สืบค้นงานวิจัย
การพัฒนาการผลิตอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชและจุลินทรีย์เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์
บุษราภรณ์ งามปัญญา - มหาวิทยาลัยศิลปากร
ชื่อเรื่อง: การพัฒนาการผลิตอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชและจุลินทรีย์เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์
ชื่อเรื่อง (EN): Development of Inulin and Fructo- oligosaccharide (FOS) Production from Plant and Microorganisms for Economic Value Added
บทคัดย่อ: ชุดโครงการวิจัยนี้ได้ศึกษาการสกัดอินนูลินจากแก่นตะวัน (Helianthus tuberosus L.) เพื่อให้ได้ปริมาณมากโดยใช้คลื่นอัลตร้าซาวด์ การผลิตอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชและจุลินทรีย์ และศึกษาความคงตัวและคุณสมบัติการเป็นสารพรีไบโอติกของอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ที่ผลิตได้จากการสกัดแก่นตะวันกับที่จำหน่ายในท้องตลาด โดยจากผลการศึกษาการสกัดอินนูลินจากแก่นตะวันโดยใช้คลื่นอัลตร้าซาวด์พบว่า ปัจจัยของการพรีทรีททั้ง 3 ปัจจัยคือ อุณหภูมิ เวลา และแอมพลิจูดของการพรีทรีทด้วยอัลตร้าซาวด์มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อร้อยละของผลผลิต ปริมาณคาร์โบไฮเดรต ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และความยาวสาย โดยการพรีทรีทที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส ระดับแอมพลิจูดร้อยละ 100 เป็นเวลา 10 นาทีทำให้ได้ค่าร้อยละของผลผลิต (ร้อยละ 98.1 ของตัวอย่างแห้ง) ปริมาณคาร์โบไฮเดรต (0.838 กรัมต่อกรัมตัวอย่างแห้ง) ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ (0.063 กรัมต่อกรัมตัวอย่างแห้ง) และปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด (9.46 มิลลิกรัมต่อกรัมตัวอย่าง) สูงสุด เมื่อศึกษาการกระจายตัวของความยาวสายพบว่า ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง DP 3- 10 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการพรีทรีทด้วยอัลตร้าซาวด์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดได้ นอกจากนี้ยังพบว่าระดับแอมพลิจูด อุณหภูมิ และเวลาของการสกัดส่งผลต่อปริมาณคาร์โบไฮเดรต ปริมาณน้ำตาลรีดิวซ์ และปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งการใช้แอมพลิจูดร้อยละ 100 เป็นเวลา 30 นาที ที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียสให้ค่าสูงสุด และความยาวสายอยู่ในช่วง DP 3- 10 เมื่อเพิ่มระดับแอมพลิจูดและอุณหภูมิจะทำให้ซูโครสและ DP 3- 10 เพิ่มขึ้น ในขณะที่ DP> 10 ลดลง แต่ถ้าสกัดที่อุณหภูมิสูงและแอมพลิจูดมากกว่าร้อยละ 60 จะทำให้ DP 3- 10 ลดลงได้ เมื่อเปรียบเทียบการสกัดโดยตรงด้วยอัลตร้าซาวด์กับการสกัดด้วยน้ำร้อนพบว่า การสกัดด้วยอัลตร้าซาวด์มีประสิทธิภาพดีกว่า สามารถสกัดสารได้ปริมาณเพิ่มขึ้นและลดระยะเวลาในการสกัดได้สั้นลงมาก นอกจากการศึกษาการสกัดอินนูลินโดยตรงจากหัวแก่นตะวันด้วยคลื่นอัลตร้าซาวด์แล้วยังได้มีการศึกษาการผลิตอินนูลินในแคลลัสที่ชักนำได้จากการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อแก่นตะวันด้วย โดยแคลลัสสีเหลืองอ่อนถึงเขียวอ่อนสามารถชักนำได้จากส่วนของแผ่นใบและลำต้นภายใน 30 วันของการเพาะเลี้ยงบนอาหารพื้นฐานสูตร MS (1962) ที่มีการเสริมฮอร์โมนไซโตไคนินชนิด BA 1.0 มิลลิกรัมต่อลิตรร่วมกับการแปรผันชนิดของฮอร์โมนออกซิน 4 ชนิดคือ NAA IAA IBA และ 2, 4- D 1.0 มิลลิกรัมต่อลิตร และจากการวิเคราะห์ปริมาณน้ำตาลชนิดต่างๆ ด้วย HPLC พบว่า สารสกัดแคลลัสที่ชักนำได้มีการผลิตอินนูลินเป็นองค์ประกอบหลักเช่นเดียวกับที่พบในหัวสดจากธรรมชาติ ชี้ให้เห็นถึงทางเลือกในการผลิตอินนูลินโดยอาศัยการเพาะเลี้ยงเซลล์ในหลอดทดลองแทนการปลูกพืชในแปลงเป็นระยะเวลานาน นอกจากนี้การวิเคราะห์กิจกรรมชองเอนไซม์ฟรุกโตซิลทรานสเฟอเรส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์อินนูลินยังแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเคลื่อนย้ายหมู่ฟรุกโตซิลจากซูโครสของแคลลัสที่มีการสะสมอินนูลินในปริมาณสูง ทำให้สามารถสรุปความสัมพันธ์ระหว่างการสังเคราะห์อินนูลินกับค่ากิจกรรมของเอนไซม์ฟรุคโตซิลทรานสเฟอเรสของแคลลัสแก่นตะวันที่ชักนำได้ว่า มีความสัมพันธ์แบบแปรตามกัน และจากการตรวจสอบระดับการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์อินนูลินด้วยเทคนิค RT-PCR นั้นก็พบการแสดงออกของยีนในลักษณะที่แปรตามการสะสมอินนูลินเช่นเดียวกับการแสดงออกของเอนไซม์ นอกจากนี้ยังพบว่า สารที่สกัดได้จากแคลลัสแสดงคุณสมบัติความเป็นพรีไบโอติกด้วย และเพื่อที่จะผลิตฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์โดยอาศัยเอนไซม์จากจุลินทรีย์ ในงานวิจัยนี้ได้มีการคัดแยกเชื้อจุลินทรีย์ที่สามารถผลิตเอนไซม์ฟรุคโตซิลทรานสเฟอเรสด้วย พบว่าเชื้อ SC1 มีกิจกรรมของเอนไซม์ฟรุคโตซิลทรานสเฟอเรสสูงที่สุด และจากการศึกษาผลของแหล่งคาร์บอนและไนโตรเจนต่อการผลิตเอนไซม์ฟรุคโตซิลทรานสเฟอเรส พบว่าซูโครส 12.5 กรัมต่อลิตรเป็นแหล่งคาร์บอนที่ดีที่สุด และสารสกัดจากยีสต์ 25 กรัมต่อลิตรและโซเดียม ไน เตรด 5 กรัมต่อลิตรเป็นแหล่งไนโตรเจนที่ดีที่สุด เมื่อศึกษาลักษณะบางประการของเอนไซม์หยาบพบว่ามีพีเอชและอุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 5 และ 70 องศาเซลเซียส สภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิตฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์คือ สารละลายซูโครส 20 เปอร์เซ็นต์และเอนไซม์ฟรุคโตซิลทรานสเฟอเรส 1000 หน่วยต่อมิลลิลิตรจะทำให้ได้คีสโทส 15 เปอร์เซ็นต์หลังจากดำเนินปฏิกิริยาไป 20 ชั่วโมง และในส่วนสุดท้ายของงานวิจัยได้ศึกษาความคงตัวของฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ที่สังเคราะห์ได้และอินนูลินที่สกัดจากแก่นตะวันในสภาวะจำลองในการแปรรูปอาหาร โดยการวัดค่า prebiotic activity ซึ่งหาได้จากการเปรียบเทียบการเจริญของจุลินทรีย์โพรไบโอติก Lactobacillus acidophilus TISTR1338 เทียบกับการเจริญของ Escherichia coli ซึ่งสภาวะจำลองในการแปรรูปอาหารประกอบด้วย สภาวะที่มีค่าพีเอชต่ำ อุณหภูมิสูง และสภาวะที่มี maillard reaction ผลการวิจัยพบว่า ฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ที่สังเคราะห์ได้ค่อนข้างจะไม่เสถียร เนื่องจากค่า prebiotic activity scores มีค่าค่อนข้างต่ำ โดยเฉพาะในสภาวะที่เป็นกรดและอุณหภูมิสูง (พีเอช 3 อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียส) ในขณะที่ความคงตัวของอินนูลินจะดีกว่าฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ในทุกสภาวะที่ทดสอบทั้งในสภาวะที่เป็นกรด อุณหภูมิสูง และในสภาวะ maillard ซึ่งผลงานวิจัยนี้สามารถนำไปใช้ในการคัดเลือก พรีไบโอติกเพื่อไปประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารอื่นๆ ต่อไปได้
บทคัดย่อ (EN): This research aimed to study on increasing yield of inulin from Jerusalem Artichoke (JA) (Helianthus tuberosus L.) by ultrasonic extraction, production of inulin and fructo- oligosaccharide (FOS) from plant and microorganisms and stability and prebiotic properties of JA inulin and synthesized FOS. The results of JA inulin extraction by ultrasonic- assisted extraction (USE) showed that all three pretreatment factors including temperature, time and power level of an ultrasonic had significant effects (p ? 0.05) on yield, total carbohydrate, reducing sugar content, total phenolic acid and inulin DP distribution. The maximum yield (98.1% dry solid), total carbohydrate content (0.838 g/g dry solid), reducing sugar content (0.063 g/g dry solid) and total phenolic content (9.46 mg/g sample) were obtained by the pretreatment at 80?C using 100% power level for 10 min before hot water extraction. The most distribution of DP was range between 3- 10. This study proved that the use of ultrasonic pretreatment for enhancing extraction. Additionally, it was also found that temperature, time and power level of an ultrasonic extraction had significant effects on DP of inulin and other compositions from JA. USE at 45?C using 100% power level for 30 min had maximum value. The most distribution of DP was range between 3- 10. Sucrose and DP 3-10 fractions increased while DP> 10 decreased when increased temperature and amplitude. However, the yield of DP 3- 10 decreased when