ลักษณะเฉพาะการทำแห้งใบมะรุมและการเปลี่ยนแปลงระหว่างการเก็บรักษาใบมะรุมทำแห้ง

นักวิจัย/สังกัด :

  1. น.ส.ยุพารัตน์ โพธิเศษ
    มหาวิทยาลัยขอนแก่น

ปี พ.ศ. ที่โครงการเสร็จ : 2558

  Moringa oleifera มีพื้นที่ปลูกเกือบทุกพื้นที่ของประเทศไทย มีชื่อเรียกในภาษาไทยว่า “มะรุม” โดยส่วนต่างๆ ของมะรุม เช่น ฝักอ่อน ใบ และดอกมีการนำมาบริโภคเป็นผักและมีคุณค่าอื่นๆ ด้วย อีกทั้งยังมีคุณสมบัติเป็นสารต้านออกซิเดชันโดยมีองค์ประกอบที่แสดงสมบัติเป็นสารเชิงชีวภาพที่สำคัญนั่นคือ กลุ่มฟลาโวนอยด์ ได้แก่ ควอเซทินและแคมเฟอรอล ใบมะรุมสามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยเฉพาะในช่วงอากาศร้อนชื้นแต่จะค่อนข้างหายากในฤดูหนาวเนื่องจากเป็นฤดูใบไม้ร่วง การทำแห้งเป็นวิธีการถนอมอาหารแบบดั้งเดิมและมีความสำคัญต่อคุณภาพของอาหาร เวลาและอุณหภูมิที่ใช้ในเครื่องทำแห้งตลอดจนชนิดของเครื่องทำแห้งจะมีผลต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ทำแห้งสุดท้าย การทำแห้งโดยใช้ไมโครเวฟเป็นการทำแห้งที่ใช้พลังงานต่ำ การให้ความร้อนของเครื่องไมโครเวฟในปริมาณมากและช่วยลดเวลาการทำแห้ง ทำให้เป็นวิธีทางเลือกสำหรับการทำแห้งที่นำมาใช้แพร่หลายมากขึ้น สำหรับการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งเป็นกระบวนการระเหิดซึ่งเป็นวิธีการทำแห้งที่ดีที่สุดวิธีการหนึ่ง มักใช้ทำแห้งผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าสูงเพราะเป็นวิธีการทำแห้งที่ช่วยรักษากลิ่นและเนื้อสัมผัสได้ดี การทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนเป็นวิธีการทำแห้งเพื่อใช้ทดแทนการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง สืบเนื่องจากการทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนสามารถคงรักษาสารสำคัญหลังการทำแห้งได้ดี การศึกษาความแก่-อ่อนที่เหมาะสมของใบมะรุมที่มีแหล่งปลูกในประเทศไทย รวมถึงการศึกษาลักษณะเฉพาะการทำแห้ง การศึกษาผลของวิธีการเตรียมใบมะรุม เครื่องทำแห้ง อุณหภูมิและกำลังของไมโครเวฟที่แตกต่างกันมีผลต่อลักษณะเฉพาะการทำแห้ง คุณลักษณะการดูดน้ำกลับคืน คุณภาพของใบมะรุมทำแห้งต่างๆ และการเปลี่ยนแปลงของใบมะรุมทำแห้งระหว่างการเก็บรักษายังมีรายงานวิจัยค่อนข้างจำกัด

