหภม 200 องศาเซลเซยส โดยใชเวลาทงสน 30 นาท และปรมาณโปรตนทไดเพมขนเมออณหภมสกดเพมขน เชนเดยวกบ พรรณนภาและคณะ (2549) ท าการสกดโปรตนจากร าขาวโดยวธการสกดดวยสารละลายดาง ไดสภาวะในการสกดทสามารถสกดโปรตนไดสงทสด คอ การสกดร าขาวทผานการบดและผานตะแกรงขนาด 50 เมช สกดไขมนในหองปฏบตการโดยใชอตราสวนระหวางร าขาวตอน าเปน 1:4 (น าหนกตอปรมาตร) สามารถสกดโปรตนไดรอยละ 44.4 ส าหรบการวเคราะหสมบตเชงหนาทของสารสกดโปรตนจากร าขาว พบวาทพเอช 9 ความสามารถในการละลายของโปรตน ความสามารถในการเกดอมลชน และดชนความคงตวของอมลชนมคาสง เมอเปรยบเทยบกบทพเอชอนๆ นอกจากน Silvestre et al. (2009) ไดท าการสกดโปรตนโดยใชเอนไซมปาเปน (papain) โดยหาสภาวะทดทสดในการสกดทมผลตอปรมาณโปรตน พบวา ปรมาณโปรตนสงสดทสามารถสกดไดอยทรอยละ 63.4 โดยใชตวอยางทมความเขมขน 1:10 (น าหนกตอปรมาตร) ทอณหภม 50 องศาเซลเซยส และใชอตราสวนของเอนไซมตอสารตงตนท 1:10 ระยะเวลาในการสกดท 5 ชวโมง 2.12 การผลตโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาว

23

ปจจบนมการศกษาเกยวกบโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาวโดยใชเอนไซมอยางกวางขวางโดยท Koolawadee et al. (2010) ไดศกษาสภาวะทดทสดของการผลตโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาวหอมมะลพนธ 105 โดยใชเอนไซมอลคาเลส (alcalase) พบวาทสภาวะอณหภม 63 องศาเซลเซยสอตราสวนของเอนไซมตอสารตงตนทรอยละ 1 และเวลาในการสกดท 340 นาท สามารถผลตโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาวไดมากทสดคอ 1,876.2 มลลกรม คดเปนรอยละ 15.63 ของโปรตนทงหมดในร าขาว นอกจากนหทยกาญจน (2550) ไดหาสภาวะทดทสดในการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต จากร าขาวหอมมะล 105 ทถกไฮโดรไลซดวยเอนไซมโพรเทค 6 แอล เพอหาคากจกรรมการตานอนมลอสระและผลผลตสงสด พบวาสภาวะทดทสดในการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต คอพเอช 7.94 อตราสวนเอนไซมตอสารตงตนทรอยละ 3 ใชเวลาในการสกด 3 ชวโมงทอณหภม 55 องศาเซลเซยส ซงใหคากจกรรมการตานอนมลอสระอยทรอยละ 27.08 นอกจากน Hamada (2000) ไดท าการผลตโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาวทผานการสกดไขมนโดยใชเอนไซมอลคาเลสและเอนไซมฟลาโวไซม (flavourzyme) และท าแหงแบบแชเยอกแขงพบวา รอยละของโปรตนทสกดไดโดยใชเอนไซมอลคาเลสและเอนไซมฟลาโวไซมมคาประมาณรอยละ 81 และ 88 ทระดบการยอยสลายรอยละ 7.5 และ 8.8 ตามล าดบ และพบวาโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาวทสกดโดยใชเอนไซมฟลาโวไซมมสมบตการละลายทสงกวาการสกดโดยเอนไซมอลคาเลสทพเอช 5, 7 และ 9 เนองจากโปรตนไฮโดรไลเสตทไดจากเอนไซมฟลาโวไซมมปรมาณพอลเปปไทดโมเลกลใหญทละลายน าได และพอลเปปไทดขนาดเลกมากกวาโปรตนไฮโดรไลเสตทไดจากเอนไซมอลคาเลส 50

2.12.1 การใชเอนไซมฟลาโวไซมในการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต (ไพลน, 2548)

เอนไซม Flavourzyme® เปนเอนไซมทประกอบดวยเอนไซมโปรตเอสสองชนด คอ เอนโดเปปตเดสและเอกโซเปปตเดสทไดจากการเพาะเลยงเชอรา Aspergillus oryzae สภาวะทเหมาะสมตอการท างานของเอนไซมชนดน คอระดบความเปนกรด-ดางเทากบ 5.0–7.0 และอณหภม 50 องศาเซลเซยส เอนไซมชนดนนยมน ามาใชยอยสลายโปรตนภายใตสภาวะเปนกลางหรอเปนกรดเลกนอย รวมทงน ามาใชลดความขมของโปรตนไฮโดรไลเสตทระดบการยอยสลายต า โดยผลของการยอยสลายท าใหไดสารปรงแตงกลนรสขน

