Please use this identifier to cite or link to this item: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12193
Title: Extraction, Characterization and application of Antioxidant from Cashew (Anacardium occidentale L.) Leaves
Other Titles: การสกัด คุณลักษณะและการประยุกต์ใช้สารต้านออกซิเดชันจากใบมะม่วงหิมพานต์
Authors: Soottawat Benjakul
Lalita Chotphruethipong
Faculty of Agro-Industry (Food Technology)
คณะอุตสาหกรรมเกษตร ภาควิชาเทคโนโลยีอาหาร
Keywords: Antioxidants;Phenols
Issue Date: 2017
Publisher: Prince of Songkla University
Abstract: Optimization of extraction of antioxidative phenolic compounds from cashew (Anacardium occidentale L.) leaves was performed using response surface methodology (RSM) with 80% ethanol as the solvent. The central composite design (CCD) was used to establish treatments based on three independent variables, including extraction temperature (30-50 °C), time (60-180 min) and ethanol-to-solid ratio (15:1-35:1 v/w). Optimal conditions for extraction were: extraction temperature at 34.7°C for 64 min with an ethanol-to-solid ratio of 18:1 (v/w). The highest extraction yield was 8.64% under the following optimized condition. Total phenolic content (TPC) was 564.60 mg GAE/g dry extract and DPPH, ABTS radical scavenging activities and Ferric reducing antioxidant power (FRAP) were 11.74, 5.56 and 8.11 mmol TE/g dry extract, respectively. Isoquercetin and catechin were predominant in the extract. Phenolic compounds with antioxidative activity from cashew leaves were also extracted using ultrasound-assisted process. RSM and CCD were used to optimize the extraction, based on two independent variables, including amplitude (30- 77%) and time (7-31 min) when ethanol-to-solid ratio of 18:1 (v/w) was used. The highest extraction yield was 23.61 ± 0.06 % when the optimal extraction condition (77% amplitude for 31 min) was implemented. This was approximately 3 fold higher than that obtained from typical solvent extraction method. TPC was 579.55 ± 6.82 mg GAE/g dry extract and DPPH, ABTS radical scavenging activities and FRAP were 11.85, 6.04 and 10.28 mmol TE/g dry extract, respectively. Isoquercetin and catechin were the major phenolics in the extract. Additionally, hydroquinin, gallic acid, tannic acid, rutin, eriodictyol, quercetin and apigenin were also found in the extract. Antioxidative activities of cashew leaf extracts with different extraction methods (solvent extraction and ultrasound-assisted methods) at different concentrations (0-0.2 mg/ml) were investigated. DPPH, ABTS radical scavenging activities and FRAP of both extracts increased when the concentrations increased up to 0.1 mg/ml (P<0.05). Both extracts had higher activities tested by all assays than BHT (P<0.05), but lower than catechin. Furthermore, both extracts had high thermal and pH stabilities. After heating at 60-100 °C for 60 min, the antioxidative activities were still remained. High antioxidant activities of the extracts were generally observed at the pH ranging from 6 to 8. When both extracts (50 and 100 ppm) were added into ẞ-carotene-linoleic acid and lecithin liposome systems, the formation of conjugated diene (CD), peroxide value (PV) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were lowered, compared to the control (P<0.05). Nevertheless, their preventive effect toward oxidation was lower than BHT in both tested systems. When cashew leaf extract (CE) was used as antioxidant in fish oil enriched mayonnaise in comparison with BHT at levels of 100 and 200 ppm, oxidative stability during storage of 30 days at 30 °C was monitored. With addition of CE or BHT, the lipid oxidation of mayonnaise was retarded, especially at 200 ppm, as indicated by lowered PV, TBARS and AnV values. At the end of storage, a lower abundance of selected volatile compounds was found in mayonnaise added with 200 ppm CE, compared to that of the control. However, the addition of CE (200 ppm) decreased L* value but increased a*, b* and AE* values (P<0.05). Overall, CE at both levels were effective in retard the formation of rancid odor and fishy odor in the mayonnaise enriched with fish oil during the storage of 30 days at 30 °C. Therefore, cashew leaf extract, especially prepared by ultrasound- assisted process, was rich in phenolics. It could be used as natural antioxidant to prevent the oxidation of foods containing lipids including food emulsion.
