Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Preparation of microencapsulated calcium alginate coated with gelatin and kappa carrageenan to increase survival of potential probiotic bacteria in makiang juice cleistocalyx nervosum var. paniala
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
สุเมธ ตันตระเธียร
Second Advisor
ปรมาภรณ์ เกิดทรัพย์
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
เทคโนโลยีชีวภาพ
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.514
Abstract
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์ศึกษาการเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของแบคทีเรียที่มีศักยภาพเป็นโปรไบโอติกในน้ำมะเกี๋ยง Cleistocalyx nervosum var. paniala ที่มีกรด และ ฟีนอลิคเป็นองค์ประกอบในปริมาณมาก โดยคัดเลือกจุลินทรีย์ที่ผ่านการปรับตัว(Adaptation) ในเมี่ยงหมัก Camellia sinensis (L.) Kuntze var. assamica.ที่มีสภาวะ ฟีนอลิคสูง และ มีคุณสมบัติเป็นโปรไบโอติก โดยพบว่าแบคทีเรียที่คัดแยกได้จากเมี่ยงหมัก ซึ่งสามารถคัดแยกได้ 6 ไอโซเลท เมื่อนำมาเพิ่มจำนวนยีสต์เป้ามายด้วย 16S ribosomal RNA และ หาลำดับนิวคลีโอไทด์ พบว่าคล้ายคลึงกับแบคทีเรียโปรไบโอติกสายพันธุ์ Lactobacillus plantarum ในฐานข้อมูล GenBank โดยมีความคล้ายคลึงที่ 98-100% ซึ่งทำการศึกษา การลดลงของเซลล์ที่มีชีวิต ในน้ำมะเกี๋ยง ของแบคทีเรียที่เป็นเซลล์อิสระ 2 กลุ่ม ได้แก่ แบคทีเรียกลุ่ม LAB-MF ที่คัดแยกได้จากเมี่ยงหมัก และ กลุ่ม Lactobacillus sp. ทั้ง 6 สายพันธุ์ พบว่าในเวลา 24 ชั่วโมง L. plantarum KC332 (LAB-MF 105) มีอัตราการลดลงของเชื้อ 20.10% ซึ่ง แบคทีเรียในกลุ่ม Lactobacillus sp. พบว่า แบคทีเรียสายพันธุ์ L. plantarum TISTR2074 มีอัตรากาลดลงของเชื้อ 61.41% จึงนำมาศึกษาการยืดอายุโดยการห่อหุ้มในไมโครแคปซูล โดยเตรียมไมโครแคปซูล ทั้งหมด 5 ชนิด ได้แก่ 2% อัลจิเนตบีด (2% Al) 2% อัลจิเนตบีดเคลือบด้วยเจลาตินชั้นเดี่ยว(ACG) 2% อัลจิเนตบีดเคลือบด้วยเจลาตินชั้นคู่ (ACGD) 2% อัลจิเนตบีดเคลือบด้วยคัปปาคาราจีแนนชั้นเดี่ยว (ACC) และ 2% อัลจิเนตบีดเคลือบด้วยคัปปาคาราจีแนนชั้นคู่ (ACCD) จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของลักษณะทางกายภาพ และ ทางเคมี ของเม็ดบีด ที่ไม่ได้เติมเชื้อโปรไบโอติก ในน้ำมะเกี๋ยง ที่อุณหภูมิ 4 °C เป็นเวลา 30 วัน โดยพบว่า เม็ดบีดทั้ง 5 ชนิด มีปริมาณแอนโธไซยานินที่แทรกซึมเข้าเม็ดบีดในเวลาที่ 15-40 นาที ซึ่งเม็ดบีดชนิด ACGD มีปริมาณแอนโธไซยานินที่แทรกซึมเข้าเม็ดบีดได้ในปริมาณที่ คงที่ 4.36 ± 0.59 mg/g ซึ่ง มีปริมาณที่น้อยกว่า เม็ดบีด ชนิดอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p ≤0.05) แต่ เม็ดบีดทั้ง 5 ชนิด จะมีการเปลี่ยนแปลง ของค่า pH จนมีค่าคงที่ ในวันที่ 2-3 และ ในขณะเดียวกัน ขนาด ความแข็ง ยังมีค่าที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p ≤0.05) ซึ่งค่าสี (L*, a*, b*) ของเม็ดบีดที่มีค่าการเปลี่ยนแปลงจากตัวอย่างควบคุม ที่มีสีแดงของแอนโธไซยานินในน้ำมะเกี๋ยงเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อทำการแช่เม็ดบีดทั้ง 5 ชนิด ที่อุณหภูมิ 4 °C เป็นเวลา 30 วัน ซึ่ง ส่งผลต่อลักษณะการเกิดรูพรุนของพื้นผิวเม็ดบีดที่มีขนาดใหญ่ขึ้น และ มีการเปลี่ยนแปลง โครงสร้างทางเคมีของเม็ดบีด ของพันธะ mannuronic unit ซึ่ง เป็นโครงสร้างที่สำคัญของอัลจิเนตบีด ซึ่ง ACGD และ ACCD ยังคงรักษาคุณสมบัติลักษณะทางกายภาพ และ ทางเคมีของเม็ดบีด ได้มากกว่าเม็ดบีดชนิดอื่นๆ ให้มีความสามารถคงทนได้ในสภาวะน้ำมะเกี๋ยงที่มี กรด และฟีนอลิค เป็นองค์ประกอบ ระหว่างเก็บรักษาที่ อุณหภูมิ 4 °C เป็นเวลา 30 วัน และพบว่า ACGD ยังมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการห่อหุ้ม เซลล์แบคทีเรีย L. plantarum KC332 (LAB-MF 105) และ แบคทีเรีย L.plantarum TISTR2074 ซึ่งมีอายุการเก็บรักษาที่ 5 วัน และ 2 วันตามลำดับ และ ยังพบว่า ฟีนอลิคที่มีอัตราการแทรกซึมเข้าเม็ดบีดได้อย่างรวดเร็วกว่าการแทรกซึมของกรด ดังนั้น โปรไบโอติกที่ถูกห่อหุ้มเซลล์ด้วยไมโครบีด เซลล์จะได้รับผลกระทบต่ออัตราการรอดชีวีตจากฟีนอลิคในน้ำมะเกี๋ยงก่อนได้รับผลกระทบจากกรด
