Effect of Spray Drying on Quality of Betacyanin Powder from ... - CRDC

Agricultural Sci. J. 42(2)(Suppl.): 209-212 (2011) ว. วิทย์. กษ. 42(2)(พิเศษ): 209-212 (2554)
ผลของการอบแห้งแบบพ่นฝอยต่อคุณภาพของผงเบต้าไซยานินจากแก้วมังกรแดง
<strong>Effect</strong> <strong>of</strong> <strong>Spray</strong> <strong>Drying</strong> on Quality <strong>of</strong> Betacyanin Powder from Red Dragon Fruit
ชลิดา เนียมนุ ้ย 1 สันติชัย สิริวัชโรดม 1 และ อุษารัตน์ แววตระการ 1
Niamnuy, C. 1 , Sirivatcahrodom, S. 1 and Waewtrakarn, U. 1
Abstract
Red dragon fruit is an important source <strong>of</strong> betacyanin, the reddish to violet pigment. It is the good
antioxidant and antitumor. The production <strong>of</strong> betacyanin powder led to easily using the betacyanin as a natural
functional food colorant. The aim <strong>of</strong> this work was to study the effect <strong>of</strong> inlet air temperature for spray drying on
the moisture content, betacyanin content and color values <strong>of</strong> betacyanin powder from fresh <strong>of</strong> red dragon fruit.
The stability <strong>of</strong> betacyanin powder was also investigated. The studied inlet hot air temperatures were 130 150
and 170 °C and the concentration <strong>of</strong> maltodentrix (carrier) was fixed at 30%. The storage condition was room
temperature and relative humidity <strong>of</strong> 55% for 30 days. The samples were taken for qualities analysis every 6
days. It was found that the inlet hot air temperature significantly affected on the moisture content and
betacyanin content <strong>of</strong> betacyanin powder (p

210 6 ปี ที 42 ฉบับที 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 ว. วิทยาศาสตร์เกษตร
เพือแต่งสีของผลิตภัณฑ์จึงเป็ นทีนิยมอย่างแพร่หลาย โดยทัวไปผู ้ผลิตนิยมใช้สีสังเคราะห์ (Synthetic Colors) ซึงผลิตโดย
การสังเคราะห์ทางเคมี เนืองจากราคาถูกและง่ายต่อการใช้งาน แต่หากผู ้บริโภคได้รับในปริมาณมากหรือมีความถีเกินไป
อาจก่อให้เกิดโรคแก่ร่างกายได้ อาทิ โรคมะเร็ง โรคเกียวข้องกับระบบทางเดินอาหารและระบบขับถ่าย เป็ นต้น (วิภาดา และ
คณะ, 2552) ดังนั นสีธรรมชาติซึงส่วนใหญ่ได้จากพืชจึงเป็ นอีกทางเลือกหนึงทีกําลังได้รับความสนใจให้ใช้เป็ นสีผสมอาหาร
กันมากขึ น เนืองจากมีความปลอดภัยต่อผู ้บริโภค อีกทั งไม่กัดกร่อนภาชนะ นอกจากนี สารสีธรรมชาติบางชนิดยังมีคุณค่า
ทางโภชนาการอีกด้วย ผู ้วิจัยจึงสนใจศึกษาเกียวกับการใช้สารสกัดจากแก้วมังกรเป็ นสีผสมอาหาร โดยแก้วมังกรเป็ นพืชใน
ตระกูลกระบองเพชรในวงศ์ Cactaceae ซึงมีทั งแก้วมังกรพันธุ ์เนื อขาว (Hylocereus undatus) และพันธุ ์เนื อแดง
(Hylocereus polyrhizus) สารให้สีทีสําคัญในแก้วมังกรทั งในส่วนเนื อและเปลือกของแก้วมังกรคือ เบต้าไซยานิน
