Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Development of curcumin-based sensors for smart packaging application via Layer-by-Layer deposition and electrospinning

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

การพัฒนาเซ็นเซอร์จากสารสกัดขมิ้นชันสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร โดยใช้ layer-by-layer และ electrospinning

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

Stephan, Dubas T

Faculty/College

The Petroleum and Petrochemical College (วิทยาลัยปิโตรเลียมและปิโตรเคมี)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Polymer Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.2090

Abstract

Curcumin is a yellow pigment extracted from a spice called turmeric which is commonly used in food. It is also a pH-sensitive compound that has the ability to change color from yellow to orange when exposed with acidic and basic conditions, respectively. As a result, it can be used as an optical sensor to detect volatile amine compounds from meat spoilage. In order to assemble curcumin into a sensor, two methods were introduced: the layer-by-layer assemble and electrospinning. The first technique involves loading curcumin onto two types of polyelectrolyte multilayers i.e. PDADMAC/PSS and CHI/ALG. The latter technique combines PVA with curcumin to produce fibers. Next, potassium hydrogen phosphate buffer and ammonia vapor were used to observe the sensing properties of the curcumin thin films and fibers. UV-vis spectroscopy was used to observe the color of the material and SEM was used to observe the fiber morphology. It was found that the sensing properties of curcumin thin film reacts differently with different polyelectrolyte on the top layer. Curcumin on PDADMAC showed earlier change of color at pH 8 unlike PSS that had later change at pH 10. CH/ALG thin films did not produce orange color at high pH, instead it turns from yellow to colorless at pH 7. Thus, we can tune the pH sensitivity of curcumin thin films. However, the curcumin loaded thin films did not react with ammonia vapor but the fibers changed color at 100 ppm. Conclusively, curcumin fibers are more suitable in ammonia detection; however, both can be used in optical sensor applications.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ขมิ้นชันเป็นสารที่มีสีเหลืองสกัดได้จากขมิ้น ซึ่งสามารถใช้เป็นส่วนประกอบในอาหารนอกจากนี้ขมิ้นชัน ยังเป็นสารที่ใช้ในการตรวจจับความเป็นกรด-เบสได้ โดยเมื่อเปลี่ยนสภาวะจากกรดไปเป็นเบสขมิ้นชันจะสามารถเปลี่ยนสีจากสีเหลืองไปเป็นสีส้ม ดังนั้นจากคุณสมบัติดังกล่าวขมิ้นชันจึงสามารถนำมาใช้เป็นตัวตรวจจับไอระเหยของก๊าซแอมโมเนีย ในการทำขมิ้นชันมาทำเป็นตัวตรวจจับนั้นจะใช้เทคนิค 2 แบบ คือ การทำเลเยอร์บายเลเยอร์ และอิเล็คโตรสปินนิ่ง โดยการทำเลเยอร์บายเลเยอร์จะเป็นการปรับแต่งพื้นผิวของ แผ่นกระจกโดยใช้พอลิเมอร์สองชนิด ได้แก่ พอลิไดเอริลไดเมธทิลแอมโมเนียมคลอไรล์ กับพอลิสไตรีนซัลโฟเนต และ ไคโตซาน กับอัลจิเนต ส่วนเทคนิคอิเล็คโตรสปินนิ่งนั้นจะทำพอลิไวนิลแอลกอฮอล์มาผสมกับขมิ้นชัน จากนั้นนำมาขึ้นรูปเป็นเส้นใยที่มีขนาดเล็ก ในการทดสอบความไวในการเปลี่ยนสีของขมิ้นชันต่อกรด และเบสจะใช้ โพแทสเซียมไฮโดรเจนฟอสเฟต และไอของแอมโมเนียในการทดสอบโดยจะดูจากสีที่เปลี่ยนไป ของฟิล์มและเส้นใย จากผลการทดลองพบว่าในส่วนของเทคนิคเลเยอร์บายเลเยอร์นั้นพอลิเมอร์ชั้นบนสุดจะส่งผลต่อการเปลี่ยนสีของขมิ้นชัน โดยหากชั้นบนสุดเป็นพอลิไดเอริลไดเมธทิลแอมโมเนียคลอไรล์ ขมิ้นชันจะ เปลี่ยนสีที่ค่าพีเอชแปด และพอลิสไตรีนซัลโฟเนตจะเปลี่ยนสีที่ค่าพีเอชสิบ ในส่วนของไคโตซาน และอัลจิเนตนั้น ขมิ้นชันจะเปลี่ยนจากสีเหลืองเป็นสีใสที่มีค่าพีเอชเจ็ด นอกจากนี้ยังพบอีกว่าขมิ้นชันที่เป็นสีกับไอของก๊าซแอมโมเนียได้ แต่ในส่วนของขมิ้นชันที่เป็นใยนั้นจะสามารถเปลี่ยนสีเมื่อสัมผัสกับไอของก๊าซแอมโม เนียที่มีค่าความเข้มข้นมากกว่าหนึ่งร้อยมิลลิกรัมต่อลิตรขึ้นไป

Link to Full Text

Share

COinS