Abstract(Thai): จากการศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดสารประกอบฟีนอลิกที่มีฤทธิ์การต้าน ออกซิเดชันจากใบมะม่วงหิมพานต์โดยใช้เอทานอลเข้มข้นร้อยละ 80 เป็นตัวทําละลาย โดยใช้วิธี พื้นผิวตอบสนอง (RSM) และวางแผนการทดลองแบบ Central composite design (CCD) ตัวแปร ต้นที่ศึกษา คือ อุณหภูมิของการสกัด (30-50 ซ) ระยะเวลาในการสกัด (60-180 นาที) และ อัตราส่วนของเอทานอลต่อของแข็ง (15:1-35:1 ปริมาตร น้ําหนัก) พบว่าสภาวะที่เหมาะสมของการ สกัดสารคือ อุณหภูมิ 34.7 °ซ ระยะเวลาในการสกัด 64 นาที โดยใช้อัตราส่วนเอทานอลต่อของแข็ง เท่ากับ 18:1 (ปริมาตร/น้ําหนัก) ภายใต้สภาวะการสกัดดังกล่าวให้ผลผลิตการสกัดสูงสุดเท่ากับร้อย ละ 8.64 ปริมาณสารประกอบฟีนอลิก (TPC) เท่ากับ 564.60 มิลลิกรัมสมมูลของกรดแกลลิกต่อกรัม สารสกัดแห้ง ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH และ ABTS และ FRAP มีค่าเท่ากับ 11.74 5.56 และ 8.11 มิลลิโมล สมมูลโทรล็อกซ์ต่อกรัมสารสกัดแห้งตามลําดับ ไอโซควอซิทินและเคเทชินเป็น สารประกอบฟีนอลิกหลักที่พบในสารสกัด จากการศึกษาการสกัดสารประกอบฟีนอลิกที่มีฤทธิ์การต้านออกซิเดชันจากใบ มะม่วงหิมพานต์โดยใช้คลื่นอัลตร้าซาวด์ช่วยสกัด โดยใช้วิธี RSM และวางแผนการทดลองแบบ CCD ตัวแปรต้นที่ศึกษา คือ แอมพลิจูด (30-77%) ระยะเวลาในการสกัด (7-31 นาที) โดยใช้อัลตร้า ซาวด์ของเอทานอลต่อของแข็งเท่ากับ 18:1 (ปริมาตร/น้ําหนัก) พบว่าสภาวะที่เหมาะสมของการ สกัดคือ แอมพลิจูด 77% และระยะเวลาการสกัด 31 นาที ภายใต้สภาวะการสกัดดังกล่าวให้ผลผลิต การสกัดสูงสุดเท่ากับร้อยละ 23.61 โดยมีค่ามากกว่าการสกัดโดยใช้ตัวทําละลายประมาณ 3 เท่า ปริมาณสารประกอบฟีนอลิก (TPC) มีค่าเท่ากับ 579.55 มิลลิกรัมสมมูลของกรดแกลลิกต่อกรัมสาร สกัดแห้ง ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH และ ABTS และ FRAP มีค่าเท่ากับ 11.85 6.04 และ 10.28 มิลลิโมลสมมูลโทรล็อกซ์ต่อกรัมสารสกัดแห้งตามลําดับ ไอโซควอซิทินและเคเทชินเป็น สารประกอบฟีนอลิกหลักที่พบในสารสกัด นอกจากนี้ยังพบไฮโดรควินิน กรดแกลลิก กรดแทนนิก รูติน อีริโอคิคทออล เควอซิทิน และอะพิจีนินในสารสกัดเมื่อศึกษาฤทธิ์การต้านออกซิเดชันของสารสกัดจากใบมะม่วงหิมพานต์โดยใช้ วิธีการสกัดที่แตกต่างกัน (วิธีการสกัดตัวทําละลาย และการใช้คลื่นอัลตร้าซาวด์ช่วยสกัด) ที่ระดับ ความเข้มข้นที่ต่างกัน (0-0.2 มิลลิกรัม/มิลลิลิตร) พบว่าฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH ABTS และ FRAP ของสารสกัดที่สกัดด้วยกระบวนการทั้งสองเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความเข้มข้นจนถึง 0.1 มิลลิกรัม/มิลลิลิตร (P<0.05) สารสกัดที่สกัดด้วยทั้งสองกระบวนการมีฤทธิ์ที่สูงกว่า