(Betacyanin) ทีให้สีแดง-ม่วง ซึงนอกจากจะเป็ นสารให้สีแล้ว ยังมีสมบัติเป็ นสารต้านปฏิกิริยาออกซิเดชันและต้านการแบ่ง
เซลล์ของเนื องอกหลายชนิดอีกด้วย โดยการเปลียนรูปของสารสีสกัดสดมาอยู ่ในรูปของผงสี จะทําให้การใช้งานสะดวก
ยิงขึ น ดังนั นวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี คือ ศึกษาผลของอุณหภูมิอบแห้งทีมีต่อปริมาณความชื น ปริมาณเบต้าไซยานิน
และค่าสี ของผลิตภัณฑ์จากการอบแห้งแบบพ่นฝอย รวมถึงการศึกษาความคงตัวของผงผลิตภัณฑ์ระหว่างการเก็บรักษา
ด้วย
อุปกรณ์และวิธีการ
นําเนื อของแก้วมังกรแดงปริมาณ 2.5 กิโลกรัมมาผสมกับนํ ากลันปริมาตร 2.5 ลิตร ปันรวมกันเป็ นเวลา 10 นาที
แล้วกรองสารสกัดด้วยผ้าขาวบาง หลังจากนั นนําสารสกัดมาผสมกับมอลโตเด๊กซ์ทริน (ค่าสมมูลเด็กซ์โทรส 12%) ทีความ
เข้มข้น 30 เปอร์เซ็นต์ และนําสารละลายนั นมาทําการอบแห้งโดยใช้เครืองอบแห้งแบบพ่นฝอย (Labplant, SD-05, North
Yorkshire, UK) โดยใช้อุณหภูมิลมร้ อน 3 ระดับ คืออุณหภูมิลมร้ อนขาเข้าเท่ากับ 130, 150 และ 170 °C ทีความเร็วลม
ร้ อนเข้าห้องอบแห้ง 10.9 เมตร/วินาที อัตราการป้ อนสารเข้าเครืองอบแห้งแบบพ่นฝอย 10.7 มิลลิลิตร/นาที จากนั นนํา
ผลิตภัณฑ์มาวิเคราะห์คุณภาพด้านต่างๆ ได้แก่ ความชื น ปริมาณเบต้าไซยานิน ค่าสี และความคงตัวระหว่างการเก็บรักษา
โดยการวัดความชื นของผลิตภัณฑ์ตามวิธีมาตรฐาน AOAC (1999)
การวิเคราะห์ปริมาณเบต้าไซยานินทําได้โดยการนําผงผลิตภัณฑ์จากการอบแห้งแบบพ่นฝอยปริมาณ 1 กรัม
ละลายในนํ ากลัน 10 มิลลิลิตร ทําการวัดค่าการดูดกลืนแสงที 538 นาโนเมตร โดยใช้เครืองอัตราไวโลเลตและวิสิ
เบลสเปกโทรสโคปี (Simadzu, 160A, Kyoto, Japan) ซึงความเข้มข้นของเบต้าไซยานินหาได้จากสมการที (1) (Markus
และคณะ, 2005)
----------------- (1)
A×DF×MW×1000
BLC =
TM×1
เมือ BLC คือความเข้มข้นของเบต้าไซยานิน ในหน่วย กรัม/ลิตร; A = ค่าการดูดกลืนแสง; DF = Dilution Factor;
MW = มวลโมเลกุลของเบต้าไซยานิน 550 กรัม/โมล; TM (Molar extinction coefficient) = 60,000 ลิตร/โมล
การวัดค่าสีของผงเบต้าไซยานินทําได้โดยการนําผงผลิตภัณฑ์ทีได้จากการอบแห้งแบบพ่นฝอยปริมาณ 0.2 กรัม
ละลายในนํ ากลัน 20 มิลลิลิตร แล้วนําไปวัดค่าสีโดยเครืองวัดสี (Hunter Lab, Ultrascan XE, Reston, USA) ซึงรายงาน
เป็ นค่า L*, a* และ b* ในระบบ CIELAB โดยค่า L* บอกค่าความสว่าง ค่า a* บอกค่าสีแดง/เขียว และค่า b* บอกค่าสี
เหลือง/นํ าเงิน
การวิเคราะห์ความคงตัวของเบต้าไซยานินระหว่างการเก็บรักษา ทําได้โดยการนําผงผลิตภัณฑ์หลังการอบแห้ง
แบบพ่นฝอยปริมาณ 25 กรัม บรรจุภายในถุงบรรจุชนิด Nylon/LLDPE และเก็บรักษาไว้ทีอุณหภูมิห้อง และควบคุม
ความชื นสัมพัทธ์ของอากาศที 55% โดยใช้สารละลายอิมตัวของแมกนีเซียมไนเตรท (Mg(NO 3 ) 2 ) เก็บรักษาเป็ นเวลา 30 วัน
โดยทําการวัดปริมาณเบต้าไซยานินทุกๆ 6 วัน
ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง
จาก Table 1 เมือพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างกับอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าและปริมาณความชื น พบว่าเมือ
