KMITL Innovation Expo 2025 Logo

Characteristics and nutrition values of cereal bar fortified with Asian sea bass bone bio-calcium powder.

Abstract

Bio-calcium powders were extracted from Asian sea bass bone by heat-treated alkaline with fat removal and bleaching supplementary method. Cereal bars (CBs) were fortified with produced bio-calcium at 3 levels: (1) increased calcium (IS-Ca; calcium ≥10% Thai RDI), (2) good source of calcium (GS-Ca; calcium ≥15% Thai RDI), and (3) high calcium (H-Ca; calcium ≥30% Thai RDI) which were consistent with the notification of the Ministry of Public Health, Thailand: No. 445; Nutrition claim issued in B.E. 2023. Moisture content, water activity, color, calcium content and FTIR analysis of bio-calcium powders were measured. Dimension, color, water activity, pH and texture of fortified CBs were determined. Produced bio-calcium could be classified as a dried food with light yellow-white color. Calcium contents in bio-calcium powder was 23.4% (w/w). Dimension, weight and color except b* and ΔE* values of fortified CBs were not different (P > 0.05) from those of the control. Fortifying of bio-calcium resulted in harder texture CBs. An increase of fortified bio-calcium amounts decreased carbohydrate and fat but increased of protein, ash and calcium in the fortified CBs. Shelf life of CBs was to be shorten by fortification of bio-calcium powder because of the increment of moisture, water activity and pH. Yield of bio-calcium production was 40.30%. Production cost of bio-calcium was approximately 7,416 Bth/kg while cost of fortified CBs increased almost 2-3 times compared to the control. Calcium contents in IS-Ca (921.12 mg/100g), GS-Ca (1,287.10 mg/100g) and H-Ca (2,639.70 mg/100g) cereal bars could be claimed as increased calcium, good source of calcium and high calcium, respectively. In conclusion, production of cereal bar fortified with Asian sea bass bone bio-calcium powder as a fortified food was possible. However, checking the remained hazardous reagents in bio-calcium powder must be carried out before using in food products and analysis of calcium bioavailability, sensory acceptance and shelf life of the developed products should be determined in further studies.