the extraction amplitude was over 60% at high temperature. A comparative study of USE with hot water extraction, the result showed USE can improve the efficiency of inulin extraction and use short- time to extract. In addition to the study of inulin direct extraction from JA, production of inulin by JA derived callus was also investigated. The pale yellow to light green calli were induced from leaf and stem segment of JA within 30 days after culturing on MS basal medium (1962) supplemented with 1 mg/l BA (benzyladenine) as cytokinin hormone and different type of auxin hormones which were 1 mg/l NAA (1-naphthalene acetic acid), 1 mg/l IAA (indole-3-acetic acid), 1 mg/l IBA (indole-3-butyric acid) and 1 mg/l 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid). The HPLC chromatograms of extracts from all callus cultures indicated the synthesis and accumulation of inulin as major content which was same as found in natural grown tuber. This suggested the alternative means to produce inulin in plant cells under in vitro instead of prolong cultivating plants in nature. Apart from the analysis of inulin synthesis and accumulation of inulin in induced calli, activity of fructosyltransferase which is enzyme mainly involved in inulin syntesis was also determined. The results showed the consistent correlation between the accumulation of inulin and activity of fructosyltransferase in calli. The calli having high content of inulin showed highly activity of fructosyltransferase as well. The analysis of genes related to inulin synthesis in induced calli also showed high expression in calli having high enzyme activity and inulin content. Moreover, extracts from calli also showed prebiotic property. In order to produce FOS by microorganisms, screening of microorganism having fructosyltransferase activity was also investigated in this research. A newly isolated strain, SC1, showed the highest fructosyltransferase activity. The study on effect of carbon and nitrogen sources to the production of fructosyltransferase activity from SC1 showed that 12.5 g/l sucrose was the best carbon source and the best nitrogen source was 25 g/l yeast extract and 5 g/l sodium nitrate. The characterizations of crude enzyme were also studied. The pH and temperature optimum were 5 and 70oC. Maximum production of 15% kestose was obtained within 20 h of reaction when 20% sucrose solution and 1000 U/ml of enzyme were used. The last part of research was focused on stabilities of the synthesized prebiotic FOS and extracted inulin from JA in the simulated processing conditions using a prebiotic activity assay. The prebiotic activity scores were determined based on the change in cell biomass of Lactobacillus acidophilus TISTR1338 on the prebiotic relative to that of Escherichia coli TISTR 780 under the same processing conditions. The effect of processing conditions such as low pH, high temperature, and the maillard reaction on the prebiotic activity score was evaluated. The tested synthesized FOS was rather unstable because their prebiotic activity scores were relatively low. Also, it showed the reduction in prebiotic activity scores after exposure to high temperature at an acidic pH (85?C, pH 3). However, the extracted inulin from JA presents a good stability toward low pH, high temperature and the Maillard conditions. The extracted inulins were considered functionally stable in all tested processing conditions. This study presents the stability of the synthesized FOS and the extracted inulin under different simulated processing conditions to provide a better selection of prebiotics in different food applications.
