Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79053
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorพิไลรัก อินธิปัญญา-
dc.contributor.authorนันท์นภัส บำรุงพนิชถาวรen_US
dc.date.accessioned2023-10-15T07:20:07Z-
dc.date.available2023-10-15T07:20:07Z-
dc.date.issued2566-06-17-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/79053-
dc.description.abstractPlasma consists of ions, electrons, and free radicals. They can interact with surrounding molecules and radicals of bioactive compounds in Centella asiatica juice. Plasma can interact hydrogen radicals from antioxidants, resulting in losses of anti-oxidative capacity of the original bioactive compounds. This study aimed to investigate the effects of plasma gas type, plasma radical generation, plasma inactivation of polyphenol oxidase, and effects of plasma on quality of Centella asiatica juice. This research study consisted of 1) a study to find suitable concentration of chlorine solution for cleaning of fresh Centella asiatica; 2) a study of plasma generation from different plasma gas types in a model system; 3) a study to find suitable juice concentration for plasma treatment; 4) a study on the effects of plasma on quality of Centella asiatica juice; 5) a study on effects of air on plasma generation and quality of plasma treated Centella asiatica juice, as compared to heat treatment; and 6) a study on resistance of polyphenol oxidase two plasma. Plasma power was kept constant at 15 kV for all study. The study to find suitable concentration of chlorine solution for cleaning of Centella asiatica leaves before juice extraction was done at 5 concentrations (100, 200, 300, 400, 500 ppm). Microbial analysis was conducted on the sample after cleaning. It was found that chlorine concentration of 100 ppm suitable for cleaning Centella asiatica leave to reduce initial microbial load of the sample. The study on plasma generation from different plasma gases in a simulated system utilized argon and argon mix with air. Two types of plasma gases were used: argon and argon mixed with air. The plasma species were measured using an optical emission spectroscopy (OES). It was found that plasma from argon gas alone consisted of hydroxyl radicals (OH-), hydrogen atoms (H+), and argon radicals (Ar). When air was mixed with argon gas, the same the same plasma species were generated, plus nitrogen radicals (N2) from the air. Therefore, the type of gas determines the plasma species that would be obtained. Because plasma species from argon gas are most likely to have less reactivity, therefore it was selected as the main plasma gas for further study to fine the effect of plasma on quality of Centella asiatica juice. Centella asiatica leaves cleaned with 100 ppm chlorine solution was used in the study to find suitable juice concentration for plasma processing. 3 concentrations (leave:water ratio of 1:6, 1:8, 1:10) were studied. The juice samples were subjected to plasma treatment using argon at flow rate of 10 L/mim as the plasma gas. Plasma treatment took 120 min and the antioxidant activity (DPPH assay) of the juice was analyzed. The juice concentration of 1:8 was found to be suitable for plasma treatment since higher DPPH activity than that of the juice with other concentrations was found. The study on the effects plasma gas on the quality of Centella asiatica juice used juice concentration of 1:8, and 4 plasma conditions (PL1 (argon gas at 10 L/min), PL2 (argon gas at 10 L/min + 0.4 L/min of oxygen), PL3 (argon gas at 15L/min), and PL4 (argon gas at 15 L/min + 0.4 L/min of oxygen). Analysis