4850-5433-1-PB

ศักยภาพของแบคทีเรียชอบเค็มต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมน้ำปลาไทย

Halophilic Bacteria Potential for Development of Thai Fish Sauce Industry

ศิริลักษณ์ นามวงษ์1

Sirilak Namwong1

บทคัดย่อ

น้ำปลาเป็นเครื่องปรุงรสที่มีสีน้ำตาล รสเค็มและกลิ่นอ่อน ๆ ซึ่งผลิตโดยนำปลาผสมกับเกลือและหมักนาน 12-18 เดือน ซึ่งเป็น

สภาวะแวดล้อมที่เหมาะสำหรับการเจริญของแบคเทีเรียชอบเค็ม จึงได้ทำการคัดแยกแบคทีเรียชอบเค็มที่สามารถผลิตเอนไซม์

โปรติเนสที่มีคุณสมบัติแสดงกิจกรรมได้ในสภาวะที่มีเกลือจากตัวอย่างน้ำปลา เพื่อใช้สำหรับเร่งการย่อยสลายโปรตีนในการหมัก

น้ำปลา ในปัจจุบันได้มีการศึกษาการเร่งการหมักน้ำปลาโดยใช้กล้าเชื้อแบคทีเรียชอบเค็มร่วมกับเอนไซม์โปรติเนส พบว่า

ระยะเวลาการหมักเหลือเพียง 4 เดือน ขณะเดียวกันน้ำปลาที่ได้มีคุณภาพและกลิ่นรสที่ดีใกล้เคียงกับการหมักแบบธรรมชาติ

ดังนั้นการเร่งการหมักน้ำปลาน่าจะทำให้เกิดการขยายตัวของอุตสาหกรรมน้ำปลาที่ถูกจำกัดด้วยค่าใช้จ่ายทางด้านการลงทุน

ด้านที่ดิน และระยะเวลาการหมักที่นาน รวมทั้งนำไปสู่การเพิ่มศักยภาพในการส่งออกน้ำปลาไทยไปยังทั่วโลก

คำสำคัญ: น้ำปลา, การเร่งระยะเวลาการหมักน้ำปลา, แบคทีเรียชอบเค็ม

ว วิทย เทคโน มมส 2553;29(4):470-477

Abstract

Thai fish sauce, a traditional seasoning with salty flavor and mild fishy smell, is a clear brown liquid derived from

fish fermented with salt in natural conditions for 12-18 months. During the fish sauce fermentation process,

proteinase-producing halophilic bacteria were isolated and their proteinases were characterized, in order to speed up

the degradation of fish protein during fermentation. Recently, acceleration of fish sauce fermentation was investigated

using the combination of halophilic bacteria as a starter culture and commercial proteinases. The fermentation

process was completed within 4 months and the fermented product comprised of overall sensory characteristics of

traditional fish sauce. Therefore, the acceleration of fish sauce fermentation may expand the growth of the fish sauce

industry that is limited by high capital investment of land and extremely long fermentation time, and increase the

export of Thai fish sauce worldwide.

Keywords: fish sauce, acceleration of fish sauce fermentation, halophilic bacteria.

J Sci Technol MSU 2010;29(4):470-477

1อาจารย์,สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวภาพคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทาเขตดุสิตจังหวัดกรุงเทพมหานคร10300.1Lecturer,DepartmentofBiotechnology,FacultyofSciencesandTechnology,SuanSunandhaRajabhatUniversity,DusitDistrict,Bangkok,10300.Thailand.E-mail:[email protected]:15June2009;Accepted:22September2009.

บทความทางวิชาการ

Vol29,No4,Oct-Dec2010 HalophilicBacteriaPotentialforDevelopmentofThaiFishSauceIndustry

471

บทนำ

ผลิตภัณฑ์ปลาหมักที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในประเทศไทย

คือ น้ำปลา ซึ่งกระบวนการผลิตเป็นแบบดั้งเดิม โดยใช้เพียง

เกลือ และปลาขนาดเล็ก หมักนาน 12-18 เดือน1,2 ระยะเวลา

การหมักที่นานจึงต้องสร้างบ่อหมักจำนวนมากเพื่อให้เพียงพอ

ต่อการหมักน้ำปลา ทำให้ต้องเสียค่าใช้จ่ายสำหรับสร้าง

บ่อหมักและค่าจ้างแรงงาน จึงทำให้ประสบปัญหาการแข่งขัน

ด้านการส่งออกน้ำปลากับประเทศเวียดนามและฟิลิปปินส์

เนื่องจากทั้งสองประเทศมีค่าจ้างแรงงานที่ถูกกว่าประเทศไทย3

ดังนั้นภาคอุตสาหกรรมการผลิตน้ำปลาของประเทศไทย

และภาครัฐบาลจำเป็นต้องร่วมมือกันพัฒนาคุณภาพ

ผลิตภัณฑ์เพื่อให้สามารถแข่งขันกับประเทศอื่น ๆ ได้แบบ

ยั่งยืน แนวทางสำหรับการแก้ปัญหา คือ การลดต้นทุน

การผลิต โดยการใช้เทคโนโลยีกล้าเชื้อและเอนไซม์โปรติเนส

ทางการค้า (alcalase และ flavourzyme) เพื่อเร่งการย่อย

สลายโปรตีนจากเนื้อปลา ทำให้ลดระยะเวลาการหมักน้ำปลา

แต่คงคุณภาพตามมาตราฐานของน้ำปลาไทย4 เนื่องจาก

น้ำปลามีเกลือเป็น องค์ประกอบสูง (22-29%) มีปริมาณ

ฮีสตามีนต่ำกว่า 20 mg/100 ml5 และมีสารให้กลิ่นรส

เฉพาะตัว ดังนั้นคุณสมบัติที่สำคัญของแบคทีเรียที่จะถูก

เลือกเป็นแหล่งเอนไซม์ คือ สามารถเจริญเติบโตได้ในสภาวะ

ที่มีเกลือ สร้างเอนไซม์โปรติเนสที่แสดงกิจกรรมได้ในสภาวะ

ที่ใช้ในการหมักน้ำปลา (เกลือสูง และ pH 5.6-6.3)1 ไม่สร้าง

ฮีสตามีน และสร้างสารให้กลิ่นรส ดังนั้นแบคทีเรียชอบเค็ม

เหมาะสมสำหรับเป็นกล้าเชื้อ เนื่องจากมีคุณสมบัติเจริญ

เติบโตได้ในสภาวะที่เกลือ เช่น น้ำปลา และสามารถสร้าง

เอนไซม์โปรติเนสที่กิจกรรมของเอนไซม์ไม่ถูกยับยั้งโดย

เกลือ6,7

น้ำปลา (fish sauce)

น้ำปลา คือ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลว สีน้ำตาลอ่อน

และมีรสเค็ม ใช้ปรุงแต่งกลิ่นรสของอาหารซึ่งได้รับความ

นิยมทั้งใน และต่างประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ.

2550 สำนักงานส่งเสริมการค้าในต่างประเทศ ณ นครชิคาโก

รายงานว่า สหรัฐฯ นำเข้าน้ำปลาเป็นมูลค่า 21.40 ล้าน

เหรียญสหรัฐฯ โดยมีไทยเป็นผู้ส่งออกน้ำปลามากที่สุด

(82%) และประเทศเวียดนามส่งออกเป็นอันดับที่สี่ (3.5%)

แต่สิ่งที่ทำให้อุตสาหกรรมน้ำปลาไทยตื่นตัวก็คือ ประเทศ

เวียดนามสามารถส่งออกน้ำปลาไปยังสหรัฐฯ เพิ่มสูงขึ้นเป็น

ลำดับในระยะเวลา 5 ปี8

ขั้นตอนการผลิตน้ำปลาผลิตแบบดั้งเดิมแสดงใน

Figure 1 เริ่มจากการหมักปลากระตัก (Stolephorus

indicus) กับเกลือในอัตราส่วน 2:1 ถึง 3:1 โดยใช้วิธี

การหมักแบบไม่ใช้อากาศ หรือกึ่งใช้อากาศ (anaerobic

หรือ facultative fermentation) นาน 12-18 เดือน ในบ่อ

คอนกรีต1,2 จากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของ

น้ำปลาพบว่า องค์ประกอบหลักของน้ำปลา (Table 1) คือ

เกลือ (27-28%) และกรดอะมิโน (2.9-7.1%) โดยพบ

กรดกลูตามิก (glutamic acid) และ กรดแอสปาร์ติก

(aspartic acid) มากเป็นอันดับที่ 1 และ 2 ตามลำดับ1 ซึ่ง

กรดอะมิโนทั้งสองทำหน้าเป็นสารให้รสชาติในน้ำปลา9 ใน

ด้านกลิ่นของน้ำปลา เช่น ไทรเมธิลอามีน (กลิ่นคาวปลา)

โพรพานอล (กลิ่นมันฝรั่ง) อะซีทัลดีไฮด์ (กลิ่นโยเกิร์ต)

กรดบิวทาโนอิก (กลิ่นเนยแข็ง) เกิดจากการสลายตัวของ

กรดอะมิโน และการออกซิเดชั่นของไขมันในช่วงน้ำปลา

บ่มตัว (ripen)10

นอกจากปริมาณของสารประกอบไนโตรเจนใน

น้ำปลาแล้ว ดัชนีที่แสดงคุณภาพของน้ำปลา คือ ปริมาณ

ฮีสตามีน (น้อยกว่า 20 mg/100 ml)5 ฮีสตามีนจัดเป็น

สารประกอบเอมีน เกิดจากจุลินทรีย์สร้างเอนไซม์ Histidine

decarboxylase เปลี่ยนกรดอะมิโน (ฮีสทิดีน) ไปเป็น

Fresh water fish or marine fish

Mixing with salt (2:1 หรือ 3:1) (fish:salt, w/w)

Fermentation (12-18 months)

Filtering

Extract/unripened Fish residue

fihs sauce

Ripening Added saturated brine

Top-grade Fermentation 1-4 months

Fish sauce

Filtering

Second-grad fish sauce

Figure 1 Traditional fish sauce production scheme.1

NamwongS JSciTechnolMSU472

ฮีสตามีนโดยกระบวนการ Decarboxylation ปกติแล้ว

การรับประทานอาหารที่มีฮีสตามีนจะไม่เกิดอันตราย ยกเว้น

กรณีบุคคลที่เป็นโรคเกี่ยวกับความดันเลือดผิดปกติ หรือได้

รับสารประกอบเอมีนปริมาณสูง ทำให้ผู้บริโภคเกิดความ

ผิดปกติ เช่น มีผื่นแดงเกิดขึ้นในช่องปาก ปวดศรีษะ คลื่นไส้

อาเจียน หัวใจเต้นแรงและเร็ว เป็นต้น11

แบคทีเรียชอบเค็ม (halophilic bacteria)

