The original article is in Thai

ข้าว:แหล่งอาหารที่ให้พลังงานและชีวิตแก่คนเกือบครึ่งโลก

ข้าวเป็นอาหารหลักของประชากรในหลายประเทศ เราบริโภคข้าวในหลายรูปแบบ ตั้งแต่ข้าวหุงสุก ก๋วยเตี๋ยวประเภทต่างๆ หรือแม้แต่ผลิตภัณฑ์อาหารขบเคี้ยวจากข้าว เรามักนึกถึงข้าวว่าเป็นแหล่งของสตาร์ชที่จะให้พลังงานแก่ร่างกาย ตลอดหลายปีที่ผ่านมา ทีม FoodInnovate ได้ให้ความสำคัญแก่งานวิจัยด้านโปรตีนในเนื้อเมล็ดข้าว (rice endosperm proteins) และผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมันรำข้าวเพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่าให้แก่องค์ประกอบในข้าว ปัจจุบันเรามีความเชี่ยวชาญในการพัฒนากระบวนการผลิตโปรตีนเอนโดสเปิร์มข้าว (rice endosperm protein) ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมการผลิตสตาร์ชข้าว การพัฒนากระบวนการปรับปรุงโครงสร้างระดับจุลภาคของเมล็ดข้าวเพื่อควบคุมอัตราการย่อยข้าวหุงสุก การพัฒนากระบวนการผลิตครีมน้ำมันรำข้าวโอลิโอเจล (high internal phase emulsion, HIPE) เพื่อใช้ทดแทนไขมันแข็ง (fat hardstock) สำหรับอุตสาหกรรมขนมอบ โดยใช้ผลพลอยได้จากการกลั่นน้ำมันรำข้าวให้บริสุทธิ์เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตอาหารเพื่อสุขภาพ  

โปรตีนเอนโดสเปิร์มในเนื้อเมล็ดข้าว (rice endosperm proteins)

ปัจจุบันคนไทยบริโภคข้าวและผลิตภัณฑ์จากข้าวคนละประมาณ 100 – 110 กิโลกรัมต่อปีเพื่อเป็นแหล่งคาร์โบไฮเดรตหลัก โปรตีนในเนื้อเมล็ดข้าวหรือ rice endosperm proteins ซึ่งอาจมีสัดส่วนประมาณ 6 – 8 % ในข้าวเหนียวและข้าวเจ้าขัดสีมีบทบาทสำคัญในการควบคุมโครงสร้างระดับเซลล์ของเมล็ดข้าวที่จะขยายตัวระหว่างการหุง ข้าวใหม่และข้าวเก่าดูดน้ำและให้เนื้อสัมผัสนิ่มแข็งแตกต่างกันมาจากอิทธิพลของโปรตีนในเนื้อเมล็ดข้าวนี้

เมื่อนำเมล็ดข้าวไปตากแห้งแล้วนำมาทอดเพื่อผลิตขนมขบเคี้ยวดังเช่นข้าวแตนจากข้าวเหนียว หรือข้าวตังจากข้าวเจ้า การขยายตัวของเมล็ดข้าวแห้งระหว่างการทอด และการเข้าถึงโมเลกุลสตาร์ชในระหว่างการย่อยข้าวด้วยเอนไซม์ในระบบทางเดินอาหารถูกกำกับด้วยโครงข่ายของโปรตีนในเนื้อเมล็ดข้าวว่ามีปริมาณมากหรือน้อย มีความหนาแน่นของโครงข่ายอย่างไร หรือเกิดพันธะเคมีที่เอนไซม์ในร่างกายย่อยได้หรือไม่

เมื่อนำข้าวหักไปโม่เป็นแป้งข้าว โปรตีนในเนื้อข้าวเหล่านี้จะหลุดออกจากโครงสร้างเซลล์ของเมล็ดและกระจายตัวอยู่ในน้ำ หากนำน้ำแป้งมาใช้เตรียมเส้นก๋วยเตี๋ยวหรือแผ่นแป้งแห้ง โครงข่ายของโปรตีนนี้จะจัดเรียงตัวเกิดโครงข่ายร่างแหในเส้นก๋วยเตี๋ยวหรือแผ่นแป้ง ความหนาแน่นของโครงข่ายโปรตีนข้าวในแผ่นแป้งเจลาติไนซ์ที่ถูกทำให้แห้งนี้ จะกำหนดขนาดของฟองอากาศและปริมาณการดูดซับน้ำมันของผลิตภัณฑ์ ปริมาณโปรตีนจากข้าวที่สูงและความหนาของโครงข่ายโปรตีนสามารถจำกัดการขยายตัวของฟองอากาศและลดการดูดซึมน้ำมันในระหว่างการทอดได้