Suthasinee et al. (2004) ศกษาสภาวะทเหมาะสมในการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต จากปลาโดยใชเอนไซมฟลาโวไซม พบวาสภาวะทเหมาะสมในการผลตโปรตนไฮโดรไสตดวยเอนไซมฟลาโวไซม คออตราสวนของเอนไซมตอสบสเตรทเทากบ 50 LAPU/g ความเขมขนของสบสเตรทรอยละ 20 (น าหนกตอน าหนก) อณหภมทใชในการยอยสลายเทากบ 45 องศาเซลเซยส

24

เปนเวลา 6 ชวโมง พบวาโปรตนไฮโดรไลเสตทผลตได มโปรตนสงถงรอยละ 66 อกทงขณะยอยสลายโปรตนจากปลาไมเกดกรดอะมโนทใหรสขม นอกจากนพรอรยา (2548) ไดท าการยอยโปรตนในเหดแหงดวยเอนไซมฟลาโวไซมทอณหภม 50 องศาเซลเซยส ความเขมขนของเอนไซมรอยละ 2.5 อตราสวนเหดตอน าเทากบ 1:5 (กรม:มลลลตร) นอกจากนยงใหความรอนทความดน 15 ปอนดตอตารางนว อณหภม 121 องศาเซลเซยส เปนเวลา 10 นาทกบเหดกอนการเตมเอนไซม พบวาไดโปรตนไฮโดรไลเสตทมระดบการยอยสลายรอยละ 53.91

2.13 สมบตเชงหนาทของโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาว Hamada (2000) รายงานการศกษาสมบตเชงหนาทของโปรตนไฮโดรไลเสตซงเตรยมจากร าขาวโดยใชเอนไซมทางการคา 2 ชนด ไดแก เอนไซมอลคาเลส 24 แอลและเอนไซมฟลาโวไซม ซงเอนไซมฟลาโวไซมเปนเอนไซมผสมระหวางเอนโดโปรตเอส (endoproteases) และเอกโซโปตเอส (exoproteases) เนองจากโปรตนร าขาวไมสามารถละลายไดในสภาวะทใชตวท าละลายอยางออน (mild solvent) แตเมอใชเอนไซมอลคาเลสท าการยอยท าใหโปรตนมความสามารถในการละลายเพมขน เนองจากเอนไซมท าลายพนธะเปปไทดในบรเวณสายพอลเปปไทดของโปรตนใหเปนสายสนๆไดกรดอะมโนและเปปไทดเปนจ านวนมาก ท าใหความสามารถในการละลายไดเพมขน สวนเอนไซมเอกโซโปรตเอสมกลไกในการตดพนธะเปปไทดทแตกตางออกไป ซงตดสายพอลเปปไทดทบรเวณกรดอะมโนทบรเวณปลายสายของแตละเปปไทด ซงจากการทดลองนพบวา การใชเอนไซมทมสวนผสมของเอนไซมอลคาเลสและเอนไซมฟลาโวไซมชวยใหโปรตนไฮโดรไลเสตทไดมคณสมบตดานความสามารถในการละลาย และการเกดอมลชนมคาสงกวาการใชเอนไซมอลคาเลสเพยงอยางเดยว นอกจากน Kakali et al. (2008) ไดศกษาสมบตเชงหนาทของโปรตนไฮโดรไลเสตจากร าขาวทเตรยมโดยใชเอนไซมปาเปนพบวา โปรตนไฮโดรไลเสตทไดมสมบตเชงหนาททงความสามารถดานการละลาย สมบตการเกดอมลชน และความสามารถในการเกดโฟมสงกวาโปรตนกอนการยอยดวยเอนไซม ซงการเตรยมโปรตนไฮโดรไลเสตเปนการเพมมลคาใหกบร าขาวและชวยใหไดสมบตของโปรตนไฮโดรไลเสตทเหมาะสมตอการน าไปใชในเชงอตสาหกรรม เชน ใชประโยชนทางดานเครองส าอาง หรอผลตภณฑเพอสขภาพตอไป 2.14 การใชประโยชน โปรตนไฮโดรไลเสต (ธนยพร, 2550)

2.14.1 อาหารเลยงเชอจลนทรย

25

โปรตนไฮโดรไลเสตทไดจากการยอยทระดบการยอยโปรตนสงจะประกอบดวยกรดอะมโนอสระและเปปไทดขนาดเลกจ านวนมาก เปนแหลงของไนโตรเจนทดและเหมาะแกการเจรญของเชอจลนทรย จงสามารถน ามาใชเปนอาหารเลยงเชอจลนทรยได 2.14.2 อาหารสตว

โปรตนไฮโดรไลเสตมคณคาทางโภชนาการทด ประกอบดวยกรดอะมโนทจ าเปนครบถวน จงมการน ามาใชเปนอาหารเลยงสตวทอยในระยะแรกเกดและระยะเจรญเตบโต เชน ลกแกะ ลกวว และลกหม เปนตน

2.14.3 อาหารมนษย ปจจบนไดมการพฒนากระบวนการผลตโปรตนไฮโดรไลเสต เพอใหไดผลตภณฑทม

สมบตเชงหนาททดและเหมาะสมตอการน ามาใชในผลตภณฑอาหารของมนษย เชน ขนมอบ เปนตน

2.14.4 ดานเครองส าอาง โปรตนไฮโดรไลเสตทไดจากการยอยโปรตนประกอบดวยกรดอะมโนอสระและเปป

