รายละเอียดโครงการวิจัย
- ชื่อโครงการ (ภาษาไทย) :
- ผลิตภัณฑ์ข้าวไทยเสริมโปรไบโอติค
- ชื่อโครงการ (ภาษาอังกฤษ) :
- Probiotic-Supplemented Thai Rice Products
- หน่วยงานเจ้าของโครงการ :
- คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
- ลักษณะโครงการวิจัย :
- โครงการวิจัยเดี่ยว
- ลักษณะย่อยโครงการวิจัย :
- ไม่อยู่ภายใต้แผนงานวิจัย/ชุดโครงการวิจัย
- ประเภทโครงการ :
- โครงการวิจัยใหม่
- วันเริ่มต้นโครงการ :
- 1 ตุลาคม 2559
- วันสิ้นสุดโครงการ :
- 30 กันยายน 2560
- ประเภทของการวิจัย :
- งานวิจัยประยุกต์
- ความสำคัญและที่มาของปัญหา :
- โปรไบโอติค (Probiotic) มาจากภาษากรีกแปลว่า เพื่อชีวิต (Fuller, 1989) โปรไบโอติคหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่เรียกว่าจุลินทรีย์ มีทั้งแบคทีเรียรวมถึงยีสต์ ที่ช่วยรักษาสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ จุลินทรีย์โปรไบโอติคพบได้ทั่วไปในสิ่งแวดล้อม และผลิตภัณฑ์อาหารจากการหมักดอง โปรไบโอติคจะช่วยส่งเสริมสุขภาพของมนุษย์และสัตว์ให้ดีขึ้น โดยโปรไบโอติคต้องคงสภาพมีชีวิตเท่านั้น และต้องได้รับในปริมาณที่เหมาะสมจึงจะทำงานในลำไส้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ (Crittenden et al., 2001; ประกาศกระทรวงสาธารณสุข, 2554) ซึ่งในปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับโปรไบโอติคออกมาในท้องตลาดจำนวนมาก ทั้งในรูปของผลิตภัณฑ์นมและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เป็นต้น คาริเออร์เปรียบได้กับโฮสต์หรือตัวพาถือว่ามีความสำคัญมาก สำหรับจุลินทรีย์หรือแบคทีเรียโปรไบโอติคเพราะ คาริเออร์เหล่านั้นอาจเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพมนุษย์ และเมื่อมีแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์อย่างแบคทีเรียโปรไบโอติคเข้าไปยึดเกาะหรืออาศัยอยู่ ยิ่งถือเป็นการเพิ่มมูลค่าให้วัตถุดิบนั้นๆ โดยคาริเออร์มีความสำคัญมากเพราะไม่สามารถเลือกวัตถุดิบอะไรก็ได้ใช้เป็นคาริเออร์เพราะว่า วัตถุดิบแต่ละชนิด แบคทีเรียโปรไบโอติคสามารถยึดเกาะและรอดชีวิตได้ต่างกัน ดังนั้นการที่จะหาวัตถุดิบที่ทำให้แบคทีเรียโปรไบโอติคสามารถยึดเกาะได้เป็นจำนวนมาก หรือสามารถรอดชีวิตได้ยาวนั้นจึงเป็นเรื่องค่อนข้างใหม่ และยังถือว่ามีการศึกษากันยังไม่แพร่หลายมากนัก ข้าวจัดเป็นอาหารหลักของประชากรโลกและเป็นสินค้าส่งออก โดยเฉพาะประเทศไทยมีการส่งออกข้าวมากกว่า 175,000 ล้านบาท ต่อปี (กรีนพีซ สากล, 2553) ซึ่งเป็นประเทศอันดับต้นๆ ที่มีการส่งออกข้าวไปยังตลาดโลก ทำให้นานาประเทศรู้จักประเทศไทย และข้าวหอมมะลิของไทย นอกจากข้าวหอมมะลิที่เป็นที่ยอมรับแล้ว