Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Production of mulberry leaf extract microcapsule
Year (A.D.)
2019
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.2019.625
Abstract
งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลของความเข้มข้นของเอทานอล (60 80 และ 100% v/v) และระยะเวลา (10 20 และ 30 นาที) ในการสกัดใบหม่อนโดยใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ช่วย (ultrasound-assisted extraction) ต่อฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดใบหม่อน โดยออกแบบการทดลองแบบ 32 factorial in completely randomized design (CRD) ศึกษาผลของการเอนแคปซูเลชันด้วยวิธีการทําแห้งแบบพ่นฝอยต่อเสถียรภาพของสารสกัดใบหม่อน และศึกษาผลของบรรจุภัณฑ์ 2 ชนิด (ถุงอะลูมิเนียมฟอยล์ลามิเนต และถุง high density polyethylene, HDPE) ร่วมกับภาวะการบรรจุ 2 ภาวะ (ภายใต้ภาวะบรรยากาศ และภายใต้ภาวะสุญญากาศ) ต่อเสถียรภาพของไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนระหว่างการเก็บรักษา ที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 60 วัน จากผลการทดลองพบว่าภาวะในการสกัดด้วยความเข้มข้นเอทานอล 60% v/v เวลา 30 นาที สารสกัดใบหม่อนมีปริมาณสารฟลาโวนอยด์ทั้งหมด (5.54±0.17 mg quercetin equivalent/100 g dry basis (db)) สารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด (1505.63±4.79 mg gallic acid equivalent/100 g db) ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH (619.56±2.12 µM trolox/g db) และ FRAP (961.17±59.72 µM trolox/g db) สูงที่สุด และเลือกภาวะการสกัดนี้ในการศึกษาผลของการเอนแคปซูเลชันด้วยวิธีทำแห้งแบบพ่นฝอยโดยใช้มอลโตเดกซ์ทริน มอลโตเดกซ์ทรินต้านทานการย่อย และกัมอารบิก เป็นสารห่อหุ้มที่อัตราส่วนสารสกัดและสารห่อหุ้มที่แตกต่างกัน ผลการศึกษาสมบัติทางกายภาพพบว่า ไมโครแคปซูลที่ใช้มอลโตเดกซ์ทรินต้านทานการย่อยเป็นสารห่อหุ้มที่อัตราส่วน 1:1 มีร้อยละของผลผลิตและประสิทธิภาพในการกักเก็บสูงที่สุด อีกทั้งผลของชนิดและอัตราส่วนของสารห่อหุ้มไม่มีผลต่อความสามารถในการละลายของไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อน โดยทุกตัวอย่างมีความสามารถในการละลายมากกว่า 90% ไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนทุกตัวอย่างมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วสูงกว่าอุณหภูมิห้อง (Tการเก็บรักษา < Tg) ในขณะที่ปริมาณความชื้นและค่ากิจกรรมของน้ำของทุกตัวอย่างต่ำกว่า 8% และ 0.6 ตามลำดับ ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อาหารแห้ง จากผลการวิเคราะห์ค่าสีของไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนพบว่าทุกอย่างมีสีเขียวอมเหลือง และจากการศึกษาลักษณะโครงสร้างพื้นผิวของไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่าไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนที่ใช้มอลโตเดกซ์ทรินต้านทานการย่อยเป็นสารห่อหุ้มมีรูปรูปร่างทรงกลม พื้นผิวเรียบมากกว่าการใช้สารห่อหุ้มชนิดอื่น ในขณะที่ไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนที่ใช้มอลโตเดกซ์ทรินและกัมอารบิกเป็นสารห่อหุ้มพื้นผิวมีรอยบุบโดยรอบ และเมื่อพิจารณาฤทธิ์การต้านอนุมูอิสระพบว่าไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนที่ใช้กัมอารบิกเป็นสารห่อหุ้มที่อัตราส่วน 1:2 มีฤทธิ์การต้านอนุมูอิสระด้วยวิธี DPPH (184.43±2.70 µM trolox equivalent/g db) และ FRAP (239.39±1.91 µM trolox equivalent/g db) สูงสุด และเลือกภาวะการเอนแคปซูเลชันด้วยการทำแห้งแบบพ่นฝอยนี้ไปใช้ในการศึกษาอายุการเก็บรักษา โดยวิเคราะห์ปริมาณความชื้น ค่ากิจกรรมของน้ำ ค่าสี (L* a* b* และ ∆E*) ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH และ FRAP ปริมาณสารฟลาโวนอยด์ทั้งหมด และปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด จากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนระหว่างการเก็บรักษาพบว่าเมื่ออายุการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น ค่าความแตกต่างของสี (∆E*) ปริมาณความชื้น และค่ากิจกรรมของน้ำมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ในขณะที่ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH และ FRAP ปริมาณสารฟลาโวนอยด์ทั้งหมด และปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมดมีค่าลดลง และพบว่าไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนที่บรรจุในถุงอะลูมิเนียมฟอยล์ลามิเนตบรรจุภายใต้ภาวะสุญญากาศ มีแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงของสมบัติทางกายภาพ และฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระน้อยที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อนที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ชนิดอื่น ๆ ระหว่างการเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 60 วัน งานวิจัยนี้สามารถใช้เป็นแนวทางในการพัฒนาการผลิตและเก็บรักษาไมโครแคปซูลสารสกัดจากธรรมชาติที่มีฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระเพื่อประโยชน์ในการประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพต่อไป