ไทดขนาดเลกจ านวนมาก ซงเปปไทดสามารถซมเขาสผวหนงชนทลกลงไปได ชวยกระตนการสมานแผล ยบย งการหดตวของกลามเนอบรเวณใบหนา นอกจากนเปปไทดยงสามารถกระตนการสรางคอลลาเจนและยบย งการท าลายคอลลาเจนไดอกดวย จงมการน ามาใชในผลตภณฑเครองส าอาง 2.15 อนมลอสระ

อนมลอสระ คอ โมเลกลหรออนภาคทอเลกตรอนวงนอกมสภาพอสระเนองจากการรบเพมหรอขาดอเลกตรอนไปหนงตว ท าใหโมเลกลหรออนภาคนนไมเสถยรและมความวองไวในการท าปฏกรยาสงมาก ดงนนเพอใหเกดความเสถยร โมเลกลหรออนภาคนนตองแยงอเลกตรอนจากโมเลกลอนไปเรอยๆ หากปรากฏการณดงกลาวเกดขนกบรางกายมนษยจะกอใหเกดการท าลายสารชวะโมเลกล เชน คารโบไฮเดรต โปรตน ไขมน และดเอนเอ (Wiseman and Halliwell, 1996) ในสงมชวตทกชนดทใชออกซเจนในการด ารงชพ พบอนมลอสระของออกซเจนชนดตางๆ เกดขนอยตลอดเวลา การเกดอนมลอสระเหลาน มสาเหตจากปจจยตางๆทงภายในและภายนอกรางกาย (เจนจรา, 2554)

2.15.1 การเกดปฏกรยาออกซเดชนของไขมน

26

2.15.1.1 ปฏกรยาออกซเดชน เชน การเกดออกซเดชนของไขมน ซงแบงออกเปน 3 ระยะ โดยมรายละเอยดดงน (นธยา, 2548)

2.15.1.1.1 ปฏกรยาขนเรมตน ปฏกรยาขนเรมตน เปนขนตอนทมอนมลอสระเกดขน (R•) เปนปฏกรยาทเกดขนระหวางกรดไขมนไมอมตว (RH) และออกซเจน (O2) โดยมความรอน แสง รงส ไออนของโลหะ หรอฮม (heam) เปนตวเรง ดงสมการท 2.1

ปฏกรยาขนเรมตน อาจเกดขนโดยไมอาศยออกซเจน เพยงแคมตวเรงปฏกรยา เชน แสง

หรอความรอนหรออนมลโลหะ กเพยงพอทจะท าใหปฏกรยาเกดขนได 2.15.1.1.2 ปฏกรยาขนตอเนอง

ปฏกรยาขนตอเนอง เปนขนทอนมลอสระทเกดขนในปฏกรยาขนตน ท าปฏกรยากบออกซเจน เกดเปนอนมลเปอรออกไซด (Peroxide radical; ROO•) และอนมลเปอรออกไซดทไดน จะท าปฏกรยากบกรดไขมนไมอมตวตวอน ท าใหเกดเปอรออกไซด (ROOH) และอนมลอสระ (R•) ขน ซงสารไฮโดรเปอรออกไซดทเกดขนน สามารถเกดปฏกรยาตอไปได ถาหากมแสง หรอความรอน หรอโลหะเปนตวเรง อนมลอสระทเกดขนกจะไปท าปฏกรยากบออกซเจนใหมเกดอนมลเปอรออกไซดขนอก และปฏกรยานจะเกดตอเนองไปเรอยๆ ดงสมการท 2.2

2.15.1.1.3 ปฏกรยาขนสดทาย

ปฏกรยาขนสดทาย เปนขนทอนมลอสระเกดขน เกดการรวมตวกนในรปตางๆท าใหเกดสารทมความคงตว และท าใหปฏกรยาสนสดลง ไมเกดปฏกรยาตอไป ดงแสดงในสมการท 2.3

(2.1)

(2.2)

27

2.16 สารตานอนมลอสระ สารตานอนมลอสระหรอสารตานออกซเดชน หมายถง สารทสามารถปองกนหรอชะลอการเกดปฏกรยาออกซเดชนของอนมลอสระชนดตางๆได โดยสารเหลานมกลไกการท างานเพอก าจดอนมลอสระดวยกนหลายแบบ เชน การดกจบอนมลอสระโดยตรง ยบย งการสรางอนมลอสระ และปองกนการสรางอนมลอสระ เปนตน (โอภาและคณะ, 2550) นอกจากนสารตานออกซเดชนสามารถชวยรกษาคณภาพของอาหารได โดยการขดขวางการเกดปฏกรยาออกซเดชนของไขมน (Kinsella et al., 1993) United States Department of Agriculture ไดใหค านยามของสารตานออกซเดชนวา เปนสารทใชส าหรบยดอายการเกบรกษาของอาหาร โดยชะลอการเสอมเสย การเกดกลนหนหรอการเปลยนแปลงส อนเปนผลมาจากปฏกรยาออกซเดชน (Shahidi and Wannasundara, 1996) ศภวรรณ (2552) ท าการสกดโปรตนจากร าขาวหอมมะลสกดน ามนโดยใชสารละลายดาง เรมจากการน าร าขาวไปผสมกบน าในอตราสวน 4:1 จากนนปรบคาพเอชใหเทากบ 11 ใชอณหภมในการสกดท 55 องศาเซลเซยส เปนเวลา 4 ชวโมง และน ามากรองไดสารละลายทมองคประกอบของเปปไทด โดยร าขาว 1 กโลกรม สกดเปปไทดไดประมาณรอยละ 5 ของน าหนก ซงเปปไทดชวยกระตนการสมานแผล ยบย งการหดตวของกลามเนอ ท าหนาทกระตนการสรางและยบย งการท าลายคอลลาเจน นอกจากนยงชวยลดความดนและตานอนมลอสระนอกจากน สวล (2549) ยงกลาวไววาสารตานอนมลอสระหรอสารแอนตออกซแดนท เปนสารทท าหนาทปองกนการเกดกระบวนการออกซเดชนไดด หรอกลาวไดวาสารตานอนมลอสระชวยยบย งอนมลอสระไมใหมผลในการท าลายเซลลทด ทงน การบรโภคอาหารทมสารตานอนมลอสระมผลดตอรางกาย คอ