เนื่องจากน้ำปลาใช้เกลือและปลาเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่ง

เป็นสภาวะแวดล้อมที่เหมาะกับการเจริญของแบคทีเรียชอบ

เค็ม (halophilic bacteria) จึงทำให้มีงานวิจัยเกี่ยวกับ

อนุกรมวิธานของแบคทีเรียชอบเค็มจากน้ำปลา (taxomony

of halophilic bacteria) เพื่อใช้เป็นกล้าเชื้อสำหรับศึกษา

การลดระยะเวลาการหมักน้ำปลา Namwong และคณะ12,13

ได้รายงานการแยกแบคทีเรียชอบเค็มโดยใช้เทคนิค Spread

plate บนอาหาร JCM. no. 377 (10% NaCl) และ JCM. no.

168 (20% NaCl) และ JMC. no. 169 (25% NaCl) ซึ่งมี

องค์ประกอบดังนี้ คือ 100-250 g NaCl, 5 g casamino

acid, 5 g yeast extract, 1 g glutamic acid; 2 g KCl, 3 g

trisodium citrate, 20 g MgSO4.7H

20, 36 mg FeCl

2.4H

20

หรือ FeSO4.4H

20, 0.36 mg MnCl

2.4H

20 หรือ MnSO

4,

20 g agar แบคทีเรียชอบเค็มที่คัดแยกได้แบ่งเป็น 2 กลุ่ม

ตามความเข้มข้นของเกลือที่เหมาะสมต่อการเจริญสูงสุด14,15

1. อาร์เดียชอบเค็ม (halophilic archaea) แบคทีเรีย

กลุ่มนี้เจริญได้ในสิ่งแวดล้อมที่มีเกลือความเข้มข้นตั้งแต่

15% จนถึงความเข้มข้นของเกลืออิ่มตัว (saturated NaCl)

Table 1 Chemical composition of fish sauce.1

Chemical compositions (g/100 mll)

NaCl 22.5-29.9

Total amino acids 2.9-7.7

Total nitrogen 2.0

Glutamic acid (g/total nitrogen) 0.38-1.32

Total organic acid 0.21-2.33

Lactic acid 0.06-0.48

Succinic acid 0.02-0.18

และความเข้มข้นของเกลือที่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต คือ

20-25% ดังนั้นในน้ำปลาจึงเป็นแหล่งที่เหมาะสมสำหรับ

การเจริญของอาร์เดียชอบเค็ม เนื่องจากมีเกลือเป็น

องค์ประกอบ 22-29%1,2 ตัวอย่างอาร์เดียชอบเค็มที่พบ

ในน้ำปลา เช่น Halobacterium salinarum (สร้าง

เอนไซม์โปรติเนส), Halococcus thailandensis, Hcc.