บทคัดย่อ: ไม่พบข้อมูลจากหน่วยงานต้นทาง
ภาษา (EN): th
เผยแพร่โดย: มหาวิทยาลัยศิลปากร
คำสำคัญ: พรีไบโอติก
เจ้าของลิขสิทธิ์: สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ
หากไม่พบเอกสารฉบับเต็ม (Full Text) โปรดติดต่อหน่วยงานเจ้าของข้อมูล

การอ้างอิง

บุษราภรณ์ งามปัญญา. "การพัฒนาการผลิตอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชและจุลินทรีย์เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์Development of Inulin and Fructo- oligosaccharide (FOS) Production from Plant and Microorganisms for Economic Value Added". มหาวิทยาลัยศิลปากร. 2555

บุษราภรณ์ งามปัญญา. "การพัฒนาการผลิตอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชและจุลินทรีย์เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์Development of Inulin and Fructo- oligosaccharide (FOS) Production from Plant and Microorganisms for Economic Value Added". มหาวิทยาลัยศิลปากร. 2555. Print.



TARR Wordcloud:
การพัฒนาการผลิตอินนูลินและฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชและจุลินทรีย์เพื่อเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐศาสตร์
บุษราภรณ์ งามปัญญา
มหาวิทยาลัยศิลปากร
30 กันยายน 2555
การผลิต Inulin และ Oligofructose จากกล้วยเพื่อใช้เป็นสารเสริมอาหาร คุณสมบัติพรีไบโอติกเบื้องต้นของผลิตภัณฑ์หมูยอเสริมฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์สกัดจากหัวหอมแขกและรากชิโครี่ การผลิตฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากน้ำเชื่อมที่เหลือจากการแช่อิ่มมะม่วง การผลิตฟรุกแตน และฟรุกโตออลิโกแซ็กคาไรด์โดยเอนไซม์ เพื่อประยุกต์ใช้เป็นพรีไบโอติก ขยายผลเพื่อสำรวจและทดสอบตลาดของผลิตภัณฑ์พรีไบโอติก ฟรุกโตโอลิโกแซ็กคาไรด์จากน้ำเชื่อมลำไย ขยายผลเพื่อสำรวจและทดสอบตลาดของผลิตภัณฑ์พรีไบโอติก ฟรุกโตโอลิโกแซ็กคาไรด์จากน้ำเชื่อมลำไย คุณสมบัติพรีไบโอติกของโอลิโกแซคคาไรด์จากเมล็ดพืชตระกูลถั่วบางชนิดเพื่อประยุกต์ใช้ในอาหารสัตว์ การประเมินความเป็นพรีไบโอติกของน้ำเชื่อมฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากหัวหอมแขกในแบบจำลองทางเดินอาหารมนุษย์ ความสามารถในการเป็นพรีไบโอติกของไซโลโอลิโกแซคคาไรด์ที่ผลิตจากกากรำข้าวโดยวิธีการทางเอนไซม์ การจำแนกชนิดและปริมาณของโอลิโกแซคคาไรด์ในผักผลไม้ และศึกษาคุณสมบัติการเป็นพรีไบโอติก
คัดลอก URL
กระทู้ของฉัน
ผลการสืบค้นทั้งหมด โพสต์     เรียงลำดับจาก
พัฒนาระบบโดยศูนย์ความรู้เฉพาะด้านวิศวกรรมความรู้และวิศวกรรมภาษาDeveloped by Center of Excellence for Unified Knowledge and Language Engineering
สนับสนุนโดยสำนักงานพัฒนาการวิจัยการเกษตร (องค์การมหาชน)Supported by the Agricultural Research Development Agency (Public Organization)
แบบสำรวจความพึงพอใจQuestionair