ศึกษาวิธีการสกัดและสมบัติทางเคมีกายภาพของโปรตีนพืชในการประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์เลียนแบบเนื้อสัตว์
Study on Extraction Methods and Physicochemical Properties of Plant-Based Proteins in Application of Meat Imitation Products
Keywords:
ถั่วเหลือง, การตกตะกอนโปรตีน, เนื้อจากพืช, การคืนตัว, soybeans, protein precipitation, plant-based meat, rehydrationAbstract
วัตถุประสงค์ของการศึกษาวิจัย คือ เพื่อตกตะกอนโปรตีนและนำไปประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์โปรตีนพืชเลียนแบบเนื้อสัตว์ เบื้องต้นมีการศึกษากรรมวิธีในการกำจัดกลิ่นถั่วเหลืองที่ใช้เป็นแหล่งโปรตีนในอาหาร พบว่า ถั่วที่แช่ด้วย 0.5% CaCO3 มีการกำจัดกลิ่นถั่วได้ดีที่สุด และประสิทธิภาพในการตกตะกอนโปรตีนจากถั่วเหลืองด้วย 1% Glucono delta lactone (GDL) ให้ปริมาณโปรตีนสูงสุด 50.04% แต่ให้รสขมตกค้าง รองลงมาคือ 3% MgSO4 : NaCl (2 : 1) ให้ปริมาณโปรตีน 44.51% (p ≤ 0.05) โดย MgSO4 : NaCl (2 : 1) เข้มข้น 3% ถูกคัดเลือกใช้ในการผลิตเนื้อสัตว์จากพืชแบบปริมาณโปรตีนสูง พบว่าสูตร A ที่ใช้โปรตีนพืชของของเห็ดแครงต่อเห็ดเข็มทองในอัตราส่วน 70: 30 ให้ปริมาณโปรตีนสูงสุด 20.61% (p ≤ 0.05) และเมื่อพัฒนาเนื้อสัมผัสด้วยการใช้ กระบวนการร่วม 2 วิธี คือ การแช่เยือกแข็ง (Freezing; AF) และการใช้แรงเฉือน (Shearing; AS) เปรียบเทียบกับตัวอย่างควบคุมคือเนื้อหมู พบว่า ค่าการเกาะติดของโครงสร้าง (Cohesiveness) ของเนื้อหมูมีค่าน้อยที่สุด ขณะที่เส้นใยโปรตีนพืชจะให้ค่าความยืดหยุ่น (Springiness) และความสามารถของการเคี้ยว (Chewiness) สูงกว่าเนื้อหมู นอกจากนั้นสูตร AS-70:30 ให้ค่าเนื้อสัมผัสและลักษณะปรากฏหลังการดูดกลับน้ำที่มีลักษณะใกล้เคียงกับเนื้อหมูสด โดยอัตราการดูดซับน้ำของทุกสิ่งทดลองมีมากค่ามากขึ้นตามระยะเวลาในการอบแห้งที่นานขึ้น The objectives of the present study were to precipitate protein from soybeans and apply it to in plant based meat products. Preliminary studies have been conducted to eliminate the smell of soybeans in order to use them as a protein source in food. It was found that soybean odor elimination with 0.5% CaCO3 was the best method of odor removal. The efficiency of soybean protein precipitation with 1% GDL provided the highest protein content (50.04%), but it gave a residual bitter taste, followed by 3% MgSO4 : NaCl (2 : 1) providing 44.51% protein content (p ≤ 0.05). The ratio of MgSO4 : NaCl (2 : 1) at a 3% concentration was selected for the production of high protein plant- based meat. It indicated that formula A using a ratio of plant protein of cockle mushroom to Golden needle mushroom of 70:30 had the highest protein content of 20.61% (p ≤ 0.05). The texture of plant- based meat was developed by two processes, such as freezing (AF) and shearing (AS), and compared with the control sample (pork meat). It was found that the adhesion value (Cohesiveness) of pork meat was the least, while plant- based protein providing flexibility (Springiness) and the ability to chew (Chewiness) was higher than those of pork. In addition, the texture and appearance of the AS-70:30 after rehydration were similar to the fresh pork. The water absorption rate of all experimental data increased with the increasing in drying time.References
AOAC International. (2000). Official Methods of Analysis of AOAC International. In Horwitz, W. (Ed.), 17th ed. Gaithersburg, Maryland: AOAC International.
Aoujampa, M. (1988). Making tofu tubes using various coagulants. Bachelor Thesis. Khon Kaen: Khon Kaen University. (in Thai)
Barbosa-Canovas, G.V., Fontana, A., Schmidt, S.J. & Labuza, T.P. (2007). Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications. New York: John Wiley & Sons.
