Extraction and enzymatic browning inhibition of extracts from agricultural by-products

Abstract

Enzymatic browning is a major problem in fruit and vegetable which is caused by polyphenol oxidases that catalyze the oxidation of phenolic compounds and lead to the forming of brown pigments. The study aimed to evaluate the enzymatic browning inhibition effect of extracts from agricultural by-products from rice and corn including rice bran, rice husk, rice straw, corn plant, corn silk, corn husk, and corncob. The results showed that the aqueous extract of corncob had the highest tyrosinase activity inhibition activities for L-DOPA at 3.16 mg vitamin C equivalent/g extract. Then extraction of corncob at different temperatures, i.e. 40, 60, 80, and 100 °C was studied and compared with 80% v/v ethanolic extraction at 40 °C. The extracts were evaluated for antioxidant activity and total phenolic compound. Phenolic compounds compositions were also determined using high performance liquid chromatography. It was found that the corncob extract at 100 °C contained the highest of phenolic compound content and the major phenolic compounds were hydroxycinnamic acid group. In addition, the corncob extract at 100 °C was applied to fresh cut green mango to evaluate the browning inhibition. The extract showed the browning inhibition similar to 0.5% ascorbic acid. This study showed the potential of corncob extract for enzymatic browning inhibition in fruit and vegetable.

การเกิดสีน้ำตาลที่เร่งด้วยเอนไซม์เป็นปัญหาสำคัญที่พบในผักผลไม้โดยมีสาเหตุจากเอนไซม์ในกลุ่มพอลิฟีนอลออกซิเดสที่เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของสารประกอบฟีนอลิกและก่อให้เกิดเป็นสารประกอบสีน้ำตาล งานวิจัยนี้วัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสมบัติในการยับยั้งการเกิดสีน้ำตาลที่เร่งด้วยเอนไซม์ของสารสกัดจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรจากข้าวและข้าวโพด ได้แก่ รำข้าว แกลบ ฟาง ต้นข้าวโพด ไหมข้าวโพด เปลือกฝักข้าวโพด และซังข้าวโพด พบว่าสารสกัดด้วยน้ำจากซังข้าวโพดมีฤทธิ์ในการยับยั้งการทำงานเอนไซม์ไทโรซิเนสในการเร่งปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาลของ L-DOPA ได้มากที่สุด คือ 3.16 mg vitamin C equivalent/g extract จากนั้นจึงศึกษาผลของอุณหภูมิในการสกัดซังข้าวโพดที่ 40, 60, 80, และ 100 องศาเซลเซียส เทียบกับการใช้เอทานอล 80% v/v ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียสและวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ และสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด รวมถึงการวิเคราะห์ชนิดของสารประกอบฟีนอลิกด้วยวิธีโครมาโตกราฟฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง พบว่าการสกัดซังข้าวโพดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสให้ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกมากที่สุดโดยเฉพาะกลุ่มของสารประกอบไฮดรอกซีซินนามิก จากนั้นได้นำสารสกัดที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียส ไปทดสอบการยับยั้งการเกิดสีน้ำตาลของมะม่วงตัดแต่ง พบว่าสารสกัดดังกล่าวมีฤทธิ์ชะลอการเกิดสีน้ำตาลเนื่องจากเอนไซม์ได้ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเมื่อเปรียบเทียบกับกรดแอสคอร์บิก 0.5% w/v จากงานวิจัยนี้ได้แสดงให้เห็นความเป็นไปได้ของการใช้ประโยชน์ของสารสกัดซังข้าวโพดเพื่อชะลอการเกิดสีน้ำตาลในผักและผลไม้