Research: A Study on Potential Application of Sacha Inchi Oil Extraction By-product in Functional Food Product Development

Research: A Study on Potential Application of Sacha Inchi Oil Extraction By-product in Functional Food Product Development

 

Author: ผศ.ดร.วิชมณี ยืนยงพุทธกาล, ดร.สิริมา ชินสาร, ดร.นิสานารถ กระแสร์ชล

 

Publish: Project ID 2560A10802069  Departments of Food Science, – Food Science and Technology, Faculty of Science, Burapha University, Thailand Publish on March,2018

 

Conclusion:

ถั่วดาวอินคา (Sacha inchi) ที่มีถิ่นกาเนิดจากประเทศเปรู มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า Plukenetia volubilis ถั่วชนิดนี้อยู่ในวงศ์ Euphorbiaceae ซึ่งเป็นวงศ์เดียวกับยางพาราและ สบู่ดำ ถั่วดาวอินคาจัดเป็นพืชน้ามันที่ดีแหล่งหนึ่ง เนื่องจากเมล็ดถั่วดาวอินคามีปริมาณน้ามันสูงถึง 35-60% และจัดเป็นน้ามันที่มีคุณภาพดี เนื่องจากมีกรดไขมันที่จาเป็นในปริมาณสูง มีรายงานว่าน้ำมันถั่วดาวอินคา มีกรดไขมันโอเมก้า 3 (Omega-3 fatty acid) 45-63% กรดไขมันโอเมก้า 6 (Omega-6 fatty acid) 34-39% กรดไขมันโอเมก้า 9 (Omega-9 fatty acid) 6-10% ซึ่งจัด เป็นกรดไขมันที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย เช่น ช่วยทำให้การเกิดไขมันอุดตันในหลอดเลือดลดน้อยลง ช่วยลดระดับคอเลสเตอรอล (Cholesterol) และลิโพโปรตีนที่มีความหนาแน่นต่า (Low density lipoprotein, LDL) ช่วยเพิ่มลิโพโปรตีนที่มีความหนาแน่นสูง (High density lipoprotein, HDL) ช่วยลดอาการปวดและอาการอักเสบต่างๆ และมีสมบัติเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ (Antioxidant) ช่วยลดและชะลอการเสื่อมของเซลล์ในร่างกาย ลดความเสี่ยงของการเกิดมะเร็ง เป็นต้น น้ามันถั่วดาวอินคาจึงจัดเป็นส่วนผสมของอาหารสุขภาพที่ดีชนิดหนึ่ง

นอกจากน้ำมันแล้ว เมล็ดถั่วดาวอินคายังมีองค์ประกอบของโปรตีนสูงถึง 27-33% และอุดมไปด้วยกรดอะมิโนหลายชนิด เช่น ซีสเตอีน (Cysteine) ไทโรซีน (Tyrosine) ทรีโอนีน (Threonine) และทริปโตเฟน (Tryptophan) คล้ายกับโปรตีนจากเมล็ดงา ดอกทานตะวัน และถั่วลิสง ซึ่งมีปริมาณโปรตีน เท่ากับ 25% 24% และ 23% ตามลำดับ โดยเมล็ดถั่วดาวอินคามีคาร์โบไฮเดรตอยู่ ประมาณ 30% ซึ่งจัดว่ามีปริมาณไม่มากนัก เพราะองค์ประกอบสาคัญเป็นปริมาณน้ำมันและโปรตีนที่สูง นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบของวิตามินและแร่ธาตุหลายชนิด เช่น วิตามินเอ วิตามินอี และไอโอดีน (Fanali, et al., 2011; Jagersberger, 2013; Maurer et al., 2011; Hans-Peter and Markus, 2011; อุดมวิทย์ ไวทยการ และคณะ, 2557)

จากศักยภาพที่ดีด้านคุณภาพน้ำมันของเมล็ดถั่วดาวอินคา การปลูกถั่วดาวอินคาจึงได้รับ การส่งเสริมให้มีการปลูกกันมาก เป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจของเกษตรกร เพื่อช่วยเกษตรกร ที่มักประสบปัญหาเศรษฐกิจในเรื่องของราคาผลผลิตตกต่า การค้นหาพืชชนิดใหม่ที่มีศักยภาพทางการตลาด จึงอาจเป็นโอกาสที่ดีของเกษตรกรได้ การปลูกถั่วดาวอินคาจึงเป็นที่สนใจของเกษตรกร เนื่องจากถั่วดาวอินคาเป็นพืชที่ปลูกได้ทั่วไป ทั้งในเขตร้อนและกึ่งหนาว การเจริญของถั่วดาวอินคา จะมีลักษณะเหมือนองุ่น คือเมื่อต้นเจริญขึ้นมาแล้วจะเลื้อยไปตามร้าน จนระยะเวลาประมาณ 6-8 เดือน ผลผลิตส่วนใหญ่เกษตรกรจะนำส่งเข้าสู่กระบวนการสกัดน้ำมันต่อไป (พรชัย เหลืองอาภาพงศ์, 2558; อุดมวิทย์ ไวทยการ และคณะ, 2557)