Objective

Cereal bars (CBs) are considered convenient and popular foods and play a role in response to health and natural perception for consumers (1). The global CBs market has been becoming gradually increase and spreading from America and Europe to Asia-Pacific region including Thailand. [1–5]. Generally, CBs are bar-shaped food products, made by pressing mixture of cereals and dried fruits which are held together by binder ingredients, cut, and shaped in the form of a bar [1]. The preparation of CBs can be broadly divided into two methods: (i) Hot process and (ii) Cold process. In hot or oven process of CBs making all ingredient and baked whereas in cold process all the ingredients are made into bar shape after mixing then stored in cool temperature. As nutritional viewpoint, CBs may be classified into four types: fibrous, energy, diet (light), and protein bars [2]. Physicochemical and nutritional qualities of CBs are varied by a wide variety of ingredients that the bars made from. The benefit of CBs is proposed as a great source of fiber, sufficient protein, fat, and carbohydrate especially high sugars that the bars become a quality source of energy. Nevertheless, CBs are rarely considered as a good choice for a source of minerals such as calcium and phosphorus for health-conscious consumers suggesting by limitation of reports in market analysis and current trends of CBs [3-5]. In Thailand, CBs products are categorized in a group of desserts that defined 30 grams for their serving size [6] and recently accepted as alternative snack products by various age consumers especially officers in urban area and sport persons. Asian sea bass (Lates calcarifer) is native species cultured in the coastal area of Thailand. The cultured Asian sea bass has been broadened mainly to the Central and Eastern areas of Thailand and is mostly marketed in form of frozen fish and fillets to consuming in the country and exporting abroad. According to data in 2021, the initial production of Asian sea bass from aquaculture is 49,060.2 tons and the expected production in 2022 is 53,725.5 tons, with an increase of 9.5 percent from the previous year [7]. Recently, fish bones plenty obtained from fish industry waste known as a by-product has gained interest for bio-calcium production which is used as an alternative raw material in the production of calcium supplements to create value-added food products because they contain high calcium and phosphorus [8-10]. Fish bones generally contain high calcium and phosphorus, depending on the species, and comprise several minerals e.g. iron, magnesium, copper, zinc, and others (8). The calcium in the fishbone is in the form of calcium phosphate similarly to the composition of human bones and teeth [10]. Fortification of minerals and vitamins in foods is commonly accepted for daily intake [11]. With an increasing of healthy product demands in markets, several fortified food products with health-promoting ingredients have been developed including egg-shell bio-calcium supplemented biscuit [12], bio-calcium Asian sea bass enriched bread [10] and tuna bone bio-calcium fortified cracker [13]. According to cereal bars are on-to-go and ready-to-eat products which is a good vehicle for healthy food products whereas utilization of fish bone calcium can reduce environmental problems and increase the value of these by-products [9]. Calcium fortification in cereal bars with bio-calcium Asian sea bass is not only improving CBs nutritional quality but also enhancing fishery waste value. Nevertheless, fish bone bio-calcium fortification might contribute to characteristics and quality of cereal bars. This study was aimed to develop cereal bar fortified with Asian sea bass bone bio-calcium powders in three levels of calcium contents (1) increased calcium (calcium ≥10% Thai RDI), (2) good source of calcium (calcium ≥15% Thai RDI), and (3) high calcium (calcium ≥30% Thai RDI) which were consistent with the notification of the Ministry of Public Health, Thailand: No. 445; Nutrition claim issued in B.E. 2023 [6]. Characteristics and chemical compositions of fortifying products were determined. Costs of fortified bio-calcium CBs production in a laboratory scale was calculated to evaluate possibility of commercial production. ธัญพืชอัดแท่ง (CBs) ถือเป็นอาหารที่สะดวกและได้รับความนิยมและมีบทบาทในการตอบสนองต่อสุขภาพและการรับรู้ทางธรรมชาติของผู้บริโภค (1) ตลาดธัญพืชอัดแท่งทั่วโลกมีการเติบโตอย่างต่อเนื่องและขยายจากอเมริกาและยุโรปไปยังภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก รวมถึงประเทศไทย [1–5] โดยทั่วไปแล้วบาร์ข้าวโอ๊ตเป็นผลิตภัณฑ์อาหารรูปแท่งที่ทำจากการกดผสมของธัญพืชและผลไม้แห้ง ซึ่งยึดติดกันด้วยส่วนผสมที่เป็นตัวจับตัวแล้วตัดและขึ้นรูปให้เป็นรูปแท่ง [1] การเตรียมธัญพืชอัดแท่งสามารถแบ่งออกเป็นสองวิธีหลัก ได้แก่ (i) กระบวนการร้อน และ (ii) กระบวนการเย็น ในกระบวนการร้อนหรือการอบส่วนผสมทั้งหมดจะถูกอบในขณะที่ในกระบวนการเย็นจะทำการผสมส่วนผสมทั้งหมดให้เข้ากันก่อนแล้วทำเป็นแท่งและเก็บในอุณหภูมิที่เย็น สำหรับมุมมองทางโภชนาการ ธัญพืชอัดแท่งสามารถจำแนกออกเป็นสี่ประเภท ได้แก่ บาร์ที่มีเส้นใย, บาร์พลังงาน, บาร์ลดน้ำหนัก (เบา), และบาร์โปรตีน [2] คุณสมบัติทางกายภาพและทางโภชนาการของธัญพืชอัดแท่งจะเปลี่ยนแปลงไปตามส่วนผสมที่ใช้ในการผลิต ธัญพืชอัดแท่งมักจะได้รับการเสนอว่าเป็นแหล่งที่ดีของไฟเบอร์, โปรตีน, ไขมัน, และคาร์โบไฮเดรต โดยเฉพาะน้ำตาลที่สูงทำให้บาร์เป็นแหล่งพลังงานที่ดี อย่างไรก็ตาม บาร์ข้าวโอ๊ตมักไม่ได้รับการพิจารณาว่าเป็นแหล่งแร่ธาตุที่ดี เช่น แคลเซียมและฟอสฟอรัส สำหรับผู้บริโภคที่ใส่ใจในสุขภาพ เนื่องจากการรายงานที่จำกัดในการวิเคราะห์ตลาดและแนวโน้มปัจจุบันของธัญพืชอัดแท่ง [3-5] ในประเทศไทย ผลิตภัณฑ์ธัญพืชอัดแท่งจัดอยู่ในกลุ่มขนมหวานที่กำหนดขนาดการเสิร์ฟไว้ที่ 30 กรัม [6] และได้รับการยอมรับล่าสุดว่าเป็นทางเลือกของขนมสำหรับผู้บริโภคหลายวัย โดยเฉพาะพนักงานในเมืองและนักกีฬา ปลากะพงทะเลเอเชีย (Lates calcarifer) เป็นสายพันธุ์พื้นเมืองที่เลี้ยงในพื้นที่ชายฝั่งของประเทศไทย การเลี้ยงปลากะพงทะเลเอเชียได้ขยายไปยังพื้นที่กลางและตะวันออกของประเทศไทย และส่วนใหญ่จะถูกตลาดในรูปแบบปลาฟรีซและเนื้อปลาแช่แข็งที่บริโภคภายในประเทศและส่งออกไปต่างประเทศ จากข้อมูลในปี 2021 การผลิตปลากะพงทะเลเอเชียจากการเพาะเลี้ยงเริ่มต้นที่ 49,060.2 ตัน และคาดว่าการผลิตในปี 2022 จะอยู่ที่ 53,725.5 ตัน ซึ่งเพิ่มขึ้น 9.5 เปอร์เซ็นต์จากปีที่แล้ว [7] ล่าสุดกระดูกปลาได้รับความสนใจจากการผลิตไบโอแคลเซียมจากขยะอุตสาหกรรมปลา ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารที่ใช้เป็นวัตถุดิบทดแทนในการผลิตอาหารที่มีมูลค่าเพิ่ม เนื่องจากกระดูกปลาเหล่านี้มีแคลเซียมและฟอสฟอรัสสูง [8-10] กระดูกปลาโดยทั่วไปมีแคลเซียมและฟอสฟอรัสสูง ขึ้นอยู่กับชนิดของปลา และประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิด เช่น เหล็ก แมกนีเซียม ทองแดง สังกะสี และอื่นๆ (8) แคลเซียมในกระดูกปลามีลักษณะเป็นแคลเซียมฟอสเฟต ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับองค์ประกอบของกระดูกและฟันมนุษย์ [10] การเสริมแร่ธาตุและวิตามินในอาหารเป็นที่ยอมรับกันทั่วไปสำหรับการบริโภคในชีวิตประจำวัน [11] ด้วยความต้องการผลิตภัณฑ์สุขภาพที่เพิ่มขึ้นในตลาด หลายผลิตภัณฑ์อาหารเสริมได้รับการพัฒนาขึ้น รวมถึงบิสกิตเสริมไบโอแคลเซียมจากเปลือกไข่ [12], ขนมปังเสริมไบโอแคลเซียมจากปลากะพงทะเลเอเชีย [10], และแครกเกอร์เสริมไบโอแคลเซียมจากกระดูกทูน่า [13] ธัญพืชอัดแท่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่พร้อมทานและสะดวกในการพกพา ซึ่งเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารสุขภาพ ในขณะที่การใช้แคลเซียมจากกระดูกปลาอาจช่วยลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมและเพิ่มมูลค่าของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ [9] การเสริมแคลเซียมในธัญพืชอัดแท่งด้วยไบโอแคลเซียมจากปลากะพงทะเลเอเชียไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงคุณค่าทางโภชนาการของธัญพืชอัดแท่ง แต่ยังเพิ่มมูลค่าของขยะจากอุตสาหกรรมการประมงอีกด้วย อย่างไรก็ตาม การเสริมแคลเซียมจากกระดูกปลาอาจส่งผลต่อคุณลักษณะและคุณภาพของธัญพืชอัดแท่ง งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาธัญพืชอัดแท่งที่เสริมไบโอแคลเซียมจากกระดูกปลากะพงทะเลเอเชียในระดับแคลเซียมสามระดับ (1) แคลเซียมสูง (แคลเซียม ≥10% Thai RDI), (2) แหล่งแคลเซียมดี (แคลเซียม ≥15% Thai RDI), และ (3) แคลเซียมสูงมาก (แคลเซียม ≥30% Thai RDI) ซึ่งสอดคล้องกับประกาศกระทรวงสาธารณสุข ประเทศไทย เลขที่ 445; ข้อกำหนดโภชนาการที่ออกในปี พ.ศ. 2566 [6] คุณลักษณะและองค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์ที่เสริมแคลเซียมได้รับการตรวจสอบ คำนวณต้นทุนการผลิตธัญพืชอัดแท่งเสริมไบโอแคลเซียมในขนาดห้องปฏิบัติการเพื่อประเมินความเป็นไปได้ในการผลิตเชิงพาณิชย์