Saccharolyticus และ Natrinemagari 12,16-8

2. แบคทีเรียชอบเค็มปานกลาง (moderate halophilic

bacteria) พบในอาหารหมักและสิ่งแวดล้อมที่มีเกลือเช่นกัน

แบคทีเรียชอบเค็มปานกลางสามารถเจริญเติบโตได้ใน

ความเข้มข้นของเกลือตั้งแต่ 0.5-30% และความเข้มข้น

ของเกลือที่เหมาะสมต่อการเจริญ คือ 3-15% ตัวอย่างของ

แบคทีเรียชอบเค็มปานกลางที่คัดแยกได้จากน้ำปลาแบ่ง

เป็น 2 กลุ่ม คือ สามารถสร้างเอนไซม์โปรติเนส เช่น

Halobacillus thailandensis, Lentibacillus juripiscarius,

Halobacillus spp. SR5-3, Staphylococcus spp. 1-1-5,

Virgibacillus spp. SK33 และ Virgibacillus spp. SK376,7,13,19

สำหรับแบคทีเรียชอบเค็มที่ไม่สามารถสร้างเอนไซม์โปรติเนส

ได้แก่ L. salicampi, L. halophilus, S. piscifermentans,

และ Chromohalobactersalexigens13,17,20,21

เนื่องจากการใช้แบคทีเรียชอบเค็มเป็นกล้าเชื้อ

มีวัตถุประสงค์เพื่อให้แบคทีเรียชอบเค็มเป็นผู้สร้างเอนไซม์

โปรติเนสเพื่อเร่งการย่อยสลายโปรตีนจากเนื้อปลาในสภาวะ

เดียวกับการหมักน้ำปลา ดังนั้นการศึกษาคุณสมบัติของ

เอนไซม์ เช่น ความมีเสถียรภาพที่ pH อุณหภูมิ และเกลือ

ต่าง ๆ (pH and thermal stability และ effect of NaCl

on stability) จะเป็นข้อมูลที่จะแสดงประสิทธิภาพของ

การย่อยสลายโปรตีนของเอนไชม์โปรติเนสที่ผลิตจาก

แบคทีเรียชอบเค็มในสภาวะที่กำหนด

คุณสมบัติของเอนไซม์โปรติเนสจากแบคทีเรียชอบเค็ม

Thongthai และคณะ22 รายงานว่าการย่อยสลาย

โปรตีนจากเนื้อปลาเกิดจากกิจรรมของเอนไซม์จากระบบ

ย่อยอาหารของปลา (15% ของเอนไซม์โปรติเนสทั้งหมด

พบในกากปลา) และจากจุลินทรีย์ (85% ของเอนไซม์

โปรติเนสทั้งหมด พบในส่วนน้ำที่อยู่ด้านบนเนื้อปลา) โดยที่

กิจกรรมของเอนไซม์โปรติเนสที่พบในกากปลาถูกยับยั้งโดย

เกลือ ในทางตรงกันข้ามเอนไซม์โปรติเนสจากแบคทีเรีย

สามารถแสดงกิจกรรมของเอนไซม์ได้ตลอดระยะเวลา


473

การหมัก ในปี ค.ศ. 2006-2008 มีการศึกษาการคัดแยก

แบคทีเรียชอบเค็มที่สามารถผลิตเอนไซม์โปรติเนส และศึกษา

คุณสมบัติของเอนไซม์ดังกล่าวจาก Halobacillus spp. SR5-3

Halobacillus spp. SR5-3 แยกจากตัวอย่างน้ำปลา

ที่มีอายุการหมัก 5 เดือน ในจังหวัดสิงห์บุรี โดยพบว่า

Halobacillus spp. SR5-3 ไม่สามารถผลิตเอนไซม์โปรติเนส

ในอาหารเหลว JCM no. 377 ได้มากพอที่นำไปศึกษา

คุณสมบัติของเอนไซม์ ดังนั้นได้ปรับปรุงสูตรอาหารเลี้ยงเชื้อ

(JCM no. 377) ตามงานวิจัยของ Izotova และคณะ23

รายงานว่า 25% ของกรดอะมิโนทั้งหมดที่เป็นองค์ประกอบ

ของเอนไซม์โปรติเนสที่ผลิตโดยอาร์เดียเค็ม คือ กรดอะมิโน

ที่มีหมู่ฟังก์ชั่นเป็นลบ (acidic amino acids) เช่น

กรดกลูตามิก และกรดแอสปาร์ติก ดังนั้นสูตรอาหารที่

เหมาะสมสำหรับการผลิตเอนไซม์โปรติเนสในอาหารเหลว

ของ Halobacillus spp. SR5-3 คือ เติม 1% yeast extract,

0.32% aspartic acid, 0.32% glycine และ 2% ami ami

(ส่วนที่ เหลือจากการผลิตผงชูรสซึ่งมีกรดกลูตามิกเป็น

องค์ประกอบ 4%) ในอาหารเหลว JCM no. 377 (Figure 2)

จากข้อมูลการพัฒนาสูตรอาหารสำหรับการเหนี่ยวนำ

การสร้างเอนไซม์โปรติเนส แสดงให้ทราบว่า Halobacillus

spp. SR5-3 สามารถเจริญเติบโตและผลิตเอนไซม์โปรติเนส

ปริมาณมากเมื่ออยู่ในสภาวะที่มีแหล่งโปรตีนและแหล่ง

กรดอะมิโน ซึ่งสารอาหารดังกล่าวเป็นองค์ประกอบหลักใน

น้ำปลา ดังนั้นถ้าใช้แบคทีเรียชอบเค็มเป็นกล้าเชื้อสำหรับ

การหมักน้ำปลา แบคทีเรียที่เติมลงไปจะสามารถเจริญเติบโต

รวมทั้งสร้างเอนไซม์โปรติเนสเพื่อเร่งการย่อยสลายโปรตีน

เอนไซม์โปรติเนสที่ผลิตโดย Halobacillus spp. SR5-3

มีเสถียรภาพ (stability) ที่ pH 5.0-9.0 และอุณหภูมิ 30-50°C

ในด้านผลของความเข้มข้นเกลือต่อกิจกรรมกรรมของ

เอนไซม์ (effect of NaCl on activity) พบว่ากิจกรรมของ

เอนไซม์โปรติเนสแปรผันตามความเข้มข้นของเกลือที่เพิ่มขึ้น

เมื่อใช้ Suc-Ala-Ala-Phe-Pro-MCA เป็นสับสเตรท

(substrate) (Figure 3A) ในทางตรงกันข้ามกิจกรรมของ

เอนไซม์ถูกยับยั้งเมื่อใช้เคซีนเป็นสับสเตรท (Figure 3B)

เนื่ องจากโมเลกุลเคซีนกิดการเปลี่ ยนแปลงโครงรูป

(conformational changes) ไปจากเดิมจนไม่สามารถเข้าจับ

ที่บริเวณเร่งของเอนไซม์ สำหรับ Suc-Ala-Ala-Phe-Pro-

MCA เป็นสับสเตรทสังเคราะห์ (synthetic substrate) ซึ่งมี

ขนาดเล็กจึงไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงรูปเมื่ออยู่ในสภาวะ

