ผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้จากจุลินทรีย์

เขียนโดย biology เมื่อ . หัวข้อ บทความ, บทความปี 2555

 

                                                                                                ยุวศรี   ต่ายคำ

 

          จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่พบได้ทั้งในสิ่งแวดล้อม ในสัตว์หรือในร่างกายของมนุษย์ จุลินทรีย์มีทั้งที่ให้ประโยชน์และให้โทษต่อมนุษย์ ในที่นี้จะกล่าวถึงจุลินทรีย์จำพวก แบคทีเรีย เห็ด รา ยีสต์ และ ไซยาโนแบคทีเรีย (cyanobacteria) เป็นต้น ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่รู้จักกันทั่วไป

          แบคทีเรียจัดเป็นจุลินทรีย์ที่อยู่ในอาณาจักรมอเนอรา (Kingdom Monera) มีลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกัน เช่น มีลักษณะเป็นรูปทรงกลม (coccus) รูปท่อน (bacillus) รูปเกลียว (spirillum) แบคทีเรียจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในอาหารโดยการไฮโดรไลซ์ (hydrolyzed) หรือการย่อยคาร์โบไฮเดรตให้กลายเป็นสารประกอบโมเลกุลเล็ก ย่อยโปรตีนให้อยู่ในรูปของกรดอะมิโน แอมโมเนียม หรือ เอมีน อีกทั้งย่อยลิพิดให้กลายเป็นกลีเซอรอลและกรดไขมัน ก่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชันเพื่อสร้างพลังงาน ได้ผลิตภัณฑ์เป็นกรดอินทรีย์ แอลกอฮอล์ แอลดีไฮด์ และแก๊สชนิดต่างๆ แบคทีเรียมีหลายกลุ่ม แต่ที่เรารู้จักกันดีและมีความสำคัญในผลิตภัณฑ์อาหารคือ แบคทีเรียที่สร้างกรดแลคติก (lactic acid bacteria) และแบคทีเรียที่สร้างกรดอะซิติก โดยแบคทีเรียที่สร้างกรดแลกติก ได้แก่ Lactobacillus sp., Streptococcussp., Lactococcus sp. และ Pediococcus sp.เป็นต้น ซึ่งแบคทีเรียดังกล่าวจัดเป็นแบคทีเรียแกรมบวกที่สามารถเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นกรดแลกติก และทำให้อาหารมีรสเปรี้ยวได้ ส่วนแบคทีเรียที่สร้างกรดอะซิติก ได้แก่ Acetobacter sp. และ Gluconobacter sp. แบคทีเรียทั้ง 2 ชนิดนี้จะออกซิไดซ์ (oxidize) เอทิลแอลกอฮอล์ให้กลายเป็นกรดอะซิติก

          ผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้จากการหมักด้วยแบคทีเรียที่สร้างกรดแลกติก ได้แก่ ไส้กรอกเปรี้ยวหรือซาลามี (salami) แหนม กิมจิ (kimchi) ซาวเคราท์ หรือกะหล่ำเปรี้ยว (sauerkraut) นมเปรี้ยว โยเกิร์ต เนยแข็ง (cheese) เป็นต้น และผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้จากการหมักด้วยแบคทีเรียที่สร้างกรดอะซิติก ได้แก่ น้ำส้มสายชู (vinegar) และวุ้นมะพร้าว เป็นต้น

 

55-7-1

ซาลามี

55-7-2

นมเปรี้ยวและโยเกิร์ต

55-7-3

ซาวเคราห์

55-7-4

กิมจิ

 55-7-5

แหนม

 55-7-6

ชีส

ภาพผลิตภัณฑ์จากแบคทีเรียที่สร้างกรดแลกติก

55-7-7

วุ้นมะพร้าว และน้ำส้มสายชู

ภาพผลิตภัณฑ์จากแบคทีเรียที่สร้างกรดอะซิติก 

          ไซยาโนแบคทีเรียจัดเป็นแบคทีเรียที่มีสารสี (pigment) สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงและสร้างอาหารเองได้ ไซยาโนแบคทีเรียบางชนิดสามารถนำมาทำเป็นอาหารได้เนื่องจากมีโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไอโอดีน และวิตามินสูง ที่รู้จักกันดีคือ สาหร่ายเกลียวทอง หรือสไปรูลินา (Spirulina maxima) นิยมนำมาใช้ทำเป็นอาหารเสริมเนื่องจากเป็นแหล่งของโปรตีนและวิตามิน B12