อุณหภูมิลมร้อนขาเข้าสูงขึ น ทําให้ปริมาณความชื นมีค่าลดลงอย่างมีนัยสําคัญ (p

ว. วิทยาศาสตร์เกษตร ปี ที 42 ฉบับที 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 211
170°C มีปริมาณความชื นตําทีสุด เนืองจากการเพิมขึ นของอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าจะทําให้เกรเดียนท์ของอุณหภูมิระหว่าง
ผลิตภัณฑ์และลมร้อนสูงขึ น ส่งผลให้เกิดการถ่ายเทความร้อนได้ดี นํ าจึงสามารถระเหยออกมาได้มาก ทําให้ปริมาณ
ความชื นของผลิตภัณฑ์ลดลงได้มาก (Jittanit และคณะ, 2010)
Table 1 Properties <strong>of</strong> betacyanin powder dried at various inlet hot air drying temperatures <strong>of</strong> spray drying
อุณหภูมิ
ลมร้อนขาเข้า
(°C)
ปริมาณความชื น
(%)
ปริมาณเบต้าไซยานิน
(มิลลิกรัม/กรัม)
L* a* b*
130 4.48±0.01 b 83.94±0.10 a 60.76±1.18 a 49.47±2.98 a -9.98±3.10 a
150 4.32±0.09 b 82.45±2.14 a 61.28±1.25 a 45.68±0.20 a -10.65±0.10 a
170 3.39±0.12 a 102.67±6.57 b 58.95±3.29 a 50.86±7.29 a -11.90±0.58 a
เมือพิจารณาผลของอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าทีมีต่อปริมาณเบต้าไซยานินในผลิตภัณฑ์ พบว่าการอบแห้งทีอุณหภูมิ
170 °C ให้ปริมาณเบต้าไซยานินในผลิตภัณฑ์มีค่าสูงสุด เนืองจากการอบแห้งทีอุณหภูมิ 170 °C นั นใช้เวลาในการอบแห้ง
น้อยกว่าทีอุณหภูมิ 150 และ 130 °C ทําให้ผลิตภัณฑ์สัมผัสความร้อนเป็ นระยะเวลาสั นกว่า มีผลให้เกิดการเสือมสลาย
ของเบต้าไซยานินตํากว่า (Cai และ Corke, 2001) จากการทดลองการอบแห้งทีอุณหภูมิลมร้อน 130 °C นั นไม่เหมาะแก่
การอบแห้งแบบพ่นฝอยเนืองจากประสิทธิภาพการทําแห้งทีตํา และพบว่าผลิตภัณฑ์เกิดการเกาะติด (stickiness) ของ
ภายในห้องอบแห้งมากกว่าทีอุณหภูมิอืนๆด้วย เมือพิจารณาผลการทดลองระหว่างการอบแห้งทีอุณหภูมิ 130 และ 150
°C พบว่าปริมาณเบต้าไซยานินในผลิตภัณฑ์หลังการอบแห้งไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญ (p≥0.05)
เมือพิจารณาอิทธิพลของอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าทีมีต่อค่าสีของผลิตภัณฑ์ พบว่าทีอุณหภูมิ 170°C ให้ค่า L*, b*
น้อยทีสุดและ a* มากทีสุด ซึงผลการทดลองทีได้สอดคล้องกับปริมาณเบต้าไซยานิน กล่าวคือเมือมีเบต้าไซยานินซึงเป็ น
สารให้สีแดง-ม่วงในปริมาณมาก ค่าความสว่างก็จะมีค่าน้อย (ค่า L* มีค่าเข้าใกล้ 0) มีสีแดงมากขึ น (ค่า a * มีค่าเข้าใกล้
+100) และนํ าเงินก็จะเพิมขึ น (ค่า b * มีค่าเข้าใกล้ -100) อย่างไรก็ดี พบว่าค่าสี L* a* และ b* ของผลิตภัณฑ์ทีได้จากการ
อบแห้งทีอุณหภูมิต่างๆ ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญ (p 0.05)
จาก Figure 1 ปริมาณเบต้าไซยานินในผลิตภัณฑ์ทีเวลาการเก็บต่างๆมีค่าใกล้เคียงกันและปริมาณไม่มีความ
แตกต่างกันอย่างมีนัยสําคัญ คือ ทีอุณหภูมิลมร้อนขาเข้า 130, 150 และ 170 °C อยู ่ในช่วง 80.3-83.9, 80.0-84.5 และ
100.8-104.6 มิลลิกรัม/กรัมของผลิตภัณฑ์ตามลําดับ จึงถือว่าปริมาณเบต้าไซยานินในผลิตภัณฑ์ไม่เปลียนแปลงตลอด
ระยะเวลา 30 วัน ซึงมีสาเหตุเนืองมาจากสารพยุง (มอลโตเด็กซ์ตริน) มีส่วนช่วยให้เบต้าไซยานินสลายตัวช้า (Cai และ
