ผลของการเพาะงอกและการหมักด้วย Rhizopus oligosporus ต่อฟีนอลิคและเปปไทด์ในถั่ว 4 ชนิด
Effects of Germination and Rhizopus oligosporus Fermentation on Phenolics and Peptides in Four Legumes
Abstract
ถั่วอุดมด้วยสารอาหารหลากหลายชนิดซึ่งปริมาณฟีนอลิคและเปปไทด์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพาะงอกและการหมัก อย่างไรก็ตามการศึกษาผลของสภาวะร่วมดังกล่าวยังมีข้อมูลจำกัด ดังนั้นงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเพาะงอกถั่วเหลือง ถั่วเขียว ถั่วแดง และถั่วลิสงลายเสือที่มีความยากราก 0.2 และ 1.0 เซนติเมตร และการหมักถั่วแต่ละชนิดที่ผ่านการเพาะงอกด้วยเชื้อรา Rhizopus oligosporus (เทมเป้ถั่วเพาะงอก) ต่อปริมาณสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระ ผลการศึกษาพบว่าปริมาณฟีนอลิคและฟลาโวนอยด์เพิ่มสูงขึ้นเมื่อระยะเวลาการเพาะงอกนานขึ้น ซึ่งถั่วลิสงลายเสือเพาะงอกที่มีความยาวราก 1.0 เซนติเมตร มีปริมาณฟีนอลิคและฟลาโวนอยด์สูงที่สุดเท่ากับ 3.53 mg GAE/g DW และ 43.75 mg QE/g DW ตามลำดับ ในทางตรงกันข้ามการเพาะงอกส่งผลให้ปริมาณโปรตีนและเปปไทด์ลดลงเมื่อเทียบกับตัวอย่างควบคุม ยกเว้นปริมาณโปรตีนในถั่วแดงและเปปไทด์ในถั่วเหลือง (p-value < 0.05) กิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระวิเคราะห์โดยวิธีการทำลายอนุมูลอิสระดีพีพีเอช (DPPH•) และวิธีการฟอกสีอนุมูลอิสระเอบีทีเอส (ABTS•+) มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นระหว่างการเพาะงอกเมื่อเทียบกับตัวอย่างควบคุม ยกเว้นถั่วลิสงลายเสือ ซึ่งกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระวิเคราะห์โดยวิธีการฟอกสีอนุมูลอิสระเอบีทีเอส (ABTS•+) มีความสัมพันธ์กับปริมาณสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะเปปไทด์ (r = 0.909, p-value < 0.01) สำหรับเทมเป้ถั่วเพาะงอก ซึ่งผลิตจากถั่วที่มีความยาวราก 1.0 เซนติเมตร พบว่าการหมักช่วยเพิ่มปริมาณฟีนอลิคยกเว้นเทมเป้ถั่วแดงเพาะงอก (p-value < 0.05) โดยเทมเป้ถั่วลิสงลายเสือเพาะงอกมีฟีนอลิคสูงที่สุดเท่ากับ 7.60 mg GAE/g DW (p-value < 0.05) การหมักยังช่วยเพิ่มปริมาณเปปไทด์ โดยเทมเป้ถั่วเหลืองเพาะงอกมีเปปไทด์สูงที่สุดเท่ากับ 281.23 mg BSA/g DW (p-value < 0.05) อย่างไรก็ตามการหมักส่งผลให้เทมเป้ถั่วเพาะงอกมีปริมาณฟลาโวนอยด์และโปรตีนลดลงเมื่อเทียบกับตัวอย่างควบคุม (p-value < 0.05) การหมักส่งผลให้เทมเป้ถั่วเพาะงอกมีกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระวิเคราะห์โดยวิธีการทำลายอนุมูลอิสระดีพีพีเอช (DPPH•) และวิธีการฟอกสีอนุมูลอิสระเอบีทีเอส (ABTS•+) เพิ่มสูงขึ้นเมื่อเทียบกับตัวอย่างควบคุม ยกเว้นเทมเป้ถั่วแดงเพาะงอก (p-value < 0.05) การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการเพาะงอกและการหมักมีศักยภาพในการเพิ่มปริมาณฟีนอลิคและเปปไทด์ โดยเฉพาะในถั่วลิสงลายเสือและถั่วเหลือง ซึ่งเพิ่มโอกาสในการประยุกต์ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ
Legumes are abundant in nutrients, and their phenolic and peptide contents can be enhanced through germination and fermentation. However, research on the effects of these combined conditions is still limited. Thus, this study aims to evaluate the effects of germination of soybean, mung bean, red bean, and tiger-striped peanut at root lengths of 0.2 and 1.0 cm, and the fermentation of each germinated legume with Rhizopus oligosporus (germinated-legume tempeh), on their bioactive compounds and antioxidant activities. The results showed that the Total Phenolic Content (TPC) and Total Flavonoid Content (TFC) increased as the germination period increased, with tiger-striped peanuts germinated to a root length of 1.0 cm exhibiting the highest TPC and TFC, at 3.53 mg GAE/g DW and 43.75 mg QE/g DW, respectively. In contrast, germination resulted in decreased Total Protein Content (TPRC) and Total Peptide Content (TPEC) compared with the control, except for the TPRC of red bean and the TPEC of soybean (p-value < 0.05). Antioxidant activities measured by DPPH and ABTS assays tended to increase during germination compared with the control, except in tiger-striped peanuts. The antioxidant activity measured by ABTS was correlated with the bioactive compound contents, particularly peptides (r = 0.909, p-value < 0.01). For the germinated-legume tempeh produced from legumes with a root length of 1.0 cm, fermentation increased the TPC, except in germinated red bean tempeh (p-value < 0.05), with germinated tiger-striped peanut tempeh showing the highest TPC at 7.60 mg GAE/g DW (p-value < 0.05). Fermentation also increased the TPEC, with germinated soybean tempeh showing the highest TPEC at 281.23 mg BSA/g DW (p-value < 0.05). However, fermentation caused decreases in the TFC and TPRC compared with the control (p-value < 0.05), while increasing antioxidant activities measured by DPPH and ABTS assays, except in germinated red bean tempeh (p-value < 0.05). This study demonstrates that germination and fermentation can enhance phenolic and peptide contents, particularly in tiger-striped peanuts and soybeans, increasing their potential for application in the development of health-promoting food products.