55-7-8

สาหร่ายเกลียวทอง หรือสไปรูลินา

ผลิตภัณฑ์จากไซยาโนแบคทีเรีย

          ส่วนเห็ด รา และยีสต์ จัดเป็นจุลินทรีย์ที่อยู่ในอาณาจักรฟังไจ (Kingdom Fungi) ซึ่งมีลักษณะร่วมกันคือ ผนังเซลล์มีสารไคทินเป็นองค์ประกอบ ไม่มีคลอโรฟิลล์ จึงไม่สามารถสังเคราะห์ด้วยแสงได้ มีการดำรงชีวิตแบบภาวะย่อยสลาย บางชนิดเป็นปรสิตของสิ่งมีชีวิตอื่น

          ยีสต์นั้นถูกนำมาใช้ในการผลิตอาหารประเภทขนมปั งและเครื่องดื่มประเภทแอลกอฮอล์ ยีสต์ที่ใช้ทำขนมปังชนิดต่างๆ เช่น ขนมอบ เค้ก ตลอดจนโดนัท เรียกว่ายีสต์ขนมปังซึ่งเป็นสายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae ที่ช่วยทำให้ขนมขึ้นฟูโดยยีสต์จะหมักน้ำตาลที่อยู่ในแป้งได้ผลิตภัณฑ์เป็นแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และแอลกอฮอล์ในภาวะที่ไม่มีออกซิเจน โดยแอลกอฮอล์ที่เกิดขึ้นจะระเหยไประหว่างกรรมวิธีทำขนมปัง เหลือแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่แทรกตัวอยู่ระหว่างเนื้อแป้งทำให้แป้งขยายตัวขึ้นฟูได้เป็นก้อนแป้งที่เรียกว่า โด (dough) ซึ่งนำไปใช้เป็นวัตถุดิบในการทำขนมปัง ส่วนยีสต์ที่นำมาใช้ในการผลิตเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ เช่น สุรา วิสกี้ บรั่นดี และไวน์ เป็นการหมักน้ำผลไม้หรือธัญพืชโดยใช้ยีสต์ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นเอทานอลหรือเอทิลแอลกอฮอล์ และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งยีสต์ที่ใช้หมักแอลกอฮอล์ส่วนใหญ่คือ S. cerevisiaeส่วนเบียร์เป็นเครื่องดื่มที่ได้จากการหมักข้าวบาร์เลย์และข้าวมอลท์โดยใช้เอนไซม์จากข้าวมอลท์หรือเอนไซม์จากแบคทีเรียลงไปเพื่อย่อยแป้งและโปรตีนจากนั้นจึงเติมยีสต์หมักต่อไปจนสิ้นสุดกระบวนการซึ่งยีสต์ที่นิยมใช้ผลิตเบียร์มี 2 สายพันธุ์คือ S. carlsbergensis  และ S. cerevisiae

