การเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์จากข้าวไทยด้วยเทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด

การเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์จากข้าวไทยด้วยเทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด หมวดหมู่ : บทความ เมื่อวันที่ : 24 กันยายน 2558 ผู้ชม : 4382 ครั้ง
Print Friendly and PDF
การเพิ่มมูลค่าผลิตภัณฑ์จากข้าวไทยด้วยเทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด

โดย ...ผศ.ดร.ดลฤดี ใจสุทธิ์ ภาควิชาเกษตรกลวิธาน คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ข้าว

ข้าว เป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย มีปริมาณการบริโภคทั้งภายในประเทศและส่งออกเป็นจำนวนมากในแต่ละปี อย่างไรก็ตามการแข่งขันของตลาดค้าข้าวกับต่างประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อประเทศไทยกำลังจะก้าวเข้าสู่ประชาคมอาเซียนในปี 2558 กลไกราคา และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ที่ประเทศไทยต้องเผชิญ ดังนั้น การเพิ่มมูลค่าให้กับข้าวไทย เช่น การพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้มีความหลากหลาย และการเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้ดียิ่งขึ้น นอกจากจะเป็นการช่วยเพิ่มช่องทางการจำหน่ายแล้ว ยังเป็นการเพิ่มทางเลือกให้แก่ผู้บริโภคอีกด้วย

อาหารสุขภาพเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่กำาลังได้รับความนิยมอย่างสูงจากผู้บริโภคในปัจจุบัน เนื่องจากสภาพสังคมที่เปลี่ยนแปลงไปส่งผลให้ลักษณะการบริโภคอาหารมีความเสี่ยงต่อการเกิดโรค เช่น โรคมะเร็ง โรคอัลไซเมอร์ และโรคหลอดเลือดหัวใจ เป็นต้น ดังนั้น ผลิตภัณฑ์สุขภาพที่ได้จากข้าว เช่น ข้าวเคลือบด้วยสมุนไพรที่มีฤทธิ์ ต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งสามารถลดอัตราเสี่ยงต่อการเกิดโรคต่างๆ เหล่านี้ และข้าวกล้องสุขภาพที่มี Glycemic Index ต่ำ กล่าวคือ เมื่อบริโภคเข้าสู่ร่างกาย จะถูกเปลี่ยนจากแป้งเป็นน้ำตาลแล้วดูดซึมได้ช้ากว่า ข้าวกล้องปกติเหมาะสำาหรับผู้ที่ป่วยเป็นโรคเบาหวานประเภทที่ 2 จึงเป็นการเพิ่มมูลค่าให้แก่ข้าวไทย ส่งผลให้ช่องทางการแข่งขันในตลาดค้าข้าวของไทยเพิ่มมากขึ้น

การอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบดด้วยอากาศร้อน เป็นเทคนิคการลดความชื้นที่มีอัตราการอบแห้งที่สูงเมื่อเทียบกับการอบแห้งชนิดอื่นๆ เนื่องจากวัสดุจะถูกทำาให้ลอยตัวขึ้น จึงสามารถสัมผัสกับอากาศร้อนซึ่งเป็นตัวกลางในการอบแห้งได้ทั่วถึง ดังนั้น ระยะเวลาที่ใช้ในการอบแห้งจึงสั้น สามารถเพิ่มอุณหภูมิของอากาศได้สูงโดยไม่ทำให้เกิดความเสียหายต่อวัสดุ (อนึ่ง ขึ้นอยู่กับวัสดุและเงื่อนไขที่ใช้ในการอบแห้ง) โดยงานวิจัยที่ผ่านมา พบว่า เทคนิคการอบแห้งชนิดนี้ สามารถเพิ่มปริมาณข้าวเต็มเมล็ด และรักษาคุณภาพของข้าวที่ผ่านการอบแห้งให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ ดังนั้น บทความนี้จะขอกล่าวถึงการเพิ่มมูลค่าข้าวไทยด้วย เทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด

การผลิตข้าวเคลือบสมุนไพรด้วยเทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด

ข้าวเคลือบสมุนไพรเป็นผลิตภัณฑ์สุขภาพที่วางขายตามท้องตลาดของไทย แต่การผลิตข้าวเคลือบให้ได้คุณภาพที่ดีทั้งในด้านความสม่ำเสมอของสารเคลือบที่ยึดเกาะอยู่บนเมล็ดข้าว ความชื้นของข้าวและความเสียหายของเมล็ดข้าวหลังการเคลือบจำเป็นต้องใช้วิธีการและอุปกรณ์ที่เหมาะสม เทคนิคการเคลือบแบบฟลูอิไดซ์เบดชนิดฉีดพ่นจากด้านบนเป็นวิธีการเคลือบแบบพ่นเคลือบ (Spray Coating) ที่ใช้ได้กับจุดประสงค์ที่หลากหลายไม่ว่าจะเป็นการเคลือบเพื่อเพิ่มสารอาหาร ปรับปรุงสีหรือเคลือบเพื่อป้องกันความเสียหายจากความร้อน ความชื้น (Teunou and Poncelet,2001) ระบบมีหัวฉีดทำาหน้าที่พ่นสารเคลือบให้เป็นละอองฝอยเพื่อสามารถยึดเกาะบนผิวของวัสดุได้ในขณะที่วัสดุกำลังแขวนลอยอยู่ในอากาศ (air suspension) (Dewettinck and Huyghebaert, 1999) ทำให้สารเคลือบยึดเกาะอยู่บนผิววัสดุได้อย่างทั่วถึงและสม่ำเสมอ (Dziezak, 1988) อีกทั้งความชื้นของผลิตภัณฑ์ที่ได้มีค่าสม่ำเสมอใกล้เคียงกัน แต่การเคลือบเพื่อให้ได้ประสิทธิการเคลือบที่ดีขึ้นอยู่กับตัวแปรหลายตัว เช่น อุณหภูมิที่ใช้อบแห้ง อัตราฉีดพ่นสารเคลือบ และแรงดันของอากาศที่ป้อนเข้าหัวฉีด

ดังนั้น บทความนี้จะขอกล่าวถึงการผลิตข้าวเคลือบชาเขียวด้วยเทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด ซึ่งเป็นชาเขียวเป็นชาประเภทหนึ่งที่นิยมดื่มกันทั่วไป เนื่องจากมีประโยชน์ต่อสุขภาพ ประกอบด้วยสารสำคัญ เช่น คาเตชิน (Catechins)ซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพสูงและมีประโยชน์ต่อสุขภาพ สามารถลดระดับความเสี่ยงต่อการเกิดโรคมะเร็งในอวัยวะต่างๆ ยับยั้งการขยายตัวของเซลล์มะเร็งลดระดับคอเลสเตอรอลในเลือด และลดความเสี่ยงต่อการเกิดโรคความดันสูง (ดาเรศ, 2547)


รูปที่ 1 แสดงเครื่องผลิตข้าวเคลือบโดยใช้เทคนิคการเคลือบแบบฟลูอิไดซ์เบดชนิดฉีดพ่นจากด้านบน (อาคม และคณะ, 2552)

