Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Characterization of microbial community and metabolite profile of potential probiotic kefir using molecular biological techniques
Year (A.D.)
2018
Document Type
Thesis
First Advisor
ศานต์ เศรษฐชัยมงคล
Second Advisor
ชื่นจิต ประกิตชัยวัฒนา
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Food Technology (ภาควิชาเทคโนโลยีทางอาหาร)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
เทคโนโลยีทางอาหาร
DOI
10.58837/CHULA.THE.2018.603
Abstract
คีเฟอร์เป็นผลิตภัณฑ์นมเปรี้ยวที่ได้จากกระบวนการหมักโดยกิจกรรมทางเมตาบอลิซึมของจุลินทรีย์กล้าเชื้อผสมของแบคทีเรียกรดแลคติก ยีสต์ และแบคทีเรียกรดอะซีติก อาศัยอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาในโครงสร้างพอลิแซ็กคาไรด์และโปรตีนที่เรียกว่า เม็ดคีเฟอร์ ในประเทศไทยพบการผลิตคีเฟอร์ภายในครัวเรือนหรืออุตสาหกรรมขนาดเล็กโดยได้รับความนิยมในกลุ่มผู้บริโภคที่ใส่ใจสุขภาพ อย่างไรก็ตามผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังขาดข้อมูลสนับสนุนในเชิงวิชาการ พบเพียงแต่คำกล่าวอ้างถึงประโยชน์ในเชิงสุขภาพด้านต่างๆ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อคัดเลือกเม็ดคีเฟอร์ทางการค้าจากแหล่งต่างๆ ในประเทศไทย ที่มีประสิทธิภาพในกระบวนการหมัก โดยพิจารณาจากอัตราการเจริญของจุลินทรีย์กล้าเชื้อ ความสามารถในการสร้างกรด ค่าความหนืดของผลิตภัณฑ์ ร่วมกับการวิเคราะห์ข้อมูลโปรไฟล์สารเมตาบอไลต์ชนิดระเหยง่ายและชนิดระเหยยากในผลิตภัณฑ์โดยเทคนิค SPME-GC/MS และ 1H-NMR ตามลำดับ แล้วคัดเลือกเม็ดคีเฟอร์ที่มีประชากรจุลินทรีย์กล้าเชื้อที่มีสมบัติในการเป็นโพรไบโอติกเบื้องต้นโดยพิจารณาจากความสามารถในการทนต่อสภาวะความเป็นกรด (pH=3.00) และเกลือน้ำดี (0.30%) เพื่อนำมาวิเคราะห์ระบุชนิดประชากรจุลินทรีย์ที่เป็นองค์ประกอบโดยเทคนิคการวิเคราะห์สารพันธุกรรมด้วย 16s rDNA/RNA gene sequence analysis ผลการศึกษาสามารถพบกล้าเชื้อคีเฟอร์ในประเทศไทยที่มีประสิทฺธิภาพในการหมักสูง เจริญได้ดีภายใต้สภาวะที่ใช้ในการทดสอบ ให้ผลิตภัณฑ์ที่มีค่าความเป็นกรดและความหนืดเหมาะสม และมีสมบัติเบื้องต้นในการเป็นจุลินทรีย์โพรไบโอติก ผลจากการวิเคราะห์ทางเมตาโบโลมิกส์สามารถระบุชนิดของสารเมตาบอไลต์ชนิดระเหยง่ายได้รวม 39 สาร และสารเมตาบอไลต์ชนิดระเหยยากได้รวม 52 สารในคีเฟอร์ ซึ่งประกอบไปด้วยสารอินทรีย์หลายกลุ่มที่มีความสำคัญต่อคุณภาพด้านกลิ่นรสของผลิตภัณฑ์ ผลการวิเคราะห์ระบุชนิดจุลินทรีย์ด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์บริเวณ 16S rDNA/RNA พบว่าประชากรแบคทีเรียกลุ่มหลัก ได้แก่ Lactobacillus otakiensis, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus kefiri และ Bacillus subtilis และประชากรยีสต์กลุ่มหลัก ได้แก่ Kluyveromyces marxianus, Kazachstania servazzii, Kazachstania unispora และ Kazachstania spp. ซึ่งมีรายงานเบื้องต้นถึงสมบัติการเป็นจุลินทรีย์โพรไบโอติก ผลที่ได้จากงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงข้อมูลอัตลักษณ์ทางชีวโมเลกุลและจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในเชิงสุขภาพของกล้าเชื้อคีเฟอร์และผลิตภัณฑ์คีเฟอร์ในประเทศไทย ซึ่งมีศักยภาพในการพัฒนาต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์อาหารเชิงหน้าที่ (functional food) ในระดับอุตสาหกรรมได้
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Kefir is a fermented milk product obtained from the activity of mixed starter cultures consisting of various lactic acid bacteria (LAB), acetic acid bacteria and yeast species. This complex microbial consortium performs mutual growth within a protein-polysaccharide granular matrix called kefir grains. It is well documented that kefir is a good source of probiotics. Recently, the popularity of kefir consumption has increased in Thailand, especially for the consumers who primarily concern health and well-being lifestyle. However, scientific studies regarding microbial composition, probiotic potentials and fermentation profile of Thai kefir products are rather limited. Therefore, this study was aimed to investigate the (i) fermentation profiles (microbial growth, acidification and rheological property), (ii) primary potential probiotic properties (acidic condition (pH 3.0) and bile salt (0.3% w/v) tolerance of starter cultures), (iii) metabolite formation (volatile and non-volatile metabolite profile determined by headspace SPME-GC/MS and 1H-NMR, respectively) and microbial consortium composition (16s rDNA/RNA gene sequence analysis) of milk kefir fermented using various grains available in Thai marketplace. Results demonstrated a prototype of kefir grains with high technological and potential probiotic properties. A complementary metabolomics approach using SPME-GC/MS and 1H-NMR resulted in the identification of 39 aroma volatile and 52 non-volatile metabolites, respectively. These compounds have been acknowledged for contribution in the organoleptic quality of product. The gene sequence analysis demonstrated that Lactobacillus otakiensis, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus kefiri and Bacillus subtilis were the most abundant bacteria while Kluyveromyces marxianus, Kazachstania servazzii, Kazachstania unispora and Kazachstania spp. were the most abundant yeasts in the selected grains and kefir product. This information provides new insights regarding the molecular profiling and potential probiotic property of Thai kefir product.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
กุลทวีสุข, อัญชิสา, "การวิเคราะห์ลักษณะสมบัติของประชากรจุลินทรีย์และรูปแบบของเมตาบอไลต์ในคีเฟอร์ที่มีศักยภาพเป็นโพรไบโอติกด้วยเทคนิคทางอณูชีววิทยา" (2018). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 2734.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/2734