Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1588
Title: Subcritical water extraction of anthraquinones from roots of morinda citrifolia
Other Titles: การสกัดสารแอนทราควิโนนส์จากรากยอด้วยน้ำสภาวะกึ่งวิกฤติ
Authors: Boonchai Pongnaravan
Advisors: Artiwan Shotipruk
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: artiwan.sh@chula.ac.th
Subjects: Anthraquinones
Extraction (Chemistry)
Morinda citrifolia--Roots
Issue Date: 2004
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: A technique of solvent-free extraction of anthraquinones, a group of antioxidant active compound from roots of Morinda citrifolia was proposed. The tecqnique utilizes subcritical water, or sometimes called pressurize hot water extraction (PHWE) as extraction medium. A series of extraction experiments were carried out at different conditions, i.e., temperatures of 150, 170, and 200 ํC and flow rates of 2, 3, 4, 5, and 6 ml/min, while the pressure remained fixed at 40 bars. The results of the study revealed that the extraction yield increases as the temperature increases and extraction rate increases as the flow rate increases up to 5 to 6 ml/min. The most suitable extraction condition was found to be at the temperature of 200 ํC and the flow rate of between 3 and 5 ml/min. A set of experiments at various flow rates suggests that the overall extraction mechanism was influenced by both mass transfer and solubility. In addition to the extraction study,the solubility of anthraquinones in subcritical water at various temperatures was also determined and a mathematical model was proposed. Comparing the extraction yields of subcritical water extraction with conventional method including maceration, soxhlet extraction, and ultrasonic assisted extraction, subcritical water extraction was found to achieve approximately 95 % recovery within only 2 h, whereas it takes extended time period of 72 h to achieve the only 80 % recovery. Although the use of ultrasound at 60 ํC was able to reduce the extraction time from 72 h to 2 h, it is still inferior to subcritical water extraction, which requires approximately the same extraction time as soxhlet extraction. Other than the quantitative analysis of anthraquinones extracted, the quality of the extract was also measured in term of antioxidant activity using a DPPH method. The results showed that antioxidant activity of the extracts obtained with subcritical water extraction was similar to that with soxhlet extraction and maceration and that there were no effects of the subcritical water temperature in the range tested. On the other hand, extracts obtained with ultrasonic assisted extraction showed the lowest antioxidant activity. All these have led to the conclusion that subcritical water extraction is a benign alternative for extraction of anthraquinones from the roots of Morinda citrifolia.
Other Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการสกัดสารแอนทราควิโนนส์ที่มีคุณสมบัติต่อต้านอนุมูลอิสระจากรากต้นยอด้วยวิธีใช้ตัวทำละลาย โดยใช้น้ำสภาวะกึ่งวิกฤติหรือเรียกอีกชื่อว่าน้ำร้อนที่สภาวะความดันสูง การทดลองทำการสกัดที่สภาวะต่าง ๆ ที่อุณหภูมิ 150 170 และ 200 องศาเซลเซียส และอัตราการไหล 2 3 4 5 และ 6 มิลลิลิตรต่อนาที โดยใช้ความดันคงที่ที่ 40 บาร์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ความสามารถการสกัดสูงขึ้นเมื่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น และอัตราการสกัดจะเร็วขึ้นเมื่อเพิ่มอัตราการไหลจนถึง 5 มิลลิลิตรต่อนาที แต่อัตราการสกัดจะไม่เพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มอัตราการไหลเป็น 6 มิลลิลิตรต่อนาที โดยที่สภาวะการสกัดที่เหมาะสมที่สุดคือที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียส ที่อัตราการไหลในช่วง 3-5 มิลลิลิตรต่อนาที และจากการทดลองผลกระทบของอัตราการไหล สามารถสรุปได้ว่ากลไกการสกัดถูกควบคุมทั้งด้วยขีดจำกัดในการละลายและขีดจำกัดในการถ่ายเทมวลสาร นอกจากนี้ก็ได้ทำการทดลองหาความสามารถในการละลายของแอนทราควิโนนส์ในน้ำกึ่งวิกฤติที่อุณหภูมิต่าง ๆ และนำข้อมูลไปหาสมการแบบจำลองเพื่อใช้ทำนายความสามารถการละลาย จากผลการเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการสกัดด้วยน้ำกึ่งวิกฤติกับวิธีสกัดด้วยสารอินทรีย์แบบต่าง ๆ อันได้แก่ วิธีแช่ ยุ่ย วิธีซอคเลต และวิธีใช้คลื่นอัลตราโซนิคช่วย พบว่า วิธีน้ำสภาวะกึ่งวิกฤติมีประสิทธิภาพการสกัดประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์โดยใช้เวลาเพียง 2 ชั่วโมง ในขณะที่วิธีแช่ยุ่ยใช้เวลาถึง 72 ชั่วโมงได้ประสิทธิภาพ 80 เปอร์เซนต์ อนึ่ง วิธี สกัดแบบใช้คลื่นอัลตราโซนิคช่วยสกัดที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ใช้เวลาลดลงจาก 72 ชั่วโมง เหลือเพียง 2 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพยังคงต่ำกว่าแบบสกัดด้วยน้ำกึ่งวิกฤติและซอคเลท ณ เวลาที่ใช้สกัดเท่ากันอยู่ นอกจากจะวัดประสิทธิภาพในการสกัดในเชิงปริมาณแล้ว ยังวัดคุณภาพของสารที่สกัดได้ โดยจะวัดในรูปของความสามารถในการต่อต้านอนุมูลอิสระ โดยใช้วิธีดีพีพีเอช ซึ่งผลการทดลอง พบว่า ประสิทธิภาพในการต่อต้านอนุมูลอิสระของสารแอนทราควิโนนส์ที่สกัดด้วยวิธีน้ำกึ่งวิกฤติให้ประสิทธิภาพสูงใกล้เคียงกับสารที่สกัดได้จากวิธีซอคเลท และ วิธีแช่ยุ่ยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิในช่วงที่ศึกษา ไม่ส่งผลต่อคุณภาพของสารที่สกัด ในขณะที่สารแอนทราควิโนนส์ที่ได้จากวิธีสกัดแบบใช้คลื่นอัลตราโซนิค ให้ผลในการต่อต้านอนุมูลอิสระที่ต่ำที่สุด จากผลการทดลองทั้งหมดสรุปได้ว่า วิธีการสกัดด้วยน้ำสภาวะกึ่งวิกฤติ เป็นวิธีการสกัดที่เหมาะสมในการสกัดสารแอนทราควิโนนส์จากรากต้นยอ
Description: Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2004
Degree Name: Master of Engineering
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemical Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/1588
ISBN: 9741771304
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Boonchai.pdf1.2 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.