- ลดอตราเสยงตอการเกดมะเรงไดหลายชนดและชวยยบย งการกลายพนธ - ลดโอกาสเสยงตอการเกดโรคหลอดเลอดแดงแขง - ลดโอกาสเสยงตอการเกดโรคตอกระจกในผสงอาย - ชะลอความเสอมของเซลล

(2.3)

28

นอกจากน Samuel et al. (2010) ท าการศกษาผลของเอนไซมและสภาวะในการยอยสลายทมอทธพลตอความสามารถในการตานอนมลอสระของโปรตนไฮโดรไลเสตจากโปรตนหางนม พบวา โปรตนหางนมทผานการยอยดวยเอนไซมฟลาโวไซม ทปรมาณเอนไซมรอยละ 2 เวลาในการยอย 4 ชวโมง มความสามารถในการตานอนมลอสระเทากบรอยละ 72.60 ทงนเนองจากเปปไทดมความสามารถในการใหอเลกตรอนแกอนมลอสระเกดเปนโมเลกลทมความเสถยร จงไมสามารถท าปฏกรยากบสารชวโมเลกลตางๆได

2.16.1 ประเภทของสารตานอนมลอสระ (ปยาภทร, 2550)

สารตานอนมลอสระ มทงสารทมาจากธรรมชาต (natural antioxidants) และสารสงเคราะห(synthetic antioxidants) สารตานอนมลอสระทมาจากธรรมชาต ไดแก กรดอะมโน (amino acid) วตามนซ (ascorbic acid) แคโรทนอยด (carotenoids) ฟลาโวนอยด (flavonoids) เมลานอยดน (melanoidin) โทโคฟรอล (tocopherol) แทนนน (tannins) เปปไทด (peptides) และกรดอนทรยอนๆ สวนสารตานอนมลอสระทเปนสารสงเคราะหนนมมากมายหลายชนด ตวอยางเชน Tert-butyl-4-hydroxytoluene (BHT) และ Tert-butylthioquinone (TBHQ) เปนตน โดยทวไปสารตานอนมลอสระ สามารถแบงไดเปน 5 ประเภท 2.16.1.1 Primary antioxidant ไดแก สารประกอบฟนอลค (phenolic compound) และโทโคฟรอล (tocopherol) รวมถงสารโทโคฟรอลสงเคราะหบางชนด เชน alkyl gallate, BHA, BHT และ TBHQ เปนตน สารตานอนมลอสระในกลมนท าหนาทหยดปฏกรยาลกโซของการเกดอนมลอสระจากปฏกรยาออกซเดชนของไขมนโดยการใหอเลกตรอนแกโมเลกลของอนมลอสระใหเปนสารทมความเสถยร

2.16.1.2 Oxygen scavenger

ไดแก วตามนซ (ascorbic acid) และอนพนธ เชน ascorbyl palmitate, erythorbic acid (isoascorbic acid) และ sodium erythorbate เปนตน สารในกลมนเขาท าปฏกรยากบออกซเจน ซงจะเปนการก าจดโมเลกลของออกซเจนสวนเกนในระบบปด 2.16.1.3 Secondary antioxidant ไดแก dilauryl thiopropionate และ thiopropinic acid เปนตน สารในกลมนท าหนาทสลาย lipid hydroperoxide ใหกลายเปนสารทมความเสถยร 2.16.1.4 Enzymic antioxidant

29

ไดแก เอนไซมตางๆ ทมคณสมบตในการยบย งปฏกรยาของอนมลอสระ เอนไซมเหลานแบงเปน 2 ประเภท คอ primary antioxidant enzyme และ ancillary antioxidant enzyme ซงสารเหลานท าหนาทก าจดออกซเจนและอนพนธ โดยเฉพาะไฮโดรเจนเพอรออกไซด (H2O2)

2.16.1.5 Chelating agent หรอ Sequestrant ไดแก กรดซตรก (citric acid) กรดอะมโน (amino acid) และ ethylenediaminetetra-acetic acid (EDTA) เปนตน สารกลมนท าหนาทจบกบไออนของโลหะเชน เหลกและทองแดง ซงเปนตวเรงปฏกรยาการเกดอนมลอสระใหกลายเปนสารประกอบเชงซอนทมความเสถยร