of DPPH activity was conducted at different times for 120 min. It was found that PL3 (argon gas at 15 L/min) resulted in an increase of antioxidant activity. Therefore, the argon gas flow rate of 15 L/min was selected for further experiment. The study on the effects of air on plasma and quality of Centella asiatica juice was conducted and compared to heat treatment to find suitable plasma condition for juice treatment. Three different plasma conditions were used: P1 (argon gas at 15 L/min), P2 (argon gas at 15 L/min + 5 L/min of air), and P3 (argon gas at 15 L/min + 10 L/min of air). The plasma treatment was conducted for 120 min. The antioxidant activity (DPPH assay), total phenolic content, asiaticoside content, and asiatic acid content of the juice were analyzed at different times. The results showed that P1 (argon gas at 15 L/min) was a suitable condition. It gave a significant increase of DPPH activity (p≤0.05), while the ABTS slightly increased (p>0.05). FRAP slightly decreased (p>0.05). Total phenolic compounds and asiaticoside, and asiatic acid contents were found at 149± 3.11, 0.94±0.27, and 24.99±0.76, respectively, which were slightly decreased as compared to the initial values (p>0.05). The physical quality of the juice was not significantly affected (p>0.05). Plasma could reduce polyphenol oxidase activity by 2% after 120 min treatment, whereas heat treatment could reduce the enzymatic activity by 77%. Studying the resistance of polyphenol oxidase enzyme by plasma technology. The D-value, Z-value, and Ea of the polyphenol oxidase enzyme were determined. The results showed that the D-value was in the range of 203.92 ± 17.03 to 375.54 ± 65.90 minutes, the Z-value (10-30°C) was 76.96 ± 14.20°C, and the Ea was 16.19 kJ/mol. These results suggest that plasma treatment is not as effective as heat treatment in destroying polyphenol oxidase enzyme. Because the previous study showed that plasma treatment could slightly reduce polyphenol oxidase activity, resistance of the enzyme to plasma was investigated. D and z-values of polyphenol oxidase were determined using enzyme concentrations of 100 and 200 units. Initial temperatures of the juice sample were 10, 20 and 30oC. Activation energy (Ea) was also determined. D values were in the range of 203.92±17.03 – 375.54±65.90 min; z values were in the range of 76.96±14.20°C. Ea of the polyphenol oxidase was 16.19 kJ/mol, which was lower than the Ea in thermal process (64.22 kJ/mol). Therefore, the suitable conditions for plasma treatment of Centella asiatica juice found in this study were: using 100 ppm chlorine solution for cleaning sample before extraction; juice extraction using plant to water ratio of 1:8; and using argon gas at the flow rate of 15 L/min as the plasma gas, not necessary to mix air in the plasma gas. Overall, the results of this study suggest that plasma treatment is a promising technique for improving the quality of Centella asiatica juice. However, further studies are needed to optimize the plasma treatment conditions and to assess the long-term stability of the Centella asiatica juice treated with plasma.en_US
dc.language.isootheren_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.subjectน้ำบัวบกen_US
dc.subjectสารต้านอนุมูลอิสระen_US
dc.subjectอนุมูลอิสระen_US
dc.subjectเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสen_US
dc.subjectเทคโนโลยีพลาสมาen_US
dc.titleการยับยั้งเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสในระบบจำลอง และการรักษาสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในน้ำบัวบกด้วยเทคโนโลยีพลาสมาen_US