ที่ความเข้มข้นของเกลือเพิ่มขึ้น24 สำหรับผลของความเข้มข้น

เกลือต่อเสถียรภาพของเอนไซม์ (effect of NaCl on

stability) เอนไซม์มีความเสถียรที่ความเข้มข้นของเกลือ

20-30%

จากการประสบความสำเร็จในการคัดแยกแบคทีเรีย

ชอบเค็มที่สามารถสร้างเอนไซม์โปรติเนสในสภาวะที่มีเกลือ

และการศึกษาคุณสมบัติของเอนไซม์โปรติเนสจากตัวแทน

ของแบคทีเรียชอบเค็มปานกลาง (Halobacillus spp. SR5-3)

แสดงให้ทราบว่าแบคทีเรียชอบเค็มสามารถเจริญเติบโตใน

สภาวะที่มีเกลือ และผลิตเอนไซม์โปรติเนสที่ไม่ถูกยับยั้ง

กิจกรรมโดยเกลือ รวมทั้งมีเสถียรภาพที่ความเข้มข้นของ

เกลือสูงและอุณหภูมิสำหรับใช้การหมักน้ำปลา ดังนั้นอาจ

กล่าวได้ว่าแบคทีเรียชอบเค็มเหมาะสมสำหรับเป็นผู้สร้าง

เอนไซม์โปรติเนสเพื่อเร่งการสลายโปรตีนระหว่างการหมัก

น้ำปลา

การพัฒนาการผลิตน้ำปลาโดยใช้กล้าเชื้อแบคทีเรีย

ชอบเค็มและเอนไซม์โปรติเนสทางการค้า

เนื่องจากน้ำปลาใช้เวลาหมักนาน 12-18 เดือน เพื่อ

ให้ได้น้ำปลาที่มีรสชาติดี1 ทำให้ต้องใช้ต้นทุนสูง ดังนั้นจึงมี

การศึกษาเพื่อย่นระยะเวลาการหมักน้ำปลาเช่น การเติม

เอนไซม์โปรติเนสจาก Squid hepatopancrease (SHP)25

การเติมเอนไซม์โปรติเนสทางการค้า (trypsin และ chymo-

trpsin)26 การเติมม้ามของปลาทูน่าซึ่งมีเอนไซม์โปรติเนส

ชนิดทริปซิน (trypsin-like serine proteinase) จำนวนมาก27

และการศึกษาผลของฤดูการจับปลาต่อระยะเวลาการหมัก

Figure 2 Effect of nitrogen and carbon sources to proteinase activity of strain SR5-3. SR5-3 strain was cultivated in the JCM No. 377 with the specified nutrient supplementation.6,17

J+2%A+1%Y+0.32%Asp+0.32%Gly

J+2%A+1%Y+0.5%Lactose

J+2%A+1%Y+0.5%Sucrose

J+2%A+1%Y+0.5%Starch

J+2%A+1%Y

J+1% Yeast cxtract (Y)

J+1% ami (A)

JCM No.377(J)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Proteinase activity (U/ml)

J+2% ami (A)


น้ำปลา28 แต่น้ำปลาที่ได้มีคุณภาพที่ด้อยกว่าน้ำปลาที่หมัก

แบบธรรมชาติ

ในปัจจุบัน Yongsawatdigul และคณะ7 ได้ศึกษา

ประสิทธิภาพของแบคทีเรียชอบเค็มปานกลาง 3 สายพันธุ์

(Virgibacillus spp. SK33, Virgibacillus spp. SK37 และ

Staphylococcus spp. SK-1-1-5) สำหรับการศึกษาการลด

ระยะเวลาการหมักน้ำปลา เนื่องจากไม่สร้างฮีสตามีนและ

สร้างเอนไซม์โปรติเนสได้ดีที่สุดในสภาวะจำลองการหมัก

น้ำปลา คือ ใช้อาหารเหลวที่มีองค์ประกอบเพียงโปรตีนสกัด

จากเนื้อปลา (fish broth) และเกลือ (25%) ในขั้นตอน

การหมักน้ำปลาใช้อัตราส่วน 1:9 ระหว่างกล้าเชื้อแบคทีเรีย

ชอบเค็ม และเนื้อปลาที่ถูกย่อยด้วยเอนไซม์โปรติเนส

ทางการค้า18 (0.25% alcalase บ่มที่ 65°C นาน

2h และตามด้วย 0.5% flavourzyme บ่มที่ 50°C นาน

4h) บ่มที่ 35°C นาน 4 เดือน จาก Table 2 แสดง

องค์ประกอบทางเคมีของน้ำปลา เช่น ปริมาณกรดอะมิโน

ทั้งหมด ปริมาณสารประกอบที่ให้กลิ่น และปริมาณกรด

อะมิโน (กลูตามิก กรดแอสปาร์ติก และไลซีน) ซึ่งมีปริมาณ

ใกล้เคียงกับองค์ประกอบทางเคมีของน้ำปลาที่หมักนาน

12-18 เดือน ดังนั้นการหมักน้ำปลาโดยใช้กล้าเชื้อแบคทีเรีย

Figure 3 Effect of NaCl concentration on the activity (A) and stability (B) of the purified proteinase. A, The activity of the purified enzyme was measured at various NaCl concentration at pH 7.5 using casein (■) or Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-MCA (▲) as substrate. B, The purified enzyme was incubated at various concentraions of NaCl at 37°C at pH 7.5 for 24h. Then remaining activity was measured using casein (■) or Suc-Ala- Ala-Pro-Phe-MCA (▲).6,17

