Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Optimal condition for production of black bean vigna mungo hydrolysate with antioxidant activity
Year (A.D.)
2018
Document Type
Thesis
First Advisor
เกียรติศักดิ์ ดวงมาลย์
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.2018.599
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาภาวะที่เหมาะสมสำหรับการย่อยโปรตีน และกระบวนการทำแห้งที่เหมาะสมในการผลิตไฮโดรไลเสตจากถั่วดำที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันสูง ผลการศึกษาการย่อยโปรตีนด้วยเอนไซม์ Flavourzyme® ที่ระดับความเข้มข้น 1-7 % (w/w) และระยะเวลาย่อย 60 - 1200 นาที ด้วยการใช้วิธีพื้นผิวตอบสนองและการออกแบบการทดลองแบบส่วนผสมกลาง พบว่าภาวะที่มีความเข้มข้นของเอนไซม์และระยะเวลาย่อยเพิ่มขึ้นทำให้ไฮโดรไลเสตมีค่าระดับการย่อยเพิ่มขึ้น (p<0.05) ระดับการย่อยเป็นผลตอบสนองที่มีผลต่อการเพิ่มฤทธิ์ต้านออกซิเดชันของไฮโดรไลเสตจากถั่วดำ โดยระดับการย่อยที่เพิ่มสูงขึ้นมีผลให้ไฮโดรไลเสตมีปริมาณหมู่อะมิโนอิสระและสารประกอบฟีนอลิกเพิ่มมากขึ้น (p<0.05) การผลิตไฮโดรไลเสตทำให้เกิดสารประกอบ Maillard Reaction Products สมการของผลตอบสนองต่าง ๆ มีค่า p-value ของ Lack of fit อยู่ในช่วง 0.102 - 0.359 และมีค่า r2 อยู่ในช่วง 0.8717 - 0.9557 การทำนายภาวะย่อยโปรตีนจากการกำหนดเกณฑ์ของผลตอบสนอง (ระดับการย่อย 75% และค่าผลตอบสนองตัวอื่น ๆ สูงสุด) พบว่าภาวะที่มีความเข้มข้นของเอนไซม์ 6.09 %(w/w) และระยะเวลาย่อย 360 นาที เป็นภาวะที่เหมาะสมสำหรับการย่อยโปรตีนในการผลิตไฮโดรไลเสตที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชันสูง จากการตรวจสอบการใช้ได้ของสมการพบว่าเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อน (% error) ของค่าผลตอบสนองที่ได้จากการทำนายแตกต่างจากค่าที่ได้จากการทดลองอยู่ในช่วง 0.54 - 27.46% เมื่อนำไฮโดรไลเสตที่ผ่านการย่อยในภาวะที่คัดเลือกมาทำแห้งด้วยวิธีการทำแห้งด้วยลมร้อนแบบถาดและแบบโฟม-แมตที่อุณหภูมิ 60๐C พบว่าการทำแห้งแบบโฟม-แมตมีอัตราส่วนความชื้นลดลงและมีอัตราการอบแห้งสูงกว่าการทำแห้งแบบถาด เมื่อสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่อทำนายลักษณะการทำแห้งพบว่าแบบจำลองของ Weibull ให้ค่า r สูง และค่า MRS และ RMSE ต่ำ เมื่อเทียบกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์อื่น ๆ ที่ใช้ การนำแบบจำลองมาตรวจสอบการใช้ได้ของสมการพบว่า % error ของปริมาณความชื้นของไฮโดรไลเสตที่ได้จากการทำนายแตกต่างจากค่าที่ได้จากการทดลองอยู่ในช่วง 0.44 - 6.05% เมื่อนำไฮโดรไลเสตมาทำแห้งด้วยสุญญากาศที่อุณหภูมิ 60๐C พบว่าการทำแห้งที่มีระยะเวลา 380 - 450 นาที ทำให้ไฮโดรไลเสตมีปริมาณความชื้นสุดท้าย 18 - 21% โดยน้ำหนักแห้ง การนำไฮโดรไลเสตจากถั่วดำที่ผ่านการทำแห้ง 3 วิธี ข้างต้นในระยะเวลาที่ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความชื้นสุดท้าย 18 และ 21% โดยน้ำหนักแห้ง มาวิเคราะห์สมบัติด้านต่าง ๆ พบว่าการทำแห้งด้วยลมร้อนแบบถาดทำให้ไฮโดรไลเสตมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิก ฟลาโวนอยด์ TCA-soluble peptides ความสามารถในการละลาย และความสามารถในการต้านออกซิเดชันที่วิเคราะห์ FRAP สูงกว่าไฮโดรไลเสตที่ทำแห้งด้วยวิธีอื่น (p<0.05) ในขณะที่การทำแห้งด้วยสุญญากาศทำให้ไฮโดรไลเสตมีความสามารถด้าน DPPH radical scavenging activity สูงกว่าไฮโดรไลเสตที่ทำแห้งด้วยวิธีอื่น แต่มีความสามารถด้าน Metal-chelating และ Oxygen Radical Absorbance Capacity ไม่แตกต่างเมื่อเทียบกับการทำแห้งวิธีอื่น (p>0.05)
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
This research aimed to investigate optimal enzymatic hydrolysis condition and suitable drying process for high antioxidant activity—black bean hydrolysate processing. Enzymatic hydrolysis conditions, Flavourzyme® concentration of 1 - 7% by dried weigh of steamed beans and hydrolysis time of 60 - 1200 min, were optimized using response surface methodology with central composite design. The results showed that hydrolysis conditions with increasing enzyme concentration and hydrolysis time resulted in increasing in degree of hydrolysis (DH) value (p<0.05). Increasing DH also resulted in increasing antioxidant activity due to the higher amount of free amino groups and released phenolic compounds in hydrolysate (p<0.05). The multiple regression analysis of response models showed that p-value of Lack of fit and r2 values were in the range of 0.102 - 0.359 and 0.8717 - 0.9557, respectively. Hydrolysis condition with Flavourzyme® concentration of 6.09% and hydrolysis time of 360 min was the optimal condition to yield high antioxidant activity—black bean hydrolysate at DH of 75%. Validation of response models showed that predicted values were different from observed values in the range of 0.54 - 27.46%. Three different drying methods (tray, foam-mat and vacuum drying) at 60๐C were applied to dry black bean hydrolysate. Moisture ratio rate and drying rate in foam-mat drying was higher than those in tray drying. Six mathematic models were applied to describe the drying characteristic of tray and foam-mat dried bean hydrolysate. Model of Weibull was selected due to the highest r and lowest MRS and RMSE values comparing with the values from other drying models. The validation of model showed that the difference between predicted and observed values of moisture content (MC) was in the range of 0.44 - 6.05%. Vacuum drying took 380 - 450 min to dry hydrolysate to 18 - 21% MC. Dried black bean hydrolysate sample, MC~18 and 21%, obtained from different drying methods were analyzed. The results showed that dried hydrolysate obtained from tray drying, at 21% MC, contained higher amount of total phenolic compounds, flavonoids, TCA-soluble peptides and higher antioxidant activity (DPPH radical scavenging, FRAP, Metal-chelating and Oxygen Radical Absorbance Capacity) compared to dried hydrolysate obtained from vacuum and foam-mat drying, respectively (p<0.05).
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
บำรุงศาสตร์, นฤมล, "ภาวะเหมาะที่สุดสำหรับการผลิตไฮโดรไลเสตจากถั่วดำ vigna mungo ที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน" (2018). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 2730.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/2730