ในกระบวนการสกัดน้ามันจากเมล็ดถั่วดาวอินคาระดับอุตสาหกรรม ดำเนินการโดยนำเมล็ดถั่วดาวอินคามากะเทาะเปลือกออก และนำเมล็ดไปสกัดน้ามันโดยการบีบเย็นด้วยไฮโดรลิก (Cold pressing with hydraulic press) ทำให้ได้ส่วนกากที่บีบน้ำมันออกแล้ว (Press cake) และนำส่วนกากนี้มาบีบน้ามันออกอีก แล้วทำเป็นผงแห้ง จนได้เป็นแป้งถั่วดาวอินคา (Jagersberger, 2013) ดังนั้นการนาแป้งถั่วดาวอินคาที่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการสกัดน้ำมันในระดับอุตสาหกรรมมาใช้ประโยชน์ให้เหมาะสมกับศักยภาพ จึงเป็นการเพิ่มมูลค่าถั่วดาวอินคาได้อีกทางหนึ่ง

แป้งถั่วดาวอินคาที่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการสกัดน้ามันในระดับอุตสาหกรรม เป็นแป้งที่มีโปรตีนสูงถึง 56.63% นอกจากนี้ยังมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิก 155.41 มิลลิกรัม/100 กรัม และเส้นใยอาหารทั้งหมด 25.27% (Jagersberger, 2013) อย่างไรก็ตามแป้งถั่วหลายชนิดมักมีลักษณะเฉพาะ คือมีกลิ่นถั่ว (Beany odor) หรือกลิ่นหญ้า (Grassy odor) ทำให้เป็นอุปสรรคในการนำมาใช้เป็นส่วนผสมในอาหาร ซึ่งแป้งถั่วดาวอินคาก็มีกลิ่นถั่วเช่นกัน Kudre and Benjakul (2013) รายงานว่า แป้งถั่วหรั่ง (Bambara groundnut flour) มีกลิ่นถั่ว ซึ่งเป็นผลจากการมีองค์ประกอบของหมู่อัลดีไฮด์ (Medium chain aldehyde) เพนทานอล (Pentanol) เฮกซานอล (Hexanol) และเฮปทานอล (Heptanol) รวมถึงกลิ่นถั่วซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดไขมันไม่อิ่มตัวจากการทางานของเอนไซม์ไลพอกซิจิเนส (Lipoxygenase) ซึ่งสอดคล้องกับที่ Shin et al. (2013) รายงานว่า แป้งถั่วเหลืองมีกลิ่นถั่วซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันดังกล่าวเช่นกัน

 

