สารสกัดน้ำจากแก่นตะวัน : การสกัดและการใช้ทดแทนน้ำมันในระบบอิมัลชันจำลอง
คำสำคัญ:
สารสกัดหยาบแก่นตะวัน , การสกัด , อิมัลชัน, ขนาดอนุภาค , สมบัติทางวิทยากระแสบทคัดย่อ
วัตถุประสงค์และที่มา : แก่นตะวันเป็นพืชหัวที่มีอินูลินเป็นองค์ประกอบ ซึ่งอินูลินมีคุณสมบัติเป็นใยอาหารแบบพรีไบโอติกที่ช่วยลดการสร้างสารก่อมะเร็ง และป้องกันการเกิดโรคต่างๆ ในการสกัดอินูลินจากแก่นตะวันมีปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อปริมาณและคุณภาพของสารสกัดที่ได้ เช่น เวลาในการสกัด อัตราส่วนระหว่างตัวทำละลายและวัตถุดิบ อุณหภูมิในการสกัด เป็นต้น ดังนั้นการเลือกสภาวะในขั้นตอนการสกัดที่เหมาะสมจึงเป็นเรื่องสำคัญ สารสกัดที่มีอินูลินเป็นองค์ประกอบสามารถนำไปใช้ทดแทนน้ำมันในผลิตภัณฑ์อาหารระบบอิมัลชันได้ ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงศึกษาการเตรียมสารสกัดน้ำจากแก่นตะวันและนำมาใช้ทดแทนน้ำมันในระบบอิมัลชัน
วิธีดำเนินการวิจัย : ในงานวิจัยนี้ศึกษาผลของการเตรียมสารสกัดน้ำจากแก่นตะวันด้วยการใช้น้ำร้อนที่อุณหภูมิแตกต่างกัน (80 และ 100 องศาเซลเซียส) และ ใช้อัตราส่วนแก่นตะวันและน้ำร้อนต่างกัน ( 1:1 และ 1:1.5) ที่มีต่อค่าดัชนีการดูดซับน้ำและน้ำมัน และดัชนีการละลายน้ำ จากนั้นนำสารสกัดจากแก่นตะวันที่ผ่านการทำแห้งและบดเป็นผงมาใช้ทดแทนน้ำมันถั่วเหลืองในระบบอิมัลชัน 2 ชนิด คือ อิมัลชันชนิดปริมาณน้ำมันต่ำ (น้ำมันร้อยละ 10) ที่อัตราส่วนการทดแทนน้ำมันร้อยละ 0, 2, 4 และ 6 และอิมัลชันชนิดปริมาณน้ำมันสูง (น้ำมันร้อยละ 75) ที่อัตราส่วนการทดแทนน้ำมันร้อยละ 0, 2.5, 5 และ 7.5 โดยศึกษาขนาดอนุภาคและสมบัติวิทยากระแสของระบบอิมัลชัน
ผลการวิจัย : ผลการวิจัยพบว่า การสกัดแก่นตะวันด้วยน้ำร้อนที่อุณหภูมิและอัตราส่วนของแก่นตะวันต่อน้ำที่แตกต่างกัน ส่งผลให้สารสกัดมีค่าดัชนีการดูดซับน้ำ (3.58-3.99 g/g) และค่าดัชนีการดูดซับน้ำมัน (2.04-2.10 g/g) ดัชนีการละลายน้ำ (ร้อยละ 56.23-59.53) และร้อยละของผลได้ (ร้อยละ 11.48-13.46) ที่ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่สารสกัดน้ำจากแก่นตะวันที่สกัดด้วยน้ำร้อน 100 องศาเซลเซียส และอัตราส่วนของแก่นตะวันต่อน้ำเท่ากับ 1:1.5 มีร้อยละของผลได้มากที่สุด (ร้อยละ 13.46±1.75) และมีปริมาณความชื้นต่ำที่สุด (ร้อยละ 5.12±0.41) (P<0.05) สภาวะการสกัดดังกล่าวจึงเป็นสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดแก่นตะวัน จากนั้นนำสารสกัดจากแก่นตะวันไปทดแทนน้ำมันในระบบอิมัลชัน พบว่าตัวอย่างอิมัลชันทั้ง 2 ชนิด แสดงผลที่คล้ายคลึงกัน โดยเมื่อเพิ่มปริมาณสารสกัดแก่นตะวันอิมัลชันจะมีขนาดอนุภาคลดลงและมีความหนืดเพิ่มมากขึ้น ยกเว้นในตัวอย่างอิมัลชันชนิดปริมาณน้ำมันต่ำที่ปริมาณสารสกัดแก่นตะวันที่ร้อยละ 2 มีขนาดอนุภาคเพิ่มขึ้น อิมัลชันชนิดปริมาณน้ำมันต่ำมีพฤติกรรมการไหลแบบนิวโตเนียน ส่วนอิมัลชันชนิดปริมาณน้ำมันสูงมีพฤติกรรมการไหลแบบ shear thinning การเพิ่มอัตราส่วนสารสกัดน้ำจากแก่นตะวันไม่ส่งผลต่อพฤติกรรมการไหลของตัวอย่างอิมัลชันแต่ส่งผลต่อความหนืดที่เพิ่มขึ้น
