การผลิต Exopolysaccharides โดยเชื้อแบคทีเรียแลคติคและการประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหาร : รายงานผลการวิจัย

Abstract

งานวิจัยนี้ได้แยกเชื้อแบคทีเรียจากอาหารหมักดองจำนวน 97 เชื้อ และจากน้ำอ้อยจำนวน 28 เชื้อ โดยนำมาทดสอบความสามารถในการผลิต Exopolysaccharides (EPS) บนอาหารเลี้ยงเชื้อ MRS ชนิดแข็งและเหลวที่แปรชนิดของน้ำตาลคือ ซูโครส แลคโตส กลูโคส และฟรุคโตส พบว่าเชื้อ AP-1, AP-3, LE13-1 และ LE13-2 สามารถสร้าง EPS ได้สูงสุดในอาหารที่มีน้ำตาลซูโครสเป็นแหล่งคาร์บอน การสร้าง EPS นั้นสัมพันธ์กับการเจริญ ผลการศึกษาลักษณะทางสัณฐานวิทยา การเจริญ สรีรวิทยา และชีวเคมี พบว่า AP-1 และ AP-3 จัดอยู่ในสปีชีส์ Pediococcus pentosaceus ส่วน LE13-1 และ LE13-2 จัดอยู่ในสปีชีส์ Leuconostoc mesenteroides spp. mesenteroides เมื่อเลี้ยงเชื้อในอาหารเหลวเพื่อศึกษาหาสูตรและภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิต พบว่าเชื้อ Ap-1, AP-3, LE13-1 และ LE13-2 ผลิต EPS ได้น้ำหนัก EPS ต่อกรัมซูโครสสูง เมื่อใช้อาหารที่ดัดแปลงสูตรโดยประกอบด้วยน้ำตาลซูโครส 4, 10, 8 และ 6 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ แหล่งไนโตรเจนที่ประกอบด้วย Yeast extract เท่ากับ 0.5, 0.5, 0.25 และ 0.25 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ Peptone 1.5, 1.5, 1.0 และ 2.0 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ Beef extract 1.0, 1.5, 1.0 และ 1.0 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ โดยภาวะที่เหมาะสมต่อการผลิต คือ ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส แบบไม่เขย่า ในภาวะที่เหมาะสมนี้ AP-1, AP-3, LE13-1 และ LE13-2 สามารถผลิต EPS ได้เท่ากับ 16.30, 18.56, 9.32 และ 6.35 กรัมต่อลิตร ตามลำดับ เมื่อนำสารละลาย EPS ของเชื้อ AP-1, AP-3, LE13-1 และ LE13-2 ไปทดสอบคุณสมบัติด้านความหนืด พบว่า มีลักษณะเป็นแบบ Pseudoplastic โดยให้คุณสมบัติ Shear thinning เมื่อ shear rate สูงขึ้นความหนืดจะลดลง อย่างไรก็ตามความหนืดของสารละลายไม่คงตัวต่ออุณหภูมิและ pH ต่ำหรือสูงเกินไปและยังพบว่าเมื่อละลาย EPS ในสารละลายที่มีความเข้มข้นของเกลือ NaCI และ KCI ตั้งแต่ 1 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป จะมีผลทำให้ความหนืดของสารละลายสูงขึ้น แต่ EPS ที่ผลิตได้จาก AP-1, AP-3, LE13-1 และ LE13-2 จะไม่ละลายน้ำ เมื่อความเข้มข้นของเกลือสูงถึง 8 และ 10 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ จากการจำแนกชนิดของประจุของพอลีแซคคาไรด์ตามลักษณะประจุไฟฟ้าและชนิดของน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบพบว่า EPS จากทั้ง AP-1, AP-3, LE13-1 และ LE13-2 มีประจุเป็นกลางและมีน้ำตาลกลูโคสเป็นองค์ประกอบ โดยมีปริมาณน้ำตาลทั้งหมดเท่ากับ 90.25,85.20, 96.64 และ 95.32 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ และมีปริมาณไนโตรเจนเท่ากับ 0.1,0.4, 0.285 และ .0178 ตามลำดับ EPS ที่ได้จากทั้ง 4 สายพันธุ์ ไม่มีคุณสมบัติในการเป็น Stabilizer และ Emulsifier