(B)

NaCl (%, w/v) 0 5 10 15 20 25 30 35

100

80

60

40

20

0

Rem

aini

ng a

ctiv

ity (%

)

(A)

NaCl (%, w/v) 0 5 10 15 20 25 30

0

20

40

60

80

100 R

emai

ning

act

ivity

(%)

ชอบเค็มและเอนไซม์โปรติเนสทางการค้า สามารถเพิ่มกำลัง

การผลิตน้ำปลาเป็น 3 เท่า นอกจากนี้มาตราฐานน้ำปลาได้

กำหนดปริมาณฮีสตามีนในน้ำปลาต้องไม่มากกว่า 20 mg/

100ml5 จากการทดลองผลิตน้ำปลาโดยเติมกล้าเชื้อทั้งสาม

ชนิด พบมีปริมาณฮีสตามีนต่ำกว่า Control (ไม่เติมเชื้อ,

21.53 mg/100ml) พบว่าเฉพาะ Virgibacillus spp. SK33 ที่

สามารถลดปริมาณฮีสตามีนได้ครึ่งหนึ่ง (11.76 mg/100ml)

ของมาตราฐานที่กำหนด สำหรับการยอมรับคุณโดยรวมของ

น้ำปลา (overall acceptance) พบว่าน้ำปลาที่หมักโดยเติม

Staphylococcus spp. 1-1-5 เท่านั้นที่ให้การยอมรับโดยรวม

ใกล้เคียงกับการหมักน้ำปลาหมักแบบดั้งเดิมมากที่สุด7

นอกจากการศึกษาหาแนวทางในการลดระยะเวลา

การหมักน้ำปลา อุตสาหกรรมน้ำปลาไทยได้ร่วมมือกับ

ภาครัฐบาลเพื่อพัฒนาการผลิตน้ำปลาให้อยู่ ในรูปผงที่

สามารถละลายน้ำได้ดีและให้กลิ่นรสเหมือนน้ำปลาหมัก ในปี

พ.ศ. 2551 ได้ประสบความสำเร็จในการผลิตน้ำปลาผงที่

ละลายน้ำได้ โดยใช้วิธีสเปรย์ดรายทำให้ลดขนาดเกล็ด

น้ำปลาเหลือเพียง 2,000-3,000 nm ที่สามารถคืนรูปเป็น

น้ำปลาที่มีกลิ่นและรสชาติไม่ต่างจากน้ำปลาสด29


475

สรุปและวิจารณ์

ในปัจจุบันการย่นระยะเวลาการหมักน้ำปลาในอุตสาหกรรม

น้ำปลาไทย ยังคงประสบปัญหาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากขาด

ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับแบคทีเรียชอบเค็มซึ่งมีบทบาทอย่าง

มากต่อการผลิตน้ำปลาและการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการลด

เวลาการหมักน้ำปลาจึงทำให้อุตสาหกรรมน้ำปลาในประเทศ

ไทยยังคงใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบดั้งเดิม โดยควบคุม

อัตราเร็วของกระบวนการย่อยสลายโปรตีนโดยเอนไซม์1,2

เช่น 1) ใช้ปลาที่มีขนาดเล็กเนื่องจากจะมีปริมาณเอนไซม์

ที่มากกว่าปลาขนาดใหญ่เมื่อเทียบต่อหน่วยพื้นที่ผิวที่

เท่ากันและมีเนื้อเยื่อพังพืดน้อย 2) จับปลาในช่วงที่ปลา

มีอาหารเต็มกระเพาะ เนื่องจากปลาจะมีปริมาณเอนไซม์ใน

ระบบย่อยอาหารสูงที่สุด 3) หมักน้ำปลาที่อุณหภูมิที่

Table 2 Chemical compositions of fish sauce and mean score of color, odor, flavor, and overall acceptance of fish

sauce samples inoculated with various strains of bacterial starter cultures.7

*Acceptance score: 7 = extremely like; 4 = neither like nor dislike; 1 = extremely dislike.

Different superscripts within a column indicate significant differences (p<0.05)

Fish sauce compositions Fish sauce samples (4 months)

Commercial

(12 เดือน)

Control SK1-1-5 SK33 SK37

α-Amino acid contents (mM) - 682.7 733.4 714.1 713.3

Total amino acids (mg/100 ml) 9039 8729 8928 9576 9513

Glutamic acid (mg/100 ml) 1856 1542 1796 1791 1932

Aspartic acid (mg/100 ml) 998 911 1006 1023 1090

Lysine (mg/100 ml) 932 847 912 941 968

Biogenic amine

histamine (mg/100 ml)

≤208

21.5

20.65

11.76

15.42

Volatile compounds

2-methylbutanal (meathy note)