ไทยยังมีข้าวพื้นเมืองอีกหลายสายพันธุ์ที่มีประโยชน์มาก เช่น ข้าวสังข์หยด ข้าวนางมล ข้าวเล้าแตก เป็นต้น หากแต่ขาดการส่งเสริมอย่างจริงจัง ทำให้ข้าวหลายชนิดใกล้สูญพันธุ์ จึงสมควรจะมีการส่งเสริมข้าวไทยโดยเฉพาะข้าวพันธุ์พื้นเมืองให้ติดตลาด เพื่อเป็นการอนุรักษ์พันธุ์ข้าวพื้นเมืองให้คงอยู่ นอกจากนี้ด้วยคุณประโยชน์ในตัวข้าวเอง ถือเป็นการส่งเสริมสุขภาพทางอ้อมของประชากรอีกทางหนึ่งด้วย ปัจจุบันพบว่าประชากรจำนวนมากประสบปัญหาด้านสุขภาพ ต้องพึ่งพายาปฏิชีวนะ ซึ่งเป็นเหตุให้เชื้อก่อโรคดื้อต้านทานต่อยาปฏิชีวนะ การรักษากินเวลายาวนาน สิ่งที่ตามมาคือค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นในแต่ละปี โปรไบโอติคถือเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่ช่วยเสริมสร้างสุขภาพให้แข็งแรง ต้านทานต่อโรคร้ายต่างๆ เช่น ยับยั้งการเจริญของเซลล์ในมะเร็งในลำไส้ ลดอัตราการเกิดไข้หวัด และลดการเกิดอาการอุจจาระร่วง เป็นต้น (มงคล และเพ็ญรัตน์, 2554; Vrese et al., 2005; วันดี, 2551) โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้านำมารวมเข้ากับประโยชน์ของข้าวสายพันธุ์ไทย จะช่วยส่งเสริมให้เกิดการปลูกข้าวพันธุ์พื้นเมือง เพื่อไม่ให้เกิดการสูญหายของสายพันธุ์ ถือเป็นการเพิ่มมูลค่าของข้าวให้สูงขึ้นและยังได้ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารชนิดใหม่ ที่ไม่ได้เกิดจากการสังเคราะห์ทางเคมีอีกด้วย ดังนั้นการนำข้าวไทยมาพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ จึงเป็นเรื่องจำเป็น ทั้งเป็นการอนุรักษ์ รักษาสายพันธุ์ข้าวให้คงอยู่ เป็นการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เพิ่มมูลค่าของข้าวไทย รวมถึงทำให้ข้าวไทยเป็นที่รู้จักในวงกว้าง ในการศึกษาครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการใช้ข้าวพันธุ์ไทยเป็น carrier ของแบคทีเรียโปรไบโอติค และประยุกต์ใช้แบคทีเรียโปรไบโอติคในอาหารเสริมชนิดต่างๆ
- วัตถุประสงค์ของโครงการ :
- 1 เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของแบคทีเรียโปรไบโอติคบางชนิด 2 เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของข้าวไทยบางชนิดในการเป็นตัวยึดเกาะแบคทีเรียโปรไบโอติค 3 เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนาผลิตภัณฑ์และทดสอบความคงตัวของผลิตภัณฑ์ข้าวไทยเสริมโปร ไบโอติค
- ขอบเขตของโครงการ :
