แก่นตะวัน (Helianthus tuberosus)  เป็นพืชตระกูลเดียวกับทานตะวัน  มีการนำเข้ามาปลูกในประเทศไทยไม่นานนัก  เพื่อเป็นพืชเศรษฐกิจทางเลือก  เนื่องจากเป็นพืชที่มีดอกสวยงาม  มีการสะสมอินูลินในหัวใต้ดินมากถึงร้อยละ 14-19 ของน้ำหนักหัวสด (Franck and Leenheer, 2002)  อินูลินจัดเป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบทางเดินอาหาร  ปัจจุบันประชากรไทยให้ความสนใจในการดูแลสุขภาพและบริโภคอาหารเพื่อสุขภาพมากขึ้น  จึงมุ่งศึกษาพัฒนากรรมวิธีการผลิตแป้งอินูลินและการพัฒนาผลิตภัณฑ์อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวัน เพื่อเพิ่มมูลค่าแก่พืชแก่นตะวันและสร้างเศรษฐกิจทางอุตสาหกรรมเกษตรของประเทศ

       โอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นสารเติมแต่งในอาหารที่มีศักยภาพสูงในปัจจุบัน มีคุณสมบัติช่วยปรับปรุงคุณภาพของอาหารทั้งในด้านกลิ่นรส ลักษณะทางเคมีกายภาพ และมีผลดีต่อสุขภาพ เช่น เป็นสารให้ความหวานที่ช่วยป้องกันฟันผุ และให้พลังงานต่ำ (สาโรจน์, 2541) โดยโอลิโกแซ็กคาไรด์มีโครงสร้างประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำตาลตั้งแต่สามถึงสิบโมเลกุล

       โอลิโกแซ็กคาไรด์หลายชนิดพบได้ในแหล่งอาหารธรรมชาติ ได้แก่ ผัก ผลไม้ นม และน้ำผึ้ง เป็นต้น ประมาณหนึ่งทศวรรษที่ผ่านมาโอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นที่รู้จักและแพร่หลายเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในประเทศญี่ปุ่นและยุโรปใช้เป็นสารเติมแต่งในอาหารที่มีคุณประโยชน์ต่อสุขภาพ ในปี พ.ศ. 2534 รัฐบาลญี่ปุ่นได้กำหนด Foods for Specified Health Use (FOSHU) ซึ่งมีฟรุกโท- กาแลกโท- ซอยบีน- และพาลาทิโนส-โอลิโกแซ็กคาไรด์รวมอยู่ด้วย และในปีเดียวกันก็ได้มีผลิตภัณฑ์มากกว่า 450 ชนิดที่ผลิตออกจำหน่ายในท้องตลาดโดยมีโอลิโกแซ็กคาไรด์เป็นส่วนประกอบ ต่อมาในปี พ.ศ. 2539 บัญชีรายชื่อดังกล่าวได้เพิ่มจำนวนขึ้นเป็น 58 ชนิด โดยเป็นรายชื่อของโอลิโกแซ็กคาไรด์ 34 ชนิด อาทิ แลกทูโลส แลกโตซูโครส ไซโล- และ ไอโซมอลโต-โอลิโกแซ็กคาไรด์ จุดเด่นของผลิตภัณฑ์เหล่านี้คือ ช่วยเสริมสร้างภาวะแวดล้อมที่ดีของระบบทางเดินอาหาร และช่วยเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์บิฟิโดแบคทีเรียที่มีคุณประโยชน์ในลำไส้ ในประเทศญี่ปุ่นจัดได้ว่าโอลิโกแซ็กคาไรด์และเส้นใยอาหารได้เข้ามีบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งต่ออุตสาหกรรมอาหารเพื่อสุขภาพของผู้บริโภค และเริ่มขยายวงกว้างขึ้นไปยังประเทศต่าง ๆ ที่ประชาชนให้ความสนใจและห่วงใยต่อสุขภาพอนามัย

       อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จัดเป็นสารเติมแต่งให้ความหวานเพื่อสุขภาพ (functional food) เช่นเดียวกันกับโอลิโกแซ็กคาไรด์ชนิดอื่นๆ (Roberfroid, 1993, Roberfroid, 1998 และ Yun, 1996) โดยผลิตได้จากการย่อยสลายอินูลินด้วยวิธีทางเอนไซม์ (Kim, et al., 1997, Yun, et al., 1997b) ดังแสดงในภาพที่ 1 และ 2 โดยการควบคุมปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์อินูลิเนส อินูลินซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของน้ำตาลฟรุกโทส และใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ พบว่ามีอยู่มากในผลิตผลทางการเกษตรหลายชนิดด้วยกัน เช่น chicoy, dahlia และ Jerusalem artichoke ดังนั้นการผลิตอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จึงเป็นการเพิ่มคุณค่าของผลผลิตทางการเกษตร และเป็นการพัฒนาอุตสาหกรรมเกษตรในประเทศอีกประการหนึ่งด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในปัจจุบันได้มีการส่งเสริมการเพาะปลูก “แก่นตะวัน” (Jerusalem artichoke) ซึ่งจะเป็นพืชเศรษฐกิจใหม่ของประเทศไทยในอนาคต จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการศึกษาการใช้ประโยชน์จากพืชเศรษฐกิจชนิดใหม่นี้ของประเทศไทย เพื่อสร้างอุตสาหกรรมเกษตรแปรรูปที่จะรองรับกับปริมาณผลผลิตของเยรูซาเล็มอาร์ทิโชคนี้ได้

