ผลของพลาสติไซเซอร์และแทรนส์กลูทามิเนสจากจุลินทรีย์ต่อสมบัติของฟิล์มจากโปรตีนถั่วเหลืองสกัด

Efects of plasticizers and microbial transglutaminase on properties of soy protein isolate film

Name: อรนันท์ เลิศศรัณย์

ThaSH: พลาสติไซเซอร์

ThaSH: โปรตีนถั่วเหลือง

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของความเข้มข้นของพลาสติไซเซอร์ (กลีเซอรอล) อัตราส่วนของของผสม พลาสติไซเซอร์ (กลีเซอรอลและซอร์บิทอล) และการเติมแทรนส์กลูทามิเนสจากจุลินทรีย์ต่อสมบัติของฟิล์มจากโปรตีนถั่วเหลืองสกัด รวมทั้งการนำฟิล์มที่พัฒนาได้ไปใช้ห่อหุ้มผลิตภัณฑ์อาหาร งานวิจัยในส่วนแรกเป็นการศึกษาผลของความเข้มข้นของกลีเซอรอลต่อสมบัติของฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัด โดยแปรความเข้มข้นของกลีเซอรอลเป็น 5 ระดับ ได้แก่ 50, 55, 60, 65 และ 70% โดยน้ำหนักของโปรตีนถั่วเหลืองสกัด โดยทั่วไปพบว่าเมื่อความเข้มข้นของกลีเซอรอลเพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึงขาด (tensile strength, TS) ของตัวอย่างฟิล์มมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) ในขณะที่ความหนา ปริมาณความชื้น ความโปร่งแสง และสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) สำหรับการยืดตัวถึงจุดขาด (elongation at break, EB) พบว่ามีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของกลีเซอรอลเพิ่มขึ้นในช่วง 50-65% แต่เมื่อความเข้มข้นของกลีเซอรอลเพิ่มสูงถึง 70% EB มีค่าลดต่ำลง ดังนั้นจึงเลือกความเข้มข้นของ พลาสติไซเซอร์เท่ากับ 65% ซึ่งให้ EB สูงสุดเพื่อทำการศึกษาในขั้นต่อไป งานวิจัยส่วนที่สองเป็นการศึกษาผลของอัตราส่วนของของผสมพลาสติไซเซอร์และการเติมแทรนส์กลูทามิเนสจากจุลินทรีย์ต่อสมบัติของฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัด โดยแปรอัตราส่วนของกลีเซอรอลต่อซอร์บิทอลเป็น 6 อัตราส่วน ได้แก่ 100:0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60 และ 20:80 ความเข้มข้นโดยรวมของพลาสติไซเซอร์เท่ากับ 65% โดยน้ำหนักของโปรตีนถั่วเหลืองสกัด พร้อมทั้งศึกษาผลของการเติมแทรนส์กลูทามิเนสเข้มข้น 4 หน่วย/g โปรตีนถั่วเหลืองสกัด พบว่าอัตราส่วนของพลาสติไซเซอร์ที่แตกต่างกันไม่มีผลต่อความหนา ความโปร่งแสง และสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำอย่างมีนัยสำคัญ (p>0.05) อย่างไรก็ตามเมื่ออัตราส่วนของกลีเซอรอลลดลง ปริมาณความชื้น และ EB ของตัวอย่างฟิล์มมีค่าลดลง (p≤0.05) แต่ TS มีค่าเพิ่มขึ้น สำหรับผลของการเติมแทรนส์กลูทามิเนส พบว่าฟิล์มที่เติมเอนไซม์มีความหนาและสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำเพิ่มขึ้น (p≤0.05) ในขณะที่ปริมาณความชื้น EB และความโปร่งแสงมีค่าลดลง (p≤0.05) นอกจากนี้พบว่าที่อัตราส่วนของกลีเซอรอลต่อซอร์บิทอลเท่ากับ 100:0 และ 80:20 การเติมแทรนส์กลูทามิเนสส่งผลให้ฟิล์มมี TS สูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์มที่ไม่เติมเอนไซม์ (p≤0.05) อย่างไร ก็ตามที่อัตราส่วนของกลีเซอรอลต่อซอร์บิทอลเท่ากับ 60:40, 50:50, 40:60 และ 20:80 การเติมแทรนส์กลูทามิเนสไม่มีผลต่อ TS ของตัวอย่างฟิล์มอย่างมีนัยสำคัญ (p>0.05) การติดตามการเชื่อมข้ามสายโปรตีนโดยแทรนส์กลูทามิเนสโดยวิเคราะห์รูปแบบของแถบโปรตีนโดยวิธี SDS-PAGE พบว่าในตัวอย่างฟิล์มที่เติมแทรนส์กลูทามิเนส แถบของโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 84, 66 และ 45 kDa ซึ่งได้แก่หน่วยย่อยแอลฟาไพรม์ แอลฟา และเบต้า ของเบต้า-คอนไกลซินินมีความเข้มลดลง และปรากฏแถบโปรตีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงที่ด้านบนของเจล ส่วนอัตราส่วนของพลาสติไซเซอร์ที่ต่างกันไม่ส่งผลต่อความเข้มของแถบโปรตีน จากงานวิจัยนี้พบว่าตัวอย่างฟิล์มที่ใช้อัตราส่วนของกลีเซอรอลต่อซอร์บิทอลเท่ากับ 80:20 และเติมแทรนส์กลูทามิเนสเข้มข้น 4 หน่วย/g โปรตีนถั่วเหลืองสกัดมี TS และ EB ที่สูง โดยมีค่าเท่ากับ 1.23 MPa และ 244.31% ตามลำดับ จึงเลือกตัวอย่างฟิล์มดังกล่าวไปศึกษาพฤติกรรมการดูดความชื้นและใช้ห่อหุ้มผลิตภัณฑ์อาหาร (กล้วยกวน) จากเส้นพฤติกรรมการดูดความชื้นพบว่าตัวอย่างฟิล์มมีการเปลี่ยนแปลงของปริมาณความชื้นในอัตราที่ต่ำในช่วงวอเตอร์แอกทิวิตีเท่ากับ 0.1-0.8 ในส่วนการศึกษาการเปลี่ยนแปลงคุณภาพในระหว่างการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์กล้วยกวนที่ห่อด้วยตัวอย่างฟิล์มดังกล่าวเปรียบเทียบกับกล้วยกวนที่ห่อด้วยฟิล์มพอลิพรอพิลีนและกล้วยกวนที่ไม่มีการห่อหุ้ม พบว่าในระหว่างการเก็บรักษาเป็นระยะเวลา 8 สัปดาห์กล้วยกวนที่ห่อด้วยฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัดมีการเพิ่มขึ้นของความแข็งและค่าสีแดง (+a*) พร้อมทั้งมีการลดลงของปริมาณความชื้น วอเตอร์แอกทิวิตี ความสว่าง (L*) และค่าสีเหลือง (+b*) ในอัตราที่ต่ำกว่ากล้วยกวนที่ไม่มีการห่อหุ้ม แต่การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวยังคงมีอัตราสูงกว่ากล้วยกวนที่ห่อด้วยฟิล์มพอลิพรอพิลีน อย่างไรก็ตามพบว่ากล้วยกวนที่ห่อด้วยฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัดมีการเพิ่มขึ้นของค่ากรดไธโอบาบิทูริกในอัตราที่ต่ำกว่ากล้วยกวนที่ห่อด้วยฟิล์มพอลิพรอพิลีน ทั้งนี้เนื่องมาจากฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัดมีค่าสภาพให้ซึมผ่านได้ของออกซิเจนที่ต่ำกว่าฟิล์มพอลิโพรพิลีน

