Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
PREPARATION OF LOW MOLECULAR WEIGHT GLUCOMANNAN BY LIQUID PHASE PLASMA PROCESS
Year (A.D.)
2017
Document Type
Thesis
First Advisor
ศิริพร ดำรงค์ศักดิ์กุล
Second Advisor
รัฐ พิชญางกูร
Third Advisor
อิศราวุธ ประเสริฐสังข์
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมเคมี
DOI
10.58837/CHULA.THE.2017.1305
Abstract
ปัจจุบันการพัฒนาด้านอุตสาหกรรมอาหารและยาได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องจากผู้บริโภคมีความใส่ใจในสุขภาพและลดการทานอาหารที่ไม่ก่อให้เกิดประโยชน์หรือทำให้เกิดโรคต่างๆ ซึ่งกลูโคแมนแนนเป็นคาร์โบไฮเดรตจากธรรมชาติที่สามารถใช้เป็นสารตั้งต้นสำคัญในการเตรียมสารพรีไบโอติกที่ช่วยลดโอกาสการเกิดโรคในระบบทางเดินอาหาร การเตรียมกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำจึงได้รับความสนใจอย่างมาก งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อเตรียมกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำด้วยกระบวนการพลาสมาวัฏภาคของเหลวซึ่งเป็นวิธีใหม่โดยมีการพัฒนาถังปฏิกรณ์พลาสมาแบบกะหมุนเวียน และศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อการลดน้ำหนักโมเลกุลและผลได้ของกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำ จากผลการศึกษาพบว่า กลูโคแมนแนนจะถูกย่อยสลายด้วยพลาสมาโดยอาศัยอนุมูลไฮดรอกซิลซึ่งเข้าทำลายพันธะไกลโคซิดิกของกลูโคแมนแนนตั้งต้น (1,341 กิโลดาลตัน) ส่งผลให้น้ำหนักโมเลกุลลดลงและเกิดผลิตภัณฑ์กลูโคแมนแนนที่มีน้ำหนักโมเลกุล 2 ช่วง คือ กลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลปานกลาง (51-760 กิโลดาลตัน) และกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำ (1.2-1.4 กิโลดาลตัน) ตามระยะเวลาทรีทที่เพิ่มมากขึ้น โดยถังปฏิกรณ์พลาสมาแบบกะหมุนเวียนสามารถเตรียมกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำได้ในปริมาณมากกว่าการใช้ถังปฏิกรณ์พลาสมาแบบกะ ชนิดของตัวทำละลายและสารละลายที่มีความเป็นกรดเป็นปัจจัยสำคัญที่มีต่อร้อยละผลได้ของกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำอย่างมาก นอกจากนี้การเพิ่มความถี่ไฟฟ้าและความเข้มข้นของสารละลายกลูโคแมนแนน การลดปริมาตรสารละลาย และการใช้อัตราการไหลของสารละลายที่เหมาะสมจะช่วยส่งเสริมให้สามารถเตรียมกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำได้มากขึ้น ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า การทรีทสารละลายกลูโคแมนแนนความเข้มข้นร้อยละ 0.7 โดยน้ำหนักต่อปริมาตร ปริมาตร 50 มิลลิลิตร ในตัวทำละลายซิเตรต-ฟอสเฟตบัฟเฟอร์ความเป็นกรดด่าง 3 โดยใช้ถังปฏิกรณ์พลาสมาแบบกะหมุนเวียนที่ความถี่ไฟฟ้า 30 กิโลเฮิรตซ์ อัตราการไหลของสารละลาย 5 มิลลิลิตรต่อนาที เป็นสภาวะที่เหมาะสมในการเตรียมกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำได้สูงถึงร้อยละ 76 เมื่อทรีทด้วยพลาสมาจนกระทั่ง 300 นาที
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Development of food and pharmaceutical industries has been extensively intrigued, since consumers’ behaviors have been turning to healthy diet, reducing in consuming junk foods which can cause various diseases. Glucomannan is a natural carbohydrate that can be degraded into low molecular weight glucomannan (LMWGCM), which acts as prebiotic to prevent many digestive diseases. Therefore, preparation of LMWGCM has gained a lot of research interest. This work aimed to prepare LMWGCM using a novel method of solution plasma process (SPP) and a newly developed circulating batch plasma reactor. The molecular weight and yield of LMWGCM have been determined. The results showed that glucomannan (1,341 kDa) was degraded using solution plasma to medium molecular weight (51-760 kDa) and LMWGCM (1.2-1.4 kDa) by hydroxyl radical (OH·), which destroys glycosidic bonds of glucomannan, resulting in a lower molecular weight and a production of the LMWGCM upon an increasing of treatment time. The circulating batch plasma reactor can produce higher amount of LMWGCM than a batch plasma reactor. Solvent type and highly acidic solvent are the most important parameters, which greatly enhanced the production of LMWGCM in shorter treatment time. In addition, increasing of applied pulse frequency and solution concentration, lower solution volume, and appropriate flow rate of solution were resulted in a higher yield percentage of LMWGCM. In conclusion, the solution plasma process was effective to prepare LMWGCM using semi-batch plasma reactor. The highest LMWGCM amount was achieved when treated 50 ml of 0.7%w/v glucomannan solution in citrate-phosphate buffer at pH 3 by using the circulating batch plasma reactor at applied pulse frequency of 30 kHz, solution flow rate of 5 ml/min, and 300 min of treatment time to obtain 76 yield percentage of LMWGCM.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
แก้วเจริญ, ศศิน, "การเตรียมกลูโคแมนแนนน้ำหนักโมเลกุลต่ำโดยใช้กระบวนการพลาสมาวัฏภาคของเหลว" (2017). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 1795.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/1795