2.16.2 วธการวเคราะหประสทธภาพของสารตานอนมลอสระ (ปยาภทร, 2550) เนองจากสารตานอนมลอสระสามารถจ าแนกออกไดเปนหลายประเภท และมกลไกในการท าปฏกรยาแตกตางกนออกไปตามคณสมบตเฉพาะตวดงรายละเอยดทไดกลาวมาแลว ดงนน การวเคราะหหรอทดสอบความสามารถในการยบย งหรอปองกนการเกดปฏกรยาของอนมลอสระจงไมสามารถท าไดอยางสมบรณโดยใชวธการใดวธการหนงเพยงวธเดยว เนองจากสารตานอนมลอสระจากธรรมชาตยอมมความซบซอนของคณสมบตในทางเคม วธการทดสอบปฏกรยาของสารตานอนมลอสระ ปจจบนมหลายวธ โดยทวไปอาศยหลกการของการเกดเรโซแนนซ (Electron Spin Resonance : ESR) และความสามารถในการปลดปลอยพลงงานแสงของสารเคม (chemiluminescence) เพอวดปฏกรยาของสารตานอนมลอสระตออนมลอสระและ ROS โดยตอไปน คอ รายละเอยดเกยวกบวธการทดสอบหาประสทธภาพของสารตานอนมลอสระซงเปนทนยมในปจจบน ไดแก 2.16.2.1 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl assay (DPPH assay)

วธ DPPH เปนวธการทดสอบการตานอนมลอสระทเปนทนยมมากทสด เนองจากเปนวธทท าไดรวดเรวและประหยด นอกจากนนยงสามารถใชทดสอบไดทงสารตานอนมลอสระทมสถานะเปนของแขงและเปนของเหลว วธ DPPH มหลกการคอ อเลกตรอนทไมไดจบค (unpaired electron) ในโมเลกลของอนมล DPPH สามารถดดกลนพลงงานแสงไดทความยาวคลนสงสด 517 นาโนเมตร ท าใหมองเหนเปนสมวง และเมออนมล DPPH ถกรดวซโดยสารตานอนมลอสระทมคณสมบตเปน hydrogen donor อนมล DPPH จะเปลยนเปน DPPH-H (ภาพท 2.6)

30

ซงการสญเสยอเลกตรอนดงกลาวท าใหอนมล DPPH สามารถดดกลนพลงงานแสงไดนอยลง สารดงกลาวจงเปลยนเปนสเหลอง

ภาพท 2.6 ปฏกรยาระหวางอนมล DPPH และสารตานอนมลอสระ (ปยาภทร, 2550)

2.16.2.2 Ferric reducing antioxidant power (FRAP)

FRAP เปนวธการทดสอบประสทธภาพของอนมลอสระทคดคนขนมาในครงแรกเพอทดสอบประสทธภาพดงกลาวของพลาสมา อยางไรกตาม วธนยงสามารถใชเพอทดสอบของเหลวประเภทอนไดดวย หลกการของ FRAP คอการวดความสามารถของสารตานอนมลอสระในการรดวซ ferrictripyridyltriazine (Fe3+-TPTZ) ใหอยในรป Fe2+ โดยวดจากคาการดดกลนแสงทความยาวคลน 593 นาโนเมตร 2.17 การประยกตใชวธโครงรางพนผวตอบสนองในงานวจย (Response Surface Methodology, RSM) (กลยาณ, 2554) วธโครงรางพนผวตอบสนองหรอ RSM เปนวธการทางคณตศาสตรและทางสถตทเปนประโยชนในการสรางแบบจ าลองและวเคราะหปญหาซงแสดงผลตอบสนองตอผลจากตวแปรตางๆ โดยมวตถประสงคเพอหาจดหรอความเหมาะสมตอผลนน

2.17.1 การใชโครงรางพนผวตอบสนองในอตสาหกรรมอาหาร 2.17.1.1 ใชในการหาสภาวะทเหมาะสมของกระบวนการผลต (process optimization) 2.17.1.2 ใชในการหาสมการทเหมาะสมส าหรบพฒนาผลตภณฑ (food formulation or

product optimization ) ในงานทางดานการพฒนาผลตภณฑ

2.17.2 หลกการส าคญของการท าโครงรางพนผวตอบสนองเพอน าเสนอผลการวจย

31

มหลกการดงน 2.17.2.1 การน าเสนอโครงรางพนผวตอบสนองตองมแผนการทดลองทเหมาะสม

อยางนอยตองมตวแปรอสระ 2 ตวขนไป และตองเปนตวแปรเชงปรมาณ ตองมตวแปรตามอยางนอย 1 ตวขนไปและตองเปนตวแปรเชงปรมาณดวย ดงนนแผนการทดลองทสามารถสรางพนทผวผลตอบสนองได คอ Factorial Design, Mixture Design, Central Composite Design (CCD) และ Plackett & Burman Design และ Box – Behnken Design

2.17.2.2 ระดบของตวแปรอสระทตองผนแปรไปนนจ าเปนตองครอบคลมพนททตองการศกษา

2.17.2.3 ขอมลของตวแปรอสระแตละตว (Xi) ตองสมพนธกบขอมลของตวแปรตาม (Yi) เพอสรางเปนแบบจ าลองทางคณตศาสตร (model) ซงอาจมทงความสมพนธกนในเชงเสนตรง (linear model) ความสมพนธในเชงปฏสมพนธ (interaction model) ความสมพนธกนในเชงเสนโคง(quadratic model)