สรุปผลการวิจัย : สารสกัดน้ำจากแก่นตะวันที่สกัดด้วยน้ำร้อนสามารถนำไปใช้ทดแทนน้ำมันในระบบอิมัลชันได้ โดยปริมาณสารสกัดแก่นตะวันที่เหมาะสม คือร้อยละ 6 และร้อยละ 2.5 สำหรับระบบอิมัลชันชนิดปริมาณน้ำมันต่ำ และชนิดปริมาณน้ำมันสูง ตามลำดับ
References
Afoakwah, N. A., Dong, Y., Zhao, Y., Xiong, Z., Owusu, J., Wang, Y., & Zhang, J. (2015). Characterization of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) powder and its application in emulsion-type sausage. LWT-Food Science and Technology, 64(1), 74-81.
Akalın, A., & Erişir, D. (2008). Effects of inulin and oligofructose on the rheological characteristics and probiotic culture survival in low‐fat probiotic ice cream. Journal of Food Science, 73(4), M184-M188.
Akın, M., Akın, M., & Kırmacı, Z. (2007). Effects of inulin and sugar levels on the viability of yogurt and probiotic bacteria and the physical and sensory characteristics in probiotic ice-cream. Food Chemistry, 104(1), 93-99.
Anderson, R., Conway, H., Pfeifer, V., & Griffin, E. (1969). Roll and extrusion-cooking of grain sorghum grits. Cereal Science Today, 14(11), 372-376.
Archer, B. J., Johnson, S. K., Devereux, H. M., & Baxter, A. L. (2004). Effect of fat replacement by inulin or lupin-kernel fibre on sausage patty acceptability, post-meal perceptions of satiety and food intake in men. British Journal of Nutrition, 91(4), 591-599.
Chandra, S., Singh, S., & Kumari, D. (2015). Evaluation of functional properties of composite flours and sensorial attributes of composite flour biscuits. Journal of Food Science and Technology, 52, 3681-3688.
Deis, R. C. (2001). Other low-calorie ingredients: fat and oil replacers. Food Science and Technology-New York-marcel Dekker-, 519-540.
Delzenne, N. M., Cani, P. D., Daubioul, C., & Neyrinck, A. M. (2005). Impact of inulin and oligofructose on gastrointestinal peptides. British Journal of Nutrition, 93(S1), S157-S161.
Devereux, H., Jones, G., McCormack, L., & Hunter, W. (2003). Consumer acceptability of low fat foods containing inulin and oligofructose. Journal of Food Science, 68(5), 1850-1854.
El‐Nagar, G., Clowes, G., Tudoricǎ, C., Kuri, V., & Brennan, C. S. (2002). Rheological quality and stability of yog‐ice cream with added inulin. International Journal of Dairy Technology, 55(2), 89-93.
