การเปรียบเทียบชนิดจุลินทรีย์และกิจกรรมของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตวานิลลินของฝักวานิลลาโดยวิธีการบ่มที่แตกต่างกัน

Abstract

การผลิตวานิลลาต้องผ่านกระบวนการบ่มหลายขั้นตอน ได้แก่ 1) การทำให้เหี่ยว 2) การทำให้เกิดเหงื่อ 3) การทำแห้ง 4) การปรับสภาพ ฝักวานิลลาเมื่อผ่านการบ่มแล้วจะผลิตสารระเหยให้กลิ่นหลายชนิด โดยหนึ่งในสารให้กลิ่นสำคัญที่เป็นเอกลักษณ์ของวานิลลาคือ วานิลลิน (vanillin) ซึ่งเกิดจากการสารตั้งต้นไกลโคไซด์ (glycoside) ได้แก่ กลูโควานิลลิน (glucovanilin) ถูกตัดด้วยเอนไซม์ β-glucosidase ที่มาจากเนื้อเยื่อฝักวานิลลา และผลิตได้จากจุลินทรีย์ปลดปล่อยวานิลลินออกจากน้ำตาล งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อระบุชนิดของจุลินทรีย์และวิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์ที่มีผลต่อการสร้างสารให้กลิ่นสำคัญระหว่างกระบวนการผลิตวานิลลาที่ผ่านกระบวนการบ่มฝักวานิลลาที่แตกต่างกัน 2 วิธี คือ วิธีบ่มแบบ Bourbon และวิธีบ่มแบบ Mexican และศึกษาลักษณะทางประสาทสัมผัสของกลุ่มวานิลลาพันธุ์ Vanilla tahitensis ที่ปลูกในประเทศไทย จากการวิเคราะห์กิจกรรมของเอนไซม์ β-glucosidase จากเนื้อเยื่อของฝักวานิลลาด้วยเทคนิค spectrophotometry พบว่ากิจกรรมของเอนไซม์ β-glucosidase ส่วนมากมาจากเนื้อเยื่อพืช โดยมีค่ากิจกรรมสูงกว่าเชื้อจุลินทรีย์อย่างมีนัยสำคัญ (P<0.05) ในการบ่มแบบ Bourbon มีค่ากิจกรรมของเอนไซม์ β-glucosidase จากเนื้อเยื่อฝักวานิลลาในแต่ละขั้นตอนดังนี้ 0.0107, 0.0083, 0.0115, 0.0300 และ 0.1942 μmol of pNp/min.g sample และจากจุลินทรีย์ในแต่ละขั้นตอนดังนี้ 0.0007, 0, 0.0006, 0.0025 และ 0.0063 μmol of pNp/min.mL sample (ฝักสด ภายหลังการทำให้เหี่ยวภายหลังการทำให้เกิดเหงื่อ การทำให้เกิดเหงื่อ ภายหลังการทำแห้ง และ ภายหลังการปรับสภาพ ตามลำดับ) ดังนั้น ขั้นตอนที่สำคัญในการทำให้วานิลลาเกิดกลิ่นในการบ่มแบบ Bourbon คือขั้นตอนการปรับสภาพ เนื่องจากมีค่ากิจกรรมของเอนไซม์สูงสุด และในการบ่มแบบ Mexican มีค่ากิจกรรมของเอนไซม์ β-glucosidase ที่วัดได้จากเนื้อเยื่อในแต่ละขั้นตอนดังนี้ 0.0107, 0.1221, 0.0030 และ 0.0373 μmol of pNp/min.g sample และจากจุลินทรีย์ในแต่ละขั้นตอนดังนี้ 0.0007, 0.0092, 0.0130 และ 0.0142 μmol of pNp/min.mL sample (ฝักสดภายหลังการทำให้เหี่ยวและการทำให้เกิดเหงื่อ ภายหลังการทำแห้ง และภายหลังการปรับสภาพ ตามลำดับ) ดังนั้น ขั้นตอนที่สำคัญในการทำให้วานิลลาเกิดกลิ่นในการบ่มแบบ Mexican คือขั้นตอนการทำให้เหี่ยวและการทำให้เกิดเหงื่อ เนื่องจากมีค่ากิจกรรมของเอนไซม์สูงสุด จากการบ่งชี้ชนิดของจุลินทรีย์ โดยการจำแนกความแตกต่างของชนิดจุลินทรีย์ ด้วยเทคนิค High Resolution melting Analysis (HRMA) และ DNA sequencing ในแต่ละขั้นตอนของการบ่มฝักวานิลลาพบว่าเชื้อแบคทีเรีย 9 ชนิดระหว่ากระบวนการบ่มฝักวานิลลา โดยมีเชื้อในสกุล Bacillus ชนิด Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis และ Bacillus megaterium ที่ส่งผลต่อค่ากิจกรรมของเอนไซม์ β-glucosidase นอกจากนี้จากการทดสอบทางประสาทสัมผัสเชิงพรรณาพบว่า วานิลลาพันธุ์ Vanilla tahitensisมีคุณลักษณะกลิ่นทั้งหมด 8 กลิ่น ได้แก่ กลิ่นมาร์ชแมลโลว์ กลิ่นช็อคโกแลตสังเคราะห์ กลิ่นใบชาแห้ง กลิ่นบ๊วยเปลือกส้ม กลิ่นบ๊วยเค็ม กลิ่นบ๊วยแผ่น กลิ่นกานพลู กลิ่นช็อคโกแลตนม โดยการบ่มแบบ Mexican ให้กลิ่นมาร์ชแมลโลว์ กลิ่นใบชาแห้ง กลิ่นกานพลู มากกว่าการบ่มแบบ Bourbon อย่างมีนัยสำคัญ (P<0.05)