Untitled Document

การผลิตมะขามผงด้วยเครื่องทำแห้งแบบลูกกลิ้ง โดยใช้มอลโตเด็กซ์ตรินและอาราบิกกัมเป็นสารตัวพา
Production of tamarind powder by drum dryer using maltodextrin and Arabic gum as adjuncts

โครงงานวิจัยนี้เป็นการศึกษาวิธีการแปรรูปมะขามเปียกที่ใช้ในการประกอบอาหารให้มีลักษณะที่เป็นผงโดยใช้เครื่องทำแห้งแบบลูกกลิ้งคู่ โดยมีตัวแปรที่ศึกษาคือ อุณหภูมิ (120 และ 140 °ซ) ชนิดของสารตัวพา (มอลโตเด็กซ์ตรินและอารบิกกัม) และอัตราส่วนของน้ำมะขามเปียกต่อสารตัวพาที่ใช้ในการทำแห้ง (1:0.4, 1:0.8 และ 1:1.4) จากผลการทดลองพบว่าทั้งอุณหภูมิ ชนิดและปริมาณของสารตัวพาล้วนมีผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์มะขามผง โดยกรณีที่ใช้มอลโตเด็กซ์ตรินเป็นสารตัวพา อุณหภูมิที่เหมาะสมในการทำแห้งคือ 140 °ซ หากใช้อัตราส่วนของน้ำมะขามเปียกต่อสารตัวพาเท่ากับ 1:0.8 หรือในช่วงระหว่าง 120-140 °ซ หากใช้อัตราส่วนของน้ำมะขามเปียกต่อสารตัวพาเท่ากับ 1:1.4 และในกรณีที่ใช้อารบิกกัมเป็นสารตัวพา อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 120-140 °ซ โดยใช้อัตราส่วนของน้ำมะขามเปียกต่อสารตัวพาเท่ากับ 1:0.4 หรือ 1:0.8 นอกจากนี้จากผลการทดลองทางประสาทสัมผัสพบว่า มะขามผงคืนรูปที่ใช้สารตัวพาเป็นมอลโตเด็กซ์ตรินได้รับความพึงพอใจในด้านสี, ลักษณะปรากฎและความชอบโดยรวมมากกว่ากรณีที่ใช้อารบิกกัม แต่ได้รับความพึงพอใจในด้านกลิ่นและรสน้อยกว่า สำหรับต้นทุนพลังงานที่ใช้ในการทำแห้งพบว่าอยู่ในช่วงระหว่าง 7.27-21.00 บาท/กิโลกรัมของมะขามผง ขณะที่ต้นทุนค่าสารตัวพาอยู่ในช่วงระหว่าง 208-228 บาท/กิโลกรัมของมะขามผง และ 640-768 บาท/กิโลกรัมของมะขามผง ในกรณีที่ใช้มอลโตเด็กซ์ตรินและอารบิกกัมเป็นสารตัวพาตามลำดับ

ที่มาของงานวิจัย

มะขามเปียกนั้นได้รับความนิยมมากในการนำมาใช้เป็นส่วนประกอบของอาหารไทย เนื่องจากให้รสเปรี้ยวและกลิ่นหอมที่เป็นเอกลักษณ์ ราคาไม่แพง อีกทั้งยังมีสารอาหารที่เป็นประโยชน์มากมาย เช่นวิตามินเอและซี โปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน แคลเซียม ฟอสฟอรัส และกากใย อีกทั้งยังมีกรดอินทรีย์เช่น กรดทาทาริกและซิตริก มะขามเปียกมีสรรพคุณเป็นยาระบายและช่วยลดความร้อนให้แก่ร่างกาย แต่เนื่องจากการเก็บรักษามะขามเปียกมักประสบปัญหาเรื่องการเสื่อมเสียเนื่องจากจุลินทรีย์โดยเฉพาะเชื้อราดังนั้นทางคณะผู้วิจัยจึงได้จัดทำโครงงานนี้ขึ้น เพื่อศึกษากระบวนการแปรรูปมะขามเปียกให้มีลักษณะเป็นผงเพื่อให้ง่ายต่อการนำไปใช้ในครัวเรือน เหมาะกับรูปแบบการใช้ชีวิตสมัยใหม่ที่ต้องการความสะดวกรวดเร็ว ลดปัญหาการเก็บรักษา รวมไปถึงเป็นการทำให้เกิดความหลากหลายของผลิตภัณฑ์อาหารมากขึ้นซึ่งคณะผู้วิจัยหวังว่าจะเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมอาหารของประเทศ

วัตถุประสงค์

เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการผลิตมะขามผงสำหรับใช้ประกอบอาหารแทนมะขามเปียกสด
เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการทำแห้งมะขามผง
เพื่อเปรียบเทียบคุณภาพของผลิตภัณฑ์และต้นทุนในการทำแห้งระหว่างการใช้สารตัวพา 2 ชนิด คือ มอลโตเด็กซ์ตรินและอารบิกกัม

อุปกรณ์และวิธีการทดลอง

วัตถุดิบ : มะขามเปียก, สารมอลโตเด็กซ์ตรินและอารบิกกัม
อุปกรณ์: เครื่องทำแห้งแบบลูกกลิ้งคู่, เครื่อง Pulper finisher, เครื่องวัดสี, เครื่องวัดค่า pH, Hand refractometer, Hot air oven, Hot plate stirrer, เครื่องชั่งน้ำหนัก, Rapid visco analyzer, โถกรองและปั๊มสุญญากาศ

วิธีการทดลองที่ใช้ในโครงงานนี้ ถูกสรุปไว้ในรูปที่ 1

รูปที่ 1 ไดอะแกรมแสดงวิธีการทดลอง

ผลการทดลอง

จากการศึกษาพบว่ามีเพียง 7 สภาวะการทำแห้งเท่านั้น ที่ให้ผลิตภัณฑ์มะขามที่มีลักษณะทางกายภาพตามที่ต้องการ ดังรายละเอียดในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ลักษณะทางกายภาพของมะขามหลังจากการทำแห้งที่สภาวะต่างๆ

อุณหภูมิที่ใช้ ในการทำแห้ง (°ซ)	สารตัวพา	สัดส่วนระหว่างน้ำมะขามความเข้มข้น 20 °Brix และสารตัวพา (โดยน้ำหนัก)
อุณหภูมิที่ใช้ ในการทำแห้ง (°ซ)	สารตัวพา	1:0.4	1:0.8	1:1.4
120	มอลโตเด็กซ์ตริน	ส่วนผสมไม่หนืดพอที่จะเกาะติดที่ผิวของลูกกลิ้ง	ผลิตภัณฑ์ที่ได้เหนียวแฉะ ไม่สามารถขูดออกจากผิวของลูกกลิ้งโดยใบมีก	ผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็นผงแห้ง สามารถขูดออกจากผิวของลูกกลิ้งได้ง่ายโดยใช้ใบมีด
120	อารบิกกัม	ผลิตภัณฑ์ที่ได้แห้งและเกาะเป็นฟิล์มบางๆบนผิวลูกกลิ้ง ซึ่งสามารถขูดออกได้ง่ายโดยใบมีก หลังจากขูดออกจะมีลักษณะเป็นเกล็ดขนาดใหญ่ต้องนำไปบดให้เป็นผงอีกที	ผลิตภัณฑ์ที่ได้แห้งและเกาะเป็นฟิล์มบางๆบนผิวลูกกลิ้ง ซึ่งสามารถขูดออกได้ง่ายโดยใบมีก หลังจากขูดออกจะมีลักษณะเป็นเกล็ดขนาดใหญ่ต้องนำไปบดให้เป็นผงอีกที	ผลิตภัณฑ์ที่ได้เหนียวแฉะ ไม่สามารถขูดออกจากผิวของลูกกลิ้งโดยใบมีก
140	มอลโตเด็กซ์ตริน	ส่วนผสมไม่หนืดพอที่จะเกาะติดที่ผิวของลูกกลิ้ง	ผลิตภัณฑ์ที่ได้แห้งและเกาะเป็นฟิล์มบางๆบนผิวลูกกลิ้ง ซึ่งสามารถขูดออกได้ง่ายโดยใบมีก หลังจากขูดออกจะมีลักษณะเป็นเกล็ดขนาดใหญ่ต้องนำไปบดให้เป็นผงอีกที	ผลิตภัณฑ์ที่ได้เป็นผงแห้ง สามารถขูดออกจากผิวของลูกกลิ้งได้ง่ายโดยใช้ใบมีด
140	อารบิกกัม	ผลิตภัณฑ์ที่ได้แห้งและเกาะเป็นฟิล์มบางๆบนผิวลูกกลิ้ง ซึ่งสามารถขูดออกได้ง่ายโดยใบมีก หลังจากขูดออกจะมีลักษณะเป็นเกล็ดขนาดใหญ่ต้องนำไปบดให้เป็นผงอีกที	ผลิตภัณฑ์ที่ได้แห้งและเกาะเป็นฟิล์มบางๆบนผิวลูกกลิ้ง ซึ่งสามารถขูดออกได้ง่ายโดยใบมีก หลังจากขูดออกจะมีลักษณะเป็นเกล็ดขนาดใหญ่ต้องนำไปบดให้เป็นผงอีกที	ผลิตภัณฑ์ที่ได้เหนียวแฉะ ไม่สามารถขูดออกจากผิวของลูกกลิ้งโดยใบมีก