อาคม และคณะ (2552) ได้ออกแบบเครื่องผลิตข้าวเคลือบโดยใช้เทคนิคการเคลือบแบบฟลูอิไดซ์เบดชนิดฉีดพ่นจากด้านบนดังแสดงตาม รูปที่ 1 ซึ่งเป็นเครื่องผลิตข้าวเคลือบขนาดเล็กและมีลักษณะการทำางานแบบงวด (batch) สามารถผลิตข้าวเคลือบได้ครั้งละ 5 kg ตัวเครื่องประกอบด้วยอุปกรณ์ดังต่อไปนี้ ห้องอบแห้งทำด้วยแตนเลสมีลักษณะเป็นทรงกระบอกและมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 27.1 cm สูง 100 cm พัดลมแบบแรงเหวี่ยงชนิดใบโค้งหลังทำงานด้วยมอเตอร์ขนาด 1.5 kW ฮีตเตอร์ไฟฟ้าขนาด 6 kW และชุดควบคุมอุณหภูมิแบบ PID ที่มีความถูกต้อง ± 1 ℃ ปั๊มสูบจ่ายของเหลวเข้าหัวฉีดแบบ metering สามารถปรับอัตราการจ่ายของเหลวได้ตั้งแต่ 0-12 L/hr ที่แรงดัน 3 bar หัวฉีดแบบ two-fluid nozzle ชนิด internal mixing และติดตั้งห่างจากแผ่นกระจายอากาศ 21 cm ปั๊มลมขนาด 2.3 kW และชุดควบคุมแรงดันอากาศ เมื่อข้าวสารที่อยู่ในห้องอบแห้งถูกเป่าให้เกิดฟลูอิไดซ์โดยพัดลม หัวฉีดจะพ่นสารเคลือบให้เป็นละอองฝอยตกลงมาเกาะอยู่บนผิวเมล็ดข้าวที่กำลังเกิดฟลูอิไดซ์ ทำให้เมล็ดข้าวสารส่วนที่ลอยอยู่ส่วนบนได้รับสารเคลือบและถูกอบแห้งเมื่อเมล็ดข้าวสาร ส่วนนี้ตกลงสู่ด้านล่างขณะเดียวกันเมล็ดข้าวอีกส่วนก็จะลอยขึ้นไปรับสารเคลือบซึ่งจะเป็นลักษณะนี้ตลอดการเคลือบ ทั้งนี้ ต้นทุนของเครื่องอยู่ที่ประมาณ 130,000 บาท ส่วนจุดคุ้มทุนหากเคลือบด้วยชาเขียวอยู่ที่ประมาณ 9,702 กิโลกรัมข้าวเคลือบชาเขียว ซึ่งหากเคลือบได้ 20 กิโลกรัมต่อชั่วโมงและผลิต 8 ชั่วโมงต่อวัน จะคืนทุนใน 61 วันทำการ

การผลิตข้าวกล้องสุขภาพด้วยเทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบด (Jaisut and Soponronnarit, 2012)

การอบแห้งด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบด สามารถเพิ่มอุณหภูมิอากาศร้อนที่ใช้เป็นตัวกลางในการอบแห้งให้สูงถึง 150 ℃ ซึ่งการอบแห้งข้าวเปลือกที่อุณหภูมินี้ สามารถผลิตข้าวกล้อง Glycemic Index ต่ำ กล่าวคือ เมื่อบริโภคเข้าสู่ร่างกาย จะถูกเปลี่ยนจากแป้งเป็นน้ำตาลแล้วดูดซึมได้ช้ากว่าข้าวกล้องปกติ เหมาะสำหรับผู้ที่ป่วยเป็นโรคเบาหวานประเภทที่ 2 โดยค่า Glycemic Index เป็นดัชนีที่บ่งบอกถึงความสามารถในการเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลแล้วดูดซึมเข้าสู่ร่างกายของอาหารประเภทคาร์โบไฮเดรต หากค่า Glycemic Index มีค่าต่ำ สามารถบ่งบอกได้ว่าอาหารประเภทแป้งชนิดนั้นจะถูกเปลี่ยนแป้งเป็นน้ำตาลแล้วดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้ช้ากว่าอาหารที่มีค่า Glycemic Index สูง ซึ่งจากตารางที่ 1 พบว่า ข้าวกล้องที่ผ่านการอบแห้งที่อุณหภูมิ 150 ℃ ตามด้วยการเก็บในที่อับอากาศ 120 นาที (T=150 ℃ , Temper 120 min) มีค่า Glycemic Index ต่ำกว่าข้าวกล้องที่ไม่ผ่านการอบแห้งในทุกกรณี ดังนั้น เทคนิคการอบแห้งแบบฟลูอิไดซ์เบดจึงสามารถผลิตข้าวกล้องสุขภาพสำหรับผู้ป่วยเป็นโรคเบาหวานประเภทที่ 2 ได้