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The aim of this study was to improve survival potential probiotic bacteria in makiang juice Cleistocalyx nervosum var. paniala, which has high acidic and phenolic compounds concentration. The screening of potential probiotic bacteria from miang, fermented tea leaves Camellia sinensis (L.) Kuntze var. assamica, which contained high phenolic compounds revealed 6 isolates of LAB-MF. These isolates were identified with 16s rRNA sequencing and found similarity to the strain of Lactobacillus plantarum in GenBank database with 98-100%. The reduction of viability of the isolates LAB-MF and 6 probiotic Lactobacillus sp. in makiang juice for 24 h was indicated that among the isolates L. plantarum KC332 (LAB-MF 105) showed least reduction of 20.10% while among known probiotic bacteria L. plantarum TISTR 2074 showed least reduction of 61.41%. These bacteria were encapsulated with 5 types of microcapsules which were 2% alginate bead (2%Al), 2% alginate bead coated with single layer gelatin (ACG), 2% alginate bead coated with double layer gelatin (ACGD), 2% alginate bead coated with single layer kappa-carrageenan (ACC) and 2% alginate bead coated with double layer kappa-carrageenan (ACCD). The changes in physical and chemical characteristics of the beads before encapsulation of probiotic cells in makiang juice at 4 ºC for 30 days were observed. The results was shown that the diffusion of anthocyanins in the beads to optimum concentration within 15-40 minutes, all types of bead. ACGD bead had the amount of anthocyanins content in bead at 4.36 ± 0.59 mg/g , which was least (p ≤0.05) concentration than other beads. All 5 types of beads had a change in pH until constant within 2-3 days. The size and hardness were also significantly reduced (p ≤0.05) through 30 days of storage. All beads showed noticeable increase in red color which related to the diffusion of anthocyanin from makiang juice. During soaking in makiang juice, the pore size on the surface of beads was increased. All of beads has change in chemical structure of the mannuronic unit bond that is important for alginate structure. ACGD and ACCD retains the physical and chemical properties of the beads better than other types of bead. The encapsulation of bacterial cells in beads, ACGD was found to be the most effective in cell protection. The bacterial cells of the isolate L. plantarum KC332 (LAB-MF 105) and L.plantarum TISTR2074 had the shelf life of 5 days and 2 days, respectively. It was also found that phenolic compounds in making juice can be absorbed into beads faster than acid. Thus, the high concentration of phenolic affected on cell viability of potential probiotic bacteria.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
หัทยาภิชาติ, ภัสริน, "การเตรียมไมโครแคปซูลของแคลเซียมอัลจิเนตเคลือบด้วย เจลาติน และ คัปปาคาราจีแนนเพื่อเพิ่มอัตราการรอดชีวิตของแบคทีเรียที่มีศักยภาพเป็นโปรไบโอติกในน้ำมะเกี๋ยง Cleistocalyx nervosum var. paniala" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 4061.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/4061