การประยุกต์ใช้วิธีพื้นผิวตอบสนองกับการสกัดสารจากมันเทศสีม่วง (Ipomoea batatas L.) ด้วยน้ำที่มีสภาพเป็นกรดสำหรับเพิ่มปริมาณสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ
คำสำคัญ:
มันเทศสีม่วง, สารประกอบฟีนอลิก, สารประกอบฟลาโวนอยด์, สารประกอบแอนโทไซยานิน, ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ, วิธีพื้นผิวตอบสนองบทคัดย่อ
มันเทศสีม่วง (Purple sweet potatoes, PSP) เป็นแหล่งของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพมากมาย โดยเฉพาะสารต้านอนุมูลอิสระ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการผลิตและการนำเข้าที่มากขึ้นส่งผลให้เกษตรกรประสบปัญหาด้านราคาที่ตกต่ำ ซึ่ง PSP สามารถนำมาผ่านกระบวนการเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีมูลค่าเพิ่มได้ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมของการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจาก PSP ด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนอง (Response surface methodology, RSM) โดยมีตัวแปรต้นประกอบด้วยอัตราส่วนของน้ำที่มีสภาพเป็นกรดต่อมันเทศสีม่วง (A: 20-60 มิลลิลิตรต่อกรัมผงมันเทศสีม่วง) ความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก (B: ร้อยละ 0.2-0.6) เวลาที่ใช้ในการสกัด (C: 1.0-5.0 ชั่วโมง) และอุณหภูมิที่ใช้ในการสกัด (D: 20.0-60.0 องศาเซลเซียส) ผลจากการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนของน้ำที่มีสภาพเป็นกรดต่อมันเทศสีม่วง ความเข้มข้นของกรดไฮโดรคลอริก เวลาที่ใช้ในการสกัด และอุณหภูมิที่ใช้ในการสกัดมีผลต่อปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด (TPC, YTPC) ฟลาโวนอยด์ทั้งหมด (TFC, YTFC) แอนโทไซยานินทั้งหมด (TAC, YTAC) ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระเมื่อทดสอบด้วยวิธี ferric reducing antioxidant power (FRAP, YFRAP) และ 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS•+, YABTS•+) อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.05) ซึ่งแบบจำลองทางคณิตศาสตร์กำลังสองที่ได้จากผลการทดลองมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (p < 0.0001) มีค่า R2 เท่ากับ 0.9895, 0.9940, 0.9855, 0.9966 และ 0.9912 ตามลำดับ สำหรับผลตอบสนอง YTPC, YTFC, YTAC, YFRAP และ YABTS•+ ซึ่งบ่งบอกถึงความสอดคล้องกันระหว่างค่าที่ได้จากการทดลองจริงและค่าที่ได้จากการทำนาย ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมของการสกัดด้วยน้ำที่มีสภาพเป็นกรดได้ปริมาณ TPC, TFC, TAC, FRAP และ ABTS•+ เท่ากับ 6.28 mg GAE/g PSPP, 5.50 mg RE/g PSPP, 1.48 mg CGE/g PSPP, 11.26 mg TE/g PSPP และ 2.97 mg TE/g PSPP ตามลำดับ มีค่าร้อยละความผิดพลาด 0.64-2.70 และมีค่าความพึงพอใจโดยรวมของผลตอบสนอง 0.972 ผลจากการทดลองนี้ชี้ให้เห็นว่าสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากมันเทศสีม่วงเป็นสารต้านอนุมูลอิสระตามธรรมชาติที่มีศักยภาพ ซึ่งสามารถใช้เป็นส่วนประกอบในอาหารฟังก์ชัน สารสีธรรมชาติ และผลิตภัณฑ์เสริมอาหารได้
References
Wu Q, Qu H, Jia J, Kuang C, Wen Y, Yan H, et al. Characterization, antioxidant and antitumor activities of polysaccharides from purple sweet potato. Carbohydr Polym 2015;132:31-40.
Tang C, Han J, Chen D, Zong S, Liu J, Kan J, et al. Recent advances on the biological activities of purple sweet potato anthocyanins. Food Biosci 2023;53:102670.
Yong H, Wang X, Sun J, Fang Y, Liu J, Jin C. Comparison of the structural characterization and physicochemical properties of starches from seven purple sweet potato varieties cultivated in China. Int J Biol Macromol 2018;120:1632-8.
Torres A, Noriega LG, Delgadillo-Puga C, Tovar AR, Navarro-Ocana A. Caffeoylquinic acid derivatives of purple sweet potato as modulators of mitochondrial function in mouse primary hepatocytes. Molecules 2021;26(2):319.
Wang A, Li R, Ren L, Gao X, Zhang Y, Ma Z, et al. A comparative metabolomics study of flavonoids in sweet potato with different flesh colors (Ipomoea batatas (L.) Lam). Food Chem 2018;260:124-34.
Zhu Z, Guan Q, Koubaa M, Barba FJ, Roohinejad S, Cravotto G, et al. HPLC-DAD-ESI-MS2 analytical profile of extracts obtained from purple sweet potato after green ultrasound-assisted extraction. Food Chem 2017;215:391-400.
Tang C, Sun J, Zhou B, Jin C, Liu J, Kan J, et al. Effects of polysaccharides from purple sweet potatoes on immune response and gut microbiota composition in normal and cyclophosphamide treated mice. Food Funct 2018;9(2):937-50.
de Aguiar Cipriano P, Kim H, Fang C, Paula Venancio V, Mertens-Talcott SU, Talcott ST. In vitro digestion, absorption and biological activities of acylated anthocyanins from purple sweet potatoes (Ipomoea batatas). Food Chem 2022;374:131076.
