การผลิตสีผสมอาหารจากแคโรทีนอยด์ในเนื้อตาลสุก

Abstract

ก ลูกตาล (Borassus flabellifer Linn.) เป็นพรรณไม้ที่นิยมปลูกมากทางภาคตะวันตกของไทย ซึ่งมีการศึกษาพบว่าเนื้อลูกตาลสุกนั้นประกอบด้วยแคโรทีนอยด์อยู่หลายชนิด จึงมีแนวโน้มที่จะสามารถนามาผลิตเป็นสีผสมอาหารจากธรรมชาติได้ ในการศึกษาครั้งนี้เปรียบเทียบวิธีการสกัดด้วยตัวทาละลายอินทรีย์ต่างชนิดกันคือเอทานอล เอธิลอะซิเตทและเอธิลอะซิเตทผสม เอทานอลในอัตราส่วน 3:4 (v/v) จากการทดลองพบว่าสกัดได้ปริมาณของแคโรทีนอยด์ 1893.78, 490.52 และ 2,204.3 μg/g dried wt และได้นาตัวอย่างลูกตาลไปอบแห้งที่อุณหภูมิ 40, 50 และ 60 องศาเซลเซียสก่อนการสกัด เพื่อศึกษาสภาวะการสกัดแคโรทีนอยด์จากเนื้อตาลสุกที่มีประสิทธิภาพสูงที่สุด การทดลองพบว่าอุณหภูมิที่ใช้ในการอบแห้งวัตถุดิบก่อนนาไปสกัดที่เหมาะสมที่สุดคือ 50 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 1 ชั่วโมง 55 นาที โดยเฉพาะเมื่อใช้ตัวทาละลายเอธิลอะซิเตทผสมเอทานอลสามารถเพิ่มการสกัด แคโรทีนอยด์เป็น 3,682.23 (μg/g dried wt) และมีประสิทธิภาพในการสกัดเป็นร้อยละ 94.6 ดังนั้นการใช้เทคนิคการอบแห้งเนื้อตาลก่อนนามาสกัดร่วมกับการใช้ตัวทาละลายจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการสกัดแคโรทีนอยด์จากเนื้อตาลสุกมากขึ้น อย่างไรก็ตามสารสกัดแคโรทีนอยด์มีข้อจากัดในการนาไปใช้งานคือไม่ละลายน้าและไม่คงตัวต่อออกซิเจน แสงและความร้อน ยากที่จะประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อที่จะเอาชนะข้อจากัดเหล่านี้จึงมีการศึกษาและพัฒนาเทคนิคการกักเก็บแคโรทีนอยด์ให้อยู่ในรูปของอิมัลชันแบบน้ามันในน้า (O / W) ซึ่งอิมัลชันเป็นวิธีที่ช่วยเพิ่มการกระจายตัว เพิ่มความคงตัว และรักษาสารที่มีคุณค่าทางโภชนาการ ในงานวิจัยครั้งนี้ศึกษาเปรียบเทียบผลของชนิดและความเข้มข้นของอิมัลซิไฟเออร์ อิมัลซิไฟเออร์ที่ใช้ได้แก่สตาร์ชดัดแปร OSA (octenyl succinic anhydride) คือ OSA1, OSA2 และเวย์ไอโซเลท (WPI) โดยความเข้มข้นของ OSA ที่ใช้ร้อยละ 5, 10, 15, 20 และ 25 และความเข้มข้นของเวย์ไอโซเลทที่ใช้ร้อยละ 1, 5, 10, 15 และ 20 หลังจากผ่านการทาอิมัลชันแล้วจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 35 และ 5 องศาเซลเซียส แล้ววัดความคงตัว ปริมาณแคโรทีนอยด์ที่ถูกกักเก็บ การเปลี่ยนแปลงของสี ขนาดอนุภาค เป็นดัชนีตัดสินชนิดและความเข้มข้นที่เหมาะสมของอิมัลซิไฟเออร์ จากการทดลองพบว่าความเข้มข้นที่เหมาะสมและทาให้อิมัลชันคงตัว คือ OSA1 ร้อยละ 15-25, OSA2 ร้อยละ 20-25 และเวย์ไอโซเลทร้อยละ 25 นอกจากนี้การเก็บอิมัลชันไว้ที่ 5 องศาเซลเซียสจะช่วยเพิ่มความคงตัวให้กับอิมัลชันได้มากกว่าที่ 35 องศาเซลเซียส ส่วนการศึกษาชนิดของน้ามันที่เหมาะสมในการทาอิมัลชันระหว่างน้ามันถั่วเหลืองและน้ามันมะพร้าว รวมทั้งอัตราส่วนของเฟสน้ามันต่อเฟสน้า จากการทดลองพบว่าน้ามันถั่วเหลืองและน้ามันมะพร้าวมีความสามารถในการกักเก็บแคโรทีนอยด์ที่ใกล้เคียงกันโดยไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสาคัญที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 อีกทั้งยังให้ความคงตัวกับอิมัลชันในระหว่างการเก็บรักษา 30 วัน อย่างไรก็ตามเมื่อพิจารณาค่าความแตกต่างของค่าสีพบว่าน้ามันถั่วเหลืองมีอัตราการเปลี่ยนแปลงของสีที่น้อยกว่าน้ามันมะพร้าว จึงเลือกน้ามันถั่วเหลืองมาใช้ในการศึกษาอัตราส่วนของเฟสน้ามันต่อเฟสน้า ในการทาอิมัลชันพบว่าการใช้อัตราส่วนเฟสน้ามันต่อเฟสน้าที่ 1:9, 2:8 และ 3:7 ทุกอัตราส่วนมีความสามารถในการกักเก็บแคโรทีนอยด์ใกล้เคียงกัน แต่ที่อัตราส่วนที่ 1:9 และ 2:8 ระบบอิมัลชันที่ได้มีความคงตัวมากกว่าที่อัตราส่วน 3:7 เมื่อพิจารณาค่าความแตกต่างของค่าสี พบว่าที่อัตราส่วน 1:9 มีความแตกต่างของค่าสีน้อยที่สุด ดังนั้นในการทาอิมัลชันแคโรทีนอยด์จึงต้องคานึงถึงวีธีการเตรียมอิมัลชันและอุณหภูมิในการเก็บรักษาที่เหมาะสม