หมายเหตุ สภาวะที่มีการ Highlight คือ สภาวะการทำแห้งที่ให้ผลิตภัณฑ์มะขามที่มีลักษณะทางกายภาพตามที่ต้องการ

ดังนั้นผลิตภัณฑ์มะขามผงที่ได้จาก 7 สภาวะดังกล่าวถูกนำวัดค่าคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆดังแสดงในตารางที่ 2

ตารางที่ 2 ค่าคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆของผลิตภัณฑ์มะขามผงที่ได้จาก 7 สภาวะการทำแห้ง

สภาวะการทำแห้ง				ความหนาแน่นปรากฏ (กก./ลิตร)	ความชื้น (%มาตรฐานเปียก)	Water activity	ระยะเวลาที่ใช้ในการละลาย (วินาที)
ลำดับที่	สารตัวพา	อุณหภูมิ (°ซ)	สัดส่วนระหว่างน้ำมะขาม และสารตัวพา	ความหนาแน่นปรากฏ (กก./ลิตร)	ความชื้น (%มาตรฐานเปียก)	Water activity	ระยะเวลาที่ใช้ในการละลาย (วินาที)
1	MD	120	1:1.4	0.816a ± 0.066	3.46a ± 0.03	0.260a ± 0.003	83a,b ± 2
2	MD	140	1:0.8	0.781a ± 0.045	3.38b ± 0.03	0.326b ± 0.006	98a ± 18
3	MD	140	1:1.4	0.478b ± 0.063	3.11c ± 0.04	0.342c ± 0.001	8c ± 1
4	AG	120	1:0.4	0.731a,c ± 0.038	3.20d ± 0.04	0.306d ± 0.007	79a,b ± 18
5	AG	120	1:0.8	0.790a ± 0.037	3.62e ± 0.04	0.265a,e ± 0.006	73b ± 8
6	AG	140	1:0.4	0.648c ± 0.032	3.09c ± 0.02	0.276e ± 0.002	140d ± 8
7	AG	140	1:0.8	0.783a ± 0.094	3.41a,b ± 0.03	0.263a ± 0.012	16c ± 2

หมายเหตุ: MD = มอลโตเด็กซ์ตริน, AG = อารบิกกัม
ค่าความหนาแน่นปรากฏ, ความชื้น, Water activity และระยะเวลาที่ใช้ในการละลาย ถูกแสดงในรูป ค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน
ค่าเฉลี่ยที่มีตัวอักษร Superscript เหมือนกันในคอลัมน์เดียวกันแสดงว่าไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่ P < 0.05.

