การผลิตโปรตีนเข้มข้นจากใบมันสำปะหลังโดยการปรับสภาพใบ ด้วยความร้อนและสารเคมี

Abstract

งานวิจัยเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตโปรตีนเข้มข้นจากใบมันสำปะหลังจากวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของวัตถุดิบแล้วได้ศึกษาอิทธิพลของการปรับสภาพใบที่มีผลต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดโปรตีน โดยทดลองปรับสภาพใบด้วยความร้อนและสารเคมี วิธีแรกได้แช่ใบมันสำปะหลังในน้ำกลั่นซึ่งแปรอุณหภูมิ (30-60 ํC) และเวลา (0-60 นาที) ในการแช่ นำใบที่ปรับสภาพแล้วไปสกัดโปรตีนโดยปั่นใบร่วมกับบัพเฟอร์ pH 9 และแยกน้ำโปรตีนสกัด พบว่าการแช่ใบที่อุณหภูมิ 40 ํC นาน 40 นาที ให้ปริมาณโปรตีนในน้ำสกัดต่อปริมาณโปรตีนที่มีในวัตถุดิบคิดเป็นร้อยละสูงสุด (p<0.05) วิธีที่ 2 แบ่งการทดลองเป็น 3 ส่วน คือการแช่ใบในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 4% โซเดียมไฮดรอกไซด์ 0.05M และโปรตัสเซียมไฮดรอกไซด์ 0.05M เทียบกับน้ำกลั่นที่อุณหภูมิ 30 ํC เวลา 60 นาที พบว่าการแช่ใบในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ 4% ช่วยให้ปริมาณโปรตีนเพิ่มขึ้นในน้ำสกัดได้ดีที่สุด (p<0.05) จากนั้นหาความเข้มข้นที่เหมาะสมของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ที่อุณหภูมิ 30 ํC เวลา 60 นาที โดยแปรความเข้มข้นในช่วงกว้างขึ้น (0-10%) พบว่าความเข้มข้นที่ 2 3 และ 4% ให้ปริมาณโปรตีนที่สกัดได้สูงสุดซึ่งไม่แตกต่างกันทางสถิติ จึงนำช่วงความเข้มข้นนี้มาแปรร่วมกับอุณหภูมิ (30-50 ํC) และเวลา (0-60 นาที) ปรากฏว่าภาวะที่เหมาะสมที่สุดคือใช้สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 2% อุณหภูมิ 30 ํC เวลา 20 นาที (p<0.05) ศึกษาการตกตะกอนโปรตีนเข้มข้นโดยใช้น้ำโปรตีนจากใบที่ไม่ผ่านการปรับสภาพและผ่านการปรับสภาพแล้วทั้งสองวิธี ไปปรับ pH ในช่วง 2-10 เพื่อหา pH ที่โปรตีนมีการละลายต่ำสุด พบว่าอยู่ในช่วง 3.25-4.25 ซึ่งในการทดลองจะปรับในช่วงแคบขึ้นคือ 3.7-3.75 แล้วนำไปศึกษาร่วมกับการใช้กลูตาราลดีไฮด์ (เข้มข้น 5.6M) ในการช่วยตกตะกอน โดยการแปรปริมาณที่เติมในน้ำโปรตีนสกัด (0-2.0% โดยปริมาตร) แล้วปรับ pH ที่ 3.7-3.75 พิจารณาความเข้มข้นที่ให้ค่าร้อยละปริมาณโปรตีนในโปรตีนเข้มข้น (LPC) ที่ผ่านการอบแห้ง (55 ํC 24 ชั่วโมง) ต่อปริมาณโปรตีนในน้ำสกัดสูงสุด พบว่าภาวะที่เหมาะสมในการตกตะกอนโปรตีนจากน้ำโปรตีนของใบที่ไม่ผ่านการปรับสภาพและปรับสภาพที่ 40 ํC 40 นาที ใช้กลูตาราลดีไฮด์ 0.5% โดยปริมาตร ขณะที่ใบที่ปรับสภาพโดยแช่สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 2% ที่ 30 ํC 20 นาที ใช้ 1.0% โดยปริมาตร (p<0.05) เมื่อเปรียบเทียบร้อยละปริมาณโปรตีนในโปรตีนเข้มข้นแห้งต่อปริมาณโปรตีนในวัตถุดิบของทั้งสามกระบวนการผลิต พบว่า กระบวนการที่เริ่มจากการปรับสภาพใบโดยแช่น้ำกลั่นที่ 40 ํC 40 นาที ให้ค่าดังกล่าวสูงสุด (p<0.05) นำ LPC ที่ได้จากกระบวนการนี้ไปทำแห้งระบบแช่เยือกแข็งเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี ปริมาณกรดอะมิโนและสมบัติด้านการใช้งาน ซึ่งพบว่ามีโปรตีนสูงถึง 61.47% มีปริมาณกรดไฮโดรไซยานิกเพียง 25.30 ppm โดยน้ำหนักแห้ง (ในวัตถุดิบมี 854.91 ppm) มีกรดอะมิโนซิสทีนเป็นตัวจำกัด ส่วนสมบัติด้านการใช้งานพบว่ามีความสามารถในการดูดซับน้ำมัน และเกิดอิมัลชันค่อนข้างดี