Nutritional composition and microbial population of Miang fermented in bamboo tube from Lao PDR and utilization of the selected yeast

Abstract

เมี่ยง (ใบชาอัสสัมหมัก) เป็นการแปรรูปอาหารพื้นบ้านที่สืบทอดต่อกันมาในวัฒนธรรมเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยเฉพาะภาคเหนือของประเทศไทย และภาคตะวันตกเฉียงเหนือของลาว งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาหลักฐานทางประวัติศาสตร์ที่เกี่ยวกับความสำคัญในการปลูก และแปรรูปชาใน สปป. ลาว รวมทั้งศึกษาการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางโภชนะ ประชากรจุลินทรีย์ในระหว่างกระบวนการหมักเมี่ยงในกระบอกไม้ไผ่ที่บ่มแบบการฝังใต้ดิน นอกจากนี้ยังศึกษาการคัดแยกจุลินทรีย์ทนแทนนินที่มีความสามารถสร้างเอทานอลและการประยุกต์ใช้ในการหมักไวน์ลำไยผสมสารสกัดจากเมล็ดลำไย การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบทางโภชนาการและประชากรจุลินทรีย์ของเมี่ยงในระหว่างการหมักในกระบอกไม้ไผ่ที่บ่มด้วยการฝังดินโดยกลุ่มชาติพันธุ์ลัวะ จากสปป.ลาว โดยเก็บตัวอย่างทุกสัปดาห์เป็นระยะเวลา 5 สัปดาห์ พบว่าแบคทีเรียกรดแลกติก ยีสต์ และบาซิลลัส มีจำนวนสูงสุดในช่วงสัปดาห์แรกของการหมักคือ 8.43, 8.50 และ 3.74 log CFU/g ตามลำดับ และมีจำนวนลดลงอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งสิ้นสุดการหมัก ในขณะที่พบแบคทีเรีย coliform จำนวน 5.31 log CFU/g เฉพาะสัปดาห์แรกของการหมัก และจากการศึกษากลุ่มประชากรจุลินทรีย์ด้วยเทคนิค Next-generation sequencing (NGS) พบความหลากหลายของจุลินทรีย์ได้แก่ Firmicutes (ร้อยละ 75.02) และ Proteobacteria (ร้อยละ 23.51) ลำดับออเดอร์แบคทีเรียที่สำคัญได้แก่ Lactobacillales (ร้อยละ 73.42) และ Acetobacterales (ร้อยละ 21.02) ในส่วนของยีสต์ รา ประกอบด้วยไฟลัม Ascomycota (มากกว่าร้อยละ 99) โดยส่วนใหญ่เป็นยีสต์ Saccharomycetales รองลงมาคือ Pichia (ร้อยละ 85.52) และ Candida (ร้อยละ 13.45) ในส่วนของคุณสมบัติทางเคมีพบว่า ค่าความเป็นกรด-ด่างของเมี่ยงลดลงในระหว่างกระบวนการหมัก (จาก 5.2 เป็น 4.1) ในขณะที่ปริมาณกรดทั้งหมดเพิ่มขึ้นจาก 0.09 g/g เป็น 0.43 g/g ตรวจพบกิจกรรมเอนไซม์ 2 ชนิด ได้แก่ เพคติเนส และ เบต้า-แมนนาเนส คือ 48.32 และ 25.32 U/g ตามลำดับ และมีค่าสูงสุดในสัปดาห์ที่ 3 ของการหมัก การวิเคราะห์สารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ พบว่า ปริมาณสารประกอบฟีนอลเพิ่มขึ้นจาก 103.54 mg/g ในช่วงเริ่มต้น เป็น 144.91 mg/g ในสัปดาห์ที่ 5 ของการหมัก และความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ (IC50) เพิ่มขึ้นในช่วงของการหมัก แต่ปริมาณสารแทนนินมีค่าลดลงเมื่อสิ้นสุดกระบวนการหมัก การคัดแยกยีสต์ที่ทนต่อแทนนินและหมักเอทานอลจากตัวอย่างเมี่ยงที่เก็บจาก สปป. ลาวจำนวน 43 ตัวอย่าง จุลินทรีย์ 6 ไอโซเลตได้รับการคัดเลือกจากความสามารถในการผลิตเอทานอล จากการจำแนกระดับโมเลกุลพบว่าจำนวน 3 ไอโซเลต ได้แก่ B5-1, B5-2 และ C6-3 มีความใกล้เคียงกับ Saccharomyces cerevisiae ในขณะที่ไอโซเลต C4-6, C6-10 และ B3-2 มีความใกล้เคียงกับ Candida tropicalis และ Kazachstania humilis ตามลำดับ เมื่อนำไปทดสอบการทนต่อกรดแทนนิคของ S. cerevisiae 4 สายพันธุ์ ได้แก่ B5-1, B5-2, C6-3 และ S. cerevisiae (TISTR5088) พบว่าที่ระดับความเข้มข้นของกรดแทนนิคร้อยละ 2.5 เฉพาะ B5-2 และ C6-3 สามารถผลิตเอทานอลได้ร้อยละ 54.03 และ 49.92 ตามลำดับ (ปริมาณครึ่งหนึ่งของทฤษฎี) ส่วนจุลินทรีย์ B5-1 และสายพันธุ์อ้างอิง S. cerevisiae (TISTR5088) ไม่สามารถผลิตเอทานอลได้ การศึกษาการหมักไวน์ลำไยผสมสารสกัดเมล็ดลำไยโดย S. cerevisiae ที่ทนต่อแทนนิน (ไอโซเลต C6-3 และ B5-2) และสายพันธุ์อ้างอิง (S. cerevisiae TISTR5088) พบว่ายีสต์ทั้ง 3 สายพันธุ์ S. cerevisiae TISTR5088, S. cerevisiae C6-3 และ B5-2 สามารถเจริญและผลิตเอทานอลได้ในน้ำลำไยผสมสารสกัดเมล็ดลำไยความเข้มข้นร้อยละ 0.25 อย่างไรก็ตามมีเพียง S. cerevisiae C6-3 เท่านั้นสามารถเจริญและผลิตเอทานอลในน้ำลำใยที่เติมสารสกัดเมล็ดลำใยที่ความเข้มข้นร้อยละ 0.5 ลักษณะเฉพาะของยีสต์ S. cerevisiae C6-3 ทำให้เป็นยีสต์ที่เหมาะสมในการนำไปประยุกต์ใช้ในกระบวนการหมักสารตั้งต้นหรือวัตถุดิบที่มีแทนนินสูง ผลจากการวิจัยครั้งนี้สามารถบ่งชี้แนวทางการใช้ประโยชน์จากยีสต์ทนแทนนิน S. cerevisiae C6-3 ในการผลิตอาหารที่เพิ่มประโยชน์ต่อสุขภาพได้ในอนาคต