เอนแคปซูเลชันสารสกัดรกสุกรที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Encapsulation of porcine placenta extract with antioxidant activity

Author

พรภัสสร จุฬาลักษณานุกูล, คณะวิทยาศาสตร์

Year (A.D.)

2021

Document Type

Thesis

First Advisor

กิติพงศ์ อัศตรกุล

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.2021.460

Abstract

งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลของกระบวนการสกัดรกสุกร (porcine placenta) โดยการสกัดไขมันออกด้วยสารละลาย n-hexane ต่อสมบัติของโปรตีนและฤทธิ์การต้านออกซิเดชันของสารสกัด ศึกษาภาวะการผลิตไมโครแคปซูลจากสารสกัดรกสุกรต่อสมบัติของโปรตีน สมบัติทางกายภาพ เคมี และฤทธิ์การต้านออกซิเดชันของผงไมโครแคปซูล โดยแปรภาวะการใช้อุณหภูมิขาเข้า (165 และ 175 องศาเซลเซียส) ชนิดของสารห่อหุ้ม (มอลโตเดกซ์ตรินต้านทานการย่อยและกัมอารบิก) และความเข้มข้นของสารห่อหุ้ม (40% และ 45% w/v) และศึกษาผลของภาวะการเก็บรักษาที่แตกต่างกัน โดยใช้บรรจุภัณฑ์ 2 ชนิด (ถุงอลูมิเนียมฟอยล์และถุงพลาสติก HDPE) และภาวะการบรรจุ 2 ภาวะ (ภายใต้ภาวะสุญญากาศและภายใต้ภาวะบรรยากาศ) ต่อคุณภาพของผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรระหว่างการเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 90 วัน โดยผลการทดลองพบว่า การสกัดแบบนำไขมันออกด้วยสารละลาย n-hexane ส่งผลทำให้ความเข้มข้นโปรตีนลดลง จาก 1.60 เป็น 1.22 mg/ml และฤทธิ์การต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP มีค่าลดลง จาก 3.53±0.11 mM TE/g db. และ 5.26±0.16 mM FeSO4 /g db. เป็น 2.61±0.08 mM TE/g db. และ 4.80±0.27 mM FeSO4 /g db ตามลำดับ เมื่อวิเคราะห์รูปแบบของโปรตีนของสารสกัดทั้งสองชนิดพบแถบของโปรตีนที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่มากกว่า 200 kDa และขนาดเล็กต่ำกว่า 10 kDa โดยพบว่าโปรตีนส่วนใหญ่มีขนาดอยู่ในช่วง 25 ถึง 100 kDa อย่างชัดเจน แสดงให้เห็นว่าการใช้สารละลาย n-hexane ในการสกัดไขมันออกจากรกสุกรไม่ส่งผลต่อการเปลี่ยนรูปแบบมวลโมเลกุลของโปรตีน และเลือกสารสกัดรกสุกรที่ผ่านการสกัดไขมันออกด้วย n-hexane ไปใช้ในขั้นตอนต่อไป และจากผลการศึกษาการเอนแคปซูเลชันสารสกัดรกสุกรด้วยเทคนิคการทำแห้งแบบพ่นฝอยพบว่าทุกปัจจัยในภาวะการผลิตผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรส่งผลต่อสมบัติของโปรตีน สมบัติทางกายภาพ เคมี และฤทธิ์การต้านออกซิเดชันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p≤0.05) โดยผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรมีความเข้มข้นโปรตีนในช่วง 0.66±0.02 ถึง 3.93±0.23 mg/g และผงไมโครแคปซูลมีสีผงสีเหลืองอมแดงอ่อน มีร้อยละผลผลิตในช่วง 43.58±3.56% ถึง 86.45±1.40% มีค่ากิจกรรมของน้ำต่ำกว่า 0.2 และร้อยละความชื้นต่ำกว่า 5% มีความสามารถละลายในน้ำได้ในช่วง 73.17±0.76% ถึง 96.67±0.47% โดยมีประสิทธิภาพการกักเก็บสารต้านออกซิเดชันในช่วง 85.88±1.22% ถึง 97.99±0.15% รวมทั้งมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว ในช่วง 44.1 ถึง 61.5 องศาเซลเซียส และจากการศึกษาลักษณะโครงสร้างพื้นผิวของผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรที่ใช้กัมอารบิกเป็นสารห่อหุ้มมีรูปร่างทรงกลม พื้นผิวเรียบมากกว่าการใช้มอลโตเดกซ์ตรินต้านทานการย่อยเป็นสารห่อหุ้ม และฤทธิ์การต้านออกซิเดชันของผงไมโครแคปซูลมีค่าเพิ่มขึ้นจากสารสกัดเริ่มต้น โดยมีฤทธิ์การต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP ในช่วง 11.56±1.23 ถึง 18.92±0.84 mM TE/g db. และ 6.40±0.83 ถึง 16.37±0.85 mM FeSO4 /g db. ตามลำดับ โดยภาวะการผลิตผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรที่ให้ฤทธิ์การต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP และความเข้มข้นโปรตีนสูงที่สุด คือ ภาวะการใช้กัมอารบิกเป็นสารห่อหุ้ม ที่ความเข้มข้น 40% w/v และอุณหภูมิขาเข้า 165 องศาเซลเซียส โดยผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรภาวะนี้มีฤทธิ์การต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP และความเข้มข้นโปรตีนเท่ากับ 18.92±0.84 mM TE/g db. 16.37±0.85 mM FeSO4 /g db. และ 3.93±0.23 mg/g ตามลำดับ และเลือกภาวะการผลิตผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรนี้ไปใช้ในการศึกษาอายุการเก็บรักษาโดยแปรภาวะการเก็บรักษาและติดตามสมบัติของผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกร (ค่าปริมาณความชื้น ค่ากิจกรรมของน้ำ ค่าความสามารถในการละลายน้ำ ค่าสี (L*, a*, b* และ ∆E) และฤทธิ์การต้านออกซิเดชัน) ที่เปลี่ยนแปลงในระหว่างการเก็บรักษา โดยพบว่าผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรมีค่าปริมาณความชื้น ค่ากิจกรรมของน้ำ และค่าความแตกต่างของสีมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ในขณะที่ค่าความสามารถในการละลายและฤทธิ์การต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP มีค่าลดลง เมื่อระยะเวลาการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น การใช้ถุงบรรจุภัณฑ์อลูมิเนียมฟอยล์และการบรรจุภายใต้ภาวะสุญญากาศเป็นภาวะการเก็บรักษาที่มีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของตัวอย่างน้อยกว่าการใช้ถุงบรรจุภัณฑ์พลาสติก HDPE และการบรรจุภายใต้ภาวะบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม ชนิดของบรรจุภัณฑ์และภาวะการบรรจุไม่ส่งผลทำให้สมบัติของโปรตีนของผงไมโครแคปซูลสารสกัดรกสุกรเปลี่ยนแปลงไปในระหว่างการเก็บรักษา 90 วัน งานวิจัยนี้สามารถใช้เป็นแนวทางในการพัฒนาการผลิตและการเก็บรักษาผงไมโครแคปซูลสารสกัดโปรตีนที่มีฤทธิ์การต้านออกซิเดชันเพื่อนำไปประยุกต์ใช้ต่อไป

