Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Stabilization of betacyanins extract powder from red dragon fruit peels hylocereus polyrhizus by using hydrocolloids and application in beverage model
Year (A.D.)
2021
Document Type
Thesis
First Advisor
ศิริมา พ่วงประพันธ์
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.2021.463
Abstract
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเปรียบเทียบวิธีการสกัดที่เหมาะสมต่อปริมาณสารบีตาไซยานินจากเปลือกแก้วมังกรพันธุ์เนื้อแดง (Hylocereus polyrhizus) และศึกษาชนิดและความเข้มข้นของสารไฮโดรคอลลอยด์ในการทำแห้งสารสกัดบีตาไซยานินด้วยเทคนิค Freeze drying รวมถึงการประยุกต์ใช้ผงสารสกัดบีตาไซยานินลงในเครื่องดื่มจำลองระหว่างการเก็บรักษา โดยเปรียบเทียบวิธีการสกัดสารบีตาไซยานิน 4 วิธี ได้แก่ วิธีดั้งเดิมโดยแช่ในตัวทำละลาย (CE) วิธีใช้คลื่นอัลตราโซนิคแบบจุ่มโพรบและแบบอ่างแช่ (Ul-P, Ul-B) และวิธีแบบผสมระหว่างวิธีดั้งเดิมกับวิธีอัลตราโซนิคแบบจุ่มโพรบ (CE-P) พบว่าวิธีการสกัด CE-P ได้ปริมาณสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากที่สุด (p≤0.05) ทั้งสารบีตาไซยานิน สารประกอบฟีนอลิก และสารฟลาโวนอยด์ (151.80 ± 1.09, 34.27 ± 0.80 และ 4.42 ± 0.18 mg/100ml ตามลำดับ) ชนิดสารบีตาไซยานินในสารสกัดประกอบไปด้วย Phyllocactin มากที่สุด รองลงมาได้แก่ Betanin และ Butyrylbetanin ตามลำดับ จากนั้นนำสารสกัดด้วยวิธี CE-P ที่ได้ไปทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง โดยศึกษาผลการใช้ไฮโดรคอลลอยด์ 5 ชนิด ได้แก่ มอลโทเดกซ์ตริน (MD 20% w/v) กัวร์กัม (GG 0.5% w/v) แซนแทนกัม (XG 0.5% w/v) ส่วนผสมของมอลโทเดกซ์ตรินกับกัวร์กัม (MD:GG 10:1 w/v) และส่วนผสมของมอลโทเดกซ์ตรินกับแซนแทนกัม (MD:XG 10:0.1 w/v) โดยเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 25 ◦C เป็นเวลา 8 สัปดาห์ การใช้ไฮโดรคอลลอยด์สามารถช่วยเพิ่มร้อยละผลผลิตที่ได้และช่วยลดค่ากิจกรรมของน้ำได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับผงสารสกัดบีตาไซยานินที่ไม่ได้ใช้ไฮโดรคอลลอยด์ (ตัวควบคุม) จึงทำให้ผงสารสกัดบีตาไซยานินมีความเสถียรมากกว่า เนื่องจากค่ากิจกรรมของน้ำเป็นปัจจัยสำคัญต่อการสลายตัวของสารบีตาไซยานิน จากการวิเคราะห์ค่าคงที่ของอัตราการสลายตัว (k) พบว่าการใช้ GG และ MD:GG สามารถช่วยรักษาเสถียรภาพของสารบีตาไซยานินได้ดีในระหว่างการเก็บรักษา โดยมีค่าเท่ากับ 0.020 ± 0.00 และ 0.041 ± 0.00 ตามลำดับ ซึ่งค่า k ของ GG และ MD:GG มีค่าน้อยกว่าผงสารสกัดบีตาไซยานินตัวควบคุม (0.051 ± 0.01) เมื่อวิเคราะห์ค่าการเปลี่ยนแปลงสี (∆E*) พบว่าตัวควบคุมมีค่า ∆E* เท่ากับ 26.14 ± 2.18 ซึ่งมีค่ามากที่สุด (p≤0.05) ทั้งนี้ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH มีค่าเพิ่มขึ้นในระหว่างการเก็บรักษา ดังนั้นจึงเลือกผงสารสกัดบีตาไซยานินที่ใช้ GG และ MD:GG มาประยุกต์ใช้ในเครื่องดื่มจำลองปรับกรด (pH 3.4) โดยเปรียบเทียบกับเครื่องดื่มจำลองที่เติมผงสารสกัดบีตาไซยานินที่ไม่ได้ใช้ไฮโดรคอลลอยด์ (ตัวควบคุม) เก็บรักษาเครื่องดื่มไว้ที่อุณหภูมิ 4 ◦C เป็นเวลา 8 สัปดาห์ เครื่องดื่มจำลองทุกตัวอย่างมีปริมาณสารบีตาไซยานินลดลงและสารประกอบฟีนอลิกเพิ่มขึ้นในระหว่างการเก็บรักษา โดยเครื่องดื่มจำลองตัวควบคุมมีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของสารต่างๆ มากที่สุด ในขณะที่เครื่องดื่มจำลองที่ใช้ GG มีแนวโน้มการลดลงของสารบีตาไซยาน้อยที่สุด (k=0.050 ± 0.01) และมีค่าไม่แตกต่างจากเครื่องดื่มจำลองที่ใช้ MD:GG (k=0.061 ± 0.01) แต่มีค่าน้อยกว่าและแตกต่างจากเครื่องดื่มจำลองตัวควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) (0.078 ± 0.00) เมื่อวิเคราะห์ค่า ∆E* พบว่าในเครื่องดื่มจำลองตัวควบคุมมีค่ามากที่สุดเท่ากับ 10.47 ± 0.89 รองลงมาได้แก่เครื่องดื่มจำลอง GG และ MD:GG ตามลำดับ ดังนั้นการใช้ผงสารสกัดบีตาไซยานินที่มีการเติมไฮโดรคอลลอยด์ลงในเครื่องดื่มจำลองสามารถช่วยรักษาความเสถียรของปริมาณสารบีตาไซยานินและค่าสีของเครื่องดื่มจำลองได้ดีกว่าการใช้ผงสารสกัดบีตาไซยานินที่ไม่ใช้ไฮโดรคอลลอยด์