2.17.2.4 การสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรทเปนภาพสามมต หรอทเรยกวาสรางพนผวผลตอบสนอง

Linear effect : Y = a0 + a1X1 + £ Quadratic effect : Y = a0 + a1X1 + a11X12 + £ Interaction effect : Y = a0 + a1X1 + a2X2 + a12X1X2 + a11X12 + a22X22 + £ ดงนนสมการทางคณตศาสตรพจนทวไปไปจงเขยนไดดงน Y = β0 +Σ βiXi + ΣβiiXi

2 + ΣΣβij Xi Xj + £

2.18 รปแบบการวางแผนการทดลองส าหรบวธโครงรางพนผวสมผส (กลยาณ, 2554) 2.18.1 Factorial design แผนการทดลองแบบ Factorial Design ประกอบดวยต าแหนงการทดลอง ของ 2n

Factorial Design ( ถา n ในทนคอตวแปรอสระ 2 ตว ดงนน 22 มต าแหนงการทดลองทงหมด 4 ต าแหนง (-1,-1) (+1,-1) (+1, +1) (-1, +1) ดงภาพท 2.7a 2.18.2 Box – Behnken Design

32

แผนการทดลองแบบ Box – Behnken Design ประกอบดวย 2.16.2.1 ต าแหนงการทดลอง ของ 2n Factorial Design ( ถา n ในทนคอตวแปรอสระ 2 ตว ดงนน 22 มต าแหนงการทดลองทงหมด 4 ต าแหนง (-1,-1) (+1,-1) (+1, +1) (-1, +1) 2.16.2.2 ต าแหนงการทดลองทเพมขนมาอก 4 ต าแหนงคอ ต าแหนงทเปนแนวระนาบ (+1, 0) (-1, 0) (0, +1) (0, -1) 2.16.2.3 ต าแหนงตรงกลางของพนทการทดลองอก 1 ต าแหนง คอ central point (ต าแหนง 0, 0) แตละปจจยม 3 ระดบคอ -1, 0, 1 ดงภาพท 2.7b 2.18.3 Central Composite Design

แผนการทดลองนคลายกบแผนการทดลองแบบ Factorial Design และ Box – Behnken Design โดย CCD ประกอบดวย

2.18.3.1 ต าแหนงการทดลอง ของ 2n Factorial Design ( ถา n ในทนคอตวแปรอสระ 2 ตว ดงนน 22 มต าแหนงการทดลองทงหมด 4 ต าแหนง (-1,-1) (+1,-1) (+1, +1) (-1, +1)

2.18.3.2 ต าแหนงการทดลองทเพมขนมาอก 4 ต าแหนงคอ ต าแหนงทเปน แนว +α หรอ -α ในแนวแกน (+α, 0) (-α, 0) (0, +α) (0, -α)

2.18.3.3 ต าแหนงตรงกลางของพนทการทดลองอก 1 ต าแหนง คอ central point (ต าแหนง 0,0) แตละปจจยม 5 ระดบคอ -1.414, -1, 0, 1, +1.414 ดงภาพท 2.7c

ดงนนการทดลองแบบ CCD จงเปนการทดลองแบบทครอบคลมพนททตองการศกษาไดมากกวา Factorial Design และ Box – Behnken Design ส าหรบการทดลอง แบบ CCD นน สามารถก าหนดต าแหนงของการทดลองไดดงตารางท 2.2

(a) (b) (c) ภาพท 2.7 ต าแหนงการทดลอง Factorial Design (a) Box – Behnken Design (b) และ Central Composite Design (c) ตารางท 2.2 ต าแหนงของการทดลองแบบ CCD

33

จ านวนตวแปรอสระ(Xi) = n 2 3 4 5 จ านวนต าแหนงการทดลองทงหมด ใน CCD 9 15 25 43 ระดบของ คา α = 2n/4 1.4142 1.6818 2 2.3784 2.19 ล าไย (อรรณพและวรรณภา, 2550)

