Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
สมบัติทางชีวภาพของสารสกัดดอกดาวเรืองและไมโครแคปซูล
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
Kitipong Assatarakul
Faculty/College
Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)
Department (if any)
Department of Food Technology (ภาควิชาเทคโนโลยีทางอาหาร)
Degree Name
Master of Science
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Food Science and Technology
DOI
10.58837/CHULA.THE.2021.180
Abstract
This research focuses on the optimization of ultrasound-assisted extraction (UAE) conditions of marigold flower extract (MFE) using response surface methodology (RSM) and to produce microcapsule using spray drying with different wall materials and ratios. The extraction factors including temperature (30-50 ℃), time (5 -15 min), and ethanol concentration (60 - 100% v/v) were investigated. The optimum condition was investigated according to the maximum concentration of total phenolic, total flavonoid, total carotenoid, and antioxidant activity determined by 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assay. The optimized extraction conditions were temperature (40 ℃), time (15 min), and ethanol concentration (68% v/v) which showed the highest total phenolic, total flavonoid, antioxidant activity by DPPH and FRAP assay, and total carotenoid content with the values of 75.699 mg GAE/100g db, 86.740 mg QCE/100g DB, 630.369 mM Trolox/100g db, 3226.171 mM Trolox/100g dB and 234.741 mg carotenoid/100g db, respectively. Depending on this optimal condition, the MFE determined antimicrobial activity by disc diffusion method and minimum inhibition concentration (MIC) and was further encapsulated by spray drying using gum Arabic (GA) and maltodextrin (MD) as the coating materials. The optimum extract had an inhibitory zone of 9.66 mm and 8.33 mm against S. aureus and E. coli, respectively. The MIC value of the optimized extract was 25 mg/mL. It was found that MFE encapsulated with maltodextrin at ratio of MFE and maltodextrin revealed the highest encapsulation yield (%) and encapsulation efficiency (%). Water solubility, moisture content and water activity showed no significant changes (P>0.05). The scanning electron microscope (SEM) showed that the microstructures of microcapsules coated by maltodextrin had a spherical shape, smooth surface and less shrinkage than the microcapsules using gum Arabic as the coating material. The best antioxidant activity was found from the microcapsule used GA at ratio of MFE and GA 1:2 (w/v). In conclusion, optimal condition from UAE and encapsulation by spray drying was suggested to be used for the production of functional food with improved bioactive compounds.
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการศึกษาภาวะการสกัดด้วยวิธีอัลตราซาวด์ช่วยสกัดในการสกัดสารสกัดดอกดาวเรืองโดยใช้วิธีการพื้นผิวตอบสนง(response surface methodology, RSM) และผลิตผงไมโครแคปซูลด้วยวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยโดยใช้สารห่อหุ้มและอัตราส่วนระหว่างสารห่อหุ้มและสารสกัดดอกดาวเรืองที่แตกต่างกันในงานวิจัยนี้ศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อการสกัด คือ อุณหภูมิ (30-50 ℃) เวลา (5 -15 นาที)และความเข้มข้นของเอทานอล (60 - 100% v/v) โดยเลือกภาวะที่เหมาะสมจากปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด ปริมาณแคโรทีนอยด์ทั้งหมดและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) และ FRAPจากผลการทดลองพบว่า ภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการสกัดสารสกัดดอกดาวเรืองด้วยวิธีอัลตราซาวด์ช่วยสกัดคือ อุณหภูมิ40 ℃ เวลา 15 นาที และความเข้มข้นของเอทานอล 68% v/v ซึ่งที่ภาวะนี้สารสกัดดอกดาวเรืองมีปริมาณสารประกอบฟีนอลทั้งหมด ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระทั้งวิธี DPPH และ FRAP และปริมาณแคโรทีนอยด์ทั้งหมด เท่ากับ 75.699 mg GAE/100 g db, 86.740 mg QCE/100g db, 630.369 mM Trolox/100g db, 3226.171 mM Trolox/100g db และ 234.741 mg carotenoid/100g db ตามลำดับ จากนั้นเลือกภาวะนี้เพื่อวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านจุลชีพด้วยวิธีก disc diffusion method และความเข้มข้นต่ำสุดของสารที่สามารถยับยั้งการเจริญ (minimum inhibition concentration, MIC) ของสารสกัดดอกดาวเรือง และศึกษาการเอนแคปซูเลชันวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอย โดยใช้กัมอารบิก (gum Arabic, GA)และมอลโตเดกซ์ทริน(maltodextrin, MD)เป็นสารห่อหุ้ม จากผลการทดลองพบว่าสารสกัดดอกดาวเรืองที่สกัดด้วยภาวะที่เหมาะสมมีค่า IZ (inhibition zone) เท่ากับ9.66 mm และ 8.33 mm สำหรับ S. aureus และ E. coli ตามลำดับ และมีค่า MIC เท่ากับ 25 mg/mL สำหรับจุลินทรีย์ทั้งสองชนิด นอกจากนี้สารสกัดดอกดาวเรืองที่ห่อหุ้มด้วยมอลโตเดกซ์ทรินในอัตราส่วนของสารสกัดดอกดาวเรืองและมอลโตเดกซ์ทรินได้ผลผลิตและประสิทธิภาพการห่อหุ้มสูงที่สุด โดยความสามารถในการละลายน้ำ ปริมาณความชื้น และค่ากิจกรรมของน้ำไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (P>0.05) ในขณะที่ผลจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างทางจุลภาคของผงไมโครแคปซูลที่เคลือบด้วยมอลโตเด็กซ์ตรินมีรูปร่างเป็นทรงกลม ผิวเรียบ และหดตัวน้อยกว่าผงไมโครแคปซูลที่ใช้กัมอารบิกเป็นสารห่อหุ้ม และตัวอย่างที่มีฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระที่ดีที่สุด คือผงไมโครแคปซูลที่ใช้กัมอารบิกในอัตราส่วนของสารสกัดดอกดาวเรืองและกัมอารบิก 1:2 (w/v) และสรุปได้ว่า ภาวะที่เหมาะสมจากการสกัดด้วยวิธีอัลตราซาวด์ช่วยสกัดและการห่อหุ้มด้วยวิธีการทำแห้งแบบพ่นฝอยสามารถใช้ในการผลิตอาหารเสริมเพื่อสุขภาพที่มีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ดีขึ้น
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Oo, Nilar, "Biological properties of marigold flower extract and its microcapsule" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 4722.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/4722