dc.title.alternativePolyphenol Oxidase inactivation in model system and bioactive compound preservation of Centella asiatica juices by plasmaen_US
dc.typeThesis
thailis.controlvocab.thashสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากพืช-
thailis.controlvocab.thashโพลิฟีนอลออกซิเดส-
thailis.controlvocab.thashใบบัวบก-
thailis.controlvocab.thashพลาสมา-
thesis.degreemasteren_US
thesis.description.thaiAbstractพลาสมาประกอบด้วยไอออน อิเล็กตรอน และอนุมูลอิสระ โดยอนุมูลอิสระที่เกิดจากการแตกตัวของพลาสมาสามารถทำปฏิกิริยาต่อเนื่องกับโมเลกุลและอนุมูลโดยรอบส่งผลทำให้เกิดปฏิกิริยากับสารชีวโมเลกุลในน้ำบัวบก อิเล็กตรอนสามรถทำปฏิกิริยาจับอนุมูลไฮโดรเจนจากโมเลกุลที่มีหน้าที่ในการต้านอนุมูลอิสระส่งผลให้สูญเสียความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ การศึกษานี้จึงมีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาชนิดของพลาสมาก๊าซและการแตกตัวของพลาสมา การยับยั้งเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดส และศึกษาผลของพลาสมาต่อฤทธิ์ทางชีวภาพในน้ำบัวบก การวิจัยประกอบด้วย 1) การศึกษาหาความเข้มข้นของสารละลายคลอรีนที่เหมาะสมต่อการล้างบัวบก 2) การศึกษาการแตกตัวของก๊าซพลาสมาแต่ละชนิดในระบบจำลอง 3) การศึกษาความเข้มข้นของน้ำบัวบกที่เหมาะสมในการพลาสมา 4) การศึกษาผลของชนิดของก๊าซพลาสมาต่อคุณภาพของน้ำบัวบก 5) การศึกษาผลของการผสมอากาศในการผลิตพลาสมาต่อการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของน้ำใบบัวบกเปรียบเทียบกับวิธีให้ความร้อน 6) การศึกษาความต้านทานเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสต่อพลาสมา การศึกษาทุกตอนใช้กำลังไฟในการผลิตพลาสมาคงที่ที่ 15 kV จากการศึกษาหาความเข้มข้นที่เหมาะสมต่อการล้างใบบัวบก ด้วยการแปรระดับความเข้มข้นของสารละลายคลอรีน 5 ระดับ ได้แก่ 100 200 300 400 และ 500 ppm และวิเคราะห์จุลินทรีย์หลังการล้างด้วยสารละลายคลอรีน พบว่า ความเข้มข้นของสารละลายคลอรีนที่เหมาะสมสำหรับการล้างบัวบกคือ 100 ppm ซึ่งได้นำไปใช้ในการล้างใบบัวบกก่อนนำมาแปรรูปในทุกตอนของการศึกษา เพื่อเป็นการลดจำนวนจุลินทรีย์ตั้งต้นในตัวอย่าง การศึกษาการแตกตัวของก๊าซพลาสมาแต่ละชนิดในระบบจำลอง กำหนดชนิดของก๊าซพลาสมา 2 ชนิด ได้แก่ ก๊าซอาร์กอน และ ก๊าซอาร์กอนร่วมกับอากาศ และทดสอบการแตกตัวด้วยเครื่อง OES พบว่า การสร้างพลาสมาด้วยก๊าซอาร์กอนทำให้ได้อนุมูลอิสระ ดังนี้ อนุมูลไฮดรอกซิล (OH-) อะตอมไฮโดรเจน(H+) และ อนุมูลอาร์กอน (Ar) ส่วนการสร้างพลาสมาด้วยอากาศร่วมได้อนุมูลอิสระได้เหมือนกับก๊าซอาร์กอนแต่มีชนิดอนุมูลอิสระเพิ่มอีกชนิดหนึ่งคือ อนุมูลไนโตรเจน (N2) การเลือกใช้ก๊าซในการสร้างพลาสมาส่งผลต่ออนุมูลอิสระที่จะได้ เนื่องจากก๊าซอาร์กอนให้อนุมูลที่มีโอกาสเกิดอนุมูลที่มีความไวต่อการเกิดปฏิกิริยาไม่สูงมาก ก๊าซอาร์กอนจึงเป็นก๊าซหลักที่จะนำไปใช้ศึกษาต่อในขั้นตอนการหาความเข้มข้นของน้ำบัวบกที่เหมาะสมและผลของชนิดก๊าซต่อคุณภาพของน้ำบัวบก ใบบัวบกที่ผ่านการล้างด้วยสารละลายคลอรีนที่ความเข้มข้น 100 ppm ถูกนำไปใช้ในการศึกษา เพื่อหาความเข้มข้นของน้ำบัวบกที่เหมาะสมในการนำมาผ่านกระบวนการพลาสมา โดยแปรระดับความเข้มข้นของน้ำบัวบก 3 ระดับ ดังนี้ สัดส่วนบัวบก:น้ำที่ 1:6 1:8 และ 1:10 นำไปผ่านการพลาสมาด้วยก๊าซอาร์กอนที่อัตราการไหล 10 ลิตรต่อนาที และวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH ของน้ำบัวบกหลังการพลาสมา พบว่า ระดับของความเข้มข้นของน้ำบัวบกที่เหมาะสม คือ 1:8 เนื่องจากเมื่อผ่านการพลาสมา 120 นาทีมีแนวโน้มฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระเพิ่มสูงกว่าที่ระดับความเข้มข้นอื่นๆ จากการศึกษาผลของชนิดของก๊าซพลาสมาต่อคุณภาพของน้ำบัวบก เพื่อหาก๊าซที่เหมาะสมในการแปรรูปน้ำบัวบกด้วยพลาสมา โดยใช้ตัวอย่างน้ำบัวบกที่ความเข้มข้น 1:8 และใชก๊าซพลาสมา 4 สภาวะ ดังนี้ PL1 (Ar 10 L/min), PL2 (Ar 10 L/min + O 0.4 L/min), PL3 (Ar 15 L/min) และ PL4 (Ar 15 L/min + O 0.4 L/min) และวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH พบว่า สภาวะ PL3 หรือ สภาวะที่ใช้ก๊าซอาร์กอน 15 ลิตรต่อนาทีในการสร้างพลาสมา ซึ่งทำให้ค่า DPPH