ผลของการห่อหุ้มน้ำมันหอมระเหยใบกะเพรา Ocimum sanctum Linn. ด้วยบีตา-ไซโคลเดกซ์ทรินต่อคุณภาพและความคงตัวของสารระเหยให้กลิ่น

Abstract

น้ำมันหอมระเหยกะเพรา (Ocimum sanctum Linn.) มีองค์ประกอบที่เป็นสารระเหยให้กลิ่น จัดอยู่ในกลุ่มโมโนเทอร์พีน โมโนเทอร์พีนอยด์ ฟีนิลโพรพานอยด์ เซสควิเทอร์พีน และ เซสควิเทอร์พีนออกไซด์ นิยมใส่ในผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มเพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีกลิ่นเฉพาะที่เป็นเอกลักษณ์ แต่อย่างไรก็ตามสารระเหยให้กลิ่นส่วนใหญ่ไม่คงตัวและระเหยได้ง่ายเมื่อผ่านกระบวนการแปรรูปหรือเก็บรักษาไว้เป็นเวลานาน ประกอบกับน้ำมันหอมระเหยมีสมบัติในการละลายน้ำที่ไม่ดี จึงมีการใช้เทคนิคการห่อหุ้ม (encapsulation) ด้วยบีตา-ไซโคลเดกซ์ทริน (β-CD) เกิดเป็นสารประกอบอินคลูชัน ช่วยให้สารระเหยให้กลิ่นในน้ำมันหอมระเหยมีความคงตัวมากขึ้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเกิดสารประกอบอินคลูชัน β-CD กับน้ำมันหอมระเหยกะเพราต่อความคงตัวของสารระเหยให้กลิ่นสำคัญเมื่อผ่านการให้ความร้อนและการเปลี่ยนแปลงระหว่างการเก็บรักษาเป็นเวลา 3 เดือน ในขั้นต้น ศึกษาองค์ประกอบและปริมาณของสารระเหยให้กลิ่นในน้ำมันหอมระเหยกะเพราด้วยเทคนิค gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) พบสารระเหยให้กลิ่นหลัก คือ β-caryophyllene (19,443 ppm), eugenol (16,280 ppm) และ methyl eugenol (8,140 ppm) และสารระเหยให้กลิ่นสำคัญจากการคำนวณค่า odor activity value (OAV) คือ eugenol (1,662,224), linalool (1,462,500), eucalyptol (527,333), β-caryophyllene (303,797), copaene (139,166), methyl eugenol (119,705) และ estragole (115,250) หลังจากนั้นศึกษาสมบัติทางเคมีกายภาพของสารประกอบอินคลูชัน β-CD เพื่อเลือกอัตราส่วน (สัดส่วนโดยโมลของน้ำมันหอมระเหยกะเพรา: β-CD) ที่เหมาะสม พบว่าที่อัตราส่วน 1:5 มีปริมาณผลผลิตในการห่อหุ้ม (EY) และประสิทธิภาพในการห่อหุ้มน้ำมันหอมระเหย (EE) สูงที่สุดคือ 59.72% และ 57.01% ตามลำดับ ในขณะที่มีค่าความสามารถในการบรรจุน้ำมันหอมระเหย (LC) คือ 8.25% และความสามารถในการละลายน้ำ 20.50% ซึ่งแตกต่างกับค่าการละลายของ β-CD ปกติอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) เมื่อตรวจสอบสมบัติทางเคมีกายภาพของสารประกอบอินคลูชันด้วยเทคนิค thermo gravimetry analysis (TGA) และวิเคราะห์หมู่ฟังก์ชันด้วยเทคนิค fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) พบว่าสารประกอบอินคลูชัน β-CD ส่งผลให้น้ำมันหอมระเหยกะเพราเกิดการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางเคมีกายภาพ โดย β-CD จะทำหน้าที่เป็นสารห่อหุ้มที่กักเก็บโมเลกุลของสารระเหยให้กลิ่นของน้ำมันหอมระเหยไว้ที่โพรงภายในได้ เมื่อตรวจสอบลักษณะทางสัณฐานวิทยาโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) พบว่าสารประกอบอินคลูชันที่อัตราส่วน 1:5 ให้ผลดีที่สุด โดยมีขนาดและรูปร่างที่แตกต่างกับ β-CD ปกติ จึงเลือกสารประกอบอินคลูชันที่อัตราส่วนนี้มาศึกษาในขั้นต่อไป โดยศึกษาองค์ประกอบและปริมาณสารระเหยให้กลิ่นของน้ำมันหอมระเหยกะเพราในสารประกอบอินคลูชัน พบสารระเหยให้กลิ่นหลัก คือ eugenol (1,004 ppm), methyl eugenol (662 ppm) และ β-caryophyllene (501 ppm) รวมถึงสารระเหยให้กลิ่นสำคัญจากการคำนวณ OAV คือ eugenol (102,448), eucalyptol (80,000), linalool (17,500), methyl eugenol (9,735), β-caryophyllene (7,828), estragole (3,500) และ copaene (3,500) ซึ่งพบว่าสารระเหยให้กลิ่นสำคัญเหล่านี้เมื่ออยู่ในรูปของสารประกอบอินคลูชัน β-CD จะมีความคงตัวต่อความร้อนและการเก็บรักษาที่ยาวนานกว่าน้ำมันปกติ และผลการทดสอบทางประสาทสัมผัสพบว่าผู้ทดสอบสามารถรับรู้กลิ่นน้ำมันหอมระเหยกะเพราในสารประกอบอินคลูชันที่ผ่านการเก็บรักษาเป็นระยะเวลา 3 เดือนได้ดี ดังนั้นเทคนิคการห่อหุ้มน้ำมันหอมระเหยกะเพราด้วย β-CD จึงช่วยให้สารระเหยให้กลิ่นในน้ำมันหอมระเหยกะเพรามีความคงตัวต่อความร้อนและการเก็บรักษา ด้วยคุณสมบัตินี้ทำให้สารประกอบอินคลูชัน β-CD สามารถประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารได้อย่างหลากหลาย