Franck, A. (2002). Technological functionality of inulin and oligofructose. British Journal of Nutrition, 87(S2), S287-S291.
Gaafar, A.M., El-din, M.F.S., Boudy, E.A. ,& El-Gazar, H.H. (2010). Extraction conditions of inulin from Jerusalem artichoke tubers and its effects on blood glucose and lipid profile in diabetic rats. Journal of American Science, 6(5), 36-43.
Huang, X., Kakuda, Y., & Cui, W. (2001). Hydrocolloids in emulsions: particle size distribution and interfacial activity. Food Hydrocolloids, 15(4-6), 533-542.
Kovačević, Z., Sutlović, A., Matin, A., & Bischof, S. (2021). Natural dyeing of cellulose and protein fibers with the flower extract of Spartium junceum L. plant. Materials, 14(15), 4091.
McClements, D. J. (2005). Theoretical analysis of factors affecting the formation and stability of multilayered colloidal dispersions. Langmuir, 21(21), 9777-9785.
Meyer, D., Bayarri, S., Tárrega, A., & Costell, E. (2011). Inulin as texture modifier in dairy products. Food Hydrocolloids, 25(8), 1881-1890.
Pocan, P., Ilhan, E., & Oztop, M. H. (2019). Characterization of emulsion stabilization properties of gum tragacanth, xanthan gum and sucrose monopalmitate: A comparative study. Journal of Food Science, 84(5), 1087-1093.
Rao, M., & Tattiyakul, J. (1999). Granule size and rheological behavior of heated tapioca starch dispersions. Carbohydrate polymers, 38(2), 123-132.
Sablania, V., Bosco, S. J. D., Rohilla, S., & Shah, M. A. (2018). Microencapsulation of Murraya koenigii L. leaf extract using spray drying. Journal of Food Measurement and Characterization, 12, 892-901.
Saengkanuk, A., Nuchadomrong, S., Jogloy, S., Patanothai, A., & Srijaranai, S. (2011). A simplified spectrophotometric method for the determination of inulin in Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) tubers. European Food Research and Technology, 233, 609-616.
San Martin-González, M., Roach, A., & Harte, F. (2009). Rheological properties of corn oil emulsions stabilized by commercial micellar casein and high pressure homogenization. LWT-Food Science and Technology, 42(1), 307-311.
Shahnozaxon, S., Akbarali, R., Dilshod, R., & Zafar, X. (2020). Water-soluble jerusalem artichoke extracts as fat replacer in dietary margarine recipe. Chemistry and Chemical Engineering, 2020(3), 11.
Tárrega, A., & Costell, E. (2006). Effect of inulin addition on rheological and sensory properties of fat-free starch-based dairy desserts. International Dairy Journal, 16(9), 1104-1112.
Umaña, M., Wawrzyniak, P., Rosselló, C., Llavata, B., & Simal, S. (2021). Evaluation of the addition of artichoke by-products to O/W emulsions for oil microencapsulation by spray drying. LWT, 151, 112146.
Ye, A., Hemar, Y., & Singh, H. (2004). Influence of polysaccharides on the rate of coalescence in oil-in-water emulsions formed with highly hydrolyzed whey proteins. Journal of agricultural and food chemistry, 52(17), 5491-5498.
Zhang, X., Zhu, X., Shi, X., Hou, Y., & Yi, Y. (2022). Extraction and purification of inulin from Jerusalem Artichoke with response surface method and ion exchange resins. ACS omega, 7(14), 12048-12055.
Zhu, Y., Guo, L., Tang, W., & Yang, Q. (2020). Beneficial effects of Jerusalem artichoke powder and olive oil as animal fat replacers and natural healthy compound sources in Harbin dry sausages. Poultry science, 99(12), 7147-7158.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Burapha Science Journal is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0) licence, unless otherwise stated. Please read our Policies page for more information
