การผลิตน้ำส้มสายชูจากฟักข้าวโดยใช้แบคทีเรีย Acetobacter sp. ต่างสายพันธุ์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ฟักข้าว (Momordica cochinchinensis [Lour.] Spreng.) ผักผลไม้พื้นบ้านที่นิยมรับประทานผลเป็นพืชสมุนไพรได้รับความสนใจเนื่องจากการศึกษาทางการแพทย์ที่พบส่วนต่างๆ ของผลฟักข้าวมีสรรพคุณเด่นของสารต้านอนุมูลอิสระในเนื้อผลและเยื่อหุ้มเมล็ดฟักข้าวที่มีไลโคพีน ฟลาโวนอยด์ และสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดในปริมาณสูง การวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการผลิตน้ำส้มสายชูจากน้ำฟักข้าวโดยใช้แบคทีเรียกรดอะซิติก 3 สายพันธุ์ ผลิตน้ำส้มสายชูด้วยการหมัก 2 ขั้นตอน กระบวนการหมักแอลกอฮอล์ โดยปรับปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในน้ำฟักข้าว 20 องศาบริกซ์ ปรับค่าความเป็นกรด-ด่าง 4.5-4.6 ใช้หัวเชื้อยีสต์ทางการค้าสายพันธุ์ Saccharomyces cerevisiae ร้อยละ 5 บ่มในสภาวะนิ่ง ที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ระยะเวลา 15 วัน เมื่อสิ้นสุดการหมักแอลกอฮอล์ ไวน์ฟักข้าวที่ได้มีปริมาณแอลกอฮอล์ร้อยละ 9.67±0.58 (โดยปริมาตร) ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด 7.00±0.00 องศาบริกซ์ และค่าความเป็นกรด-ด่าง เท่ากับ 4.06±0.00 ในกระบวนการหมักเพื่อผลิตกรดอะซิติก นำไวน์ฟักข้าวมาทำการหมักด้วยแบคทีเรียผลิตกรดอะซิติกต่างสายพันธุ์ Acetobacter aceti TISTR 354, Acetobacter pasteurianus TISTR 102 และ Acetobacter aceti subsp. xylinum TISTR 1011 ปรับปริมาณแอลกอฮอล์เริ่มต้นร้อยละ 7 (โดยปริมาตร) ปริมาณเชื้อเริ่มต้นร้อยละ 10 (โดยปริมาตร) ปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด 7 องศาบริกซ์ และค่าความเป็นกรด-ด่าง 4.25 บ่มในสภาวะนิ่ง ที่อุณหภูมิห้อง (30±1 องศาเซลเซียส) เป็นระยะเวลา 30 วัน ผลการวิเคราะห์คุณลักษณะทางเคมีกายภาพของน้ำส้มสายชูหมักจากฟักข้าวด้วยแบคทีเรียกรดอะซิติก 3 สายพันธุ์ พบปริมาณกรดอะซิติกสูงสุดในน้ำส้มสายชูฟักข้าวผลิตด้วยสายพันธุ์ TISTR 102 ไม่มีความแตกต่าง ทางสถิติของปริมาณกรดอะซิติกระหว่างสายพันธุ์ TISTR 102 และ TISTR 354 (p>0.05) แต่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของปริมาณกรดอะซิติกที่ผลิตโดย TISTR 1011 กับแบคทีเรียกรดอะซิติกอีก 2 สายพันธุ์ (p<0.05) ปริมาณกรดอะซิติกที่ผลิตโดยแบคทีเรียสายพันธุ์ TISTR 102, TISTR 354 และ TISTR 1011 มีค่าร้อยละ 3.50±0.07, 3.48±0.09 และ 2.27±0.04 ตามลำดับ เช่นเดียวกันกับผลการศึกษาปริมาณแอลกอฮอล์และปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดระหว่าง TISTR 102 และ TISTR 354 ไม่มีความแตกต่างทางสถิติ (p>0.05) แต่พบว่ามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของปริมาณแอลกอฮอล์และปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในน้ำส้มสายชูฟักข้าวระหว่าง TISTR 1011 กับแบคทีเรียกรดอะซิติกอีก 2 สายพันธุ์ (p<0.05) โดยปริมาณแอลกอฮอล์ในน้ำส้มสายชูผลิตด้วย TISTR 102, TISTR 354 และ TISTR 1011 มีค่าร้อยละ 0.47±0.06, 0.50±0.10 และ 1.10±0.17 ตามลำดับ และปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดมีค่า (องศาบริกซ์) 11.00±0.00, 11.33±0.58 และ 10.00±0.00 ตามลำดับ และยังพบความแตกต่างของค่าความเป็นกรด-ด่างของน้ำส้มสายชูที่หมักโดย TISTR 102 และ TISTR 1011 กับ TISTR 354 อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) ค่าความเป็นกรด-ด่างของน้ำส้มสายชูฟักข้าวที่ผลิตโดยแบคทีเรียสายพันธุ์ TISTR 102, TISTR 354 และ TISTR 1011 มีค่า 3.64±0.03, 3.65±0.01 และ 3.69±0.01 ตามลำดับ ผลการวัดค่าสี CIELAB ไม่พบความแตกต่างของค่าสี L* ระหว่างแบคทีเรียทั้ง 3 สายพันธุ์ (p>0.05) ขณะที่พบว่ามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในค่าสี a* และค่าสี b* ระหว่าง TISTR 1011 และแบคทีเรียกรดอะซิติกอีก 2 สายพันธุ์ (p<0.05) การประเมินทางประสาทสัมผัสของน้ำส้มสายชูฟักข้าวโดยใช้แบบทดสอบ 9-point Hedonic scale พบว่าน้ำส้มสายชูฟักข้าวหมักด้วยแบคทีเรียกรดอะซิติก 3 สายพันธุ์ มีคะแนนการยอมรับด้าน กลิ่น สี รสชาติ ลักษณะปรากฏ และความชอบรวมไม่แตกต่างกัน (p>0.05) การนำฟักข้าวมาใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตน้ำส้มสายชูเป็นแนวทางในการส่งเสริมการใช้พืชสมุนไพรพื้นบ้านเพื่อแปรรูปผลิตภัณฑ์และเพิ่มมูลค่าผลผลิตทางการเกษตร
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Adams, M.R., 1998, Vinegar, pp. 1-44, In Wood, B.J.B. (Ed.), Microbiology of Fermented Foods, Springer, Boston, MA.
Guillamón, J.M. and Mas, A., 2009, Acetic Acid Bacteria, pp. 31-46, In König, H., Unden, G. and Fröhlich, J. (Eds.), Biology
of Microorganisms on Grapes, in Must and in Wine, Springer, Berlin, Heidelberg.
Gullo, M., Verzelloni, E. and Canonico, M., 2014, Aerobic submerged fermentation by acetic acid bacteria for vinegar production: Process and biotechnological aspects, Process Biochem. 49(10): 1571-1579.
Gomes, R.J., Borges, M.F., Rosa, M.F., Castro-Gómez, R.J.H. and Spinosa, W.A., 2018, Acetic acid bacteria in the food industry: Systematics, characteristics and applications, Food Technol. Biotechnol. 56(2): 139-151.
Lynch, K.M., Zannini, E., Wilkinson, S., Daenen, L. and Arendt, E.K., 2019, Physiology of acetic acid bacteria and their role in vinegar and fermented beverages, Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 18(3): 587-625.
Solieri, L. and Giudici P., 2009, Vinegars of the World. Springer Science and Business Media LLC, Berlin/Heidelberg, Germany, 297 p.
Luzón-Quintana, L.M., Castro, R. and Durán-Guerrero, E., 2021, Biotechnological processes in fruit vinegar production, Foods. 10(5): 945.
Luangphithak, P., 2009, Functional Food, Department of Biotechnology, Faculty of Science, Mahidol University, Bangkok, 6 p. (in Thai)
Grewal, H.S., Tewari, H.K. and Kalra, K.L., 1988, Vinegar production from substandard fruits, Biological Wastes. 26(1): 9-14.
Özen, M., Özdemir, N., Ertekin Filiz, B.,Budak, N.H. and Kök-Taş, T., 2020, Sour cherry (Prunus cerasus L.) vinegars produced from fresh fruit or juice concentrate: Bioactive compounds, volatile aroma compounds and antioxidant capacities, Food Chem. 309(23):
Mehaia, M.A. and Cheryan, M., 1991, Fermentation of date extracts to ethanol and vinegar in batch and continuous membrane reactors, Enzyme Microb. Technol. 13(3): 257-261.
Ngoc, T.N.T., Masniyom, P. and Maneesri, J., 2016, Preparation of vinegar from coconut water using baker's yeast and Acetobacter aceti TISTR 102 starter powder, KKU Res. J. 21(2): 385-396.