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
The objectives of this research were to study the effect of ethanol concentration (60, 80 and 100% v/v) and time (10, 20 and 30 minutes) using ultrasound-assisted extraction on total phenolic content, total flavonoid content and antioxidant activities by 2,2-dyphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) scavenging and ferric reducing antioxidant power (FRAP) assays. This experiment was carried out in completely randomized design in a 32 factorial with three replications, to study the effect of encapsulation by spray drying on stability of mulberry leaf extract microcapsule and to study the effect of packaging types (laminated aluminium foil bag and high-density polyethylene plastic bag or HDPE ) and packaging conditions (under vacuum and under atmospheric conditions) on the stability of mulberry leaf extract microcapsule during storage at room temperature for 60 days. The results showed that mulberry leaf extract at 60% v/v of ethanol and extraction time of 30 minutes exhibited the highest total phenolic content (1505.63±4.79 mg gallic acid equivalent/100 g dry basis (db)), total flavonoid content (5.54±0.17 mg quercetin equivalent/100 g db) and antioxidant activity by DPPH (619.56±2.12 µM trolox/g db) and FRAP (961.17±59.72 µM trolox/g db) assays. Therefore, this extraction condition was used for further experiment. After the extraction, the mulberry leaf extract was encapsulated by spray drying using coating materials namely, maltodextrin, resistant maltodextrin and gum arabic at different ratio of mulberry leaf extract to coating material. It was found that mulberry leaf extract microcapsule prepared by resistant maltodextrin with a coating material at ratio 1:1 showed the highest encapsulation yield and encapsulation efficiency. Additionally, mulberry leaf extract microcapsules prepared with different coating materials and ratio of mulberry leaf extract/coating material did not significantly affect the water solubility index and all microcapsule samples showed the water solubility index with the values higher than 90%. Glass transition temperature of all microcapsule samples were higher than ambient temperature whereas moisture content and water activity were lower than 8% and 0.6, respectively in all sample, indicating this product was considered as dry food. The results from scanning electron microscope (SEM) images clearly showed that the type of coating material used to prepare the mulberry leaf extract microcapsules caused significantly differences in their microstructure. Mulberry leaf extract microcapsule prepared by resistant maltodextrin as a coating material had a spherical shape, smooth surface and less shrinkage than mulberry leaf extract microcapsules prepared by maltodextrin and gum arabic which had a rough surface. Moreover, the highest antioxidant activity by DPPH and FRAP assays was obtained from mulberry leaf extract microcapsule prepared by gum arabic as a coating material at ratio 1:2 with the value of 184.43±2.70 µM trolox equivalent/g db and 239.39±1.91 µM trolox equivalent/g db, respectively. Consequently, mulberry leaf extract microcapsule prepared by gum arabic as a coating material at ratio 1:2 was used in storage experiment. During the storage of mulberry leaf extract microcapsule, it showed that moisture content, water activity, color difference (∆E*) of all samples tended to increase, while total phenolic content, total flavonoid content and antioxidant activity by DPPH and FRAP assays decreased with increasing storage time. In addition, mulberry leaf extract microcapsule packed in laminated aluminium foil bag under vacuum condition had slightly changes in physical property and antioxidant activity of mulberry leaf extract microcapsule during storage (60-day) compared to other samples. This research could be used as a guideline for the development of microencapsulation of bioactive compounds with preserved antioxidant activity and can be valuable for application of healthy food product.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
อินทร์แสง, ศุภสิทธิ์, "การผลิตไมโครแคปซูลสารสกัดใบหม่อน" (2019). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 9001.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/9001