ภาพท 2.8 ล าไย

ทมา: http://longanchiangmai.blogspot.com/2010/08/blog-post.html

ล าไย (ภาพท 2.8) เปนผลไมทมความส าคญทางเศรษฐกจอนดบหนงของภาคเหนอ โดยเฉพาะอยาง ยงในจงหวดเชยงใหมและล าพน ผลผลตของล าไยสามารถสงออกไปจ าหนายยงตางประเทศ ทงในรปของผลสด แชแขง อบแหง และล าไยกระปอง ซงท ารายไดในแตละปหลายพนลานบาทและมแนวโนมการสงออกทเพมขนโดยเฉพาะอยางยงล าไยอบแหง ล าไยเปนผลไมใหพลงงานแกผบรโภคสง เนองจากมน าตาลอยมากในสวนเนอล าไย โดยมน าตาลอย 3 ชนด คอ กลโคส ฟรคโตส และซโครส เนอผลล าไยสดใหคณคาทางอาหารตาง ๆ รวมทงแรธาตทมประโยชนตอรางกายในดานการแพทยแผนโบราณ ล าไยแหงเปนยามคณสมบตบ ารงหวใจ บ ารงเลอด บ ารงประสาท ชวยยอยอาหารและเปนอาหาร บ ารงก าลง เหมาะส าหรบผทมรางกายออนแอ เกศรา (2555) กลาววาล าไยมสารกลมโพลฟนอลกคอ กรดแกลลก โครลาจนและกรดอลลาจก สารทง 3 ชนดนมปรมาณแตกตางกนตามสวนตางๆของผลล าไยและสายพนธ โดยในเมลดล าไยพบมากทสดและเนอล าไยพบนอยทสด สารดงกลาวชวยการหดตวของหลอดเลอด มฤทธตานอนมลอสระ มฤทธตานการเกดมะเรงและมแนวโนมปองกนการเกดมะเรงล าไส นอกจากน บศรากรณ (2551) ไดศกษาผลของสภาวะในการอบแหงตอการเปลยนแปลงสารประกอบฟนอลกในล าไยอบแหงทงผลพรอมเปลอกพบวา การอบแหงทสภาวะการอบแหงทสงทสด (อณหภม 90 องศาเซลเซยส/19 ชวโมง) พบ

34

ปรมาณสารประกอบฟนอลกทงหมดสงทสด โดยคดเปนปรมาณ 1.23-1.28 มลลกรม/กรมน าหนกแหง ซงสอดคลองกบความสามารถในการเปนสารตานอนมลอสระทมปรมาณสงทสดดวยเชนกน

2.20 กระบวนการผลตล าไยอบแหง กระบวนการแปรรปล าไยอบแหงเฉพาะเนอของผประกอบการสามารถแบงออกเปน 2 ประเภทดวยกน ดงน (รตนาและคณะ, 2541) 1. การแปรรปล าไยอบแหงเฉพาะเนอ เปนการน าล าไยสดมาควานเอาเมลดในออกดวยตดตหรอดวยปลายชอนสแตนเลสทลบจนคม แกะเปลอกออกน าเนอล าไยมาแชในสารละลาย จากนนเรยงบนตะแกรงโปรงหรอกระดง น าเขาอบดวยความรอนจนเนอล าไยแหง อณหภมและระยะเวลาในการอบแหงเนอล าไยแตกตางกนไปตามชนดของเตาหรอตอบ เชนเดยวกบสของเนอล าไยอบแหงทมตงแตสเหลองทองจนไปถงสด า 2. การแปรรปล าไยอบแหงทงเปลอก เปนการน าล าไยทงเปลอกมาอบดวยความรอน กรรมวธการอบล าไยทงเปลอกยงไมมการก าหนดกรรมวธมาตรฐาน และไมมการใหการฝกอบรม จากหนวยงานของรฐเหมอนกรรมวธการท าเนอล าไยสทอง ดงนนกรรมวธการอบล าไยทงเปลอกทท ากนจงมหลายวธ ซงไดจากการทดลองดดแปลงเองตามค าแนะน าท งจากทมงานวจยของมหาวทยาลยเชยงใหม จากพอคาคนจนจากบรษทผจ าหนายเตาและจากผทเคยท ามากอน จากกรรมวธการอบทแตกตางกนจงเปนเหตใหคณภาพของเนอล าไยอบแหงทงเปลอกมสตงแตสน าตาลแดงไปจนถงสด า ความแหงของเนอล าไยมตงแตไมคอยแหงจนไปถงแหงมากจนตดเนอเมลดใน กลนของล าไยมตงแตกลนล าไยไปจนถงกลนน าตาลไหม

2.20.1 สวนประกอบทมอยในเนอล าไยสด และเนอล าไยอบแหง จากการศกษาสวนประกอบทมอยในเนอล าไยสดและเนอล าไยอบแหงพบวา เนอล าไยม

สารอาหารทเปนประโยชนหลายชนดดวยกน ดงตารางท 2.3 ตารางท 2.3 สวนประกอบทางเคมของล าไยสดและล าไยอบแหง สวนประกอบ เนอล าไยสด เนอล าไยอบแหง ความชน (รอยละ) 81.10 17.80 ไขมน (รอยละ) 0.11 0.40 เสนใย (รอยละ) 0.28 1.60

35

โปรตน (รอยละ) 0.97 4.60 เถา (รอยละ) 0.56 2.86 คารโบไฮเดรต (รอยละ) 16.98 72.70 พลงงานความรอน(กโลแคลอร/100 กรม) 72.79 311.80 แคลเซยม (มลลกรม/100 กรม) 5.70 27.70 เหลก (มลลกรม/100 กรม) 0.35 2.39 ฟอสฟอรส (มลลกรม/100 กรม) 35.30 159.50 วตามนซ (มลลกรม/100 กรม) 69.20 137.80 โซเดยม (มลลกรม/100 กรม) - 4.50 โพแทสเซยม (มลลกรม/100 กรม) - 2012.00 ไนอาซน (มลลกรม/100 กรม) - 3.03 กรดแพนโทธนค (มลลกรม/100 กรม) - 0.57 วตามนบสอง (มลลกรม/100 กรม) - 0.375

ทมา: กรมวทยาศาสตรบรการ อางโดย เมย (2552) 2.21 การเกดปฏกรยาสน าตาลแบบอาศยเอนไซมในล าไยอบแหง (เมย, 2552)

