Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Microencapsulation of sunflower sprout extract by spray drying
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
ชาลีดา บรมพิชัยชาติกุล
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.2021.1238
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนของสารห่อหุ้ม และสภาวะในการทำแห้งที่เหมาะสมในการกักเก็บสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดต้นอ่อนทานตะวัน (Helianthus annuus L.) ด้วยกระบวนการทำแห้งแบบพ่นฝอย (Spray drying) และศึกษาเสถียรภาพในระหว่างการเก็บรักษาของไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวัน เป็นเวลา 60 วัน วางแผนการทดลองแบบ Mixture design กำหนดปัจจัยที่ทำการศึกษาแบบไม่กำหนดช่วง (Simplex centroid model) แปรอัตราส่วนของสารห่อหุ้ม 3 ชนิด ได้แก่ มอลโตเดกซ์ทริน (Maltodextrin, MD) กัมอารบิก (Gum Arabic, GA) และบุกกลูโคแมนแนนไฮโดรไลเสท (Konjac glucomannan. KGMH) ได้อัตราส่วนของสารผสม 7 สูตร กำหนดให้สารสกัดต้นอ่อนทานตะวันทุกสูตร มีความเข้มข้นเท่ากับ 1 % อัตราส่วนระหว่างสารสกัดต่อสารห่อหุ้ม คือ 1:3 กำหนดให้อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าคงที่เป็น 160 °C และอุณหภูมิลมร้อนขาออกเป็น 90±5 °C โดยกำหนดอัตราการไหลให้อยู่ระหว่าง 14-16 mL/min พบว่าไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันที่ผลิตโดยใช้ KGMH อัตราส่วน100% (สูตรที่ 3) มีประสิทธิภาพในการห่อหุ้มและกักเก็บสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันได้ดีที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับสูตรอื่น (p≤0.05) เมื่อพิจารณาฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ พบว่าสูตรดังกล่าวมีค่าที่ตรวจวัดได้ด้วยวิธี 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) และ Ferric ion reducing antioxidant power (FRAP) สูงที่สุดด้วย (p≤0.05) เมื่อศึกษาโครงสร้างพื้นผิวภายนอกของไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่า ไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันที่ใช้ KGMH เป็นสารห่อหุ้มมีรูปร่างเป็นทรงกลม ผิวเรียบ และไม่มีรอยบุบหรือแตกบริเวณพื้นผิวเมื่อเทียบกับสูตรอื่นๆ ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงคุณลักษณะของไมโครแคปซูลที่เหมาะสมที่ผลิตได้จากกระบวนการทำแห้งแบบพ่นฝอยในการทดลองนี้ จึงคัดเลือกไมโครแคปซูลสูตรดังกล่าวไปศึกษาสภาวะในการทำแห้งแบบพ่นฝอยต่อในการทดลองถัดไป โดยแปรอุณหภูมิลมร้อนขาเข้า 3 ระดับ ได้แก่ 150 °C 170 °C และ 180 °C พบว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าจาก 150 ถึง 170 °C ส่งผลให้ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระมีค่าเพิ่มขึ้นกว่าสูตรที่ใช้อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าเป็น 180 °C อย่างไรก็ตามการใช้อุณหภูมิลมร้อนขาเข้า คือ 180 °C มีค่าปริมาณกรดคาฟิโออิลควินิก (Caffeoylquinic acid) สูงที่สุดกว่าอุณหภูมิอื่นๆ นอกจากนี้ยังพบว่าการเพิ่มอุณหภูมิลมร้อนขาเข้ายังส่งผลต่อปริมาณความชื้น ปริมาณน้ำอิสระ และความสามารถในการละลายของไมโครแคปซูลที่เตรียมได้อีกด้วย อย่างไรก็ดีอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าที่เหมาะสมที่สุดจากการทดลองนี้ คือ อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าที่ 170 °C ดังนั้นจึงเลือกสูตรนี้ไปศึกษาเสถียรภาพในระหว่างการเก็บรักษาของไมโครแคปซูลดังกล่าวเทียบกับสูตรที่ 1 (MD 100%) ซึ่งใช้เป็นสูตรควบคุม โดยกำหนดอุณหภูมิในการเก็บรักษา 2 ระดับ คือ 35 และ 45 °C พบว่าเมื่อระยะเวลาในการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณความชื้น ปริมาณน้ำอิสระ และค่าความแตกต่างของสี (∆E*) มีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้น ในขณะที่ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH และ FRAP ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และกรดคาฟิโออิลควินิกมีค่าลดต่ำลง โดยอายุการเก็บรักษาของไมโครแคปซูลที่อุณหภูมิ 25 °C สามารถเก็บรักษาได้นาน 6 เดือน ดังนั้นจากการศึกษาในครั้งนี้สามารถสรุปได้ว่าการใช้ KGMH 100% เป็นสารห่อหุ้ม และอุณหภูมิในการทำแห้งแบบพ่นฝอยที่ 170 °C เป็นภาวะที่มีความเหมาะสมในการผลิตไมโครแคปซูลสารสกัดจากต้นอ่อนทานตะวัน เพื่อให้ได้ไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันที่มีประสิทธิภาพในการกักเก็บที่ดี มีปริมาณสารประกอบฟีนอลิก และคงฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระที่สูง