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The objective of this study was to evaluate the effect of lipid-removing process from porcine placenta on protein characteristics and antioxidant activity (DPPH and FRAP assays), to investigate the effects of microencapsulation by spray drying on protein properties, physical-chemical properties, and antioxidant properties of porcine placenta microcapsules by varying inlet temperatures (165 and 175 °C), wall materials (resistant maltodextrin and gum Arabic), and wall material concentration (40% and 45 w/v) and to study the effects of packaging types (aluminum foil bag and high-density polyethylene plastic bag or HDPE) and packaging conditions (under vacuum and under atmospheric conditions) on porcine placenta microcapsules properties during storage at room temperature for 90 days. The results from the first objective showed that lipid removal caused a decrease in protein concentration from 1.60 to 1.22 mg/ml, and antioxidant activity (DPPH and FRAP) from 3.53±0.11 mM TE/g db. and 5.26±0.16 mM FeSO4 /g db to 2.61±0.08 mM TE/g db. and 4.80±0.27 mM FeSO4 /g db, respectively. The protein patterns showed that most proteins were clearly in the range 25 to 100 kDa and lipid extraction had no affects (p>0.05) on molecular structures of protein. The results of encapsulation on physical-chemical properties and antioxidant activity were significant (p≤0.05). The protein concentration of microcapsules was in the range of 0.66±0.02 to 3.93±0.23 mg/g. The percentage of yield was in the range of 43.58±3.56% to 86.45±1.40%, water activity ​​less than 0.2 and percentage of moisture less than 5%, water solubility in the range of 73.17±0.76% to 96.67±0.47%, with encapsulation efficiency in the range of 85.88±1.22% to 97.99±0.15% and glass transition temperature was in the range of 44.1 to 61.5 °C. The microcapsules were light yellowish-red in color. The results from scanning electron microscope (SEM) showed that the porcine placenta extract microcapsule prepared by gum Arabic as a coating material had a spherical shape, smooth surface and less shrinkage than porcine placenta extract microcapsules prepared by resistant maltodextrin. Moreover, the antioxidant activity of the microcapsules was increased compared to the extract. The antioxidant activity by DPPH and FRAP methods ranged from 11.56±1.23 to 18.92±0.84 mM TE/g db. and 6.40±0.83 to 16.37±0.85 mM FeSO4/g db., respectively. The highest antioxidant activity and protein concentration was found in the sample prepared by the condition of using gum Arabic as wall material at concentration of 40% w/v and an inlet temperature of 165°C in which the antioxidant activity (DPPH and FRAP methods), and the protein concentration were 18.92±0.84 mM TE/g db., 16.37±0.85 mM FeSO4 /g db. and 3.93±0.23 mg/g, respectively. Consequently, porcine placenta extract microcapsule prepared by gum Arabic as a coating material at concentration 40% w/v was used in storage experiment by varying types and conditions of packaging on microcapsule properties. The results showed that moisture content, water activity, color difference (∆E*) of all samples tended to increase during the storage; however, the solubility and antioxidant activity by DPPH and FRAP assays were decreased. In addition, porcine placenta extract microcapsule packed in aluminum foil bag under vacuum condition had slightly changed in sample’s properties compared to samples packed in HDPE bag under atmosphere condition. However, packaging types and packing conditions did not significantly affect the protein properties of porcine placenta extract microcapsule during storage for 90 days (p>0.05). In conclusion, this research could be used as a guideline for the development of microencapsulation of bioactive peptide with preserved antioxidant activity.

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.

Recommended Citation

จุฬาลักษณานุกูล, พรภัสสร, "เอนแคปซูเลชันสารสกัดรกสุกรที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5002.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5002