ไมโครเอนแคปซูเลชันของสารสกัดจากต้นอ่อนทานตะวันด้วยการทำแห้งแบบพ่นฝอย

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนของสารห่อหุ้ม และสภาวะในการทำแห้งที่เหมาะสมในการกักเก็บสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดต้นอ่อนทานตะวัน (Helianthus annuus L.) ด้วยกระบวนการทำแห้งแบบพ่นฝอย (Spray drying) และศึกษาเสถียรภาพในระหว่างการเก็บรักษาของไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวัน เป็นเวลา 60 วัน วางแผนการทดลองแบบ Mixture design กำหนดปัจจัยที่ทำการศึกษาแบบไม่กำหนดช่วง (Simplex centroid model) แปรอัตราส่วนของสารห่อหุ้ม 3 ชนิด ได้แก่ มอลโตเดกซ์ทริน (Maltodextrin, MD) กัมอารบิก (Gum Arabic, GA) และบุกกลูโคแมนแนนไฮโดรไลเสท (Konjac glucomannan. KGMH) ได้อัตราส่วนของสารผสม 7 สูตร กำหนดให้สารสกัดต้นอ่อนทานตะวันทุกสูตร มีความเข้มข้นเท่ากับ 1 % อัตราส่วนระหว่างสารสกัดต่อสารห่อหุ้ม คือ 1:3 กำหนดให้อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าคงที่เป็น 160 °C และอุณหภูมิลมร้อนขาออกเป็น 90±5 °C โดยกำหนดอัตราการไหลให้อยู่ระหว่าง 14-16 mL/min พบว่าไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันที่ผลิตโดยใช้ KGMH อัตราส่วน100% (สูตรที่ 3) มีประสิทธิภาพในการห่อหุ้มและกักเก็บสารประกอบฟีนอลิกจากสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันได้ดีที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับสูตรอื่น (p≤0.05) เมื่อพิจารณาฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ พบว่าสูตรดังกล่าวมีค่าที่ตรวจวัดได้ด้วยวิธี 2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) และ Ferric ion reducing antioxidant power (FRAP) สูงที่สุดด้วย (p≤0.05) เมื่อศึกษาโครงสร้างพื้นผิวภายนอกของไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่า ไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันที่ใช้ KGMH เป็นสารห่อหุ้มมีรูปร่างเป็นทรงกลม ผิวเรียบ และไม่มีรอยบุบหรือแตกบริเวณพื้นผิวเมื่อเทียบกับสูตรอื่นๆ ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงคุณลักษณะของไมโครแคปซูลที่เหมาะสมที่ผลิตได้จากกระบวนการทำแห้งแบบพ่นฝอยในการทดลองนี้ จึงคัดเลือกไมโครแคปซูลสูตรดังกล่าวไปศึกษาสภาวะในการทำแห้งแบบพ่นฝอยต่อในการทดลองถัดไป โดยแปรอุณหภูมิลมร้อนขาเข้า 3 ระดับ ได้แก่ 150 °C 170 °C และ 180 °C พบว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าจาก 150 ถึง 170 °C ส่งผลให้ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระมีค่าเพิ่มขึ้นกว่าสูตรที่ใช้อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าเป็น 180 °C อย่างไรก็ตามการใช้อุณหภูมิลมร้อนขาเข้า คือ 180 °C มีค่าปริมาณกรดคาฟิโออิลควินิก (Caffeoylquinic acid) สูงที่สุดกว่าอุณหภูมิอื่นๆ นอกจากนี้ยังพบว่าการเพิ่มอุณหภูมิลมร้อนขาเข้ายังส่งผลต่อปริมาณความชื้น ปริมาณน้ำอิสระ และความสามารถในการละลายของไมโครแคปซูลที่เตรียมได้อีกด้วย อย่างไรก็ดีอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าที่เหมาะสมที่สุดจากการทดลองนี้ คือ อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าที่ 170 °C ดังนั้นจึงเลือกสูตรนี้ไปศึกษาเสถียรภาพในระหว่างการเก็บรักษาของไมโครแคปซูลดังกล่าวเทียบกับสูตรที่ 1 (MD 100%) ซึ่งใช้เป็นสูตรควบคุม โดยกำหนดอุณหภูมิในการเก็บรักษา 2 ระดับ คือ 35 และ 45 °C พบว่าเมื่อระยะเวลาในการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ปริมาณความชื้น ปริมาณน้ำอิสระ และค่าความแตกต่างของสี (∆E*) มีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้น ในขณะที่ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH และ FRAP ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และกรดคาฟิโออิลควินิกมีค่าลดต่ำลง โดยอายุการเก็บรักษาของไมโครแคปซูลที่อุณหภูมิ 25 °C สามารถเก็บรักษาได้นาน 6 เดือน ดังนั้นจากการศึกษาในครั้งนี้สามารถสรุปได้ว่าการใช้ KGMH 100% เป็นสารห่อหุ้ม และอุณหภูมิในการทำแห้งแบบพ่นฝอยที่ 170 °C เป็นภาวะที่มีความเหมาะสมในการผลิตไมโครแคปซูลสารสกัดจากต้นอ่อนทานตะวัน เพื่อให้ได้ไมโครแคปซูลสารสกัดต้นอ่อนทานตะวันที่มีประสิทธิภาพในการกักเก็บที่ดี มีปริมาณสารประกอบฟีนอลิก และคงฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระที่สูง