การผลิตมอลโทเด็กซ์ทรินจากมันสำปะหลังที่มีฤดูเก็บเกี่ยวต่างกันและสมบัติทางเคมีกายภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษากระบวนการผลิตมอลโทเด็กซ์ทริน (MD) จากสตาร์ชมันสำปะหลังที่ผลิตจากหัวมันสำปะหลังที่มีฤดูการเก็บเกี่ยวต่างกัน หาภาวะที่เหมาะสมในการผลิต MD โดยใช้เอนไซม์ให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีค่า DE 3 ระดับ คือ ต่ำ (DE < 5) กลาง (DE 10 - 15) และสูง (DE 18 - 20) และวิเคราะห์สมบัติทางเคมีกายภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้ ตัวอย่างสตาร์ชที่ใช้ผลิตจากหัวมันสำปะหลังที่เก็บเกี่ยวในฤดูแล้งและฤดูฝน พบว่าสตาร์ชทั้ง 2 ชนิดมีองค์ประกอบทางเคมีใกล้เคียงกัน แต่สตาร์ชที่ผลิตจากหัวมันสำปะหลังที่เก็บเกี่ยวในฤดูแล้งมีค่า peak viscosity, breakdown และ setback สูงกว่า แต่มีค่า pasting temperature, onset และ peak gelatinization temperature ต่ำกว่าสตาร์ชที่ผลิตจากหัวมันสำปะหลังที่เก็บเกี่ยวในฤดูฝน (p ≤ 0.05) การผลิต MD ใช้เอนไซม์กลุ่ม thermostable α-amylase ที่จำหน่ายทางการค้า 2 ชนิด ย่อยน้ำแป้ง 30% ที่ 95 °C ใช้ความเข้มข้นของเอนไซม์ ปริมาณแคลเซียมอิออนและค่า pH ที่ดีที่สุดของเอนไซม์แต่ละชนิด ย่อยตัวอย่างเป็นเวลา 15 - 150 นาที ที่เวลาการย่อยเท่ากันพบว่าชนิดของสตาร์ชไม่มีอิทธิพลต่อค่า DE ของ MD ที่ได้ (p > 0.05) ยกเว้นที่เวลาในการย่อย 120 นาที แต่ชนิดของเอนไซม์มีผลต่อค่า DE ที่ได้ (p ≤ 0.05) เวลาที่เหมาะสมในการย่อยสตาร์ชเพื่อผลิต MD ที่มีค่า DE ต่ำและกลางคือ 15 และ 90 นาที ตามลำดับ สำหรับการผลิต MD ที่มีค่า DE สูงใช้เอนไซม์ thermostable α-amylase ทางการค้า 2 ชนิด ย่อยขั้นแรกเป็นเวลา 90 นาทีแล้วจึงใช้ glucoamylase ทางการค้า 2 ชนิด ย่อยขั้นที่สองให้ได้ค่า DE ที่ต้องการ ทำแห้ง MD ที่ผลิตได้ด้วยเครื่องทำแห้งแบบพ่นฝอย ได้ MD ผงที่มีความชื้น 2.11 - 4.30% และค่าผลผลิต 21.98 - 40.72% จากข้อมูลการกระจายของสายโซ่กิ่งก้านที่เป็นองค์ประกอบ (chain length distribution) ของมอลโทเด็กซ์ทริน พบว่า เมื่อค่า DE เพิ่มขึ้น น้ำตาลโมเลกุลเล็กมีสัดส่วนเพิ่มขึ้นแต่โอลิโกแซคคาไรด์สายยาวมีสัดส่วนลดลง MD ในกลุ่ม DE เดียวกันที่ผลิตจากสตาร์ชและเอนไซม์ต่างชนิดมีรูปแบบการกระจายของสายโซ่กิ่งก้านต่างกันเล็กน้อย เมื่อพิจารณาสมบัติทางกระแสวิทยาของสารละลายMD DE ต่ำ กลาง และสูง ความเข้มข้น 20% และ 30% พบว่าสารละลายทุกตัวอย่างแสดงพฤติกรรมการไหลเป็น Newtonian ยกเว้นสารละลาย MD DE ต่ำ ความเข้มข้น 30% แสดงพฤติกรรมการไหลเป็น pseudoplastic และพบว่าที่ความเข้มข้นเดียวกันเมื่อค่า DE เพิ่มขึ้น ค่าความหนืด (η) มีแนวโน้มลดลง เมื่อวิเคราะห์สมบัติทางความร้อนของสารละลาย MD ความเข้มข้น 30% พบว่าเมื่อ MD มีค่า DE สูงขึ้น สารละลายที่เตรียมได้มีค่า glass transition temperature of maximally freeze-concentrated unfrozen phase (T​g') ต่ำลงแต่มีค่า unfrozen water สูงขึ้น และพบค่าเอนทาลปีของการหลอมผลึกเนื่องจากรีโทรกราเดชันในสารละลาย MD ที่มีค่า DE ต่ำเท่านั้น เมื่อพิจารณา sorption isotherm พบว่า ที่ aw 0.11 - 0.56 MD มีพฤติกรรมการดูดความชื้นคล้ายกันในทุกตัวอย่าง แต่ที่ aw 0.75 - 0.92 MD ผงที่มีค่า DE สูงขึ้นมีแนวโน้มในการดูดความชื้นได้ดีขึ้นด้วย นอกจากนี้ยังพบว่าตัวอย่างในกลุ่ม DE เดียวกันที่ผลิตจากสตาร์ชและเอนไซม์ต่างชนิดมีสมบัติทางกระแสวิทยา สมบัติทางความร้อนและพฤติกรรมการดูดความชื้นที่คล้ายกันด้วย