การผลิตกะปิจากถั่วเขียวและถั่วเหลืองโดยใช้เชื้อแบคทีเรียที่แยกได้

นักวิจัย/สังกัด :

  1. ดร.สุทธิดา วิทนาลัย

ปี พ.ศ. ที่โครงการเสร็จ : 2554

  กะปิเป็นอาหารหมักพื้นบ้านของไทยทำมาจากกุ้งนิยมใช้เป็นเครื่องปรุงรสในอาหารไทยหลายชนิด ปัจจุบันจำนวนประชาชนที่บริโภคแบบมังสวิรัติมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคที่เป็นมังสวิรัติ เครื่องปรุงที่ผลิตจากถั่วจึงถูกนำมาใช้แทนผลิตภัณฑ์ที่ทำจากเนื้อสัตว์ เช่นกะปิ ในการทดลองนี้กะปิ 7 ชนิดถูกนำมาใช้เป็นแหล่งในการแยกเชื้อแบคทีเรีย เชื้อที่แยกได้มีจำนวน 23 เชื้อ และมี 10 เชื้อที่มีความสามารถในการผลิตเอนไซม์โปรติเอสและอะไมเลส ถูกใช้เป็นหัวเชื้อหมักกะปิเจจากโปรตีนถั่วเขียว พบว่า ไอโซเลท RY1, NW1 และ IS4 สามารถผลิตกะปิเจจากถั่วเขียวที่มีปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด, กรดอะมิโนอิสระสูง และมีปริมาณ แอมโมเนียไนโตรเจนต่ำ จากการตรวจสอบเอกลักษณ์ของไอโซเลททั้ง 3 สายพันธุ์โดยวิธี 16s rDNA analysis พบว่าเชื้อดังกล่าวคือ Bacillus amyloliquefaciens RY1, Bacillus subtilis NW1 และ Bacillus subtilis IS4 ตามลำดับ อย่างไรก็ตามจากการศึกษาเบื้องต้น กะปิเจที่ผลิตจากโปรตีนถั่วเขียว ไม่สามารถให้ผลิตภัณฑ์ ที่เป็นที่น่าพึงพอใจเนื่องจากลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ได้แตกต่างกับกะปิในแง่ของ เนื้อสัมผัส สี และกลิ่น ดังนั้นจึงต้องคัดเลือกวัตถุดิบที่จะนำมาใช้ในการผลิตกะปิเจเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นที่ยอมรับ

ถั่วเหลืองถูกนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตกะปิเจ เนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการหมักถั่วเหลืองที่ได้นั้นมีลักษณะคล้ายกะปิที่ขายในท้องตลาดโดยเฉพาะในแง่ของกลิ่น เพื่อคัดหัวเชื้อที่มีความสามารถในการหมักถั่วเหลืองให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นที่น่าพอใจมากที่สุด ไอโซเลทที่ปลอดภัยและไม่ก่อให้เกิดโรค 8 ชนิดได้แก่ IS4, CM1, RY1, TD1, NW1, SC1, TISTR001 และ TISTR 010 ถูกนำมาหมักถั่วเหลือง จากนั้นตรวจสอบสารให้กลิ่นที่ผลิตได้เปรียบเทียบกับกลิ่นของกะปิกุ้งและกะปิเจที่มีขายในท้องตลาด โดยเทคนิค SPME และ GC-MS และใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (Principal component analysis) และการจัดกลุ่ม (cluster analysis) ในการแยกผลิตภัณฑ์หมักชนิดต่างๆเป็นกลุ่ม ตามสารให้กลิ่นที่เป็นองค์ประกอบหลักเหมือนกัน พบว่าสามารถแยกตัวอย่างได้ 4 กลุ่ม โดยที่กลุ่มที่ 1 ได้แก่กะปิเจจากถั่วเหลือง S1, S2, S5, S6, S7 และ S8 ที่ผลิตจากไอโซเลท IS4, CM1, NW1, SC1, TISTR001 และ TISTR010 ตามลำดับ โดยได้ถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มเดียวกับกะปิเจ ที่ขายในท้องตลาดทั้ง 3 ชนิด ซึ่งสารให้กลิ่นที่เป็นองค์ประกอบหลักในกลุ่มนี้ได้แก่ indole, S-containing compounds และ N-containing compounds ในขณะที่ กะปิจากถั่วเหลือง S3, S4 (หมักจากไอโซเลท RY1 และ TD1) ถูกจัดอยู่ในกลุ่ม 2, กะปิกุ้ง K1 ถูกจัดอยู่ในกลุ่ม 3 และ กะปิกุ้ง K2, K3 จัดอยู่ในกลุ่ม 4 อย่างไรก็ตามจากการประเมินทางประสาทสัมผัส (sensory evaluation) พบว่า S1 ให้กลิ่นคล้ายกะปิและได้คะแนนสูงโดยคะแนนที่ได้ไม่มีความแตกต่างทางสถิติอย่างมีนัยสำคัญ จึงกล่าวได้ว่า B. subtilis IS4 สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อตั้งต้นในการผลิตกะปิเจจากถั่วเหลืองและสามารถใช้แทนกะปิกุ้งได้