- 7.1 ประชากรที่ศึกษา คือ ชนิดพันธุ์ข้าวไทยทั้งหมด 11 สายพันธุ์ 7.2 ทดสอบความสัมพันธ์และความสามารถของข้าวไทยในการเป็นตัวยึดเกาะแบคทีเรียโปรไบโอติค และพัฒนาผลิตภัณฑ์ข้าวไทยเสริมโปรไบโอติค 7.3 การจัดการองค์ความรู้ ประโยชน์ของข้าวไทยและผลิตภัณฑ์ข้าวเสริมโปรไบโอติค ด้วยการเผยแพร่ความรู้และประโยชน์จากข้าว ในรูปแบบหนังสือหรือสื่อสิ่งพิมพ์ หรือจัดอบรม ณ ศูนย์การเรียนรู้แก่ชุมชนหรือสถานศึกษา 7.4 ช่วงเวลาของการวิจัยตั้งแต่เดือน ตุลาคม 2559 – เดือนกันยายน 2560 7.5 ตัวแปรที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ ได้แก่ 7.5.1 ข้าวไทยสายพันธุ์ต่างๆ 7.5.2 ประสิทธิภาพของข้าวไทยในการเป็นคาริเออร์ 7.5.3 ประสิทธิภาพของแบคทีเรียโปรไบโอติค
- ผลที่คาดว่าจะได้รับ :
- 1 ทราบข้อมูลพื้นฐานการใช้ข้าวไทยเป็นคาร์ริเออร์ สำหรับใช้แบคทีเรียโปรไบโอติคในรูปเชื้อสด 2 เป็นแนวทางในการประยุกต์ใช้ ในอุตสาหกรรมเครื่องดื่ม และอาหารต่อไป
- วิธีการดำเนินการวิจัย และสถานที่ทำการทดลอง/เก็บข้อมูล :
- 1 การทดสอบความสามารถในการย่อยคาร์โบไฮเดรตในเมล็ดข้าว ดัดแปลงจากวิธีของ Ratithammatorn และคณะ, 2012 เลี้ยงเชื้อแบคทีเรีย Lactobacillus amylovorus ลงในอาหารแข็งที่ประกอบด้วย เปปโตน 1 % วุ้น 1.2 % และเมล็ดข้าวที่ผ่านการบด 3 % ด้วยวิธี point inoculation เชื้อที่ต้องการทดสอบลงไปกลางจานอาหารเลี้ยงเชื้อ บ่มที่อุณหภูมิ 37 oC จากนั้นตรวจผลโดยการหยดสารละลายไอโอดีนลงไปในจานอาหารเลี้ยงเชื้อ หากแบคทีเรียมีความสามารถในการย่อยคาร์โบไฮเดรตจากเมล็ดข้าวได้จะพบโซนใสรอบรอยการเจริญ คัดเลือกสายพันธุ์ข้าวที่ให้ผลโซนใสเพื่อทำการทดลองต่อไป 2 ศึกษาการเจริญที่ระยะเวลาต่างๆ (cell growth) นำ L. amylovorus มาทดสอบความสามารถในการเจริญที่ระยะเวลาต่างๆ โดยนำเชื้อแบคทีเรียเลี้ยงในอาหารเหลว MRS บ่มที่อุณหภูมิ 37 oC เป็นเวลา 18-24 ชั่วโมง จากนั้นนำไปวัดค่าการดูดกลืนแสงด้วยเครื่อง spectrophotometer ที่ความยาวคลื่น 540 นาโนเมตร ให้ได้ค่าการดูดกลืนแสงที่ 0.5 เพื่อใช้เป็นเชื้อตั้งต้น จากนั้นนำเชื้อถ่ายเชื้อแบคทีเรียปริมาตร 150 ไมโครลิตร ปลูกลงในอาหารเหลว MRS และบ่มที่อุณหภูมิ 37oC วัดค่าความขุ่นของด้วยเครื่อง spectrophotometer ที่ความยาวคลื่น 540 นาโนเมตร ทุกๆ 3 ชั่วโมง เป็นเวลา 72 ชั่วโมง แบ่งตัวอย่างมานับปริมาณเชื้อด้วยวิธี dilution plate count ในอาหารแข็ง MRS และวัดค่าความเป็นกรดด่าง นำข้อมูลที่ได้มาเขียนกราฟการเจริญ 3 การตรวจสอบความสามารถในการยับยั้งเชื้อก่อโรคในระบบทางเดินอาหาร โดยวิธี agar well diffusion ดัดแปลงจากวิธีของ Tulumoglu และคณะ, 2013 นำ L. amylovorus เลี้ยงในอาหารเหลว MRS บ่มที่อุณหภูมิ 37oC เป็นเวลา 18-24 ชั่วโมง นำไปวัดค่าการดูดกลืนแสงด้วยเครื่อง spectrophotometer ที่ความยาวคลื่น 540 นาโนเมตร ให้ได้ค่าการดูดกลืนแสงที่ 0.5 จากนั้นถ่ายเชื้อลงในอาหารเหลว MRS ปริมาตร 250 มิลลิลิตร