BHT แต่ต่ํา กว่าเคเทชินสําหรับทุกวิธีการที่ใช้ทดสอบ (P<0.05) นอกจากนี้สารสกัดที่สกัดด้วยทั้งสอง กระบวนการมีความคงตัวต่อความร้อนและความเป็นกรด-ด่าง หลังจากให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 60 ถึง 100 °ซ เป็นเวลา 60 นาที พบว่ายังคงมีฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ โดยทั่วไปฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน ของสารสกัดมีค่าสูงในช่วงความเป็นกรด-ด่าง 6 ถึง 8 (P<0.05) เมื่อเติมสารสกัดทั้งสองในระบบ เบต้าแคโรทีน-ลิโนเลอิกและระบบเลซิทิน ไลโพโซม พบว่าค่า conjugated diene (CD) ค่าเปอร์ ออกไซด์ (PV) และค่า thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) ต่ํากว่าเมื่อเทียบกับ ตัวอย่างชุดควบคุม (P<0.05) แต่ทั้งนี้ผลการป้องกันการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันต่ํากว่า BHT ในทั้ง สองระบบที่ทดสอบ เมื่อศึกษาความคงตัวต่อการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของมายองเนสที่เสริมน้ํามัน ปลาโดยเติมสารสกัดจากใบมะม่วงหิมพานต์ (CE) เปรียบเทียบกับ BHT ที่ระดับความเข้มข้น 100 ppm และ 200 ppm ในระหว่างการเก็บรักษาเป็นเวลา 30 วัน ที่อุณหภูมิ 30 °ซ พบว่าการเติม CE หรือ BHT โดยเฉพาะที่ความเข้มข้น 200 ppm สามารถชะลอการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งบ่งชี้ โดยค่า PV TBARS และ พาราอะนิซีดีน (AnV) ที่ต่ํา เมื่อสิ้นสุดการเก็บรักษาตัวอย่างมายองเนสที่ เติม CE (200 ppm) มีปริมาณสารระเหยต่ํากว่าตัวอย่างชุดควบคุม อย่างไรก็ตามการเติม CE (200 ppm) ส่งผลให้ค่าความสว่าง (L*) ลดลง แต่ค่าความเป็นสีแดง ค่าความเป็นสีเหลือง (b*) และค่า ความแตกต่างของสีทั้งหมด (AE*) เพิ่มขึ้น (P<0.05) โดยภาพรวม CE ทั้งสองความเข้มข้นมี ประสิทธิภาพในการชะลอการเกิดกลิ่นหืนและกลิ่นคาวในมายองเนสที่เสริมน้ํามันปลาในระหว่าง การเก็บรักษาเป็นเวลา 30 วัน ที่อุณหภูมิ 30 °ซ ดังนั้น สารสกัดจากใบมะม่วงหิมพานต์โดยเฉพาะที่เตรียมโดยใช้วิธีคลื่นอัลตร้า ซาวด์ช่วยสกัดอุดมไปด้วยสารฟีนอลิก สามารถใช้เป็นสารต้านออกซิเดชันจากแหล่งธรรมชาติใน การป้องกันการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของอาหารที่มีไขมันเป็นองค์ประกอบรวมทั้งอาหาร ประเภทอิมัลชัน
Description: Thesis (M.Sc., Food Science and Technology)--Prince of Songkla University, 2017
URI: http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/12193
Appears in Collections:850 Thesis

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
420283.pdf2.89 MBAdobe PDFView/Open


Items in PSU Knowledge Bank are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.