0.324

0.152

0.179

0.229

0.212

2-propanone (cheesy note) 1.360 0.564 0.918 1.079 0.925

n-propanol 0.066 0.029 0.069 0.073 0.041

Butanoic acid 0.115 0.102 0.156 0.050 0.033

Attibutes*

color

4.18b

-

5.29a

4.53b

4.35b

odor 4.24 - 4.24 4.24 3.59

flavor 4.94a - 3.53b 3.94b 3.71b

overall acceptance 4.82a - 4.24ab 3.94b 3.82b

เอนไซม์ภายในตัวปลาทำงานได้ดีที่สุด ในปัจจุบันประเทศ

ไทยประสบความสำเร็จในการศึกษาการคัดแยกแบคทีเรีย

ชอบเค็มที่มีประสิทธิภาพในการสร้างเอนไซม์โปรติเนสที่

สามารถแสดงกิจกรรมได้ในสภาวะสำหรับการหมักน้ำปลา6,7

และใช้แบคทีเรียชอบเค็มสามสายพันธุ์ คือ ของ Virgibacillus

spp. SK33, Virgibacillus spp. SK37 และ Staphylococcus

spp. SK1-1-5 เป็นกล้าเชื้อสำหรับการลดระยะเวลาการหมัก

น้ำปลาร่วมกับเอนไซม์โปรติเนสทางการค้า ทำให้ใช้เวลา

การหมักเพียง 4 เดือน7 น้ำปลาที่ได้มีกลิ่นและรสใกล้เคียง

กับน้ำปลาหมักแบบธรรมชาติ และปริมาณฮีสตามีนต่ำกว่า

มาตราฐาน อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่างานวิจัยดังกล่าวจะประสบ

ความสำเร็จเบื้องต้นในห้องปฏิบัติการ แต่การศึกษาวิจัยเพื่อ

พัฒนาองค์ความรู้ที่ได้ให้สามารถนำไปใช้ได้จริงในการหมัก


น้ำปลาระดับโรงงานอุตสาหกรรม จำเป็นต้องศึกษาอย่าง

ต่อเนื่องทั้งในห้องปฏิบัติการ และในระดับโรงงานต้นแบบ

เพื่อศึกษาปัจจัยอื่น ๆ ที่มีผลต่อการผลิตน้ำปลาในระดับ

อุตสาหกรรมเพื่อให้สามารถถ่ายทอดเทคโนโลยีดังกล่าวสู่

โรงงานอุตสาหกรรม เช่น ศึกษาประสิทธิภาพการย่อยสลาย

โปรตีนโดยเอนไซม์โปรติเนสชนิดอื่น ๆ ที่สามารถแสดง

กิจกรรมได้ดีที่สุดที่ในสภาพภูมิอากาศของประเทศไทย หรือ

ใช้เอนไซม์ที่มีราคาถูกว่าเอนไซม์โปรติเนสทางการค้า เช่น

การใช้เครื่องในปลาทะเลซึ่งมีเอนไซม์โปรติเนสปริมาณ

มากและสามารถแสดงกิจกรรมได้ที่ 37°C27 รวมทั้งศึกษา

ประสิทธิภาพของแบคทีเรียชอบเค็ม ในด้านกล้าเชื้อผสม

สำหรับการหมักน้ำปลา โดยที่มีและไม่มีการย่อยสลาย

โปรตีนจากเนื้อปลาก่อนการหมัก เนื่องจากแบคทีเรียแต่ละ

สายพันธุ์มีคุณสมบัติดีแตกต่างกัน เช่น ลดฮีสตามีนและ

สร้างเอนไซม์โปรติเนสได้ดีที่สุด (Virgibacillus spp. SK33)

หรือสร้างสารให้กลิ่นและรส (Staphylococcus spp. SK1-1-5)

และสุดท้ายศึกษาการผลิตกล้าเชื้อแบคทีเรียชอบเค็มให้อยู่

ในรูปที่สะดวกใช้เช่น กล้าเชื้อผงและศึกษาประสิทธิภาพของ

กล้าเชื้อผง เพื่อนำไปสู่การปฎิรูปการผลิตน้ำปลาไทย

เอกสารอ้างอิง

1. Lopetcharat K, Choi YJ, Park JW, Daeschel MA.

Fish sauce products and manufacturing: a review.

Food Rev Int 2001;17:68-88.

2. ช่อฟ้า ทองไทย. น้ำปลา : แหล่งสารอาหารของ

ชาวเอเชีย. พิมพ์ครั้งที่ 1. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์

จุฬาลงกรณ์; 2550.

3. สำนักงานพัฒนาวิทยาศาตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.

กรรมวิธีการผลิตน้ำปลา. ได้จาก http://wwwnew.

nstda.or.th/index.php/faq/1-nstda%20research%

20and%20development/42-sauce 5 เมษายน 2552.

4. กระทรางสาธารณสุข. น้ำปลา. ได้จาก. http://www.fda.

moph.go.th/fda-net/html/product/food/ntfmoph/

ntf203.htm 23 เมษายน 2552.

5. Canadian Food Inspection Agency (CFIA). Fish

Inspection Act. [Serial online]. Available from: http://

laws.justice.gc.ca/en/F-12/C.R.C.-c.802/117117.html

23 Feb, 2008.

6. Namwong S, Hiraga K, Takada K, Tanasupawat

S, Oda, K. A halophilic serine proteinase from

Halobacillus spp. SR5-3 isolated from fish sauce:

purification and characterization. Biosci.Biotechnol.

Biochem 2006;70(6):1395-1401.

7. Yongsawatdigul J, Rodtong, S, Raksakulthai N.

Acceleration of Thai fish sauce fermentation using

proteinases and bacterial starter cultures. Food

Microbiol and Safety 2007;72:382-390.