บ่มที่อุณหภูมิ 37 oC เป็นเวลา 48 ชั่วโมง นำมาปั่นเหวี่ยงด้วยเครื่อง Centrifuge ที่ความเร็ว 7,000 รอบต่อนาที ที่อุณหภูมิ 4 oC เป็นเวลา 10 นาที นำส่วนใส ปรับ pH ให้เป็นกลางด้วย Sodium hydroxide (NaOH) ที่ปราศจากเชื้อ นำแบคทีเรียทดสอบซึ่งเป็นแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินอาหาร ได้แก่ Aeromonas hydrophila, Escherichia coli, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium, Serratia marcescens, Staphylococcus aureus, Vibrio cholerae และ Vibrio parahaemolyticus ในอาหารเหลว Nutrient (NB) บ่มที่อุณหภูมิ 37oC เป็นเวลา 18-24 ชั่วโมง ไปวัดค่าการดูดกลืนแสง ที่ความยาวคลื่น 540 นาโนเมตร ให้ได้ค่าการดูดกลืนแสงที่ 0.5 จากนั้นเกลี่ยน้ำเลี้ยงเชื้อลงบนอาหารแข็ง NA ด้วยไม้พันสำลีปราศจากเชื้อ เจาะหลุมขนาด 6 มิลลิเมตร ด้วย cork borer หยดส่วนใสที่ได้จากเชื้อแบคทีเรียที่มีความสามารถในการย่อยคาร์โบไฮเดรตจากเมล็ดข้าว 3 ไอโซเลท ลงไปในหลุมที่เจาะไว้ ปริมาตร 100 ไมโครลิตร บ่มที่อุณหภูมิ 37oC เป็นเวลา 48 ชั่วโมง ทำการทดสอบ 3 ซ้ำ โดยใช้อาหารเหลว MRS เป็น negative control และใช้ streptomycin ความเข้มข้น 0.1 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร เป็น positive control 4 การพัฒนาผลิตภัณฑ์ข้าวไทยเพื่อใช้เป็น carriers สำหรับแบคทีเรียโปรไบโอติค 4.1 การผลิตเชื้อสด • การเลี้ยงเซลล์แบคทีเรียโปรไบโอติคเพื่อผลิตเชื้อสด นำ L. amylovorus เลี้ยงในอาหาร MRS บ่มที่อุณหภูมิ 37oC เป็นเวลา 18-24 ชั่วโมง จากนั้นเลี้ยงในอาหารเหลวถั่วเหลืองถั่วเขียว บ่มที่อุณหภูมิ 37oC ที่เครื่องเขย่า ความเร็วรอบ 150 รอบต่อนาที เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นนำเชื้อไปปั่นเหวี่ยงเอาเซลล์ด้วยเครื่อง Centrifuge ที่ความเร็ว 7,000 รอบต่อนาที ที่อุณหภูมิ 4oC เป็นเวลา 15 นาที จะได้เซลล์สดที่มีความชื้นประมาณ 20-30 % เพื่อใช้ผสมกับ carrier ข้าวไทยในรูปแบบต่างๆ เพื่อช่วยในการยึดเกาะกับแบคทีเรียโปรไบโอติค และนำไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารข้าวไทยผสมโปรไบโอติค ในรูปแบบต่างๆต่อไป 4.2 การทำผลิตภัณฑ์ นำเซลล์สดจากข้อ 4.1 มาผสมกับเมล็ดข้าว ที่เชื้อโปรไบโอติคสามารถย่อยได้ดีที่สุด ที่เตรียมด้วยวิธีอบ อัตราส่วน 1:9 มาตรวจสอบควาสามารถในการรอดชีวิตของเชื้อโปรไบโอติคทุกสัปดาห์ เป็นระยะเวลา 2 เดือน โดยวิธี dilution plate count 5 ตรวจสอบความคงตัวของผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบทางจุลชีววิทยาหลังการผลิต 5.1 สังเกตลักษณะทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ เช่น สี กลิ่น 