ในการแยกสตาร์ชออกจากน้ำแป้งโดยปรับความเป็นด่างของน้ำแป้งเพื่อให้แยกสตาร์ชอย่างมีประสิทธิภาพ จะช่วยให้โปรตีนในเนื้อข้าวนี้ละลายน้ำได้มากขึ้น เราสามารถนำโปรตีนที่ละลายในด่างนี้มาทำให้เข้มข้นโดยใช้เทคโนโลยีการกรองหรือโครมาโทกราฟีระดับอุตสาหกรรมเพื่อใช้เป็นแหล่งโปรตีนพืชที่มีคุณสมบัติเชิงหน้าที่ตามต้องการได้

ผลพลอยได้ระหว่างการกลั่นน้ำมันรำข้าว – แหล่งของสารพฤกษเคมีที่ได้สกัดแยกแล้ว

น้ำมันรำข้าวเป็นน้ำมันที่มีคุณภาพสูง เนื่องจากมีสัดส่วนของกรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid: SFA) ต่อกรดไขมันไม่อิ่มตัวหนึ่งตำแหน่ง (monounsaturated fatty acid: MUFA) ต่อกรดไขมันไม่อิ่มตัวหลายตำแหน่ง (polyunsaturated fatty acid: PUFA) ในอัตราส่วนที่ใกล้เคียงกับอัตราส่วนของน้ำมันบริโภคที่องค์การอนามัยโลก (WHO), American Heart Association (AHA) และ Japan’s Ministry of Health and Welfare แนะนำ นอกจากนี้น้ำมันรำข้าวที่ใช้ในครัวเรือนยังทนต่ออุณหภูมิสูง เหมาะสำหรับการทอดเพื่อให้อาหารกรอบและไม่อมน้ำมัน อีกทั้งยังมีสารพฤกษเคมี (rice phytochemicals) เช่น แกมมาออไรซานอล  (oryzanol) วิตามินอีทั้งโทโคฟีรอล (tocopherol) และโทโคไตรอีนอล (tocotrienol) ไฟโตสเตอรอล (phytosterol) พอลิโคซานอล (policosanol) ในปริมาณมาก น้ำมันรำข้าวจึงจัดเป็นน้ำมันที่ดีต่อสุขภาพเมื่อเทียบกับน้ำมันพืชชนิดอื่น

สารพฤกษเคมีของน้ำมันรำข้าวเหล่านี้ ถูกทำให้เข้มข้นขึ้นในขั้นตอนการกลั่นน้ำมันรำข้าวบริโภค โดยจะอยู่ในส่วนของสารที่เป็นยางเหนียว (gum) ของเหลวผลกลั่น (distillate) ไขน้ำมัน (wax) ที่ถูกแยกออกเพื่อให้น้ำมันรำข้าวบริโภคมีความใส สีเหลืองทอง ไม่เป็นไข สารต่างๆเหล่านี้สามารถนำมาทำให้เข้มข้นหรือทำให้บริสุทธิ์ต่อได้ หรือทำให้อยู่ในรูปละลายน้ำ (water-soluble) สำหรับการใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อสุขภาพประเภทเครื่องดื่ม และอุตสาหกรรมเครื่องสำอางต่อไป

นวัตกรรมล่าสุดของทีมวิจัย FoodInnovate คือการทำให้น้ำมันรำข้าวซึ่งมีสัดส่วนของพฤกษเคมีสูงนี้ อยู่ในรูปของผลิตภัณฑ์ไขมันที่จะใช้แทนเนย เนยขาว ที่สามารถนวดกับแป้งสาลีเพื่อขึ้นรูปโด หรือใช้ในผลิตภัณฑ์เพสตรีที่รองรับกระบวนการแช่เยือกแข็งยีสต์โด (yeast dough) การละลายน้ำแข็ง และส่งเสริมการหมักของยีสต์หลังละลายน้ำแข็ง โดยการขึ้นรูปโอลิโอเจล (oleogel) ที่จะถูกอิมัลซิไฟด์และทำให้คงตัวแม้จะมีเฟสภายในสูง (high internal phase emulsion, HIPE) ด้วยสารสกัดจากธรรมชาติที่เราผลิตขึ้นจากผลผลิตทางการเกษตรจากฟาร์ม BTLLAgroforestry ของเรา