นอกจากการวัดค่าคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆของผลิตภัณฑ์มะขามผงแล้ว ยังมีการนำมะขามผงไปละลายน้ำให้มีสภาพคล้ายคลึงกับส่วนผสมก่อนการทำแห้ง แล้วทำการวัดค่าคุณสมบัติทางกายภาพเปรียบเทียบกับน้ำมะขามเปียกสดความเข้มข้น 20 °บริกซ์ ดังแสดงในตารางที่ 3

ตารางที่ 3 ค่าคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆของมะขามผงละลายน้ำที่ได้จาก 7 สภาวะการทำแห้งและน้ำมะขามเปียกสด

สภาวะการทำแห้ง				ค่าสี			pH	เปอร์เซ็นต์ของ มะขามผงที่ไม่ละลาย	ค่าความหนืด (cP)
ลำดับที่	สารตัวพา	อุณหภูมิ (°ซ)	สัดส่วนระหว่างน้ำมะขาม และสารตัวพา	L*	a*	b*	pH	เปอร์เซ็นต์ของ มะขามผงที่ไม่ละลาย	ค่าความหนืด (cP)
1	MD	120	1:1.4	7.57a ± 0.22	7.78c ± 0.04	9d ± 0.24	2.58a ± 0.015	6.3	16,158a ± 1,955.8
2	MD	140	1:0.8	4.97b ± 0.12	6.62a ± 0.36	6.69a ± 0.35	2.65a,b ± 0.006	6.8	2,523b,c ± 187.7
3	MD	140	1:1.4	11.89c ± 0.31	7.84c ± 0.06	14.61b ± 0.42	2.70b ± 0.020	5.6	4,297c,d ± 485.0
4	AG	120	1:0.4	3.97d ± 0.13	6.76a ± 0.13	5.78c ± 0.16	2.80c ± 0.026	12.0	5,738d ± 239.5
5	AG	120	1:0.8	11.04e ± 0.14	8.07c,d ± 0.37	13.74e ± 0.59	3.18d ± 0.070	7.1	19,818e ± 2,342.3
6	AG	140	1:0.4	5.82f ± 0.29	8.65b,d ± 0.14	8.47d ± 0.71	2.79c ± 0.051	31.7	23,639f ± 1,311.5
7	AG	140	1:0.8	9.60g ± 0.60	8.97b ± 0.36	13.38e ± 0.15	3.05e ± 0.025	11.5	17,406a,e ± 3,928.6
Fresh tamarind juice				11.46c,e ± 0.61	8.36c,d ± 0.69	13.43e ± 0.84	2.69b ± 0.086	-	467b ± 28.0

หมายเหตุ: MD = มอลโตเด็กซ์ตริน, AG = อารบิกกัม, L* = ค่าความสว่าง, a* = ค่าสีแดง, b* = ค่าสีเหลือง
ค่า L*, a*, b*, pH, เปอร์เซ็นต์ของมะขามผงที่ไม่ละลาย และค่าความหนืด ถูกแสดงในรูป ค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน
ค่าเฉลี่ยที่มีตัวอักษร Superscript เหมือนกันในคอลัมน์เดียวกันแสดงว่าไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่ P < 0.05.

มะขามผงที่ได้จากสภาวะการทำแห้งลำดับที่ 3 และ 4 ถูกนำไปทดสอบการยอมรับของผู้บริโภค เนื่องจากมีลักษณะปรากฏที่ดี โดยมะขามผงจะถูกนำไปละลายน้ำให้มีสภาพคล้ายคลึงกับส่วนผสมก่อนการทำแห้ง แล้วให้ผู้ทดสอบจำนวน 30 คน ซึ่งทั้งหมดเป็นนิสิตระดับปริญญาตรีในคณะอุตสาหกรรมเกษตร ประเมินคุณภาพด้านประสาทสัมผัสในแง่ ลักษณะปรากฏ, สี, กลิ่น, รส และความชอบโดยรวม โดยใช้แบบทดสอบ 5-Point hedonic scale test ผลการประเมินถูกแสดงดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 ผลการประเมินคุณภาพด้านประสาทสัมผัสของมะขามผงจากสภาวะการทำแห้งลำดับที่ 3 และ 4

นอกจากคุณภาพของผลิตภัณฑ์มะขามผงแล้ว ในโครงงานนี้ยังมีการคำนวณต้นทุนในการทำแห้งมะขามผงด้วย ซึ่งต้นทุนที่สำคัญได้แก่ ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและค่าสารตัวพา ซึ่งผลการคำนวณถูกแสดงในตารางที่ 4

ตารางที่ 4 รายละเอียดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและค่าสารตัวพา สำหรับการผลิตมะขามผง