Lim S, Xu J, Kim J, Chen TY, Su X, Standard J, et al. Role of anthocyanin-enriched purple-fleshed sweet potato p40 in colorectal cancer prevention. Mol Nutr Food Res 2013;57(11):1908-17.
Yang Y, Zhang Z, Zhou Q, Yan J, Zhang J, Su G. Hypouricemic effect in hyperuricemic mice and xanthine oxidase inhibitory mechanism of dietary anthocyanins from purple sweet potato (Ipomoea batatas L.). J Funct Foods 2020;73:104151.
Cai Z, Song L, Qian B, Xu W, Ren J, Jing P, et al. Understanding the effect of anthocyanins extracted from purple sweet potatoes on alcohol-induced liver injury in mice. Food Chem 2018;245:463-70.
Yang Y, Zhang JL, Shen LH, Feng LJ, Zhou Q. Inhibition mechanism of diacylated anthocyanins from purple sweet potato (Ipomoea batatas L.) against α-amylase and α-glucosidase. Food Chem 2021;359:129934.
Qin S, Sun D, Mu J, Ma D, Tang R, Zheng Y. Purple sweet potato color improves hippocampal insulin resistance via down-regulating SOCS3 and galectin-3 in high-fat diet mice. Behav Brain Res 2019;359:370-7.
ละอองศรี ศิริเกษร, สุชาดา บุญเลิศนิรันดร์, วชิรญา เหลียวตระกูล. การเปรียบเทียบการเจริญเติบโตและผลผลิตของมันเทศ 6 พันธุ์. วารสารวิจัย มทร. ศรีวิชัย 2561;10(3):411-23.
Sai-Ut S, Kingwascharapong P, Mazumder MAR, Rawdkuen S. Optimization of extraction of phenolic compounds and antioxidants from passion fruit and rambutan seeds using response surface methodology. J Agr Food Res 2023;14:100888.
สุพิชญา คำคม. ผลของการทดแทนแป้งสาลีบางส่วนด้วยแป้งมันเทศสีม่วงต่อสมบัติทางเคมีกายภาพและกิจกรรมการต้านออกซิเดชันของผลิตภัณฑ์หมั่นโถว. ววบ 2563;25(2):664-79.
Shao YXF, Sun X, Bao J, Beta T. Identification and quantification of phenolic acids and anthocyanins as antioxidants in bran, embryo and endosperm of white, red and black rice kernels (Oryza sativa L.). J Cereal Sci 2014;59(2):211-8.
Kubola J, Siriamornpun S, Meeso N. Phytochemicals, vitamin C and sugar content of Thai wild fruits. Food Chem 2011;126(3):972-81.
Cai Z, Qu Z, Lan Y, Zhao S, Ma X, Wan Q, et al. Conventional, ultrasound-assisted, and accelerated-solvent extractions of anthocyanins from purple sweet potatoes. Food Chem 2016;197:266-72.
Rodríguez-Mena A, Ochoa-Martínez LO, Gonzalez-Herrera SM, Rutiaga-Quinones OM., Gonzalez-Laredo RF, Olmedilla-Alonso B, et al. Coloring potential of anthocyanins from purple sweet potato paste: Ultrasound-assisted extraction, enzymatic activity, color and its application in ice pops. Food Chemistry Advances 2023;3:100358.
Zainol N, Aziz NH, Baharudin AS. Influence of agitation and solvent percentage on the extraction of phytochemical compound from Asystasia gangetica. Food Chemistry Advances, 2023;3:100538.
Zhang S, Xie H, Huang J, Chen Q, Li X, Chen X, et al. Ultrasound-assisted extraction of polyphenols from pine needles (Pinus elliottii): Comprehensive insights from RSM optimization, antioxidant activity, UHPLC-Q-Exactive Orbitrap MS/MS analysis and kinetic model. Ultrason Sonochem 2024;102:106742.
Huang H, Xu Q, Belwal T, Li L, Aalim H, Wu Q, et al. Ultrasonic impact on viscosity and extraction efficiency of polyethylene glycol: A greener approach for anthocyanins recovery from purple sweet potato. Food Chem 2019;283:59-67.
Nguyen HV, Le NT, Le NTN, Duong TD, Le TT, Nguyen HTT, et al. Extraction, purification, and evaluation of bioactivities of total triterpenoids from Persimmon (Diospyros kaki L.f.) leaves. Process Biochem 2024;139:70-80.
Wang F, Zhang S, Deng G, Xu K, Xu H, Liu J. Extracting total anthocyanin from purple sweet potato using an effective ultrasound-assisted compound enzymatic extraction technology. Molecules 2022;27(14):4344.
Liu W, Yang C, Zhou C, Wen Z, Dong X. An improved microwave-assisted extraction of anthocyanins from purple sweet potato in favor of subsequent comprehensive utilization of pomace. Food Bioprod Process 2019;115:1-9.
Ryu D, Koh E. Application of response surface methodology to acidified water extraction of black soybeans for improving anthocyanin content, total phenols content and antioxidant activity. Food Chem 2018;261:260-6.
Fan G, Han Y, Gu Z, Chen D. Optimizing conditions for anthocyanins extraction from purple sweet potato using response surface methodology (RSM). LWT-Food Sci Technol 2008;41(1):155-60.
Ilaiyaraja N, Likhith KR, Babu GRS, Khanum F. Optimisation of extraction of bioactive compounds from Feronia limonia (wood apple) fruit using response surface methodology (RSM). Food Chem 2015;173:348-54.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความทุกบทความที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ
