Embed Size (px)
Citation preview
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
รางรายงานวจิัยฉบบัสมบูรณ
โครงการ การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ ุ
โดย ผศ. ดร.สทิธวิัฒน เลิศศริ ิและคณะ
กันยายน 2547
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
รางรายงานวจิัยฉบบัสมบูรณ
โครงการ การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ ุ
คณะผูวิจัย สังกัด 1. ผศ. ดร.สิทธิวัฒน เลิศศิริ ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร
มหาวิทยาลัยมหิดล 2. นายภูมินาท ช่ืนชมรัตน ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร
มหาวิทยาลัยมหิดล
ชุดโครงการวจิัยและพัฒนา
สนับสนุนโดย กองทนุเพือ่ลดผลกระทบจากนโยบายสรุาเสรีของรฐั
(ความเห็นในรายงานนี้เปนของผูวิจัย กบส.ไมจําเปนตองเห็นดวยเสมอไป)
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
สัญญาเลขท่ี 42/2526 รายงานการวิจยัฉบับสมบรูณ
โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
ช่ือโครงการ การศกึษาสารระเหยใหกลิ่นจากอุ ไดรับทุนอุดหนุนวิจัยจาก กองทุนเพื่อลดผลกระทบจากนโยบายสรุาเสรีของรัฐ กรมโรงงานอตุสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม ประจําปงบประมาณ 2545 จํานวนเงิน 200,000 บาท ระยะเวลาดําเนินโครงการ 1 ป เริ่มโครงการ 1 ตลุาคม 2545
(ไดรับอนุมัตใิหขยายเวลาถึงเดือนกนัยายน 2547) คณะผูวจิัย
หัวหนาโครงการ ผศ.ดร. สิทธวิฒัน เลิศศริ ิ ท่ีทํางาน ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลยัมหิดล โทรศัพท 0-2201-5301 E-mail: [email protected] ผูรวมวิจยั นาย ภมูินาท ช่ืนชมรัตน ท่ีทํางาน ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลยัมหิดล โทรศัพท 0-2201-5301
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
กิตตกิรรมประกาศ
คณะผูวิจัยใครขอขอบคุณกองทุนเพื่อลดผลกระทบจากนโยบายสุราเสรีของรัฐ กรมโรงงานอุตสาหกรรม
กระทรวงอุตสาหกรรม ในการสนับสนุนเงินทุนที่ใชในการทําวิจัยในครั้งนี้ และภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะวิทยาศาสตร มหาวิทยาลัยมหิดล ซึ่งไดสนับสนุนเครื่อง Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS) และ Gas Chromatography-Olfactometry (GC-O) ในการวิเคราะหเคาโครงของสารระเหยใหกลิ่นจากเหลาอุ รวมท้ังคําแนะนําและขอเสนอแนะอันเปนประโยชนจากเจาหนาท่ีกรมโรงงานอุตสาหกรรมทุก ๆ ทาน คณะผูวิจัยหวังเปนอยางยิ่งวาองคความรูที่ไดจากโครงการนี้จะไดมีการนําไปใชใหเปนประโยชนทั้งในเชิงวิชาการและอุตสาหกรรมตอไป
คณะผูวิจัย
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
บทสรุปสําหรบัผูบริหาร จากการเก็บตัวอยางเหลาอุ 10 ตัวอยาง จากภาคกลาง (2 แหลง) ภาคเหนือ (2 แหลง) และภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (6 แหลง) แลวนํามาวิเคราะหคุณภาพทางเคมี โดย Proximate analysis พบวา มีปริมาณโปรตีนระหวาง 0.4-1.2% (w/w) ปริมาณเถาระหวาง 0.1-0.3% (w/w) ปริมาณ moisture ระหวาง 85-98% (w/w) การวิเคราะหปริมาณน้ําตาลกลูโคสและมอลโตสดวยเครื่อง High Performance Liquid Chromatography (HPLC) มีปริมาณระหวาง 2-8 mg/ml และ 0.05-2 mg/ml ตามลําดับ นอกจากนี้ พบวาตัวอยางเหลาอุที่มีปริมาณเอธานอลมากที่สุด คือตัวอยางจากแหลงนครพนม (แหลงท่ี 2) คือ 13.4% (v/v) และตัวอยางที่มีปริมาณเอธานอลนอยท่ีสุดเปนตัวอยางจากราชบุรี คือ 1.3% (v/v) และจากการศึกษาเคาโครง (profile) ของสารระเหยใหกลิ่นของเหลาอุโดยเทคนิค Dynamic Headspace Sampling (DHS) พบวา ทุกตัวอยางที่นํามาวิเคราะหนั้น ใหเคาโครงของสารระเหยที่เหมือนกัน และ เมื่อวิเคราะหดวยเครื่อง Gas Chromatography-Olfactory (GC-O) โดยเทคนิค Aroma Extract Dilution Analysis (ADEA) สารระเหยใหกลิ่นที่สําคัญในการเกิดกลิ่นคือ Isoamyl acetate, Ethyl pyruvate, Ethyl lactate และ Furfural โดยที่ Isoamyl acetate, Ethyl pyruvate และ Ethyl lactate ใหกลิ่นหอมหวาน สวน Furfural ใหกลิ่นหอมเนื้อตม นอกจากนี้ทุกตัวอยางยังผานการวิเคราะหเพื่อหาปริมาณสารระเหยใหกลิ่น 14 ชนิด ซึ่งประกอบดวย n-Propanol, Isobutyl alcohol, Isoamyl alcohol, Furfuryl alcohol, Benzene ethanol, Acetol, 2,3-Butanediol, Glycerol, Ethyl lactate, Acetoin, Furfural, 5-Methyl furfural, 5-Hydroxymethyl furfural และ Acetic acid และเมื่อพิจารณาถึงปริมาณของสารตาง ๆ บางชนิดพบวาสามารถจําแนกตัวอยางเหลาอุเหลานี้เปน 2 กลุมไดแกกลุม ที่มีระดับของสาร n-propanol, furfuryl alcohol และ benzene ethanol ต่ําถึงปานกลาง โดยจะมี 2,3-butanediol สูง และ กลุมที่มีระดับของสารพวก furfural และ 5-methyl furfural สูงถึงสูงมากจากการติดตามปริมาณเอธานอลและสารระเหยใหกลิ่นระหวางกระบวนการหมักอุท่ีเก็บตัวอยางจากแหลงพิมายพบวาในชวงเวลาหมัก 45 วันปริมาณเอธานอลจะเพิ่มขึ้นเปน 6.6% (v/v) สารระเหยใหกลิ่นอ่ืน ๆ น้ันมี แนวโนมเพิ่มมากขึ้น แตอยางไรก็ตามปริมาณเอธานอลก็ยังเปนไปตามมาตรฐานผลิตภัณฑชุมชนซึ่งในสวนนี้ นาจะมีการทําวิจัยในระดับลึกถึงปจจัยที่เปนตัวทําใหคุณภาพในเชิงสารระเหยใหกลิ่นคงที่ตอไป
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
บทคัดยอ เหลาอุ 10 ตัวอยางจากภาคกลาง (2 แหลง) ภาคเหนือ (2 แหลง) และ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ (6 แหลง) เม่ือนํามาวิเคราะหคุณภาพเชิงเคมีพื้นฐาน (Proximate analysis) พบวามีปริมาณโปรตีนระหวาง 0.4-1.2% (w/w) ปริมาณเถาระหวาง 0.1-0.3% (w/w) ปริมาณ Moisture ระหวาง 85-98% (w/w) และการวิเคราะห ปริมาณน้ําตาลกลูโคสและมอลโตสดวยเครื่อง High Performance Liquid Chromatography (HPLC) มีปริมาณ 2-8 mg/ml และ 0.05-2 mg/ml ตามลําดับ ตัวอยางเหลาอุมีปริมาณเอธานอลมากที่สุดในตัวอยางจากนครพนม (แหลง 2) คือ 13.4% (v/v) และนอยที่สุดเปนตัวอยางจากราชบุรี คือ 1.3% (v/v) จากการศึกษาเคาโครง (profile) สารระเหยใหกลิ่นของเหลาอุโดยเทคนิค Dynamic Headspace Sampling (DHS) พบวาทุกตัวอยางใหรูปแบบ ของสารระเหยที่เหมือนกัน และเมื่อวิเคราะหดวยเครื่อง Gas Chromatography-Olfactometry (GC-O) โดยเทคนิค Aroma Extract Dilution Analysis (ADEA) สารระเหยใหกลิ่นที่สามารถไดกลิ่นคือ Isoamyl acetate, Ethyl pyruvate, Ethyl lactate และ Furfural ในทุกตัวอยางโดยท่ี Isoamyl acetate, Ethyl pyruvate และ Ethyl lactate ใหกลิ่นหอมหวาน สวน Furfural ใหกลิ่นหอมเนื้อตม นอกจากนี้ทุกตัวอยางยังผานการวิเคราะหโดยวิธี Direct Injection Technique เพื่อหาปริมาณ สารระเหยใหกลิ่นอีก 14 ชนิด ซึ่งประกอบดวย n-Propanol, Isobutyl alcohol, Isoamyl alcohol, Furfuryl alcohol, Benzene ethanol, Acetol, 2,3-Butanediol, Glycerol, Ethyl lactate, Acetoin, Furfural, 5-Methyl furfural, 5-Hydroxymethyl-2-furfural และ Acetic acid ในระหวางการหมักเหลาอุปริมาณเอธานอลจะเพิ่มขึ้นจาก 1.6% (v/v) ในวันท่ี 1 ถึง 6.6% (v/v) ในวันที่ 45 และไดทําการติดตามการ เปลี่ยนแปลงปริมาณสารระเหยใหกลิ่นทั้ง 14 ชนิดในระหวางการหมัก
Abstract Ou samples were purcashed from 10 different producers. Two samples were from the Northern and the Central and 6 samples were from the North Eastern part of Thailand. Proximate analysis was conducted to determine protein, ash and moisture contents which shown in 0.4-1.2% (w/w), 0.1-0.3% (w/w) and 85-98% (w/w), respectively. Glucose and maltose contents of Ou samples were 2-8 mg/ml and 0.05-2 mg/ml, respectively. Nakhon Phanhom (N) sample showed the highest ethanol content; 13.4% (v/v), while, the lowest ethanol content was Ratchaburi (A) sample; 1.3% (v/v). All Ou samples showed the same profiles of volatile flavor compound (VFC). Isoamyl acetate, ethyl pyruvate, ethyl lactate and furfural of Ou samples were detected by Aroma Extract Dilution Analysis (ADEA) technique coupled with GC-O. Isoamyl acetate, ethyl pyruvate and ethyl lactate showed sweet flavor, while furfural presented boiled meat flavor. The n-propanol, isobutyl alcohol, isoamyl alcohol, furfuryl alcohol, benzene ethanol, acetol, 2,3-butanediol, glycerol, ethyl lactate, acetoin, furfural, 5-methyl furfural, 5-hydroxymethyl-2-furfural and acetic acid (14 VFCs) were determined their concentrations in Ou samples by direct injection technique. Ethanol and 14 VFCs were investigated during 1-45 days of fermentation.
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
สารบญัเรื่อง หนา หนาปก i กิตติกรรมประกาศ iii บทสรุปผูบริหาร iv บทคัดยอ v สารบัญเรื่อง vi สารบัญตาราง viii สารบัญภาพ ix บทที่ 1 บทนํา 1 บทที่ 2 เนื้อหางานวิจยั 4
1. สารเคม ี 4 2. ตัวอยางเหลาอุ 4 3. การเตรยีมน้าํไรกลิน่ (deodorized water) 4 4. การเตรยีมตวัอยางเหลาอุ 4 5. การวิเคราะหปริมาณ protein ในเหลาอุ 6 6. การวิเคราะหปริมาณเถาในตัวอยางเหลาอ ุ 8 7. การวิเคราะห moisture content โดยวธิี direct heating method 11 8. การวิเคราะหน้ําตาลในเหลาอ ุ 14 9. การวิเคราะหปริมาณ ethanol ในเหลาอุโดยวธิีเติมสารมาตรฐาน (Standard addition) 22 10. การวิเคราะหสารระเหยในเหลาอุจากแหลงตาง ๆ โดยวธิี Dynamic Headspace Sampling (DHS) 29 11. การวิเคราะหสารระเหยในเหลาอุจากแหลงตาง ๆ โดยวธิี Dynamic Headspace Sampling (DHS)
ดวยเครื่อง Gas Chromatography-Olfractometry (GC-O) เพื่อศึกษาสารระเหยใหกลิ่นในอ ุ 44 12. การวิเคราะหปริมาณสารระเหยในเหลาอุจากแหลงตาง ๆ โดยวธิี Direct Injection 46 13. การวิเคราะหปริมาณสารระเหยในเหลาอุจากแหลงพิมายในชวงเวลาการหมัก 45 วัน โดยวิธี Direct
Injection 50 14. การวิเคราะหปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงพิมายในชวงเวลาการหมัก 45 วนั 52
บทที่ 3 สรุปผลการวจิัยและขอเสนอแนะ 53 บรรณานุกรม 55
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
ภาคผนวก ภาคผนวก ก สารระเหยใหกลิ่นมาตรฐาน 56 ภาคผนวก ข บทความวจิัย 57 ภาคผนวก ค บทความสําหรับเผยแพร 60 ภาคผนวก ง Chromatogram สารระเหยใหกลิ่น 62 ภาคผนวก จ ตารางเปรียบเทยีบกิจกรรมทีท่ําและสรุปรายงานการเงิน 80
