การปลูกและการใช้ประโยชน์จากพืชแก่นตะวัน (Jerusalem Artichoke) The Cultivation for Utilization of Jerusalem Artichoke Plant |
แก่นตะวัน หรือ Jerusalem Artichoke (Helianthus tuberosus L.) เป็นไม้ล้มลุก มีถิ่นกำเนิดในทวีปอเมริกาเหนือ และสามารถเจริญเติบโตได้ดีในเขตร้อน เป็นพืชดอกในตระกูลทานตะวัน ต้นสูงประมาณ 1.5-2.0 เมตร มีขนตามกิ่งและใบ มีหัวใต้ดิน (Tuber) คล้ายมันฝรั่ง ใบรีรูปไข่ บางพันธุ์มีขอบใบหยัก ดอกเป็นทรงกลมแบน สีเหลืองคล้ายดอกทานตะวัน หรือดอกบัวตอง เป็นพืชชนิดหนึ่งที่คาดหวังว่าจะเป็นพืชเศรษฐกิจในประเทศไทย ที่มีการสะสมอินูลิน (Inulin) ในหัวใต้ดินมากถึงร้อยละ 14-19 ของน้ำหนักหัวสด (Franck and Leenheer, 2002) อินูลินเป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพโดยรวม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบทางเดินอาหาร ปัจจุบันคนไทยสนใจดูแลสุขภาพและบริโภคอาหารเพื่อสุขภาพมากยิ่งขึ้น จึงศึกษาพัฒนากระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์จากแก่นตะวัน ได้แก่ แป้งแก่นตะวัน แป้งอินูลิน และน้ำเชื่อมฟรุกโทส/อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ ซึ่งเป็นการแปรรูปและพัฒนาผลิตภัณฑ์มูลค่าเพิ่ม อีกทั้งยังลดการนำเข้าผลิตภัณฑ์จากต่างประเทศ
ประโยชน์ของอินูลินและอินูโลโอลิโกแซ็คคาไรด์เป็นสารพรีไบโอติก กล่าวคือ เป็นอาหารของจุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่กลุ่มที่มีประโยชน์ต่อร่างกาย เช่น Lactobacillus และ Bifidobacterium โดยจุลินทรีย์จะปล่อยเอนไซม์ออกมาย่อยสารพรีไบโอติกดังกล่าวได้เป็นกรดไขมันสายสั้น ส่งผลให้ลำไส้ใหญ่มีสภาพเป็นกรด ซึ่งส่งเสริมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ ทั้งยังทำให้จุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายต่อร่างกายซึ่งมักจะก่อให้เกิดโรคระบบทางเดินอาหารถูกทำลายไปด้วย นอกจากนี้ อินูลินและอินูโลโอลิโกแซ็คคาไรด์ยังมีสมบัติในการป้องกันการเกาะตัวของอาหาร คือ มีความสามารถในการดูดซึมความชื้นได้ดี จึงมีการนำมาใช้ปรับปรุงเนื้อสัมผัสของอาหารไขมันต่ำ (ใช้ทดแทนไขมัน) ให้มีเนื้อสัมผัสที่นุ่มขึ้นอีกด้วย
ภาพที่ 4 การปลูกและใช้ประโยชน์จากพืชแก่นตะวันเชิงเศรษฐศาสตร์
แผนงานวิจัยการปลูกและการใช้ประโยชน์จากพืชแก่นตะวัน (Jerusalem Artichoke) การดำเนินงานในโครงการวิจัยย่อยที่ 1 ได้ศึกษาการปลูกเปรียบเทียบพันธุ์และคัดเลือกพันธุ์ที่เหมาะสมกับพื้นที่ปลูกเพื่อการนำไปใช้ประโยชน์ของพืช Jerusalem Artichoke ที่สถานีวิจัยเพชรบูรณ์ (หัวหน้าโครงการ :นายประภาส ช่างเหล็ก) ได้รวบรวมสายพันธุ์ เปรียบเทียบและคัดเลือกพันธุ์แก่นตะวันจำนวน 16 สายพันธุ์ ทีสถานีวิจัยเพชรบูรณ์ ต.เข็กน้อย อ.เขาค้อ จ.เพชรบูรณ์ การศึกษาการนำไปใช้ประโยชน์จากพืชแก่นตะวันในโครงการวิจัยย่อยอื่น ๆ ได้แก่ ด้านปศุสัตว์ เน้นการใช้ประโยชน์ฟรุกโทโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวันในอาหารไก่และสุกรเพื่อลดกลิ่นแอมโมเนียในมูลสัตว์ และลดมลพิษทางกลิ่นจากปศุสัตว์ โดยศึกษาผลการใช้ฟรุกโทโอลิโกแซ็กคาไรด์จากพืช Jerusalem artichoke ต่อการเจริญเติบโต จุลินทรีย์และกรดไขมันสายสั้นในซีคัม ความสามารถในการย่อยอาหาร องค์ประกอบทางชีวเคมีของซีรั่มและองค์ประกอบทางเคมีของมูลในสัตว์ปีกในปีที่ 1 ของการวิจัย และศึกษาผลของการเสริมฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากพืชเจรูซาเล็มอาร์ติโช๊คต่อจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหารและองค์ประกอบทางเคมีของมูลของสุกรในปีที่ 2 (หัวหน้าโครงการวิจัย : รศ.ดร.ชัยภูมิ บัญชาศักดิ์) สำหรับการพัฒนากรรมวิธีการผลิตน้ำตาลอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จาก Jerusalem artichoke การผลิตฟรุกโทส/อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์จากแก่นตะวัน สามารถผลิตได้โดยอาศัยการทำงานของเอนไซม์อินูลิเนส (inulinases) และอินเวอร์เทส (invertase) โดยการย่อยสลาย อินูลินให้ได้เป็นฟรุกโทส/อินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ จึงเป็นทางเลือกของการผลิตผลิตภัณฑ์น้ำตาลฟรุกโทสและอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ ในปี พ.