Begum, H.A., Tanni, T.R. & Shahid, A. (2021). Analysis of water absorption of different natural fibers. Journal of Textile Science and Technology, 7(4), 152-160.
Bhatnagar, B.S., Bogner, R.H. & Pikal, M.J. (2007). Protein stability during freezing: separation of stresses and mechanisms of protein stabilization. Pharmaceutical Development and Technology, 12(5), 505-523.
Chasermpai, P. (2019). Development of plant-based protein and its application for meat replacement in food products, Bachelor Thesis. Bangkok: Siam University. (in Thai)
Chaipan, P. (2018). Reduction of beany flavor for Sacha inchi flour quality improvement and utilization as ingredient in functional food product. Master Degree Thesis. Chonburi: Burapa University. (in Thai)
Dekkers, B.L., Boom, R.M., & van der Goot, A.J. (2018). Structuring processes for meat analogues, Trends in Food Science & Technology, 81, 25-36.
Ediriweera, N. D. (1996). Effect of calcium salt in minimising beany flavor in soymilk. In Proceedings of the second international soybean processing and utilization conference. (pp. 166-170). Thailand: Funny Publishing Limited Partnership.
Godfray, H.C.J., Aveyard, P., Garnett, T., Hall, J. W., Key, T.J., Lorimer, J., Pierrehumbert, R.T., Scarborough, P., Springman, M., & Jebb, S.A. (2018). Meat consumption, health, and the environment. Science, 361(6399): eaam5324.
Jooyandeh, H. (2011). Soy products as healthy and functional foods. Middle-East Journal of Scientific Research, 7(1), 71-80.
Kazemzadeh, M., Diehl, K.C. JR., Rhee, K. C., & Dahm, P.F. (1986). Mechanical and structural evaluation of texturized soy proteins of varying protein content. Cereal Chemistry, 63(4), 304-310.
Kitcharoenthawornchai, N., & Harnsilawat, T. (2015). Characterization of meat analogue nugget: effect of textured vegetable protein. Food and Applied Bioscience Journal, 3(2), 121–129.
Kohyama, K., Sano, Y., & Doi, E. (1995). Rheological characteristics and gelation mechanism of tofu (soybean crud). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 43, 1808-1812.
Marinova, D., & Bogueva, D.J.S.E. (2019). Planetary health and reduction in meat consumption. Sustainable Earth, 2(3), 1-12.
Martins, J.T., Bourbon, A.I., Pineiro, A.C., Fasolin, L.H. & Vicente, A.A. (2018). Protein-Based Structures for Food Applications: From Macro to Nanoscale. Frontiers in Sustainable Food System, 2, 1-18.
Panyathitipong, W., & Puechkamut, Y. (2002). Quality of tofu powder as affected by soybean variety, coagulant and drying method. Master Thesis. Bangkok: King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang. (in Thai)
Prabhakaran, M.P., Perera, C.O., & Valiyaveettil, S. (2005). Quantification of isoflavones in soymilk and tofu from South East Asia. International Journal of Food Properties, 8(1), 113–123.
Pukrushpan, L. (1986). Combination effect of alkaline carbonate buffers and blanching time on lipoxygenase inactivation and protein extractability. Agriculture and Natural Resources, 20(2), 179-185.
Rareunrom, K. (2005). Effect of ingredients on physical structure and chemical linkages of soy protein meat analog. Master Thesis. Nakhon Ratchasima: Suranaree University of Technology. (in Thai)
Singh, A. & Sit, N. (2022). Meat analogues: types, methods of production and their effect on attributes of developed meat analogues. Food and Bioprocess Technology, 15(5), 1-19.
Soret, S., Mejia, A., Batech, M., Jaceldo-Siegl, K., Harwatt, H., & Sabate, J. (2014). Climate change mitigation and health effects of varied dietary patterns in real-life settings throughout North America. American Journal of Clinical Nutrition, 100, 490S–495S.
Tay, J.H., Liu, Q.S., & Liu, Y. (2001). The effects of shear force on the formation, structure and metabolism of aerobic granules. Applied Microbiology and Biotechnology, 57, 227–233.
Vongpratheep, N. (1997). Study on factor effecting the yield and quality of soy curd. Master Thesis. Bangkok: King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang. (in Thai)
Wilken, W.F., Mattick, L.R., & Hand, D.B. (1967). Effect of processing method on oxidative off-flavors of soybean milk. Food Technology, 21(12), 86-89.
Zhu, S., Riaz, M.N., & Lusas, E.W. (1996). Effect of different extrusion temperatures and moisture content on lipoxygenase inactivation and protein solubility in soybeans. Journal Agricultural of Food Chemistry, 44(10), 3315–3318.