สภาวะการทำแห้งลำดับที่	พลังงานที่ใช้สำหรับการทำแห้ง			น้ำหนักมะขามผงที่ได้ (kg)	SPEC (kJ/kgproduct)	ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในการทำแห้ง			ค่าสารตัวพา ต่อน้ำหนักมะขามผง(บาท/กิโลกรัม)
สภาวะการทำแห้งลำดับที่	พลังงานความร้อน (kJ)	พลังงานไฟฟ้า (kJ)	พลังงานปฐมภูมิรวม (kJ)	น้ำหนักมะขามผงที่ได้ (kg)	SPEC (kJ/kgproduct)	ค่าใช้จ่ายสำหรับพลังงาน ความร้อน (บาท)	ค่าไฟฟ้า (บาท)	ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานต่อ น้ำหนักมะขามผง(บาท/กิโลกรัม)	ค่าสารตัวพา ต่อน้ำหนักมะขามผง(บาท/กิโลกรัม)
1	2,421	675	4,177	0.320	13,052	1.93	0.56	7.79	227.50
2	2,027	524	3,390	0.200	16,951	1.62	0.44	10.26	208.00
3	4,354	565	5,823	0.320	18,195	3.47	0.47	12.31	227.50
4	1,342	278	2,066	0.120	17,218	1.07	0.23	10.85	640.00
5	2,354	299	3,132	0.200	15,659	1.88	0.25	10.62	768.00
6	2,928	225	3,512	0.120	29,267	2.33	0.19	21.00	640.00
7	1,464	345	2,361	0.200	11,805	1.17	0.29	7.27	768.00

หมายเหตุ: พลังงานปฐมภูมิรวม = พลังงานความร้อน + [2.6*พลังงานไฟฟ้า]
          SPEC = specific primary energy consumption = พลังงานปฐมภูมิรวม / น้ำหนักมะขามผงที่ได้
         ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานต่อน้ำหนักมะขามผง = (ค่าใช้จ่ายสำหรับพลังงานความร้อน + ค่าไฟฟ้า)/ น้ำหนักมะขามผงที่ได้
         ในการคำนวณค่าสารตัวพา ใช้ราคาค่าสารมอลโตเด็กซ์ตรินและอารบิกกัมเท่ากับ 260 และ 960 บาทต่อกิโลกรัม ตามลำดับ

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า สามารถผลิตมะขามผงด้วยวิธีการทำแห้งแบบลูกกลิ้งคู่เพื่อใช้มะขามผงเป็นส่วนประกอบในการให้รสเปรี้ยวในอาหารหรือเป็นสารให้กลิ่นรสในอาหารได้ จากผลการทดลองพบว่าอุณหภูมิการทำแห้งที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ชนิดของสารตัวพา และอัตราส่วนของน้ำมะขามเปียกต่อสารตัวพา นอกจากนี้จากผลการทดสอบทางประสาทสัมผัสบ่งชี้ว่า มะขามผงคืนรูปที่ใช้สารตัวพาเป็นมอลโตเด็กซ์ตรินได้รับความพึงพอใจในด้านสี, ลักษณะปรากฎและความชอบโดยรวมมากกว่ากรณีที่ใช้อารบิกกัม แต่ได้รับความพึงพอใจในด้านกลิ่นและรสน้อยกว่า ต้นทุนพลังงานที่ใช้ในการทำแห้งพบว่าอยู่ในช่วงระหว่าง 7.27-21.00 บาท/กิโลกรัมของมะขามผง ขณะที่ต้นทุนค่าสารตัวพาจะสูงกว่าต้นทุนพลังงานมาก อย่างไรก็ตามราคาสารตัวพาที่ใช้ในการคำนวณเป็นราคาในกรณีที่ซื้อปริมาณน้อยแต่หากซื้อในปริมาณมากเพื่อใช้ในอุตสาหกรรม ราคาค่าสารตัวพาจะลดลงหลายเท่าตัว ซึ่งมีผลให้ต้นทุนลดลงได้มาก

คณะผู้วิจัย
ดร.วีรเชษฐ์ จิตตาณิชย์ น.ส.ทิตติยา ดียิ่ง น.ส. เมธาวี จันทรอินทร์ และน.ส.วันทนีย์ รัตนวงศ์
ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
โทร. 02-562-5020 , 02-562-5026