ในการศึกษานี้ ได้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมของเอนไซม์, กลิ่น, การเกิดสี, ปริมาณฟีโนลิครวม, ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ DPPH และปริมาณไอโซฟลาโวน ที่เกิดขึ้นระหว่างการหมักกะปิเจจากถั่วเหลืองด้วยหัวเชื้อ B. subtilis IS4 และ B. amyloliquefaciens RY1 พบว่า การเปลี่ยนแปลงของเอนไซม์ (β-glucosidase, α-amylase และ protease) มีแนวโน้มที่คล้ายกันด้วยการหมักจากหัวเชื้อตั้งต้นทั้ง 2 ชนิด โดยค่ากิจกรรมของเอนไซม์ที่สูงสุดสามารถสังเกตได้ระหว่างวันที่ 2-4 ของการหมัก ในแง่ของการสร้างสารให้กลิ่น พบว่า กลิ่นที่เป็นองค์ประกอบหลักที่พบในเชื้อทั้ง 2 ชนิดคือ aldehydes และ N-containing compounds อย่างไรก็ตาม เชื้อ B. subtilis IS4 ยังมี acids/esters เป็นองค์ประกอบหลัก และ เชื้อ B. amyloliquefaciens RY1 ก็ยังพบ alcohol เป็นองค์ประกอบหลักด้วย นอกจากนี้ การเปลี่ยนแปลงการเกิดสีที่วัดโดยค่าของ L*, a* และ b* ตามระบบ CIE ยังสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของสีน้ำตาล (browning) และ fluorescence intensity ในกะปิจากถั่วเหลืองที่หมักโดยทั้ง 2 เชื้อ และทั้งนี้ยังพบว่าระหว่างการหมักกะปิจากถั่วเหลืองโดยเชื้อทั้ง 2 ชนิด ปริมาณสารฟีโนลิครวม, ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ DPPH เพิ่มขึ้นระหว่างการหมักและมีความสัมพันธ์กัน ถึงแม้ว่าปริมาณไอโซฟลาโวนทั้ง glucoside isoflavone (daidzine, genistin) และ aglycone isoflavone (daidzein, genistein) จะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยใน ช่วงแรกของการหมัก และหลังจากนั้นพบว่ามีการลดลง ของปริมาณไอโซฟลาโวนไปจนสิ้นสุดการหมัก แต่สารอนุพันธ์ของไอโซฟลาโวนดังกล่าว ก็อาจมีฤทธิ์ในการเป็นสารต้านอนุมูลอิสระได้ จากผลการทดลองนี้ชี้ให้เห็นว่า B. subtilis IS4 และ B. amyloliquefaciens RY1 สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อตั้งต้นในการผลิตกะปิเจจากถั่วเหลือง ที่เพิ่มคุณค่าทางอาหารในแง่ของการเพิ่มของปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระในกะปิเจถั่วเหลือง