แนวทางในการกำจัดหรือลดกลิ่นถั่วในแป้ง สามารถทาได้โดยวิธีการใช้ความร้อน (Heat treatment) เช่น การอบ (Roasting) การนึ่งด้วยไอน้า (Steaming) และวิธีไม่ใช้ความร้อน (Non-heat treatment) เช่น การแช่ในตัวทำละลาย (Shin et al., 2013; Kudre and Benjakul, 2013; ลูกจันทร์ ภัครัชพันธุ์ และสุชาติ ภูษณะดิลก, 2525) แต่การใช้ตัวทำละลายมีข้อด้อยคือ ตัวทาละลายมักจะตกค้างแล้วทาให้มีผลต่อกลิ่นและรสของผลิตภัณฑ์ และตัวทำละลายบางชนิดถ้ากาจัดออกไปได้ไปไม่หมด อาจเป็นอันตรายกับร่างกายได้ (ลูกจันทร์ ภัครัชพันธุ์ และสุชาติ ภูษณะดิลก, 2525) การหาวิธีการที่เหมาะสมในการลดกลิ่นถั่วจากแป้งถั่วดาวอินคา จึงเป็นเรื่องที่น่าสนใจเพื่อที่จะได้นำแป้งถั่วดาวอินคามาใช้ประโยชน์ได้มากขึ้น และสนใจที่จะนำแป้งถั่วดาวอินคามาเป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ส่วนผสมในการผลิตอาหาร จานวน 2 ชนิด คือ 1) แป้งวอฟเฟิลสาเร็จรูป เนื่องจากวอฟเฟิลเป็นผลิตภัณฑ์เบเกอรีที่นิยมบริโภคกันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน โดยเป็นรายการอาหารที่มักมีในธุรกิจกาแฟและเบเกอรี นิยมรับประทานเป็นอาหารว่างควบคู่กับกาแฟหรือไอศกรีม ดังนั้นการใช้แป้งถั่วดาวอินคาในส่วนผสมวอฟเฟิลสาเร็จรูป จึงเป็นการพัฒนาสูตรให้เป็นผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพที่มีโปรตีนสูง สอดคล้องกับแนวโน้มความต้องการของผู้บริโภค และสะดวกกับการใช้งาน และ 2) เครื่องดื่มน้านมถั่วดาวอินคาสูตรน้ำตาลต่า เนื่องจากสอดคล้องกับเมนูอาหารของผู้บริโภคที่รักสุขภาพที่มักชอบรับประทานเครื่องดื่มเพื่อสุขภาพที่มีโปรตีนสูงและน้ำตาลต่ำ

 

จากการศึกษาการลดกลิ่นถั่วของแป้งถั่วดาวอินคาด้วยการอบ (อุณหภูมิ 70 90 และ 120 องศาเซลเซียส เวลา 15 และ 30 นาที) และการให้ความร้อนด้วยการนึ่งด้วยไอน้้า (เวลา 15 30 45 และ 60 นาที) ผลการทดลอง พบว่า การให้ความร้อนแป้งถั่วดาวอินคาทั้ง 2 วิธี สามารถลดกิจกรรมของเอนไซม์ไลพอกซิจีเนสและท้าให้กลิ่นถั่วลดลงได้ โดยสภาวะการลดกลิ่นถั่วที่เหมาะสม คือ การอบที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 15 นาที (กิจกรรมของเอนไซม์ไลพอกซีจิเนส เท่ากับ 126.32 Unit/g และคะแนนความเข้มกลิ่นถั่ว 1.20 คะแนน) และการนึ่งด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิ 98±2 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที (กิจกรรมของเอนไซม์ไลพอกซีจิเนส เท่ากับ 423.10 Unit/g และคะแนนความเข้มกลิ่นถั่ว 1.40 คะแนน) จากการศึกษาความเป็นไปได้ในการน้าแป้งถั่วดาวอินคาที่ผ่านการลดกลิ่นถั่วแล้วมาใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพต้นแบบ พบว่า สามารถใช้แป้งถั่วดาวอินคามาแทนที่แป้งสาลีอเนกประสงค์ร่วมกับการใช้ไฮดรอกซีโพรพิลเมทิลเซลลูโลส (HPMC) ในการผลิตแป้งวอฟเฟิลส้าเร็จรูปได้ สูตรที่เหมาะสมที่สุด คือ การใช้แป้งถั่วดาวอินคาที่ผ่านการนึ่งด้วยไอน้้าหรือผ่านการอบแทนที่แป้งสาลีอเนกประสงค์ 50% และใช้ HPMC 0.5% ร่วมด้วย โดยได้รับคะแนนความชอบโดยรวมอยู่ในระดับชอบปานกลาง นอกจากนี้พบว่าสามารถน้าแป้งถั่วดาวอินคาที่ผ่านการลดกลิ่นถั่วแล้วมาใช้ในการผลิตเครื่องดื่มน้้านมถั่วดาวอินคาสูตรน้้าตาลต่้า สูตรที่เหมาะสมที่สุด คือ การใช้แป้งถั่วดาวอินคาที่ผ่านการอบ 2% โดยได้รับคะแนนความชอบโดยรวมอยู่ในระดับชอบปานกลาง

 

วัตถุประสงค์

1) เพื่อวิเคราะห์คุณภาพแป้งถั่วดาวอินคาที่เป็นผลิตผลพลอยได้จากการสกัดน้ามัน

2) เพื่อศึกษาผลของวิธีการให้ความร้อนในการลดกลิ่นถั่วต่อคุณภาพของแป้งถั่วดาวอินคา

3) เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการนาแป้งถั่วดาวอินคามาใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพต้นแบบ

4) เพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีและความรู้ที่ได้จากการวิจัยสู่ชุมชน