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
สารบญัตาราง หนา ตารางที่ 1 แหลงที่มาของตัวอยางเหลาอุ 4 ตารางที่ 2 ปรมิาณ protein ในเหลาอุจาก 10 แหลง 6 ตารางที่ 3 ปริมาณเถาในเหลาอุจาก 10 แหลง 9 ตารางที่ 4 ปริมาณ moisture content ของเหลาอุจาก 10 แหลง 12 ตารางที่ 5 ปริมาณน้ําตาล glucose ในเหลาอุจาก 10 แหลง 16 ตารางที่ 6 ปริมาณน้ําตาล maltose ในเหลาอุจาก10 แหลง 19 ตารางที่ 7 ปริมาณเฉลี่ย ethanol ในเหลาอุจาก 10 แหลง 23 ตารางที่ 8 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงราชบุรี 30 ตารางที่ 9 คา RI สารระเหยในเหลาอุจากแหลงนครพนมโดยใชขาวเหนียวดําเปนวัตถุดิบ 31 ตารางที่ 10 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงลพบุรี 33 ตารางที่ 11 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงลําพูน 35 ตารางที่ 12 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงนครพนม 36 ตารางที่ 13 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงเรณูนคร 37 ตารางที่ 14 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงพิมาย 39 ตารางที่ 15 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงอุบลราชธานี 40 ตารางที่ 16 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงยโสธร 42 ตารางที่ 17 คา Retention Index (RI) สารระเหยในเหลาอุจากแหลงนาน 43 ตารางที่ 18 สารระเหยใหกลิ่นที่สามารถดมไดในเหลาอุ 45 ตารางที่ 19 ความเขมขนสุดทายของ standard และ internal standard 47 ตารางที่ 20 ปริมาณสารระเหย n-propanol, isobutyl alcohol, isoamyl alcohol, furfuryl alcohol, acetoin,
benzene ethanol, acetic acid, furfural, 5-methyl furfural, 5-hydroxymethyl-2-furfural, acetol, 2,3-butanediol, glycerol และ ethyl lactate ในเหลาอุจากแหลงตาง ๆ 48
ตารางที่ 21 ปริมาณความเขมขนของสารระเหยในเหลาอุจากแหลงพิมายระหวางการหมักใน ชวงเวลา 1-45 วัน 51
ตารางที่ 22 คุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานโดยสรุปของตัวอยางอุที่ทําการวิเคราะห 53 ตารางที่ 23 การจําแนกกลุมตัวอยางอุจากระดับปริมาณสารระเหย 54
สัญญาเลขที่ 42/2545 โครงการ “การศึกษาสารระเหยใหกลิ่นจากอ”ุ
โดย นายสิทธิวัฒน เลิศศิริ และ คณะ
i
สารบญัรูป หนา รูปท่ี 1 การผลติเหลาอุ 4 รูปท่ี 2 การนําเหลาอุออกจากไห 5 รูปท่ี 3 กราฟมาตรฐานความเขมขนน้ําตาล glucose 15 รูปท่ี 4 กราฟมาตรฐานความเขมขนน้ําตาล maltose 19 รูปท่ี 5 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงราชบุรี 25 รูปท่ี 6 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงนครพนมโดยใชขาวเหนียวดําเปนวัตถุดิบ 25 รูปท่ี 7 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงลพบุรี 25 รูปท่ี 8 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงลําพูน 26 รูปท่ี 9 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงนครพนม 26 รูปท่ี 10 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงพิมาย 26 รูปท่ี 11 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงเรณูนคร 27 รูปท่ี 12 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงอุบลราชธานี 27 รูปท่ี 13 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงยโสธร 27 รูปท่ี 14 กราฟมาตรฐานแสดงปริมาณ ethanol ในเหลาอุจากแหลงนาน 28 รูปท่ี 15 ปริมาณ Ethanol ในเหลาอุระหวางการหมัก 1-45 วัน 52