ของตัวอย่างหลังพลาสมาทุก ๆ 10 นาที เป็นเวลานาน 120 นาที ในน้ำบัวบกมีแนวโน้มสูงขึ้น เมื่อเวลาในการพลาสมาเพิ่มขึ้น จากการทดลองนี้จึงกำหนดก๊าซอาร์กอนเป็นก๊าซหลักในการสร้างพลาสมาและกำหนดที่อัตราการไหล 15 ลิตรต่อนาทีในการสร้างสภาวะพลาสมา ซึ่งจะนำไปใช้ศึกษาผลของพลาสมาต่อการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของน้ำบัวบกในตอนถัดไป การศึกษาผลของการผสมอากาศในการผลิตพลาสมาต่อการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของน้ำใบบัวบกเปรียบเทียบกับวิธีให้ความร้อน ใช้ตัวอย่างน้ำบัวบกที่ความเข้มข้น 1:8 ที่อัตราการไหลของก๊าซพลาสมาที่ 15 L/min เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการแปรรูปน้ำบัวบกด้วยพลาสมา โดยแปรระดับการผสมอากาศในพลาสมาก๊าซ ดังนี้ P1 (Ar 15 L/min), P2 (Ar 15 L/min + Air 5 L/min) และ P3 (Ar 15 L/min + Air 10 L/min) กระบวนการพลาสมาใช้เวลา 120 นาที และวิเคราะห์ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH, ABTS, FRAP วิเคราะห์ปริมาณสารประกอบฟีนอลทั้งหมด ปริมาณสารเอเชียติโคไซด์และกรดเอเชียติกของตัวอย่างทุก ๆ 10 นาที พบว่า สภาวะที่เหมาะสม คือ P1 หรือ สภาวะที่ใช้ก๊าซอาร์กอน 15 ลิตรต่อนาที โดยคุณภาพของน้ำบัวบกที่ผ่านการพลาสมาเป็นดังนี้ ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระ DPPH เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) มีค่าเท่ากับ 16.35 ± 1.10% ค่า ABTS เพิ่มขึ้นอย่างไม่มีนัยสำคัญ (p<0.05) มีค่าเท่ากับ 82.76 ± 0.10% ส่วนค่า FRAP มีค่าลดลงอย่างไม่มีนัยสำคัญ (p<0.05) มีค่าเท่ากับ 0.94 ± 0.09 µmolFeSO4/mL มีปริมาณสารประกอบฟีนอลทั้งหมด 149.22 ± 3.11 mgGAE/mL และปริมาณสารสำคัญเอชียติโคไซด์และกรดเอเชียติก มีปริมาณ 0.94 ± 0.27 และ 24.99 ± 0.76 mg/mL ตามลำดับ ซึ่งหลังผ่านการพลาสมามีค่าลดลงอย่างไม่มีนัยสำคัญ (p<0.05) ในส่วนของคุณภาพทางกายภาพไม่มีการเปลี่ยนแปลงจากคุณภาพของน้ำบัวบกที่ไม่ผ่านการพลาสมา (p>0.05) แต่การลดกิจกรรมของเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสในน้ำบัวบกทำได้ค่อนข้างต่ำ สามารถลดกิจกรรมของเอนไซม์ได้เพียง 2.0% ซึ่งเมื่อใช้ความร้อนการในการลดกิจกรรมของเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสทำได้ 77% แต่การให้ความร้อนทำให้มีผลต่อคุณภาพของน้ำบัวบกทั้งทางด้านกายภาพอาจเกิดการตกตะกอนและสีที่อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงเป็นสีน้ำตาล เนื่องจากพบว่ากระบวนการพลาสมาสามารถลดกิจกรรมของเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสได้เพียงเล็กน้อย จึงมีการศึกษาความต้านทานเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสต่อพลาสมา ศึกษาค่า D-value และค่า Z-value ของเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดส โดยแปรระดับความเข้มข้นของสารสกัดเอนไซม์ 2 ระดับ ได้แก่ 100 และ 200 Unit อุณหภูมิเริ่มต้นของสารสกัดเอนไซม์คือ 10 20 และ 30°C และวิเคราะห์ค่า D-value ค่า Z-value และค่า Ea พบว่า ค่า D-value มีค่าอยู่ในช่วง 203.92 ± 17.03 – 375.54 ± 65.90 นาที และมีค่า Z-value (10-30°C) มีค่าเท่ากับ 76.96 ± 14.20 °C และมีค่า Ea เท่ากับ 16.19 kJ/mol ซึ่งมีค่าต่ำกว่าค่า Ea จากกระบวนการให้ความร้อนที่มีรายงานไว้ (64.22 kJ/mol) แสดงว่าความสามารถในการทำลายเอนไซม์โพลิฟีนอลออกซิเดสของกระบวนการพลาสมาต่ำกว่าการทำลายด้วยความร้อน ดังนั้น สภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการพลาสมาสำหรับน้ำบัวบก ที่ได้จากการวิจัยนี้คือความเข้มข้นของสารละลายคลอรีน 100 ppm เหมาะสมสำหรับการล้างทำความสะอาดใบบัวบกก่อนนำไปคั้นน้ำ ที่ความเข้มข้นของใบบัวบกต่อน้ำในสัดส่วน 1:8 และใช้ก๊าซอาร์กอนที่อัตราการไหล 15 ลิตรต่อนาที เป็นก๊าซพลาสมาโดยไม่จำเป็นต้องมีการผสมอากาศในก๊าซพลาสมา จากผลของการศึกษานี้ทำให้เห็นว่ากระบวนการพลาสมาเป็นกระบวนการที่มีความเป็นไปได้ในการปรับปรุงคุณภาพของน้ำบัวบก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อปรับสภาวะในการพลาสมาให้เหมาะสมยิ่งขึ้น และศึกษาเสถียรภาพเชิงคุณภาพของน้ำบัวบกในระยะยาวen_US
Appears in Collections:AGRO: Theses



Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.