Other Innovations

The study of the chemical and physical properties of chickpea burgers and hybrid burgers with chickpea and pork using the sous-vide cooking method.

คณะอุตสาหกรรมอาหาร

The study of the chemical and physical properties of chickpea burgers and hybrid burgers with chickpea and pork using the sous-vide cooking method.

The consumption of plant-based products has been gaining popularity as consumers become more health-conscious and aware of environmental impacts. The food industry has been developing meat analogs with properties similar to conventional meat. This study investigates the chemical and physical properties of chickpea-based meat analog burgers and hybrid burgers containing both chickpeas and pork, using the sous-vide cooking method. This technique helps maintain food quality in terms of texture, moisture retention, and nutritional value. The experiment examined various properties of both types of burgers, including cooking loss, water holding capacity, shear force, pH value, and color analysis. Additionally, sensory evaluation was conducted to assess taste, texture, and overall consumer preference. The findings will provide insights into the optimal sous-vide conditions for producing plant-based and hybrid burgers with desirable quality characteristics that meet the needs of health-conscious consumers. This study serves as a valuable guideline for the food industry in developing high-nutritional-value alternative protein products while reducing meat consumption. By incorporating plant-based ingredients, it helps minimize environmental impact and promotes sustainability in food production. The research is significant in both food science and the development of healthier, competitive food products for the future market.

Read more
A Human-engaging Robotic Interactive Assistant

คณะวิศวกรรมศาสตร์

A Human-engaging Robotic Interactive Assistant

The integration of intelligent robotic systems into human-centric environments, such as laboratories, hospitals, and educational institutions, has become increasingly important due to the growing demand for accessible and context-aware assistants. However, current solutions often lack scalability—for instance, relying on specialized personnel to repeatedly answer the same questions as administrators for specific departments—and adaptability to dynamic environments that require real-time situational responses. This study introduces a novel framework for an interactive robotic assistant (Beckerle et al. , 2017) designed to assist during laboratory tours and mitigate the challenges posed by limited human resources in providing comprehensive information to visitors. The proposed system operates through multiple modes, including standby mode and recognition mode, to ensure seamless interaction and adaptability in various contexts. In standby mode, the robot signals readiness with a smiling face animation while patrolling predefined paths or conserving energy when stationary. Advanced obstacle detection ensures safe navigation in dynamic environments. Recognition mode activates through gestures or wake words, using advanced computer vision and real-time speech recognition to identify users. Facial recognition further classifies individuals as known or unknown, providing personalized greetings or context-specific guidance to enhance user engagement. The proposed robot and its 3D design are shown in Figure 1. In interactive mode, the system integrates advanced technologies, including advanced speech recognition (ASR Whisper), natural language processing (NLP), and a large language model Ollama 3.2 (LLM Predictor, 2025), to provide a user-friendly, context-aware, and adaptable experience. Motivated by the need to engage students and promote interest in the RAI department, which receives over 1,000 visitors annually, it addresses accessibility gaps where human staff may be unavailable. With wake word detection, face and gesture recognition, and LiDAR-based obstacle detection, the robot ensures seamless communication in English, alongside safe and efficient navigation. The Retrieval-Augmented Generation (RAG) human interaction system communicates with the mobile robot, built on ROS1 Noetic, using the MQTT protocol over Ethernet. It publishes navigation goals to the move_base module in ROS, which autonomously handles navigation and obstacle avoidance. A diagram is explained in Figure 2. The framework includes a robust back-end architecture utilizing a combination of MongoDB for information storage and retrieval and a RAG mechanism (Thüs et al., 2024) to process program curriculum information in the form of PDFs. This ensures that the robot provides accurate and contextually relevant answers to user queries. Furthermore, the inclusion of smiling face animations and text-to-speech (TTS BotNoi) enhanced user engagement metrics were derived through a combination of observational studies and surveys, which highlighted significant improvements in user satisfaction and accessibility. This paper also discusses capability to operate in dynamic environments and human-centric spaces. For example, handling interruptions while navigating during a mission. The modular design allows for easy integration of additional features, such as gesture recognition and hardware upgrades, ensuring long-term scalability. However, limitations such as the need for high initial setup costs and dependency on specific hardware configurations are acknowledged. Future work will focus on enhancing the system’s adaptability to diverse languages, expanding its use cases, and exploring collaborative interactions between multiple robots. In conclusion, the proposed interactive robotic assistant represents a significant step forward in bridging the gap between human needs and technological advancements. By combining cutting-edge AI technologies with practical hardware solutions, this work offers a scalable, efficient, and user-friendly system that enhances accessibility and user engagement in human-centric spaces.

Read more
Effect of Sorbitol Concentration as Plasticizer in Capsicum Oleoresin-Loadded Oral Disintegrating Film

คณะอุตสาหกรรมอาหาร

Effect of Sorbitol Concentration as Plasticizer in Capsicum Oleoresin-Loadded Oral Disintegrating Film

Oral disintegrating films (ODFs) can dissolve in the mouth instantly upon contact with saliva, without the need for water. This study aimed to investigate the effect of sorbitol concentration on the properties of oral disintegrating films containing Capsicum Oleoresin extract, which has properties that stimulate saliva secretion, making swallowing easier. The film was developed to address difficulties in swallowing, especially for individuals with dysphagia. The films were prepared using different concentrations of sorbitol and tested for rheological properties, mechanical properties, moisture content, free water content, thickness, disintegration time, contact angle, color, and antioxidant activity. The results indicated that sorbitol played a key role in increasing the flexibility and reducing the brittleness of the films. Additionally, an optimal concentration of sorbitol helped maintain the stability of the Capsicum extract and enhanced its efficacy in stimulating saliva secretion, thereby making swallowing more convenient and reducing oral friction. The films developed in this study demonstrate potential as an alternative for individuals with swallowing difficulties.

Read more