น้ำตาลสุขภาพจากแก่นตะวัน : เพิ่มหวานได้ ไม่เพิ่มแคลอรี่

มก.ประสบความสำเร็จในการวิจัยและพัฒนากรรมวิธีการผลิตน้ำตาลอินูโลโอลิโกแซกคาไรด์จากแก่นตะวัน น้ำตาลเชิงซ้อนที่ให้ความหวาน แต่ให้พลังงานต่ำ ทั้งรูปแบบของเหลวและแบบผง พร้อมนำเข้าสู่การผลิตระดับอุตสาหกรรม เพื่อตอบโจทย์ความต้องการผู้บริโภคผู้ใส่ใจสุขภาพและภาคธุรกิจผลิตอาหารและเครื่องดื่มเพื่อสุขภาพ

แก่นตะวัน เป็นพืชล้มลุกตระกูลเดียวกับทานตะวัน มีดอกคล้ายดอกบัวตองแต่เล็กกว่า มีหัวใต้ดินรูปร่างเหมือนขิง หรือข่า เพื่อเก็บสะสมอาหารที่เป็นคาร์โบไฮเดรตชั้นเลิศที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ  เนื่องจากหัวใต้ดินแก่นตะวันมีการสะสมสารสำคัญคือ อินูลิน (Inulin) มากถึงร้อยละ 14-19 ของน้ำหนักหัวสด  ซึ่งนอกจากมีลักษณะเฉพาะ คือมีรสชาติหวานด้วยองค์ประกอบของน้ำตาลฟรุกโทสแล้ว ยังเป็นพืชพรีไบโอติก ที่เป็นประโยชน์กับระบบทางเดินอาหารและยังเป็นพืชที่ปลูกได้ง่ายในประเทศ ทำให้แก่นตะวัน เป็นวัตถุดิบทางเลือกใหม่ของการผลิต อินูโลโอลิโกแซกคาไรด์  หรือ โอลิโกฟรุกโทส  สารให้ความหวานแทนน้ำตาลทราย(ที่ผลิตจากอ้อย) เพื่อใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องดื่ม  และเป็นส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ(functional food) ซึ่งกำลังอยู่ในกระแสนิยมของผู้บริโภคที่ใส่ใจสุขภาพ  รวมทั้งผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน หรือผู้ที่ต้องการควบคุมน้ำหนัก

อินูลิน เป็นคาร์โบไฮเดรต ประเภทพอลีแซกคาไรด์ ในกลุ่มฟลุกแทน คือมีโมเลกุลขนาดใหญ่ ประกอบด้วยน้ำตาลฟรุกโทสที่เชื่อมต่อกันเป็นสายยาวตั้งแต่10หน่วยขึ้นไป (ถ้าเชื่อมต่อกันระหว่าง 3-9 หน่วยจะเรียกว่าฟรุกโท-โอลิโกแซกคาไรด์) จึงมีลักษณะเป็นเส้นใยอาหารประเภทที่ละลายได้ในน้ำ แต่ไม่สามารถย่อยได้ในระบบทางเดินอาหาร เนื่องจากร่างกายไม่มีเอนไซม์ที่จะย่อยได้ในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก  ไม่จัดเป็นสารอาหาร ร่างกายไม่สามารถดูดซึมไปใช้ จึงไม่ให้พลังงาน  ให้แคลอรี่ต่ำกว่าคาร์โบไฮเดรตทั่วไป  และไม่เพิ่มปริมาณน้ำตาลในเลือด มันจึงผ่านจากกระเพาะและลำไส้เล็กไปถึงลำไส้ใหญ่ กลายเป็นอาหารของจุลินทรีย์  คือถูกย่อยด้วยกลุ่มแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์กับร่างกาย ได้แก่ แลคโตบาซิลัส และบิฟิโดแบคทีเรีย จึงเรียกได้ว่า อินูลินในแก่นตะวัน มีคุณสมบัติเป็นพรีไบโอติก คือเป็นอาหารของจุลินทรีย์ในกลุ่มโบรไบโอติกซึ่งอยู่ในลำไส้ใหญ่ ช่วยให้จำนวนจุลินทรีย์ตัวดีในร่างกายเราเพิ่มขึ้น  ลดจุลินทรีย์ตัวร้ายที่ก่อโรค กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน จึงเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ

ทีมนักวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์  นำโดย รศ.ดร.สาโรจน์  ศิริศันสนียกุล  รศ.ดร.วิรัตน์ วาณิชย์ศรีรัตนา  ผศ.ดร.ประมุข ภระกูลสุขสถิต  ผศ.ดร.ธนะบูลย์ สัจจาอนันตกุล  จากคณะอุตสาหกรรมเกษตร และดร.พิลาณี ไวถนอนสัตย์  จากสถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรมเกษตร ได้ทำการวิจัยและพัฒนากรรมวิธีการผลิต น้ำตาลอินูโลโอลิโกแซกคาไรด์ จากแก่นตะวัน เป็นเวลากว่า 5 ปี จนสามารถผลิตเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จต้นแบบน้ำตาลเพื่อสุขภาพทั้งแบบของเหลวและแบบผง กระบวนการวิจัยเริ่มตั้งแต่การผลิต แป้งอินูลินจากหัวแก่นตะวันสด ด้วยการล้าง หั่นเป็นชิ้นบาง  อบแห้ง บดให้ละเอียด จะได้แป้งแก่นตะวัน จากนั้นนำไปสกัดด้วยน้ำร้อน ทำให้ตกตะกอนเพื่อให้ได้สารละลายอินูลินเข้มข้น และช่วงสุดท้ายเข้าสู่กระบวนการทำแห้งแบบพ่นฝอย จะได้แป้งอินูลินบริสุทธิ์  แต่ถ้านำสารละลายอินูลินเข้มข้นเข้าสู่กระบวนการเติมเอนไซม์อินูลิเนสและอินเวอร์เทสจากจุลินทรีย์ ทำการบ่มภายใต้สภาวะที่เหมาะสม สารสกัดอินูลินจากแก่นตะวันจะถูกย่อยสลายได้เป็นน้ำตาลฟรุกโท/อินูโลโอลิโกแซกคาไรด์ เมื่อทำให้บริสุทธิ์และเข้มข้น ด้วยการควบคุมการระเหยภายใต้สูญญากาศ จะได้ผลิตภัณฑ์น้ำเชื่อมฟรุกโทส (fructose syrup) และหากนำไปทำแห้งแบบพ่นฝอย จะได้น้ำตาลอินูโลโอลิโกแซกคาไรด์ หรือ โอลิโกฟรุกโทสในรูปแบบผง ที่สามารถใช้เป็นสารให้ความหวานที่มีองค์ประกอบของการเป็นสารพรีไบโอติก  เหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมผลิตอาหารและเครื่องดื่มสุขภาพ ชา กาแฟ น้ำผลไม้   ผลิตภัณฑ์นม  ธัญพืช ไอศกรีม ผลิตภัณฑ์อาหารแปรรูป  รวมถึงผลิตภัณฑ์อาหารเสริมต่างๆ

นับเป็นก้าวแรกในการผลิตแป้งอินูลิน และน้ำตาลอินูโลโอลิโกแซกคาไรด์  ขึ้นเองได้ภายในประเทศโดยใช้วัตถุดิบที่มีในประเทศ คือแก่นตะวัน เนื่องจากปัจจุบันต้องนำเข้าแป้งอินูลินจากต่างประเทศ และแม้มีการผลิตน้ำตาลอินูโลโอลิโกแซกคาไรด์  ได้บ้างแต่เป็นการผลิตเพื่อจำหน่ายตรงแก่ผู้บริโภค ยังไม่มีการผลิตเพื่อจำหน่ายแก่ธุรกิจอุตสาหกรรมเพื่อนำไปเป็นส่วนผสมของอาหาร เครื่องดื่มสุขภาพ  จึงทำให้งานวิจัยดังกล่าวได้รับการสนับสนุนการพัฒนาแผนธุรกิจนวัตกรรม เพื่อถ่ายทอดเทคโนโลยีไปสู่การนำไปใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ของภาคธุรกิจเอกชน ภายใต้กรรมวิธีการผลิตที่มีการคุ้มครอง จากการขึ้นทะเบียนสิทธิบัตร อนุสิทธิบัตร และความลับทางการค้า เป็นกระบวนการผลิตที่เน้นใช้เทคโนโลยีชีวภาพทุกขั้นตอน ซึ่งจัดเป็นเทคโนโลยีสะอาด ปลอดภัยต่อสุขภาพ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งมั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์น้ำตาลสุขภาพจากแก่นตะวันที่ได้จากงานวิจัยนี้จะสามารถก่อให้เกิดประโยชน์ทั้งด้านเศรษฐกิจและคุณภาพชีวิตของประชาชน

ที่มาข้อมูล : โครงการวิจัยทุนอุดหนุนวิจัย มก.  รศ.ดร.สาโรจน์  ศิริศันสนียกุล ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์                                                                                                                                         

 เรื่องโดย   :  วันเพ็ญ นภาทิวาอำนวย  ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่งมก.  0-2561-1474  rdiwan@ku.ac.th