Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Extraction of silk flavonoids and carotenoids from Thai silk waste and their antioxidant activities

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การสกัดสารฟลาโวนอยด์และแคโรทีนอยด์จากเศษไหมไทยและฤทธิ์ในการต่อต้านอนุมูลอิสระของสารสกัด

Year (A.D.)

2007

Document Type

Thesis

First Advisor

Artiwan Shotipruk

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

Master of Engineering

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Chemical Engineering

DOI

10.58837/CHULA.THE.2007.1547

Abstract

At present, there have been widespread studies on the extraction of silk proteins as well as their applications. This thesis aims to study silk pigments, the other component of the silk, which was interesting no less than its protein. Silk pigments are composed of antioxidative substances such as carotenoids and phenolic compounds, particularly flavonoids. The results in this study showed that the complete removal of the pigments of Thai yellow Nangnoi silk waste, could be achieved by repeated batch extraction 5 time with ethanol at 80oC in a closed pressure vessel. The extracts exhibited the amounts of total carotenoids and flavonoids of 0.7 and 5.1 mg/g dry weight, respectively. Of these amounts, more than 60% of carotenoids contents and 70% of flavonoids contents were located on silk fibroin layer (an inner core protein). The constituents of this extract were then analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC) and it was found that the carotenoid called lutein is the major component of the extract. Due to the fact that carotenoids and flavonoids are associated with the medicinal functions, we investigated extraction of these pigments using two benign solvents, which are ethanol and subcritical water to determine the suitability of the solvents for extraction of these pigments. The experimental results revealed that ethanol is the suitable solvent for extraction of carotenoids while subcritical water is suitable for flavonoids extraction. For extraction of caroteinoids, ethanolic was used as extraction solvent to determine the effect of temperature (50-79 ํC) and extraction time (2-12 hours), and the result exhibited that the amount of carotenoids increased with increasing temperature and extraction time. For flavonoids, subcritical water extraction was carried out at 120-150 ํC for 10-60 min to determine the effects of subcritical water temperatures and extraction times on the yield, and the results showed that the amount of flavonoids decreased with the increasing subcritical water temperature and the extraction time due to decomposition at such conditions. Besides the amount of the pigments, the antioxidant activity of the silk extracts were determined and it was found that the concentration of the silk pigment extract that exhibit the 50% reduction of 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid), (ABTS) free radicals was as small as 15.6-23.3 [micro]g/ml.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ในปัจจุบัน มีการศึกษาวิธีการสกัด ตลอดจนการนำเอาโปรตีนจากไหมไปประยุกต์ใช้กันอย่างกว้างขวาง งานวิจัยนี้มุ่งที่จะศึกษาอีกส่วนหนึ่งของไหมซึ่งมีความน่าสนใจไม่แพ้ในส่วนของโปรตีนไหม นั่นคือ ส่วนที่ทำให้ไหมมีสีสันต่างๆ หรือที่เรียกว่า พิกเมนต์ พิกเมนต์ในไหมนี้ประกอบด้วยสารจำพวกแคโรทีนอยด์และสาร ในกลุ่มฟีโนลิกที่เรียกว่าฟลาโวนอยด์ซึ่งมีฤทธิ์ในการต่อต้านอนุมูลอิสระ จากการทดลองหาปริมาณแคโรทีนอยด์และ ฟลาโวนอยด์โดยรวมที่มีอยู่ทั้งหมดในเศษไหมของไหมไทยสีเหลือง พันธุ์นางน้อย โดยการสกัดซ้ำ 5 ครั้ง ด้วย เอทานอล พบว่าสารสกัดดังกล่าวมีปริมาณแคโรทีนอยด์และฟลาโวนอยด์โดยรวม 0.7 และ 5.1 มิลลิกรัมต่อกรัมของไหมแห้ง ตามลำดับ ซึ่งประมาณ 60% ของแคโรทีนอยด์ และ กว่า 70% ของฟลาโวนอยด์ จะอยู่ที่ชั้นของไฟโบรอิน (โปรตีนส่วนแกนกลางของไหม) และจากการวิเคราะห์ด้วยเครื่องโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง พบว่าส่วนประกอบหลักของสารสกัดนี้คือสารที่มีความสามารถในการปกป้องดวงตาที่เรียกว่า ลูทีน เนื่องจากประโยชน์ของสารสกัดนี้คือมีความสามารถในด้านยา จึงได้ทำการศึกษาตัวทำละลายสองชนิด คือเอทานอลและน้ำที่ภาวะกึ่งวิกฤต เพื่อเลือกตัวทำละลายที่มีความปลอดภัย และเหมาะสมต่อการสกัดพิกเมนต์เหล่านี้ จากผลการทดลอง พบว่า เอทานอลเป็นตัวทำละลายที่เหมาะสมต่อการสกัดแคโรทีนอยด์ ในขณะที่น้ำกึ่งวิกฤตเป็นตัวทำละลายที่เหมาะสมต่อการสกัดฟลาโวนอยด์ จึงได้ทำการทดลองสกัดเศษไหมด้วยเอทานอลที่อุณหภูมิ 50-79 องศาเซลเซียส และใช้เวลาในการสกัดตั้งแต่ 2-12 ชั่วโมง เพื่อศึกษาศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิและเวลาในการสกัดต่อปริมาณสารแคโรทีนอยด์ที่สกัดได้ พบว่า ปริมาณสารแคโรทีนอยด์จะเพื่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิและระยะเวลาที่ใช้ ในการสกัดเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ได้ทำการทดลองสกัดไหมด้วยน้ำกึ่งวิกฤตที่อุณหภูมิ 120-150 องศาเซลเซียส และระยะเวลาที่ใช้ในการสกัด 10-60 นาที เพื่อศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิน้ำกึ่งวิกฤตตลอดจนระยะเวลาที่ใช้ในการสกัดต่อปริมาณสารฟลาโวนอยด์ที่สกัดได้ พบว่า ปริมาณสารฟลาโวนอยด์จะลดลงเมื่ออุณหภูมิของน้ำกึ่งวิกฤตและระยะเวลาที่ใช้ในการสกัดเพิ่มขึ้น สำหรับการศึกษาความสามารถในการต่อต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดจากไหม พบว่า ความสามารถในการต่อต้านอนุมูลอิสระนั้นเป็นผลมาจากพิกเมนต์ ซึ่งสามารถยับยั้งการทำงานของอนุมูลอิสระลงได้ 50% ด้วยความเข้มข้นของสารสกัดเพียง 15.5-23.3 ไมโครกรัมต่อมิลลิตร

Link to Full Text

Share

COinS