ชุดโครงการวิจัยนี้เป็นความร่วมมือของนักวิจัยมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์หลายหน่วยงาน คือ ฝ่ายปฏิบัติการวิจัยและเรือนปลูกพืชทดลอง ศูนย์เทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว สังกัดสถาบันวิจัยและพัฒนา กำแพงแสน และภาควิชาปฐพีวิทยา สังกัดคณะเกษตร กำแพงแสน โดยมีทีมที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านอาหารและผลิตภัณฑ์อาหารจาก ภาควิชาวิศวกรรมอาหาร สังกัดคณะวิศวกรรมศาสตร์ กำแพงแสน และสถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหาร ลักษณะของชุดโครงการวิจัยในภาพรวมคือเริ่มจากการรวบรวมพันธุ์ธัญพืชไทยเพื่อคัดเลือกหาพันธุ์ที่มีศักยภาพและเหมาะสมต่อการใช้เป็นวัตถุดิบ (ต้นกล้า) โดยพิจารณาจากคุณค่าทางโภชนาการและสารสำคัญทางโภชนาการ เช่น ปริมาณคลอโรฟิลล์ ปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระ และปริมาณแร่ธาตุ (เหล็ก แคลเซี่ยม และแมกนีเซียม) การพัฒนาปัจจัยที่มีผลต่อการเพิ่มประสิทธิภาพการสร้างสารสำคัญทางโภชนาการในต้นกล้าโดยใช้เทคโนโลยีชีวภาพ การศึกษาคุณค่าทางโภชนาการและการพัฒนาผลิตภัณฑ์สุขภาพ รวมถึงการศึกษาเทคนิคและขั้นตอนการผลิตให้ได้มาตรฐานตามระบบเกษตรดีที่เหมาะสม (GAP) เพื่อการผลิตวัตถุดิบต้นกล้าและน้ำคั้นอย่างมีคุณภาพและปลอดภัยจากการปนเปื้อน ควบคู่ไปกับการศึกษาหาวิธีการเก็บรักษาและการยืดอายุวัตถุดิบต้นกล้าและน้ำคั้นที่ใช้ในกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์ รายละเอียดของงานวิจัยสรุปโดยย่อได้ดังนี้

                ได้ศึกษาเปรียบเทียบวัสดุปลูก 3 สูตร คือ สูตรที่ 1 (ขุยมะพร้าว 2 ส่วน : ขี้เถ้าแกลบ 1 ส่วน) สูตรที่ 2 (ทราย 1 ส่วน : ขี้เถ้าแกลบ 2 ส่วน) และสูตรที่ 3 (ทราย 1 ส่วน : ขุยมะพร้าว 2 ส่วน) สำหรับผลิตต้นกล้าธัญพืช 3 พันธุ์ ได้แก่ ข้าวหอมมะลิ 105 ข้าวสาลีอินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า พบว่าข้าวหอมมะลิ 105 มีค่าเฉลี่ยความสูงและความยาวรากของต้นกล้าที่อายุ 11 วัน สูงที่สุด รองลงมา คือข้าวสาลีอินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า ตามลำดับ โดยข้าวสาลีอินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า ให้ปริมาณน้ำคั้นสูงที่สุดในวัสดุปลูกสูตรที่ 3 ส่วนในพันธุ์ข้าวหอมมะลิ 105 เมื่อใช้วัสดุปลูกสูตรที่  1 จะให้ปริมาณน้ำคั้นสูงสุด เมื่อพิจารณาปริมาณวิตามินซีในข้าว 3 ชนิด คือ ข้าวหอมมะลิ 105 ข้าวสาลีอินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า ให้ค่าเฉลี่ยสูงสุดจากวัสดุปลูกสูตรที่ 2 นอกจากนั้นยังพบว่าวัสดุปลูกสูตรที่ 2 มีผลให้ปริมาณคลอโรฟิลมีค่าเฉลี่ยสูงที่สุดในข้าวหอมมะลิ 105 และข้าวสาลีอินทรี 1 ส่วนที่ใช้วัสดุปลูกสูตรที่ 3 มีปริมาณคลอโรฟิลสูงที่สุดในข้าวสาลีพันธุ์การค้า

โครงการย่อยที่ 2: การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตต้นกล้าและสร้างสารสำคัญทางโภชนาการในธัญพืชไทยโดยเทคโนโลยีชีวภาพ