 55-7-9

ขนมปัง

55-7-10

เค้ก

55-7-11

โดนัท

Beer

เบียร์

55-7-13

วิสกี้และบรั่นดี

ภาพผลิตภัณฑ์จากยีสต์ 

          ราสามารถนำมาใช้ในการผลิตอาหาร เช่น เต้าหู้ยี้ และเทมเป้ (tempeh)  ซึ่งเป็นอาหารพื้นเมืองของชาวอินโดนีเซีย เริ่มต้นจากการผลิตเต้าหู้ยี้ คือการนำก้อนเต้าหู้ที่ทำจากถั่วเหลืองมาเติมเชื้อรา Actinomucor elegans ซึ่งเชื้อรานี้สามารถเจริญที่ผิวของเต้าหู้เป็นเส้นใยสีขาวและปล่อยเอนไซม์มาย่อยสลายโปรตีนในก้อนเต้าหู้ แต่ที่เราเห็นว่าเต้าหู้ยี้มีสีแดงนั้นมาจากการเติมข้าวแดงหรืออังคักที่ได้จากการหมักข้าวด้วยเชื้อราMonascus purpureus ลงไปนั่นเอง ส่วนเทมเป้เป็นการหมักถั่วเหลืองที่ผ่านการแช่น้ำ ปอกเปลือก และนึ่งจนสุก จากนั้นเติมเชื้อรา Rhizopus oligosporus โดยราชนิดนี้จะสร้างเส้นใยเจริญปกคลุมจนทั่วเมล็ดถั่วเหลืองทำให้เมล็ดถั่วยึดเกาะกันเป็นก้อนคล้ายก้อนเนยแข็ง นอกจากนั้นเชื้อราดังกล่าวจะสร้างเอนไซม์ไปย่อยโปรตีนบางส่วนให้กลายเป็นกรดอะมิโน และสร้างเอนไซม์มาย่อยน้ำตาลสตาชิโอส (stachyose) ในถั่วเหลืองทำให้ผู้บริโภคไม่เกิดอาการท้องอืดอีกด้วย

 

55-7-14 

เทมเป้

55-7-15 

เต้าหู้ยี้

ภาพผลิตภัณฑ์จากรา 

          นอกจากนั้นยังมีผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องอาศัยการทำงานของจุลินทรีย์หลายชนิดร่วมกัน เช่น ซีอิ๊ว เต้าเจี้ยว ข้าวหมาก เป็นต้น โดยการผลิตซีอิ๊วและเต้าเจี้ยวนั้นต้องเริ่มต้นจากการนำถั่วเหลืองที่แช่น้ำและนึ่งจนสุกแล้วมาคลุกกับแป้ง จากนั้นเติมเชื้อรา Aspergillus oryzae หรือ Aspergillus soyae เชื้อรานี้จะเจริญสร้างสปอร์และผลิตเอนไซม์โพรทิเอส (protease) และเอนไซม์อะไมเลส (amylase) ออกมาย่อยสลายโปรตีนและแป้งในถั่วได้เป็นกรดอะมิโน และน้ำตาล ได้ก้อนหมักที่เรียกว่า โคจิ (koji) จากนั้นจะต้องนำก้อนโคจิไปหมักในน้ำเกลือเข้มข้นซึ่งเอนไซม์ในโคจิจะย่อยสลายโปรตีนและแป้งต่อ ซึ่งในน้ำหมักจะมีกรดอะมิโนและน้ำตาลอยู่ แบคทีเรียแลกติกที่ทนเกลือได้สูงจำพวก Pediococcus soyae และ Pediococcus halophilus จะเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นกรดแลคติก ซึ่งจะทำน้ำหมักมีสภาวะเหมาะสมต่อการเจริญของยีสต์ Saccharomyces rouxiiและยีสต์ดังกล่าวจะเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ และช่วยเพิ่มกลิ่นและรสให้แก่ซีอิ๊วและเต้าเจี้ยว ส่วนการผลิตข้าวหมากคือการนำข้าวเหนียวไปหมักด้วยลูกแป้งข้าวหมาก ซึ่งลูกแป้งนี้ได้จากการผสมกันระหว่างเชื้อรา Amylomyces rhizopus ที่จะผลิตเอนไซม์เพื่อย่อยแป้งให้กลายเป็นน้ำตาล และเชื้อยีสต์ Saccharomyces cerevisiae ที่จะหมักเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ อย่างไรก็ตามลูกแป้งอาจมีจุลินทรีย์ผสมอยู่มากกว่า 2 ชนิด เช่นอาจมีแบคทีเรียอยู่ด้วย ซึ่งจะมีผลต่อกลิ่นข้าวหมาก แต่ส่วนใหญ่จะเน้นใส่ยีสต์และรา เป็นหลัก