Abstract: This research aimed to study the effects of plasticizer (glycerol) concentration, plasticizer ratio (glycerol-to-sorbitol) and microbial transglutaminase on properties of soy protein isolate film, as well as the application of such film to food product. The effect of different glycerol concentrations (50, 55, 60, 65 and 70% by weight of soy protein isolate) on film properties was investigated in the first part of this study. In general, as glycerol concentration increased, the film tensile strength (TS) was found to significantly decrease (p≤0.05) while the film thickness, moisture content, transparency and water vapor permeability were found to significantly increase (p≤0.05). Increased elongation at break (EB) with increasing glycerol concentration was demonstrated in the 50-65% glycerol concentration range. However, the film containing 70% glycerol possessed lower EB than that containing 65% glycerol. The film containing 65% plasticizer, which yielded the highest EB, was therefore chosen for further study. The second part of this research aimed to examine the effects of plasticizer ratio and transglutaminase treatment on properties of soy protein isolate film. Six different glycerol-to-sorbitol ratios (100:0, 80:20, 60:40, 50:50, 40:60 and 20:80) as well as the addition of 4 units of transglutaminase/g soy protein isolate were used in this study. Different plasticizer ratios did not significantly affect film thickness, transparency and water vapor permeability (p>0.05). Meanwhile, decreases in moisture content and EB, together with an increase in TS, were observed in those films with decreasing glycerol concentration. For the effect of transglutaminase treatment, the enzyme-treated films were higher in thickness and water vapor permeability, while lower in moisture content, EB and transparency, as compared to the untreated films (p≤0.05). At the glycerol-to-sorbitol ratios of 100:0 and 80:20, transglutaminase-treated film exhibited increased TS. However, no significant difference (p>0.05) in TS was observed between the enzyme-treated and untreated films with glycerol-to-sorbitol ratios of 60:40, 50:50, 40:60 and 20:80. Protein pattern as studied using SDS-PAGE showed a decrease in band intensity of 84, 66 and 45 kDa proteins, corresponding to the α’-, α- and β-subunits of soy β-conglycinin, with a presence of proteins of higher molecular weight at the top of the gel. On the other hand, different plasticizer ratios appeared to have no effect on the protein pattern. From this study, the film with glycerol-to-sorbitol ratio of 80:20 which was treated with 4 units of transglutaminase/g soy protein isolate exhibited high values of both TS and EB (1.23 MPa and 244.31%, respectively). The film sample was therefore used to investigate moisture sorption isotherm and storage stability of a food product (Gluay Guan, banana-and-coconut milk candy). From moisture sorption isotherm, the soy protein isolate film exhibited reduced rate of moisture change in the 0.1-0.8 water activity range. Gluay Guan wrapped with the soy protein isolate film demonstrated slower changes in moisture content, water activity, hardness and color than the unwrapped one. However, the rates of these changes were still higher as compared to that wrapped with polypropylene film. Interestingly, thiobarbituric acid value was lower in Gluay Guan wrapped with the soy protein isolate film, as compared to that wrapped with polypropylene film. This coincided with lower oxygen permeability of the soy protein isolate film.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ธนจันทร์ มหาวนิช

Role: ที่ปรึกษา

Name: เกียรติศักดิ์ ดวงมาลย์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2564-06-19

Issued: 2564-06-19

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61787

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีทางอาหาร

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5072611723_2553.pdf	1.87 MB	2	2023-03-29 03:27:31

ใช้เวลา

0.030527 วินาที