Corke, 2000) เมือเทียบกับการเก็บรักษาสารละลายเบต้าไซยานินทีสกัดออกมาได้ในรูปของของเหลว ซึงปริมาณเบต้าไซ
ยานินจะลดลง 30 % เมือเก็บรักษาในสภาวะไม่มีแสง ทีอุณหภูมิ 25°C เป็ นเวลา 1 อาทิตย์ (Woo และคณะ, 2011)
Figure 1 Betacyanin content in powder dried at various inlet hot air drying temperatures <strong>of</strong> spray drying during
storage

212 210 6 ปี ที 42 ฉบับที 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 ว. วิทยาศาสตร์เกษตร
สรุปผล
จากการศึกษาอิทธิพลของอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าในการอบแห้งแบบพ่นฝอยทีมีต่อความชื น ปริมาณเบต้าไซยานิน
และค่าสี พบว่าอุณหภูมิ 170 ° C เหมาะสมทีจะใช้ในการอบแห้ง เนืองจากผลิตภัณฑ์ทีได้มีคุณภาพดีทีสุด โดยมีความชื น
ตําทีสุด คือ ร้อยละ 3.39 (มาตรฐานเปี ยก) และมีปริมาณเบต้าไซยานินสูงสุดคือ 102.67 มิลลิกรัม/กรัม มีค่าสี ได้แก่ ค่า
L*, a*และ b* เท่ากับ 58.95, 50.86 และ -10.90 ตามลําดับ ทั งนี พบว่าอุณหภูมิลมร้อนขาเข้าในช่วงทีทําการศึกษามี
อิทธิพลอย่างมีนัยสําคัญต่อความชื นและปริมาณเบต้าไซยานิน แต่ไม่มีอิทธิพลอย่างมีนัยสําคัญต่อค่าสีของผลิตภัณฑ์ เมือ
ทําการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์เป็ นเวลา 30 วันทีอุณหภูมิห้องพบว่าปริมาณเบต้าไซยานินของผลิตภัณฑ์ยังคงไม่เปลียนแปลง
อย่างมีนัยสําคัญสําหรับผลิตภัณฑ์ทีได้จากการอบแห้งทีทุกอุณหภูมิลมร้อนขาเข้า
เอกสารอ้างอิง
วิภาดา สนองราษฏร์ วิภาวี ขําวิจิตร วารินทร์ ยางเดิม ปริยาภัทร เชาว์ชาญ และพัชราภรณ์ สารเสนา, 2552, การสกัดสารสี
จากเปลือกผลแก้วมังกร, วารสารวิชาการ วิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี, 2: 9-16.
AOAC, 1999, Official Method <strong>of</strong> Analysis (16 th ed.), The Association <strong>of</strong> Official Analytical Chemists, Washington,
DC.
Cai, Y.Z. and Corke, H., 2000, Production and Properties <strong>of</strong> <strong>Spray</strong>-dried Amaranthus betacyanin pigments,
Journal <strong>of</strong> Food Science, 66: 1248-1252.
Cai, Y.Z. and Corke, H., 2001, <strong>Effect</strong> <strong>of</strong> Postharvest Treatments on amaranthus betacyanin Degradation
Evaluated by Visible/near-infrareds, Journal <strong>of</strong> Food Science, 66: 1112-1118.
Jittanit, W., Niti-Att, S. and Techanuntachaikul, O., 2010, Study <strong>of</strong> <strong>Spray</strong> <strong>Drying</strong> <strong>of</strong> Pineapple Juice using
Maltodextrin as an Adjunct, Chiang Mai Journal <strong>of</strong> Science, 37: 498-506.
Markus, R.M., Florian, C.S. and Reinhold, C., 2005, Development <strong>of</strong> a Process for the Production <strong>of</strong> a Betalain-
Based Colouring Foodstuff from Cactus Pear, Innovative Food Science and Emerging Technologies, 6:
221-231.