ศ. 2550 ได้มีการแยกและคัดเลือกจุลินทรีย์จากหัวแก่นตะวัน ได้แก่ ยีสต์ Candida guilliermondii TISTR 5844 และเชื้อรา Aspergillus niger TISTR 3570 ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่มีอัตราการเจริญและอัตราการผลิตเอนไซม์อินูลิเนสและอินเวอร์เทสที่ดี (Sirisansaneeyakul และคณะ, 2007) สามารถใช้เป็นแหล่งของเอนไซม์อินูลิเนสในกรรมวิธีของการผลิตน้ำตาลผสมฟรุกโทสและโอลิโกแซ็กคาไรด์ได้ดี โดยไม่จำเป็นต้องใช้เอนไซม์อินูลิเนสทางการค้า การสร้างมูลค่าเพิ่มจากหัวแก่นตะวันและผลิตภัณฑ์แป้งอินูลินและน้ำตาลอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ ในด้านอาหารสุขภาพสำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานและผู้ต้องการควบคุมน้ำหนัก โครงการวิจัยได้พัฒนากรรมวิธีการผลิตอินูลินและน้ำตาลอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ เพื่อการผลิตสารเติมแต่งอาหารเชิงฟังก์ชัน (functional food ingredients/dietary fiber-prebiotics-sweetener) มูลค่าสูงได้แก่ (1) แป้งแก่นตะวัน (Jerusalem artichoke flour) (2) แป้งอินูลิน/อินูลินบริสุทธิ์ (inulin flour/pure inulin) และ (3) น้ำตาลอินูโลโอลิโกแซ็กคาไรด์ (inulooligosaccharides, IOS) คาดว่าจะสามารถเตรียมเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เพื่อประยุกต์ใช้เป็นส่วนผสม/สารเติมแต่งของอาหารและผลิตภัณฑ์อาหารสุขภาพได้เมื่อเสร็จสิ้นโครงการ (หัวหน้าโครงการวิจัย : ดร.เกศศิณี ตระกูลทิวากร) ศักยภาพของการนำต้นแก่นตะวันภายหลังการเก็บเกี่ยวหัวแก่นตะวันแล้ว เพื่อการผลิตและใช้ประโยชน์เยื่อและกระดาษจากแก่นตะวันในงานหัตถกรรมและบรรจุภัณฑ์ ส่วนของลำต้นแก่นตะวันเป็นจำนวนมากที่เป็นส่วนเหลือทิ้งที่ยังไม่มีการนำไปใช้ ดังนั้นการนำต้นแก่นตะวันมาผลิตเป็นกระดาษเพื่อใช้กับงานหัตถกรรมและบรรจุภัณฑ์ ในอุตสาหกรรมกระดาษด้วยมือทั้งขนาดเล็กและขนาดกลางจะเป็นการสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับต้นแก่นตะวัน สร้างรายได้ให้กับเกษตรกรที่ปลูก สร้างรายได้ให้กับกลุ่มวิสาหกิจชุมชนที่ผลิตกระดาษ และทำผลิตภัณฑ์จากกระดาษแก่นตะวันแล้วส่งผลิตภัณฑ์ไปจำหน่ายทั้งในและต่างประเทศ ทำให้มีรายได้เข้าประเทศได้อีกทางหนึ่งกระดาษที่ได้สามารถนำไปใช้งานหรือทำผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ได้มากมายตามที่ต้องการหรือตามจินตนาการของผู้ออกแบบที่ต้องการทำผลิตภัณฑ์นั้น ๆ เช่น กระดาษห่อของขวัญ, สมุดบันทึก, กระดาษซิลค์สกรีน, นามบัตร,ถ่ายเอกสาร, ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ และอื่น ๆ การนำต้นแก่นตะวันมาผลิตกระดาษนี้น่าจะเป็นทางเลือกหนึ่งของการใช้วัตถุดิบที่มีเป็นจำนวนมากและราคาถูก (หัวหน้าโครงการวิจัย : นายวุฒินันท์ คงทัด)
ภาพที่ 5 กระดาษจากต้นแก่นตะวัน
|
||||||||||||||||||
รศ.ดร.สาโรจน์ ศิริศันสนียกุล1 นายประภาส ช่างเหล็ก2 ดร.พิลาณี ไวยถนอมสัตย์3 รศ.ดร.ชัยภูมิ บัญชาศักดิ์4 อ.ธีรวิทย์ เป่ยคำภา4
ดร.เกศศิณี ตระกูลทิวากร5 นายวุฒินันท์ คงทัด3 และนางเบ็ญจารัชด ทองยืน2
1ศูนย์วิจัยเทคโนโลยีการหมัก ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
2สถาบันค้นคว้าและพัฒนาระบบนิเวศเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โทร. 02-5796959
3 สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตผลทางการเกษตรและอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โทร.085-1885681 , 081-1423472
4ภาควิชาสัตวบาล คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
5สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ โทร. 085-5015008