                เทคนิคการฟอกฆ่าเชื้อของธัญพืช 3 ชนิด คือ ข้าวหอมมะลิ 105, ข้าวสาลีพันธุ์อินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า โดยใช้สารละลายคลอร็อกซ์ที่มีความเข้มข้นแตกต่างกัน คือ ข้าวหอมมะลิ ใช้คลอร็อกซ์ความเข้มข้น 20% (v/v) ส่วนข้าวสาลีอินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า ใช้คลอร็อกซ์ความเข้มข้น 10% (v/v)  เมื่อนำมาเพาะเลี้ยงในอาหารสูตร MS ที่ไม่เติมสารเร่งการเจริญเติบโต พบว่าข้าวหอมมะลิ 105 มีเปอร์เซ็นต์การงอกเป็นต้นกล้าสูงสุดเท่ากับ 98.26% ส่วนข้าวสาลีพันธุ์การค้ามีเปอร์เซ็นต์การงอก 68.18% และข้าวสาลีพันธุ์อินทรี 1 มีเปอร์เซ็นต์การงอก  40.90% สันนิษฐานว่าเมล็ดข้าวสาลีทั้ง 2 พันธุ์ มีการปนเปื้อนเชื้อราทำให้มีผลต่อการงอกของเมล็ด เมื่อต้นกล้าหอมมะลิ 105 และข้าวสาลีพันธุ์การค้างอกสูงประมาณ 5 ซม.ตัดรากและยอดให้เหลือโคนสูงประมาณ 1 เซนติเมตร นำมาเลี้ยงในสูตรอาหารทดลอง MS ที่เติม TDZ  พบว่าสูตรอาหารที่เติม TDZ  ที่ระดับความเข้มข้น 2 มิลลิกรัม/ลิตร สามารถชักนำให้ต้นกล้าแตกกอดี สำหรับข้าวสาลีพันธุ์การค้า ได้ทดลองใช้ BA ในความเข้มข้นต่างๆ เพื่อการแตกกอ พบว่าไม่สามารถชักนำให้เกิดการแตกกอได้ดีเท่ากับการใช้ TDZ

โครงการย่อยที่ 3: คุณค่าทางโภชนาการและสหสัมพันธ์ของปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระและธาตุอาหารในผลิตภัณฑ์ต้นกล้าธัญพืชไทย

                น้ำคั้นจากต้นกล้าข้าวไทยหลายสายพันธุ์มีศักยภาพในการนำมาพัฒนาต่อยอดให้เป็นผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ เนื่องจากพบปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระในพันธุ์ข้าวไทยสูงกว่าข้าวสาลีพันธุ์การค้าที่ใช้เป็นพันธุ์เปรียบเทียบ จากการพิจารณาข้าวสาลี 2 พันธุ์ ได้แก่ พันธุ์การค้า และพันธุ์อินทรี 1 พบว่า ข้าวสาลีอินทรี 1 มีปริมาณคลอโรฟิล และสังกะสี สูงกว่าข้าวสาลีการค้า แต่ปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระต่ำกว่าข้าวสาลีการค้า แต่ข้าวสาลีอินทรี 1 เป็นพันธุ์ที่ได้รับการขึ้นทะเบียน มก. ดังนั้นในโครงการวิจัยจึงพิจารณาใช้ข้าวสาลีดังกล่าวแทนพันธุ์การค้า จากการประเมินผลของปริมาณสารต้านอนุมูลอิสระ ปริมาณวิตามิน และปริมาณสารสำคัญทางโภชนาการ สามารถคัดเลือกธัญพืชไทยที่จะใช้ในการพัฒนาต่อยอดให้เป็นผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพในเบื้องต้นได้จำนวน 4 พันธุ์ คือ พันธุ์ข้าวสาลีอินทรี 1 พันธุ์ข้าวเจ้าหอมมะลิ 105 พันธุ์ข้าวเจ้าสุพรรณบุรี 1 และพันธุ์ข้าวเหนียวดำ เนื่องจากมีลักษณะเด่นที่แตกต่างกันในด้านของปริมาณวิตามิน และธาตุอาหาร (เช่น เหล็ก แคลเซียม และแมกนีเซียม)

               การพัฒนาวัตถุดิบน้ำคั้นต้นกล้าให้เป็นผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพได้ทำการประยุกต์ใช้น้ำคั้นจากต้นกล้าธัญพืชดังกล่าวในลักษณะของการผสมผสานกันทุกพันธุ์ตามสัดส่วนที่เหมาะสมโดยคำนึงถึงประโยชน์ทางด้านโภชนาการเป็นสำคัญ ลักษณะของการพัฒนาให้เป็นผลิตภัณฑ์ในเบื้องต้น เช่น การพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์สำหรับชงดื่มทันที การพัฒนาและใช้เป็นวัตถุดิบในการผสมอาหาร การพัฒนาในลักษณะของผลิตภัณฑ์น้ำคั้นพร้อมดื่ม เป็นต้น

โครงการย่อยที่ 4: การศึกษาเกณฑ์คุณภาพการปนเปื้อนจุลินทรีย์และกระบวนการลดการปนเปื้อน