5.2 ตรวจสอบค่าความเป็นกรดด่าง 5.3 ทดสอบ heating-cooling cycle โดยเก็บที่อุณหภูมิ 4?C เป็นเวลา 48 ชั่วโมง จากนั้นนำไปเก็บที่อุณหภูมิ 45?C อีก 48 ชั่วโมง และประเมินลักษณะทางกายภาพ 5.4 ตรวจเชื้อ Escherichia coli โดยวิธี MPN ต้องพบน้อยกว่า 3 ต่อตัวอย่าง 1 กรัม 5.5 ตรวจเชื้อยีสต์และรา ต้องไม่เกิน 102 ต่อตัวอย่าง 1 กรัม 5.6 ปริมาณแบคทีเรียที่ใช้อากาศในการเจริญ ต้องไม่เกิน 103 ต่อตัวอย่าง 1 กรัม 6 การวิเคราะห์ทางสถิติ วิเคราะห์ค่าความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ โดยใช้ one way Anova กำหนดค่า P-Values(P?0.05) ด้วยโปรแกรมสำเร็จรูป SPSS version
- คำอธิบายโครงการวิจัย (อย่างย่อ) :
- จุลินทรีย์โปรไบโอติคเป็นจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ต่อร่างกายเมื่อรับประทานเข้าไปในปริมาณที่เหมาะสม จุลินทรีย์โปรไบโอติคจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพหากเข้าสู่อวัยวะภายในร่างกายต่างๆได้ดีและมีอัตราการรอดชีวิตสูง ในการนำจุลินทรีย์โปรไบโอติคเข้าสู่ร่างกายจำเป็นต้องอาศัยตัวนำพาหรือ carriers ที่เหมาะสม การใช้ carriers ที่เป็นข้าวสายพันธุ์ไทย นอกจากจะเป็น carriers ที่ช่วยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของจุลินทรีย์โปรไบโอติคบางชนิด ยังมีคุณค่าทางโภชนาการสูง อุดมด้วยแร่ธาตุ วิตามินและสารต้านอนุมูลอิสระ เมื่อผนวกเข้ากับประโยชน์ของจุลินทรีย์โปรไบโอติคแล้ว จะทำให้ร่างกายได้รับประโยชน์สูงสุดและจะเป็นผลิตภัณฑ์อาหารเสริมที่มีมูลค่าสูงในท้องตลาด แบคทีเรียโปรไบโอติค เป็นจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ ช่วยรักษาสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ โดยจะต้องอาศัยอยู่กับโฮสต์ที่เหมาะสม และจำเป็นต้องเป็นเซลล์ที่มีชีวิตถึงจะเกิดประโยชน์ต่อร่างกายมนุษย์ แต่พบอัตราการรอดชีวิตของแบคทีเรียโปรไบโอติคน้อย เมื่อรับประทานแบคทีเรียโปรไบโอติคที่อยู่ใน สภาพรอดชีวิตที่เกาะอยู่บนคาริเออร์เข้าไปจะช่วยให้การทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในกระเพาะหรือ
- รายชื่อนักวิจัยในโครงการ :
-
ลำดับที่ รายชื่อ ประเภทนักวิจัย บทบาทหน้าที่ สัดส่วน 1 นางสาวเรณู อยู่เจริญ นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย หัวหน้าโครงการวิจัย 60% 2 นายธีระยุทธ เตียนธนา นักวิจัยภายในมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 10% 3 นายศรัณย์ พรหมสาย นักวิจัยภายนอกมหาวิทยาลัย ผู้ร่วมวิจัย 30%
สถาบันวิจัยและพัฒนา
มหาวิทยาลัยราชภัฏนครสวรรค์ ศูนย์การศึกษาย่านมัทรี398/1 หมู่ 3 ตำบลย่านมัทรี อำเภอพยุหะคีรี
จังหวัดนครสวรรค์ 60130