การเกดปฏกรยาสน าตาลแบบอาศยเอนไซมสวนใหญเกดขนเรมจากปฏกรยาไฮดรอกซเลชน (hydroxylation) ของสารประกอบโมโนฟนอลกลายเปนไดฟนอลโดยอาศยออกซเจนและเอนไซมโพลฟนอลออกซเดส (PPO) จากนนสารประกอบออรโธไดฟนอลจะเกดปฏกรยาออกซเดชนตอไป โดยจะถกเรงดวยเอนไซมโพลฟนอลออกซเดส ไดผลตภณฑเปนออรโธควโนนซงจะถกควบแนนและเกดปฏกรยาทไมอาศยเอนไซมกบสารประกอบอนๆ เชน สารประกอบฟนอลก กรดอะมโนตอไป เพอผลตรงควตถทใหสน าตาลเขมหรอด า (melanin pigment) ดงแสดงในภาพ 2.9

36

ภาพท 2.9 การเกดปฏกรยาสน าตาลแบบอาศยเอนไซมโพลฟนอลออกซเดสของสารประกอบฟนอ

ลก

2.22 การใชสารเคมในการลดการเกดสน าตาลในล าไยอบแหง ปจจบนนยมใชสารเคมในการอบแหงผกและผลไมเพอสงวนคณคาทาง โภชนาการของอาหาร

และปรบปรงคณภาพในดานส กลน รส ลกษณะสมผสและลกษณะปรากฏ พงษศกด (2553) ไดศกษาผลของสารเจออาหารทมผลตอสของเนอล าไยอบแหงพนธอดอ ทอบดวยเครองอบแหงแบบถาดท 65 องศาเซลเซยสเปนเวลา 13 ชวโมง โดยแชเนอล าไยเปนเวลา 5 นาทในสารละลายกรดซตรก สารละลายกรดแอสคอรบก สารละลายโซเดยมอรทอรเบตทความเขมขนระหวางรอยละ 0.1-0.5 และสารละลายแคลเซยมคลอไรดทมความเขมขนระหวางรอยละ 0.5-2.0 พบวาการแชในสารละลายแคลเซยมคลอไรดทความเขมขนรอยละ 2.0 ใหคาสทดทสด สวนการแชในสารละลายผสมพบวา สารละลายกรดซตรกรอยละ 0.1, 0.3 และ 0.5 ผสมกบสารละลายแคลเซยมคลอไรดทความเขมขนรอยละ 2.0 จะใหคาสของเนอล าไยอบแหงทดทสด อรรณพและวรรณภา (2552) ไดการศกษาผลของสารเคมตอคณลกษณะดานสของล าไยอบแหง โดยน าเนอล าไยมาแชในสารเคม 3 ชนด ไดแก โพแทสเซยมเมตาไบซลไฟท กรดแอสคอรบคและกรดซตรก เปนเวลา 10 นาท อบแหงแบบถาดทอณหภม 60 องศาเซลเซยส เปนเวลา 15 ชวโมงพบวา การใชสารประกอบซลไฟทในรปสารละลายเพยงชนดเดยวหรอใชรวมกบสารชนดอนในรปของสารละลายผสมแชผลล าไยสดเปนเวลานาน 10 นาทกอนน าไปอบแหง สามารถชวยปรบปรงคณลกษณะดานสของล าไยอบแหงได นอกจากน เบญจวรรณและประสทธ (2541) ไดท าการปรบปรงคณภาพล าไยอบแหง โดยการแช

37

เนอล าไยในสารละลายโซเดยมเมตาไบซลไฟตความเขมขนรอยละ 1.0 สารละลายกรดซตรกความเขมขนรอยละ 0.2 อบแหงโดยใชอณหภม 55 องศาเซลเซยส นาน 12 ชวโมง พบวา เนอล าไยทแชในสารละลายโซเดยมเมตาไบซลไฟตทความเขมขนรอยละ 1.0 มระดบการเกดสน าตาลและการด าเนนกจกรรมของเอนไซมโพลฟนอลออกซเดสต าท าใหไดผลตภณฑทมสเหลองทองซงผบรโภคใหการยอมรบสงสด การใชสารละลายโซเดยมเมตาไบซลไฟตมการตกคางของซลไฟตในอาหารกอใหเกดอาการแพ (allergic) เชน การเกดโรคหอบหด จงพยายามหาทางเลอกอนแทนการใชสารประกอบซลไฟตในผลตภณฑอาหาร ซงสารเหลานนควรมสมบตคลายคลงกบซลไฟตและตองมความปลอดภยตอผบรโภค แตในขณะนยงไมมสารเคมใดหรอวธการใดในการยบย งการเกดสน าตาลไดอยางมประสทธภาพเทยบเทากบซลไฟต วธการทดทสดในขณะนคอ การใชสารยบย งการเกดสน าตาลทไดจากธรรมชาต เชน กรดซตรก กรดแอสคอรบก เปนตน ดงนนการใชสารยบย งการเกดสน าตาลจากธรรมชาตจงเปนทสนใจเพราะเปนการปองกนการตกคางของสารเคมในผลตภณฑอาหาร (เบญจวรรณและประสทธ, 2541)