Keywords
[1] H. Zhang, X. Feng, S. Liu, F. Ren, and J. Wang, “Effects of high hydrostatic pressure on nutritional composition and cooking quality of whole grains and legumes,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 83, Jan. 2023, Art. no. 103239, doi: 10.1016/ j.ifset.2022.103239.
[2] X. Zhang, Z. Zhang, A. Shen, T. Zhang, L. Jiang, H. El-Seedi, G. Zhang, and X. Sui, “Legumes as an alternative protein source in plant-based foods: Applications, challenges, and strategies,” Current Research in Foods Science, vol. 9, Oct. 2024, Art. no. 100876, doi: 10.1016/ j.crfs.2024.100876.
[3] P. Prasad and J. K. Sahu, “Interplay of germination time, nutritional content, bioactive constituents, antioxidant activity, and in-vitro digestibility in kodo, little, and barnyard millets,” Food and Humanity, vol. 4, Feb. 2025, Art. no. 100545, doi: 10.1016/j.foohum.2025.100545.
[4] Q. Yang, Y. Luo, H. Wang, J. Li, X. Gao, J. Gao, and B. Feng, “Effects of germination on the physicochemical, nutritional and in vitro digestion characteristics of flours from waxy and nonwaxy proso millet, common buckwheat and pea,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 67, no. 21, Dec. 2020, Art. no. 102586, doi: 10.1016/j.ifset.2020.102586.
[5] S. Bautista-Expósito, A. Vandenberg, E. Peñas, J. Frias and C. Martínez-Villaluenga, “Lentil and fava bean with contrasting germinationkinetics: A focus on digestion of proteins and bioactivity of resistant peptides,” Frontiers in Plant Science, vol. 12, Oct. 2021, Art. no. 2278, doi: 10.3389/fpls.2021.754287.
[6] A. Newton and K. Majumder, “Germination and simulated gastrointestinal digestion of chickpea (Cicer arietinum L.) in exhibiting in vitro antioxidant activity in gastrointestinal epithelial cells,” Antioxidants, vol. 12, no. 5, May 2023, Art. no. 1114, doi: 10.3390/antiox12051114.
[7] Z. Chen, P. Wang, Y. Weng, Y. Ma, Z. Gu, and R. Yang, “Comparison of phenolic profiles, antioxidant capacity and relevant enzyme activity of different Chinese wheat varieties during germination,” Food Bioscience, vol. 20, pp. 159–167, Oct. 2017, doi: 10.1016/j.fbio. 2017.10.004.
[8] R. K. Mamilla and V. K. Mishra, “Effect of germination on antioxidant and ACE inhibitory activities of legumes,” LWT - Food Science and Technology, vol. 75, pp. 51–58, 2017, doi: 10.1016/j.lwt.2016.08.036.
[9] S. M. Sallam, E. Shawky, and S. M. E. Sohafy, “Determination of the effect of germination on the folate content of the seeds of some legumes using HPTLC-mass spectrometrymultivariate image analysis,” Food Chemistry, vol. 362, May 2021, Art. no. 130206, doi: 10.1016/ j.foodchem.2021.130206.
[10] L. T. Ng, S. H. Huang, Y. T. Chen, and C. H. Su, “Changes of tocopherols, tocotrienols, γ‑oryzanol, and γ‑aminobutyric acid levels in the germinated brown rice of pigmented and nonpigmented cultivars,” Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 61, pp. 12604–12611, Dec. 2013, doi: 10.1021/jf403703t.
[11] F. A. Guzmán-Ortiz, E. Peñas, J. Frias, J. Castro-Rosas, and C. Martínez-Villaluenga, “How germination time affects protein hydrolysis of lupins during gastroduodenal digestion and generation of resistant bioactive peptides,” Food Chemistry, vol. 433, Aug. 2023, Art. no. 137343, doi: 10.1016/j.foodchem. 2023.137343.
[12] S. James, T. U. Nwabueze, J. Ndife, G. I. Onwuka, and M. A. Usman, “Influence of fermentation and germination on some bioactive components of selected lesser legumes indigenous to Nigeria,” Journal of Agriculture and Food Research, vol. 2, Dec. 2020, Art. no. 100086, doi: 10.1016/j.jafr.2020.100086.
[13] A. Starzyń
ISSN: 2985-2145