จากการศึกษานี้พบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะใช้สารสกัดแคโรทีนอยด์ที่ได้จากเนื้อตาลสุกมาผลิตเป็นสีผสมอาหารจากธรรมชาติได้ Palmyra (Borassus flabellifer Linn.) is a plant that commonly grown in the west of Thailand. Many studies reported that the yellow color of palmyra pulp had many different types of carotenoids. This study was aimed to compare the extraction processes using different food grade solvents which were ethanol, ethyl acetate and ethyl acetate: ethanol (3:4, v/v) to extract carotenoids from palmyra pulp. The results showed that the carotenoid content were 1893.78, 490.52 and 2,204.33 μg/g dried wt. The carotenoids content was the highest by extraction with mixing solvent (ethyl acetate: ethanol, 3:4, v/v). Palmyra pulp was also dried at varying temperature, 40, 50 and 60oC before extraction. The results showed that drying of raw materials at 50oC for 175 min before extraction gave the highest carotenoids content, 3,682.23 μg/g dried wt with extraction yield of 94.6 %. So,drying palmyra pulp before extraction with food grade solvents increased the efficiency carotenoid extraction. However, the carotenoids structure have high degree of unsaturation and it is difficult for applications in food industry because carotenoids is insoluble in water and also sensitive to oxygen light and temperature. To overcome these limitations, a useful method is to entrap carotenoids into vehicle oil-in-water (O/W) emulsion system which is a way to increase the dispersibility, stability and bioavailability. The purpose of this study was to investigate the types and concentration of emulsifiers between modified starch OSA (OSA1 and OSA2) and whey protein isolate (WPI). The concentrations of OSA 5, 10, 15, 20 and 25% while WPI 1, 5, 10, 15 and 20 % were added in the emulsion system. After that the carotenoid were kept at 5 and 35oC, then stability, carotenoid retention, the change of color and particle size were used as indicator for types and concentration of emulsifier selection. The results found that the suitable emulsifiers were OSA1 15-25%, OSA2 20-25% and whey protein 25% and the suitable keeping temperature was 5 oC. Then the effect of oil types between soybean oil and coconut oil in oil phase of emulsion and the ratio of oil:water were investigated. 15% of OSA1 was used as the emulsifier for investigation the effect of types of oil. The result found that there was no difference (p>0.05) in the percentage of carotenoid retention and % creaming between those two kinds. However, the emulsion with soybean oil had the color difference less than coconut oil. Then, soybean oil was used as oil phase for investigation the effect of the ratio of oil:water. The oil: water phase was at 1:9, 2:8 and 3:7. The results showed that the tested ratio had no difference (p>0.05) in term of carotenoid retention. However, the emulsion with the ratio of 3:7 showed the highest percentage of creaming in the first 5 days storage. The emulsions with the ratio of 1:9 and 2:8 showed differently, because their emulsions still stable during keeping for 30 days. Although the emulsion with the ratio of 1:9 had the color difference less than 2:8. Overall these results gave useful information for preparation of carotenoid emulsion of yellow colorant from palmyra pulp.