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The objectives of this research were to study the effects of using different wall materials and suitable drying conditions for encapsulation of phenolic compounds extracted from sunflower sprout (Helianthus annuus L.) extract by using spray drying and the stability of sunflower sprout extract microcapsule during storage for 60 days. A mixture design with simplex centroid model was used to optimize the types and ratios of the wall materials. 7 formulations with three components as maltodextrin (MD), gum arabic (GA), konjac glucomannan hydrolysate (KGMH) and their combination were used as wall materials. The concentration of sunflower sprout extract was fixed at 1% (w/w), the ratio of core to wall was fixed at 1:3 and control the inlet air temperate at 160 °C, outlet air temperature at 90±5 °C by adjusting feed rate (14-16 mL/min). The results showed that sunflower sprout extract microcapsule was produced with KGMH as a single wall material (formula 3) exhibited the highest encapsulation efficiency (p≤0.05). Moreover, the microcapsule shows the highest TPC, 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and Ferric ion reducing antioxidant power (FRAP) (p≤0.05). The surface morphology of microencapsulated powder by the scanning electron microscopy (SEM) indicated that KGMH-powder showed a spherical shape and smooth surface without cracks or holes, which is highly recommended for spray drying microencapsulation. Consequently, sunflower sprout extract microcapsule prepared by KGMH as a wall material was used to study of the spray drying conditions. The inlet air temperature varied between 150 to 180 °C. The results showed that an increase in the inlet air temperatures from 150 to 170 °C led to increase in TPC, DPPH and FRAP while they decrease when the inlet air temperatures at 180 °C. On the other hand, shows the highest of caffeoylquinic acid content. Furthermore, the moisture content, water activity and water solubility index were decreased with an increase on the drying temperature. The obtained powders by KGMH at 170 °C as inlet temperature showed the highest encapsulation efficiency, this formula was select to storage stability test of microcapsule compared with maltodextrin as wall material during storage at the temperature of 35 and 45 °C. From the results, it was found that the moisture content, water activity, color difference (∆E*) of all samples tended to increase, while TPC, caffeoylquinic acid content and antioxidant activity by DPPH and FRAP assays decreased with increasing storage time. The shelf life of microcapsule at 25 °C can be kept up to 6 months. This research was concluded that the KGMH can be used as an appropriate wall material in spray drying microencapsulation of sunflower spout extract with retaining phenolic compounds and also to preserve their antioxidant activities.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
จันทร์ตรี, อัญธิดา, "ไมโครเอนแคปซูเลชันของสารสกัดจากต้นอ่อนทานตะวันด้วยการทำแห้งแบบพ่นฝอย" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 10496.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/10496