สมบัติทางด้านไฟโตเคมีคอลโดยใช้ปริมาณควอเซทินและแคมเฟอรอลเป็นเกณฑ์ตัดสินความแก่-อ่อนที่เหมาะสมของใบมะรุมสำหรับการทำแห้งพบว่าใบมะรุมที่เหมาะสมที่สุดคือใบมะรุมจากใบประกอบลำดับที่ 1-3 โดยนับจากส่วนบนสุดของแต่ละกิ่งของต้นมะรุม แบบจำลอง Modified Henderson สามารถอธิบายดีซอร์พชั่นไอโซเทิร์มของการทำแห้งใบมะรุมได้ดีที่สุดทั้งในรูปแบบฟังก์ชัน Xe=ƒ (RHe, T) และ RHe=ƒ (Xe, T) การทำแห้งใบมะรุมโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบถาด เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนและเครื่องไมโครเวฟ พบว่าแบบจำลอง Three parameter ซึ่งมีค่าคงที่ของแบบจำลอง 3 ค่าคือค่าคงที่การทำแห้ง (K) ค่าคงที่ (A) และค่าคงที่ N (drying exponent) ค่าคงที่การทำแห้ง K ในแบบจำลอง Three Parameter มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิอากาศที่ใช้ทำแห้งและกำลังของไมโครเวฟที่ใช้ทำแห้งตามแบบจำลอง Arrhenius ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นของใบมะรุมทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบถาดมีค่าอยู่ในช่วง 1.26x10-12 ถึง 1.73x10-11 m2/s การทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนมีค่าอยู่ในช่วง 1.81x10-12 ถึง 1.82x10-11 m2/s และทำแห้งโดยใช้ไมโครเวฟมีค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้นอยู่ในช่วง 2.71x10-11 ถึง 1.67x10-10 m2/s พลังงานกระตุ้น (Ea) คำนวณโดยใช้ค่าคงที่การทำแห้ง (K) คำนวณจากแบบจำลอง Arrhenius สำหรับใบมะรุมทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบถาดมีค่าพลังงานกระตุ้นอยู่ในช่วง 16.15 ถึง 56.26 kJ/mol•K การทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนมีค่าพลังงานกระตุ้นอยู่ในช่วง 14.24 ถึง 55.72 kJ/mol•K และการทำแห้งโดยใช้ไมโครเวฟมีค่าพลังงานกระตุ้นอยู่ในช่วง 52.63 ถึง 62.81 W/g ตามลำดับ อีกทั้งพลังงานกระตุ้น (Ea) คำนวณโดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ความชื้น (Deff) สำหรับใบมะรุมทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบถาดมีค่าพลังงานกระตุ้นอยู่ในช่วง 14.44 ถึง 52.72 kJ/mol•K การทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนมีค่าพลังงานกระตุ้นอยู่ในช่วง 15.49 ถึง 60.05 kJ/mol•K และการทำแห้งโดยใช้ไมโครเวฟมีค่าพลังงานกระตุ้นอยู่ในช่วง 56.69 ถึง 69.71 W/g ตามลำดับ

การทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบถาดและเครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนสามารถคงปริมาณฟินอลิคทั้งหมดไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดยการลวกใบมะรุมก่อนทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนที่ 50° C สามารถคงปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดสูงที่สุด สำหรับการทำแห้งใบมะรุมสดแบบแช่เยือกแข็งสามารถคงปริมาณควอซิทินสูงที่สุด นอกจากนั้นการลวกใบมะรุมก่อนการทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนที่ 50° C และการทำแห้งใบมะรุมสดแบบแช่เยือกแข็งสามารถคงค่าการต้านออกซิเดชั่น (%) แคมเฟอรอล และค่าสี เช่น ค่าความเป็นสีเขียวสูงและค่าดัชนีความเป็นสีน้ำตาลต่ำ เป็นต้น การศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของใบมะรุมทำแห้งและใบมะรุมหลังการดูดน้ำกลับคืนโดยใช้กล้องอิเล็คตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope, SEM) พบว่าใบมะรุมที่ผ่านการลวกก่อนการทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบที่อุณหภูมิ 50° C มีโครงสร้างเซลล์เปิดมากกว่าการทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบถาดที่อุณหภูมิ 50° C และการทำแห้งโดยใช้กำลังไมโครเวฟ 900W ใบมะรุมสดทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งทั้งใบมะรุมทำแห้งและใบมะรุมหลังการดูดน้ำกลับคืนมีโครงสร้างค่อนข้างสมบูรณ์เนื่องจากโครงสร้างเซลล์ถูกทำลายเพียงเล็กน้อย