Coelho, E., Genisheva, Z., Oliveira, J.M., Teixeira, J.A. and Domingues, L., 2017, Vinegar production from fruit concentrates: Effect on volatile composition and antioxidant activity, J. Food Sci. Technol. 54(12): 4112-4122.
Maldonado, O., Roll, C., Cabrera, S.S. and Schneider de Cabrera, S., 1975, Wine and vinegar production from tropical fruits, J. Food Sci. 40(2): 262-265.
Horiuchi, J., Kanno, T. and Kobayashi, M., 1999, New vinegar production from onions, J. Biosci. Bioeng. 88(1): 107-109.
Lee, J.H., Cho, H.D., Jeong, J.H., Lee, M.K., Jeong, Y.K., Shim, K.H. and Seo, K.I., 2013, New vinegar produced by tomato suppresses adipocyte differentiation and fat accumulation in 3T3-L1 cells and obese rat model, Food Chem. 141(3):3241-3249.
Murooka, Y., Nanda, K. and Yamashita, M., 2009, Rice Vinegars, pp. 121-133, In Solieri L. and Giudici, P. (Eds), Vinegars of the World. Springer, Milano.
Gupta, R.C., Jain, V.K. and Shanker, G., 1980, Palm sap as a potential starting material for vinegar production, Res. Ind. 25(1): 5-7.
Yim, E.J., Jo, S.W. Lee, E.S. Park, H.S., Ryu, M.S., Uhm, T.B., Kim, H.Y. and Cho, S.H., 2015, Fermentation characteristics of mulberry (Cudrania tricuspidata) fruit vinegar produced by acetic acid bacteria isolated from traditional fermented foods, Korean J. Food Preserv. 22(1):108–118.
Kha, T.C., Nguyen, M.H., Roach, P.D., Parks, S.E. and Stathopoulos, C., 2013, Gac fruit: Nutrient and phytochemical composition, and options for processing, Food Rev. Int. 29(1): 92–106.
Müller-Maatsch, J., Sprenger, J., Hempel, J., Kreiser, F., Carle, R. and Schweiggert, R.M., 2016, Carotenoids from Gac fruit aril (Momordica cochinchinensis [Lour.] Spreng.) are more bioaccessible than those from carrot root and tomato fruit,
Food Res. Int. 99(Pt 2): 928-935.
Kubola, J. and Siriamornpun, S., 2011, Phytochemicals and antioxidant activity of different fruit fractions (peel, pulp, aril and seed) of Thai gac (Momordica cochinchinensis Spreng), Food Chem.127(3): 1138-1145.
Wimalasiri, D., Dekiwadia, C., Fong, S.Y., Piva, T.J. and Huynh, T., 2020, Anticancer activity of Momordica cochinchinensis (Red Gac) aril and the impact of varietal diversity, BMC Complement. Med. Ther. 20(1): 365.
Tien, P.G., Kayama, F., Konishi, F., Tamemoto, H., Kasono, K., Hung, N.T., Kuroki, M., Ishikawa, S.E., Van, C.N. and Kawakami, M., 2005, Inhibition of tumor growth and angiogenesis by water extract of Gac fruit (Momordica cochinchinensis Spreng), Int. J. Oncol. 26(4): 881-889.
Chuyen, H.V., Nguyen, M.H., Roach, P.D., Golding, J.B. and Parks, S.E., 2015, Gac fruit (Momordica cochinchinensis Spreng.): A rich source of bioactive compounds and its potential health benefits, Int. J. Food Sci. Technol. 50(3):567-577.
Do, T.V.T., Fan, L., Suhartini, W. and Girmatsion, M., 2019, Gac (Momordica cochinchinensis Spreng) fruit: A functional food and medicinal resource, J. Funct. Foods. 62: 103512.
Klungsupya, P., Saenkhum, J., Muangman, T., Rerk-Am, U., Laovitthayanggoon, S. and Leelamanit, W., 2012, Non-cytotoxic property and DNA protective activity against H2O2 and UVC of Thai Gac fruit extracts in human TK6-cells, J. App. Pharm. Sci. 02(04): 4-8.
Chen, H., Chen, T., Giudici, P. and Chen, F., 2016, Vinegar functions on health: Constituents, sources, and formation mechanisms, Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 15(6): 1124–1138.