8. กรมส่งเสริมการส่งออก กระทรวงพานิชย์. ตลาดน้ำปลา

ในสหรัฐอเมริกา. [serial Online]. ได้จาก http://www.

depthai.go.th Mar 26, 2009

9. Yoshiya Y. Umami taste and traditional seasoning.

Food Rev Int 1998;14:213-46.

10. Sanceda N, Kurata T, Arakawa N. Formation

and possible derivative of volatile fatty acid in the

production of f ish sauce. J Home Econ Jpn

1990;41:939-45.

11. Brink B, Damirik C. Occurence and formation of

biologically active amines in foods. Int J Food

Microbiol 1990;11:73-84.

12. Namwong S, Tanasupawat S, Visessanguan

W, Kudo T, Itoh T. Halococcus thailandensis spp.

nov., from fish sauce in Thailand. Int J Syst Evol

Microbiol 2007;57:2199–203.

13. Namwong S, Tanasupawat S, Smitinont T,

Visessanguan W, Kudo T, Itoh, T. Characterization

of Lentibacil lus salicampi and Lentibacil lus

juripiscarius spp. nov. isolated from fish sauce in

Thailand. Int J Syst Evol Microbiol 2005;55:315-20.

14. Vreeland EH, Hochstein L, editors. The ecology of

halophilic bacteria. Florida: CRC Press; 1992. p.

26-79.

15. Holt JG, Krieg NR, Sneath P-H, A Staley JT,

Williams ST. Bergey’s Manual of Determinative

Bacteriology, 9th ed. In: Hensyl WR, Baltimore Md,


477

editors. Extremely halophilic, aerobic archaeobacteria

(Halobacteria). Baltimore: Williams & Wilkins; 1994.

p. 739-46.

16. Thongthai C, McGenity TJ, Suntinanalert P, Grant

WD. Isolation and characterization of an extsemely

halophil ic archaeobacterium from tradit ional

fermented Thai fish sauce. (nam-pla). Lett Appl

Microbiol 1992;14:111-4.

17. Namwong S. Taxonomy and protease of halophilic

bacteria isolated from fish sauce. A Dissertation of

Doctor of Philosophy Bangkok. 2005.

18. Tapingkae W, Tanasupawat S, Itoh T, Parkin KL,

Benjakul S, Visessanguan W, et al. Natrinemagari

spp. nov., a halophilic archaeon isolated from

fish sauce in Thailand. Int J Syst Evol Microbiol

2008;58:2378-83.

19. Chaiyanan S, Chaiyanan S, Maugel T, Huq A,

Robb FT, Colwell RR. Polyphasic taxonomy of a

novel Halobacillus, Halobacillus thailandensis spp.

nov. isolated from fish sauce. System Appl Microbiol

1999;22:360-5.

20. Tanasupawat S, Hashimoto Y, Michio T, Esaki

T, Kozaki M, Komagata K. Staphylococcus

piscifemzentans spp. nov., from fermented fish in

Thailand. Int J Syst Bacteriol 1992;42:577-81.

21. Tanasupawat S, Pakdeeto A, Namwong S, Thawai

C, Kudo T, Itoh T. Lentibacillushalophilus spp. nov.

from fish sauce inThailand. Int J Syst Evol Microbiol

2006;56:1859–63.

22. Thongthai C, Panbanggred W, Khoprasert

C, Dhaveetiyanond S. Protease activity in the

traditional process of fish sauce fermentation.

In: Reilly PJA, Parry RWH, Bariles LE, editors.

Post-Harvest Technology, Preservation and quality

o fish in Southeast Asia, Manila: Echanis Press;

1990. p. 61-5.

23. Izotova LS, Strongin AY, Chekulaeva LN, Sterkin

VE, Ostoslavskaya VI, Lyublinskaya LA, Timokhina

EA, Stepanov VM. Purification and properties of

serine protease from Halobacterium halobium. J.

Bacteriol 1983;155:826-830.

24. Capiralla H, Hiroi T, Hirokawa T, Maeda S.

Purification and characterization of a hydrophobic

amino acid-specific endopeptidase from Halobacterium

halobium S9 with potential application in debittering

of protein hydrolysates. Process Biochem 2002;38:

571-9.

25. Raksakulthai N, Haard NF. Fish sauce from Capelin

(Mallotus villosus): Contribution of Cathepsin C to

the fermentation. ASEAN Food J 1992;3:147-51.

26. Chaveesuk R, Smith JP, Simson BK. Production of

fish sauce and acceleration of sauce fermentation

using proteolytic enzymes. J Aquat Food Prod

Technol 1993;2(3):59-77.

27. Klomklao S, Benjakul S, Visessanguan W,

Kishimura H, Simpson BK. Effects of the addition of

spleen of skipjack tuna (Katsuwonus pelamis) on

the liquefaction and characteristics of fish sauce

made from sardine (Sardinella gibbosa). Food

Chem 2006;98:440-52.

28. Hjalmarsson GH, Park JW, Kristbergsson K.

Seasonal effects on the physicochemical

characteristics of fish sauce made from capelin

(Mallotusvillosus). Food Chem 2007;103:495–504.

29. หนังสือพิมพ์ไทยโพสต์. การผลิตน้ำปลาผงนาโน. ได้

จาก http://www.thaipost.net/x-cite/110309/1496.

24 มีนาคม 2552

4850-5433-1-PB

Documents

Transcript of 4850-5433-1-PB