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The objectives of this research were to compare the betacyanins extraction methods from the red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) peel and to study the type and concentration of hydrocolloids for drying betacyanins extract by using the freeze-drying technique, including the application of betacyanin extract powder into beverage model during storage. Four different extraction methods were compared which were the conventional extraction (CE) ultrasound-assisted extraction with bath (Ul-B) vs. probe (Ul-P) types, and a combination of conventional extraction and ultrasonic-assisted with probe type (CE-P) techniques. The most effective extraction technique was the combination method (CE-P) which provided the extract with the highest betacyanins, phenolic compounds, and flavonoids (p≤0.05) (151.80 ± 1.09, 34.27 ± 0.80, and 4.42 ± 0.18 mg/100ml, respectively). Phyllocactin was the highest betacyanin in the extract, followed by betanin and butyrylbetanin. The CE-P extraction method was chosen for freeze-drying betacyanins extract powder. Five different hydrocolloids were maltodextrin (MD 20% w/v), guar gum (GG 0.5% w/v), xanthan gum (XG 0.5% w/v), a mixture of maltodextrin and guar gum (MD:GG 10:1 w/v), and a mixture of maltodextrin and xanthan gum (MD: XG 10: 0.1 w/v) were used for freeze-drying and stored at 25 °C for 8 weeks. The result demonstrated that betacyanin extract powder with hydrocolloids can significantly increase the yield and reduce the water activity value (p≤0.05) when compared with betacyanin extract powder without hydrocolloids (control). The hydrocolloid improves betacyanin's stability because water activity is an important factor in the degradation of betacyanin. The use of GG and MD: GG was able to maintain the stability of betacyanin during storage, according to an analysis of the degradation rate constant (k). The results were 0.020 ± 0.00 and 0.041 ± 0.00 respectively, which were significantly lower (p≤0.05) than the betacyanin extract powder without hydrocolloids (0.051 ± 0.01). Furthermore, the color change (∆E*) of the betacyanin extract powder without hydrocolloids (control) had the highest value of 26.14 ± 2.18. The antioxidant activity of DPPH was raised during storage. As a result, betacyanin extract powder containing GG and MD:GG was selected for application in beverage model (pH 3.4) and stored at 4 °C for 8 weeks. The betacyanin content of all acidic beverage models decreased, whereas the phenolic compounds increased during storage. the control beverages model showed the most change in the substances, while the GG beverage model showed the least decrease in betacyanins content (k=0.050 ± 0.01) and was not significantly different from MD:GG beverage model (k=0.061 ± 0.01) but was significantly different and less than the control beverage model (p≤0.05) (0.078 ± 0.00). The ∆E* value was determined to be 10.47 ± 0.89 in the control beverage model, followed by GG and MD:GG, respectively. Therefore, utilizing betacyanins extract powder with hydrocolloid in the acidic beverage model can maintain betacyanin content and color more stable than using betacyanins extract powder without adding hydrocolloid.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
เทพปรียากุลกาล, วิถวานี, "การรักษาเสถียรภาพของผงสารสกัดบีตาไซยานินจากเปลือกแก้วมังกรพันธุ์เนื้อแดง Hylocereus polyrhizus โดยใช้ไฮโดรคอลลอยด์และการประยุกต์ใช้ในเครื่องดื่มจำลอง" (2021). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 5005.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/5005