Coote, N. and Kirsop, B.H., 1976, Factors responsible for the decrease in pH during beer fermentations, J. Inst. Brew. 82: 149-153.
Saithong, P., Nitipan, S. and Permpool, J., 2019, Optimization of vinegar production from nipa (Nypa fruticans Wurmb.) sap using surface culture fermentation process, Appl. Food Biotechnol. 6(3):193-200.
Sung, N.H., Woo, S.M., Kwon, J.H., Yeo, S.H. and Jeong, Y.J., 2014, Quality characteristics of high acidity apple vinegar manufactured using two stage fermentation, J. Korean Soc. Food Sci.Nutr. 43(6): 877-883.
Loesecke, V., 1972, Fermented of Juices and Waste Liquors, p. 534, In Sinclair, W.B. (Ed.), The Grapefruit: Its Composition, Physiology and Products. USA.
Sree, N.K., Sridhar, M., Suresh, K., Banat, I.M. and Rao, L.V., 2000, High alcohol production by repeated batch fermentation using an immobilized osmotolerant Saccharomyces cerevisiae, J. Ind. Microbiol. 24(3): 222-226.
Thabloga, W., Penrum, J. and Yaibua, N., 2013, Effect of Alcohol Concentrations and Aeration Conditions on Vitamin C Contents and Fermented Makhampom Vinegar Production, In Proceedings of 51st Kasetsart University Annual Conference: Agricultural Extension and Home Economics, Agro-Industry Bangkok, Thailand, The Thailand Research Fund, Bangkok, Thailand, 463 p. (in Thai)
Krusong, W. and Pongsawatmanit, R., 1989, Industrial Fermentation Technology, O.S. Printing House, Bangkok, 209 p. (in Thai)
Ingledew, W.M., 1999, Alcohol Production by Saccharomyces cerevisiae: A Yeast Primer, pp. 49-87, In Lyons, T.P. and Kelsall, D.R. (Eds.), The Alcohol Textbook, 3rd Ed., Nottingham University Press, Nottingham, UK.
Walker, G.M. and Stewart, G.G., 2016, Saccharomyces cerevisiae in the production of fermented beverages, Beverages. 2(4): 30.
Bouatenin, K.M., Kouamé, K.A., GueuKehi, M.E., Djéni, N.T. and Djé, K.M., 2021, Organic production of vinegar from mango and papaya, Food Sci. Nutr. 9(1):190-196.
Ameyapoh, Y., Leveau, J.Y., Karou, S.D., Bouix, M., Sossou, S.K. and De Souza, C., 2010, Vinegar production from togolese local variety mangovi of mango Mangifera indica Linn. (Anacardiaceae), Pak. J. Biol. Sci. 13(3): 132-137.
Klawpiyapamornkun, T., Bovonsombut, S. and Bovonsombut, S., 2015, Isolation and characterization of acetic acid bacteria from fruits and fermented fruit juices for vinegar production, FAB Journal.3(1): 30-38.
Mas, A., Torija, M.J., García-Parrilla Mdel, C. and Troncoso, A.M., 2014. Acetic acid bacteria and the production and quality of wine vinegar, Sci. World J. 2014:394671.
Johnston, C.S. and Gaas, C.A., 2006, Vinegar: Medicinal uses and antiglycemic effect, MedGenMed. 8(2): 61. [43] Bhat, S.V., Akhtar, R. and Amin, T., 2014, An overview on the biological production of vinegar, Int. J. Fermented Foods. 3(2):139-155.
Fregapane, G., Rubio-Fernández, H. and Salvador, M., 2001, Influence of fermentation temperature on semi-continuous acetification for wine vinegar production, Eur. Food. Res. Technol.213(1): 62–66.
Arifuzzaman, M., Hasan, M.Z., Rahman, S.M.B. and Pramanik, M.K., 2014, Isolation and characterization of Acetobacter and Gluconobacter spp from sugarcane and rotten fruits, Biosci. 8(9): 359-365.
Qi, Z., Yang, H., Xia, X., Xin, Y., Zhang, L., Wang, W. and Yu, X., 2013, A protocol for optimization vinegar fermentation according to the ratio of oxygen consumption versus acid yield, J. Food Eng. 116(2): 304–309.
Park, Y.S., Ohtake, H., Fukaya, M., Okumura, H., Kawamura, Y. and Toda, K., 1989, Effects of dissolved oxygen and acetic acid concentrations on acetic acid production in continuous culture of Acetobacter aceti, J. Ferment. Bioeng. 68(2): 96-101.