       การผิตแป้งอินูลินและอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวัน (Helianthus tuberosus)  เป็นทางเลือกหนึ่งของการเพิ่มมูลค่าของแก่นตะวัน  กรรมวิธีการสกัดแป้งอินูลินเป็นกระบวนการสกัดแบบเปียกซึ่งใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย  น้ำสกัดจากแก่นตะวันที่ได้สามารถแปรรูปด้วยการทำแห้งเพื่อผลิตเป็นแป้งอินูลิน  ใช้เป็นสับสเทรตในการผลิตเอนไซม์อินูลิเนสและการแปรรูปเป็นน้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์  น้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ได้สามารถแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ผงโดยวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยโดยใช้มอลโทเด็กซ์ทรินเป็นสารตัวพา หรือแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์น้ำเชื่อมเข้มข้นโดยวิธีการระเหยภายใต้สุญญากาศ  ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวันมีความเหมาะสมต่อการนำไปใช้ประโยชน์ทางอุตสาหกรรมอาหารมากยิ่งขึ้น

1. การผลิตอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์

       การผลิตแป้งอินูลินและอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวัน (Helianthus tuberosus)  เป็นทางเลือกหนึ่งของการเพิ่มมูลค่าของแก่นตะวัน  กรรมวิธีการสกัดแป้งอินูลินเป็นกระบวนการสกัดแบบเปียกซึ่งใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย  น้ำสกัดจากแก่นตะวันที่ได้สามารถแปรรูปด้วยการทำแห้งเพื่อผลิตเป็นแป้งอินูลิน  ใช้เป็นสับสเทรตในการผลิตเอนไซม์อินูลิเนสและการแปรรูปเป็นน้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์  น้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ที่ได้สามารถแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ผงโดยวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยโดยใช้มอลโทเด็กซ์ทรินเป็นสารตัวพา หรือแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์น้ำเชื่อมเข้มข้นโดยวิธีการระเหยภายใต้สุญญากาศ  ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวันมีความเหมาะสมต่อการนำไปใช้ประโยชน์ทางอุตสาหกรรมอาหารมากยิ่งขึ้น

       แป้งอินูลินที่สกัดโดยวิธีของวันเพ็ญ (2548) และ Bacon และคณะ (1951) ได้ผลได้ของแป้งอินูลินร้อยละ 8.95 และ 0.49 ตามลำดับ แป้งที่ผลิตได้เมื่อผ่านการบดเป็นผง มีสีเหลืองนวลจนถึงสีน้ำตาล เนื่องจากผ่านการอบแห้งจึงทำให้สีเข้มขึ้น สามารถละลายได้ทั้งในน้ำร้อนและน้ำเย็น แสดงได้ดังรูปที่ 1

	น้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์
แป้งอินูลินหลังอบแห้ง	แป้งอินูลินหลังจากบด

2. การพัฒนาผลิตภัณฑ์   

การพัฒนาผลิตภัณฑ์อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์แบ่งออกเป็น

       (1) การผลิตน้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์เข้มข้น โดยนำน้ำเชื่อมเริ่มต้นที่เตรียมได้ 100 มิลลิลิตร ทำการระเหยภายใต้สุญญากาศ โดยควบคุมอุณหภูมิไว้ที่  45 oC  ความดัน -27 มิลลิเมตรปรอท จนกระทั่งเหลือปริมาตรสุดท้าย 40 มิลลิลิตร          
       (2) การผลิตอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ผง ด้วยวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอย โดยใช้น้ำเชื่อมเริ่มต้นที่เตรียมได้ 600 มิลลิลิตร ผสมกับมอลโทเด็กซ์ทรินเท่ากับร้อยละ 30 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร  ละลายให้สมบูรณ์ก่อนที่จะทำแห้งแบบพ่นฝอย โดยการควบคุมอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าและออกเท่ากับ 160  และ 75-86 oC ตามลำดับ

       โครงการวิจัยสามารถพัฒนากรรมวิธีการผลิตอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ผง และการผลิตน้ำเชื่อม     อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์เข้มข้น ที่มีความเหมาะสมสำหรับการนำไปประโยชน์ในทางอุตสาหกรรมอาหาร   โดยนำน้ำเชื่อมอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์    ทำการระเหยภายใต้สุญญากาศ จะได้ผลิตภัณฑ์น้ำเชื่อมเข้มข้นที่มีสีน้ำตาลเข้ม     และมีลักษณะหนืด   ถ้าผ่านวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยจะได้ผลิตภัณฑ์ผงที่มีสีขาว ซึ่งคำนวณผลได้ของปริมาณอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากการทำแห้งได้เท่ากับร้อยละ 98