ตารางที่ 1 แสดงค่า Glycemic Index ของข้าวกล้องที่เงื่อนไขการทดลองต่างๆ

นอกจากนี้ ข้าวกล้องที่ผ่านการอบแห้งด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบดที่อุณหภูมิสูง ยังสามารถเก็บรักษาได้นานขึ้นเนื่องจากปริมาณกรดไขมันอิสระซึ่งเป็นสาเหตุที่สำคัญอย่างหนึ่งของการเกิดกลิ่นเหม็นหืนในข้าวกล้องลดลง (Champagne, 1994) โดยเมื่อเทียบกับข้าวกล้องซึ่งไม่ได้ผ่านการอบแห้ง จะเห็นได้ว่าปริมาณกรดไขมันอิสระในข้าวกล้องที่ผ่านการอบแห้งมีค่าต่ำกว่า ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการเกิดการเสื่อมสภาพของกรดไขมันไม่อิ่มตัวในระหว่างกระบวนการอบแห้ง (Giang, 2000) ส่งผลให้ปริมาณกรดไขมันอิสระในระหว่างการเก็บรักษาของข้าวกล้องที่ผ่านการอบแห้งเพิ่มขึ้นช้ากว่าข้าวกล้องซึ่งไม่ได้ผ่านการอบแห้ง ดังแสดงใน รูปที่ 2


รูปที่ 2 แสดงการเปลี่ยนแปลงของระดับกรดไขมันอิสระในข้าวกล้องหอมมะลิที่ไม่ผ่านการอบแห้ง และข้าวกล้องที่ผ่านการอบแห้งที่อุณหภูมิ 150 ℃ และเก็บในที่อับอากาศ 120 นาที (T=15 ℃ , Temper 120 min) ระหว่างการเก็บรักษาเป็นเวลา 7 เดือน (Jaisut et al., 2009)

นอกจากการเพิ่มมูลค่าข้าวไทยด้วยเทคนิคฟลูอิไดซ์เบด ดังที่กล่าวมาแล้วนั้น เทคนิคดังกล่าวยังสามารถปรับปรุงกระบวนการผลิตข้าว และสร้างผลิตภัณฑ์ชนิดอื่นๆ ได้อีกหลากหลาย เช่น การเร่งความเก่าของข้าวเพื่อลดระยะเวลาในการเก็บรักษา ส่งผลให้ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่าย และการผลิตข้าวกล้องงอกเป็นอาหารสุขภาพ เป็นต้น

เอกสารอ้างอิง

  • ดาเรศ บรรเทิงจิตร. 2547. ชาเขียว. วารสารกรมวิทยาศาสตร์บริการ 52 (164) : 10 - 30.
  • อาคม ประหลามานิต, สมชาติ โสภณรณฤทธิ์ และ ดลฤดี ใจสุทธิ์. 2552. การใช้เทคนิคการเคลือบแบบฟลูอิไดซ์เบดชนิดฉีดพ่นจากด้านบนเพื่อผลิตข้าวเคลือบชาเขียว. วารสารวิทยาศาสตร์เกษตร 40 (3 พิเศษ) : 277 - 280.
  • Champagne, E. 1994. Brown rice stabilization. In: Rice Science and Technology. New York, Marcel Dekker, pp. 17-35.
  • Dewettinck, K. and Huyghebaert, A. 1999. Fluidized bed coating in food technology. Trends in Food Science & Technology 10 : 163-168
  • Jaisut, D. and Soponronnarit, S. 2012. Changes in the Physical and Chemical Properties of Thai Brown Rice Caused by High-Temperature Treatment. Journal of Develop-ments in Sustainable Agriculture 7 : 33-38.
  • Jaisut, D., Prachayawarakorn, S., Varanyanond, W., Tungtrakul, P. and Soponronnarit, S. 2009. Accelerated Aging of Jasmine Brown Rice by High Temperature Fluidization Technique. Food Research International 42 :674-681.
  • Dziezak, J.D. 1988. Microencapsulation and encapsulated ingredients. Journal of Food Technology 42 : 136-151.
  • Giang, V. T. 2000. Stabilization of brown rice by heat treatments. M.Sc. thesis, Bangkok. Thailand: Asian Institute of Technology.
  • Teunou, E. and Poncelet, D. 2001. Batch and continuous fluigbed coating – review and state of art. Journal of Food Engineering 53 : 325-340.