Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Comparison of biomolecular profiles between organic and conventional bovine milk using metabolomics technology
Year (A.D.)
2019
Document Type
Thesis
First Advisor
ศานต์ เศรษฐชัยมงคล
Second Advisor
เกียรติศักดิ์ ดวงมาลย์
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.2019.622
Abstract
ความนิยมของกลุ่มผู้บริโภคที่ใส่ใจต่อสุขภาพในปัจจุบันส่งผลให้แนวโน้มการตลาดของผลิตภัณฑ์เกษตรอินทรีย์เพิ่มสูงขึ้น น้ำนมดิบและผลิตภัณฑ์นมที่ได้จากฟาร์มโคนมอินทรีย์ซึ่งเน้นรูปแบบการเลี้ยงที่เป็นธรรมชาติ เลี้ยงโคด้วยพืชอาหารสัตว์ที่เป็นอาหารหยาบมากขึ้น ปลอดจากการใช้สารเคมีและยาปฏิชีวนะ จัดเป็นหนึ่งกลุ่มสินค้าที่มีมูลค่าสูง ส่งผลให้มีความต้องการพัฒนาวิธีการตรวจสอบคุณภาพ โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงขององค์ประกอบทางเคมีในน้ำนมที่เป็นผลมาจากกระบวนการจัดการฟาร์มแบบอินทรีย์ เพื่อใช้ระบุอัตลักษณ์ของผลิตภัณฑ์กลุ่มดังกล่าว ปัจจุบันมีการนำเทคโนโลยีเมตาโบโลมิกส์ (metabolomics) มาประยุกต์ใช้เพื่อวิเคราะห์ข้อมูลสารชีวโมเลกุลขนาดเล็กที่เป็นองค์ประกอบในระบบอาหารอย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตามงานวิจัยที่ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีดังกล่าวเพื่อศึกษาข้อมูลแบบแผนทางชีวโมเลกุลของน้ำนมและผลิตภัณฑ์นมในประเทศไทยยังมีอยู่อย่างจำกัด ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อ (i) วิเคราะห์ข้อมูลสารเมตาบอไลต์ชนิดระเหยยากและกรดไขมันในน้ำนมดิบที่ได้จากฟาร์มโคนมอินทรีย์และฟาร์มโคนมทั่วไปโดยใช้เทคนิค 1H-NMR และ GC-FID (ii) เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างข้อมูลดังกล่าวในน้ำนมดิบทั้งสองกลุ่มด้วยวิธีการวิเคราะห์ทางสถิติหลายตัวแปร และ (iii) วิเคราะห์หาสารเมตาบอไลต์และกรดไขมันที่สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเพื่อระบุอัตลักษณ์ทางชีวโมเลกุลของน้ำนมอินทรีย์ ผลการวิจัยพบว่าสามารถระบุชนิดของสารเมตาบอไลต์ชนิดระเหยยากและกรดไขมันในน้ำนมได้ทั้งหมด 47 และ 22 สาร ตามลำดับ ผลจากการวิเคราะห์แบบจัดกลุ่ม (HCA) และการวิเคราะห์จำแนกกลุ่มด้วยการถดถอยกำลังสองน้อยที่สุด (PLS-DA) แสดงให้เห็นว่าสามารถแยกข้อมูลสารเมตาบอไลต์ชนิดระเหยยากและข้อมูลกรดไขมันของกลุ่มตัวอย่างน้ำนมดิบที่ได้จากฟาร์มโคนมอินทรีย์ออกจากฟาร์มโคนมทั่วไปได้ โดยสามารถใช้ค่าปริมาณสัมพัทธ์ของสารเมตาบอไลต์ชนิด 1,6-anhydro-β-D-glucose, betaine, N-acetylaminoacid, histidine, acetoacetate, formate, 4-pyridoxate, acetylcarnitine, N-acetylglutamate, hippurate และกรดไขมันชนิด undecanoic acid, myristoleic acid, caprylic acid, lauric acid, capric acid, tridecanoic acid, cis-8,11,14-eicosatrienoic acid, linolenic acid, caproic acid และ myristic acid เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างน้ำนมดิบที่ได้จากฟาร์มโคนมอินทรีย์และฟาร์มโคนมทั่วไปได้ ผลการวิจัยดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเมตาโบโลมิกส์ในการระบุอัตลักษณ์ทางชีวโมเลกุลของน้ำนมอินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Nowadays, the popularity of organic milk and dairy products has increased towards trends in healthy food consumption and environmental concerns. It has been reported that animal feeds and farming practices in organic dairy production provide significant influences on the chemical characteristics of products. In this study, a complementary metabolomics approach was applied to investigate the influence of organic and conventional farming systems on the bimolecular profile of raw milk produced in the central part of Thailand. 1H-NMR and GC-FID were applied to characterize low molecular weight compounds present in milk serum and cream fraction, respectively. Finally, 1H-NMR and GC-FID derived data were analyzed and compared by means of multivariate statistical analysis. Results showed that a total of 47 non-volatile metabolites and 22 fatty acids were identified in milk samples. Hierarchical cluster analysis (HCA) and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) allowed discriminating raw milk produced from organic and conventional farming according to their non-volatile metabolite and fatty acid profiles. Relative changes in the concentration of indicative metabolites, i.e. 1,6-anhydro-β-D-glucose, betaine, N-acetylaminoacid, histidine, acetoacetate, formate, 4-pyridoxate, acetylcarnitine, N-acetylglutamate, hippurate and amino acid residues and indicative fatty acids, i.e. undecanoic acid, myristoleic acid, caprylic acid, lauric acid, capric acid, tridecanoic acid, cis-8,11,14-eicosatrienoic acid, linolenic acid, caproic acid and myristic acid could be considered as potential biomarkers accountable for the discrimination. This study demonstrates a very promising application of metabolomics to provide new insights on the molecular authentication of organic milk produced in the country.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
คงบุญเกิด, มาริสา, "การเปรียบเทียบข้อมูลแบบแผนทางชีวโมเลกุลระหว่างน้ำนมโคอินทรีย์กับน้ำนมโคทั่วไปโดยใช้เทคโนโลยีเมตาโบโลมิกส์" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 8998.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/8998