การลวกใบมะรุมก่อนทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนที่อุณหภูมิ 50° C สามารถคงคุณสมบัติการเป็นสารต้านออกซิเดชั่น ได้แก่ ปริมาณฟินอลิคทั้งหมด การต้านออกซิเดชั่น (%) ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด ควอเซทินและแคมเฟอรอลระหว่างการเก็บรักษา 6 เดือน โดยปริมาณควอเซทินและแคมเฟอรอลเพิ่มขึ้นเล็กน้อยระหว่างการเก็บรักษา การบรรจุใบมะรุมทำแห้งแบบสุญญากาศในถุงอลูเนียมฟอยล์สามารถคงรักษาระดับค่า Aw และค่าความเป็นสีเขียว การเสื่อมสลายของปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดของใบมะรุมทำแห้งโดยการบรรจุแบบสุญญากาศในถุงพลาสติกชนิดโพลีเอทิลีนและอลูมิเนียมฟอยล์มีความสัมพันธ์เป็นไปตามปฏิกิริยาอันดับที่ 1 โดยมีค่าพลังงานกระตุ้นคำนวณได้จากแบบจำลอง Arrhenius มีค่า 14.07 kJ/mol K และ 13.08 kJ/mol K ตามลำดับ ระยะเวลาและอุณหภูมิในการเก็บรักษาใบมะรุมทำแห้งมีผลทำให้ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดลดลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 35° C ใบมะรุมทำแห้งบรรจุแบบสุญญากาศในถุงอลูมิเนียมฟอยล์มีค่าครึ่งชีวิต (t1/2) ยาวนานกว่าบรรจุแบบสุญญากาศในถุงพลาสติกชนิดโพลีเอทิลีน และพบว่าการเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำจะช่วยยืดอายุของใบมะรุมทำแห้ง การศึกษาการเสื่อมสลายความเป็นสี เขียว (a*/b*) ของใบมะรุมทำแห้งพบว่าที่อุณหภูมิการเก็บรักษา 15° C ค่าการเสื่อมสลายความเป็นสีเขียวมีความสัมพันธ์เป็นไปตามปฏิกิริยาลำดับที่ศูนย์ หากแต่ที่อุณหภูมิ 25 และ 35° C มีความสัมพันธ์เป็นไปตามปฏิกิริยาลำดับที่ 1 สำหรับค่าดัชนีความเป็นสีน้ำตาล (BI) ของใบมะรุมทำแห้งเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 15 ถึง 35° C มีความสัมพันธ์เป็นไปตามปฏิกิริยาลำดับที่ศูนย์

ความแก่-อ่อนที่เหมาะสม การลวก การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและการทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนสามารถนำไปพัฒนาการทำแห้งใบมะรุมต่อไป โดยการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและการทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนที่ 50° C คงคุณภาพสูงทั้งปริมาณสารไฟโตรเคมิคอล ค่าความเป็นสีเขียวและคงโครงสร้างจุลภาคของใบมะรุมได้ ซึ่งจากการประเมินคุณภาพพบว่าใบมะรุมสดทำแห้งแบบแช่เยือกแข็งและการลวกใบมะรุมก่อนการทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนคงคุณภาพได้ดีที่สุด ดังนั้นการลวกก่อนการทำแห้งโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลดความชื้นโดยใช้เครื่องสูบความร้อนที่อุณหภูมิ 50° C เป็นวิธีการทำแห้งใบมะรุมที่มีศักยภาพเพื่อรักษาคุณภาพใบมะรุมทำแห้งได้สูง การบรรจุแบบสุญญากาศในถุงอลูมิเนียมฟอยล์และเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 15° C และ 25° C ถือเป็นข้อแนะนำในการเก็บรักษาระดับปลอดภัยของใบมะรุมทำแห้ง ดังนั้นข้อมูลวิจัยดังกล่าวถือเป็นข้อมูลแนะนำที่น่าสนใจต่อผู้บริโภคอย่างยิ่งและการใช้ประโยชน์ต่อการเก็บรักษาใบมะรุมทำแห้งในเชิงการค้าต่อไป