55-7-16 

ซีอิ๊วและเต้าเจี้ยว

55-7-17   

ข้าวหมาก           

ภาพผลิตภัณฑ์จากจุลินทรีย์หลายชนิด 

          เห็ดจัดเป็นฟังไจที่มีการเจริญเติบโตและสร้างเส้นใย เมื่อถึงระยะสร้างเซลล์สืบพันธุ์ เส้นใยจะรวมตัวกันเป็นกลุ่มเกิดเป็นดอกเห็ด (fruiting body) สามารถนำมาใช้เป็นวัตถุดิบในการปรุงอาหารได้โดยตรง ซึ่งเห็ดที่รับประทานได้มีหลายชนิดส่วนใหญ่จัดอยู่ในไฟลัมเบสิดิโอไมโคตา (Phylum Basidiomycota) เช่น เห็ดหอม เห็ดฟาง เห็ดโคน เห็ดหูหนู และเห็ดเข็มทอง เป็นต้น เห็ดที่รับประทานได้ส่วนมากจะมีเนื้ออ่อนนุ่มเนื่องจากมีน้ำเป็นองค์ประกอบถึงร้อยละ 90 อีกร้อยละ 10 จะเป็นโปรตีน ไขมัน วิตามิน และแร่ธาตุ ซึ่งเห็ดจัดเป็นอาหารที่มีคุณค่าทางอาหารเทียบเท่ากับผักเลยทีเดียว

 55-7-18 

ภาพเห็ดชนิดต่างๆ 

          ที่กล่าวมาข้างต้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์อาหารที่ได้จากจุลินทรีย์ประเภทต่างๆ เท่านั้น กล่าวได้ว่าจุลินทรีย์มีบทบาทช่วยแปรรูปอาหารทำให้มีกลิ่น และรสชาติที่หลากหลายตอบสนองความต้องการของมนุษย์ได้เป็นอย่างมาก

****************************************************************

เอกสารอ้างอิง

คณาจารย์ภาควิชาจุลชีววิทยา.2543. เอกสารประกอบการสอนวิชาจุลินทรีย์กับชีวิต ภาควิชาจุลชีววิทยา

               คณะเภสัชศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย,

ดุษณี  ธนะบริพัฒน์. 2537. จุลชีววิทยาอุตสาหกรรม โครงการตำรา คณะวิทยาศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยี

              พระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง กรุงเทพมหานคร

Ronald M. Atlas .Principles of Microbiology. 2nd edition Boston. Wm. C. Brown Publishers 1997.

Medical news today. Lactic acid bacteria – their uses in food. online available: http://www.medicalnewstoday.com/releases/14023.php (retrieved on 20/02/2012)

สำนักวิจัยและพัฒนาข้าว กรมการข้าว. องค์ความรู้เรื่องข้าว. online available: http://ww.brrd.in.th/rkb2/product/index.php-file=content.php&id=10.htm(retrieved on 20/02/2012)

วารสารเคหะการเกษตร. อาหารเพื่อสุขภาพ. Online available: http://www.kehakaset.com/index.php?option=com_content&view=article&id=382:2011-07-05-03-22-39&catid=38 (retrieved on 20/02/2012)

สถาบันฮาลาล มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์. คาราจีแนนคืออะไร นำมาใช้อะไรได้บ้าง. Online available: http://www.halinst.psu.ac.th/index.php?option=com_content&view=article&id=159:carajenan&catid=3:halal-interesting&Itemid=51 (retrieved on 20/02/2012)

Food network solution. ลูกแป้ง. Online available: http://www.foodnetworksolution.com/vocab/word/2888 (retrieved on 12/03/2012)

อ้างอิงภาพ

1.       ภาพเทมเป้  (Online) Available: http://www.ibunoor.com/ibus-delight/fermented-soybean-cake-a-k-a-tempeh/ (retrieved on 30/04/2012)

2.       ภาพสไปรูลินา  (Online) Available: http://www.made-in-china.com/showroom/alicepeony/product-detailwMnEvXJOXIVm/China-Spirulina.html (retrieved on 30/04/2012)

3.       ภาพเห็ดชนิดต่างๆ (Online) Available: http://mushroomcouncil.org/home-page-featured/mixed-mushrooms (retrieved on 30/04/2012)

4.       ภาพเบียร์  (Online) Available: http://www.buzzom.com/2012/04/kingfisher-is-the-most-popular-beer-brand-in-india-says-study/  (retrieved on 30/04/2012)

 

 

 

81,614 total views, 0 views today