Rubio-Fernández, H., Salvador, M.D. and Fregapane, G., 2004, Influence of fermentation oxygen partial pressure on semicontinuous acetification for wine vinegar production, Eur. Food. Res. Technol. 219(4): 393–397.
Wongsudalak, W. and Nooniam, T., 2013, Development of fermented vinegar from tangerine peels and pomaces, SDU Res. J. 6(1): 159-170. (in Thai)
Budak, N.H., 2015, Total antioxidant activity and phenolic contents with advanced analytical techniques in the mulberry vinegar formation process, Fruit Sci. 2(2): 27-31.
Ozturk, I., Caliskan, O., Tornuk, F., Ozcan, N., Yalcin, H., Baslar, M. and Sagdic, O., 2015, Antioxidant, antimicrobial, mineral, volatile, physicochemical and microbiological characteristics of traditional home-made Turkish vinegars, LWT-Food Sci. Technol. 63(1): 144-151.
Sáiz-Abajo, M.J., Gonzáles-Sáiz, J.M. and Pizarro C., 2004, Classification of wine and alcohol vinegar samples based on
near-infrared spectroscopy. Feasibility study on the detection of adulterated vinegar samples, J. Agric. Food Chem. 52(25): 7711–7719.
Joshi, V.K. and Sharma, S., 2009, Cider Vinegar: Microbiology, Technology and Quality, pp. 179-207, In Solieri, L. and Giudici, P. (Eds.), Vinegars of the World, Springer, Milano.
Chen, F., Li, L., Qu, J. and Chen, C., 2009, Cereal Vinegars Made by Solid-State Fermentation in China, pp. 243-259, In Solieri, L. and Giudici, P. (Eds.), Vinegars of the World, Springer, Milano.
Kim, G.R., Yoon, S.R., Lee, J.H., Yeo, S.H., Jeong, Y.J., Young, Y.K. and Kwon, J.H., 2010, Physicochemical properties of and volatile components in commercial fruit vinegars, Korean J. Food Preserv. 17(5):616-624.
Kang, M., HA, J.H. and LEE, Y., 2020, Physicochemical properties, antioxidant activities and sensory characteristics of commercial gape vinegars during long-term storage, Food Sci. Technol, Campinas, 40(4): 909-916.
Chantima, N., Thanthong, S. and Srisuwaramat, B., 2015, Production and qualification analysis of vinegar from banana, Sci. Technol. Nakhon Sawan Rajabhat University J. 7(7): 57-76. (in Thai)
Cruz, M., Correia, A.C., Gonc¸alves, F.J. and Jorda˜o, A.M., 2018, Phenolic composition and total antioxidant capacity analysis of red wine vinegars commercialized in Portuguese market, Ciência Téc. Vitiv. 33(2): 102-115.
Sengun, I.Y., Kilic, G. and Ozturk, B., 2019, Screening physicochemical, microbiological and bioactive properties of fruit vinegars produced from various raw materials, Food Sci. Biotechnol. 29(3):401–408.
Petchpoung, K., Soiklom, S., Siri-anusornsak, W., Khlangsap, N., Tara, A. and Maneeboon, T., 2020, Predicting antioxidant activity of wood vinegar using color and spectrophotometric parameters, MethodsX. 7: 100783.
López, F., Pescador, P., Güell, C., Morales, M.L., García-Parrilla, M.C. and Troncoso, A.M., 2005, Industrial vinegar clarification by cross-flow microfiltration: Effect on colour and polyphenol content, J. Food Eng. 68(1): 133–136.
Tesfaye, W., Morales, M.L., Garcı́a-Parrilla, M.C. and Troncoso, A.M., 2002, Wine vinegar: Technology, authenticity and quality evaluation, Trends Food Sci. Technol. 13(1): 12–21.
Wiriyachari, P., 2002, Sensory Evaluation, 1st Ed., Faculty of Agro-Industry, Chiang Mai University, Chiang Mai, 542 p. (in Thai)
Hutkins, R.W. 2018. Microbiology and Technology of Fermented Foods, 2nd Ed., Wiley-Blackwell Publishing, Chicago, USA, 624 p.
Ubeda, C., Callejón, R.M., Troncoso, A.M. and Morales, M.L., 2017, Consumer acceptance of new strawberry vinegars by preference mapping, Int. J. Food Prop. 20(11): 2760-2771.