                การผลิตพืชอาหารต้องคำนึงถึงการปนเปื้อนของเชื้อก่อโรคทางเดินอาหาร  โดยเฉพาะการปนเปื้อนจากแหล่งน้ำ ผู้ปฏิบัติงานในแปลงผัก อุปกรณ์/เครื่องมือเก็บเกี่ยว และภาชนะบรรจุผลิตผล ดังนั้น การทำผลิตภัณฑ์สุขภาพจากน้ำคั้นต้นกล้าธัญพืช จึงมีเป้าหมายที่จะหาวิธีลดการปนเปื้อนของจุลินทรีย์สาเหตุโรคทางเดินอาหาร เช่น Coliform bacteria ในทุกขั้นตอนการผลิต ตั้งแต่ เมล็ดพันธุ์ วัสดุปลูก น้ำที่ใช้ การเก็บเกี่ยว จนถึงขั้นตอนการแปรรูป

                การหาข้อมูลพื้นฐานของแหล่งที่มาของการปนเปื้อนแบคทีเรียทั้งหมด และ Coliform bacteria ในเมล็ดพันธุ์ วัสดุปลูก และน้ำ โดยใช้ตัวอย่างเมล็ดพันธุ์ข้าวหอมมะลิ 105 ข้าวสาลีอินทรี 1 และข้าวสาลีพันธุ์การค้า พบว่าจำนวนแบคทีเรียทั้งหมด และ Coliform bacteria ในเมล็ดพันธุ์ข้าวสาลีอินทรี 1 มีมากที่สุด รองลงมา คือ เมล็ดพันธุ์ข้าวหอมมะลิ 105 ส่วนข้าวสาลีพันธุ์การค้านั้นพบน้อยมาก

                สำหรับวัสดุปลูก ได้แก่ แกลบดิบ ขี้เถ้าแกลบ ทราย และ ขุยมะพร้าว ตรวจพบแบคทีเรียในทุกวัสดุปลูก โดยที่แกลบดิบมีการพบมากที่สุด รองลงมา คือ ขี้เถ้าแกลบ ขุยมะพร้าว และทราย ตามลำดับ ส่วน Coliform bacteria ก็พบในแกลบดิบมากกว่า ขี้เถ้าแกลบ (ประมาณ 100 เท่า) แต่ไม่พบในขุยมะพร้าวและทราย

                ส่วนในน้ำ ได้แก่ น้ำจากคลองชลประทาน น้ำที่ผ่านพื้นที่เพาะปลูก และน้ำในบ่อที่ไม่มีการระบายน้ำพบว่าจำนวนแบคทีเรียทั้งหมดในน้ำที่ผ่านพื้นที่เพาะปลูกมีมากกว่าน้ำจากคลองชลประทาน โดยที่ปริมาณมากน้อยขึ้นกับพื้นที่ที่น้ำไหลผ่าน ส่วนน้ำในบ่อที่ไม่มีการระบายน้ำนั้น มีจำนวนแบคทีเรียทั้งหมดน้อยกว่าน้ำที่ผ่านแปลงเกษตร เนื่องจากเก็บตัวอย่างจากแหล่งน้ำขนาดใหญ่ที่มีแสงแดดส่องได้ทั่วถึง และบริเวณรอบบ่อไม่มีทางเข้าของน้ำเสียจากบริเวณข้างเคียง เมื่อดูจำนวนColiform bacteria พบว่าแหล่งน้ำที่มีการนำสัตว์เลี้ยงมาปล่อยหรือวิ่งเล่นในบริเวณนั้น น้ำจะมี Coliform bacteria มากกว่าแหล่งน้ำที่ผ่านแปลงเกษตรแต่เพียงอย่างเดียว

โครงการย่อยที่ 5: การวิจัยกระบวนการเก็บรักษา และอายุวางจำหน่าย ของน้ำคั้นต้นกล้าและผลิตภัณฑ์สุขภาพจากธัญพืชไทย

              การเก็บรักษาต้นกล้าข้าว เพื่อทดสอบหาอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเก็บรักษาต้นกล้า  โดยทดลองเก็บรักษาต้นกล้าข้าวจำนวน 5 พันธุ์ ได้แก่ ข้าวหอมมะลิ 105 ข้าวสุพรรณบุรี 1 และข้าวเหนียวดำ ที่อุณหภูมิ 5, 10, 15 และ 25 องศาเซลเซียส (CO)  พบว่าต้นกล้าข้าวทุกพันธุ์ที่เก็บรักษาที่อุณหภูมิ  5 และ 10 องศาเซลเซียส สามารถเก็บรักษาได้เป็นเวลา 2 อาทิตย์ ส่วนที่อุณหภูมิ 15 และ 25 องศาเซลเซียส พบว่าต้นกล้ามีอาการเหลืองและเหี่ยว ทั้งนี้เป็นการดูลักษณะการแสดงออกจากสภาพภายนอกเท่านั้นยังไม่ได้ตรวจคุณภาพทางเคมี เมื่อมีผลสรุปได้ว่าพันธุ์ข้าวชนิดใดเหมาะสมด้านคุณค่าทางโภชนาการที่ดีแล้ว จึงจะทำการศึกษารายละอียดของการเก็บรักษาและตรวจสอบคุณภาพเพื่อให้ทราบถึงอุณหภูมิและวิธีการบรรจุที่เหมาะสมต่อไป