การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงและไมโครเวฟช่วยในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากเมล็ดข้าวสี
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ข้าวสีของไทยจัดเป็นข้าวฟังก์ชันเพราะมีสารประกอบกลุ่มฟีนอลลิกและฟลาโวนอยด์ในปริมาณที่สูง ทำให้สามารถต้านออกซิเดชันได้ดี ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่อุตสาหกรรมเครื่องสำอางต้องการ รวมทั้งมีสมบัติการยับยั้งเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับความหมองคล้ำของผิว เช่น ไทโรซิเนส เป็นต้น งานวิจัยนี้ได้ศึกษาเปรียบเทียบวิธีการสกัดสารผสมที่มีสมบัติเป็นองค์ประกอบในเครื่องสำอางจากเมล็ดข้าวกล้องสี 3 วิธี คือ (1) การแช่ในสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ซาไลน์ พีเอช 7.4 (Phosphate buffer saline: PBS, pH 7.4) (2) การแช่ใน PBS ร่วมกับการใช้คลื่นเสียงความถี่สูง (PBSS) เพื่อช่วยทำลายโครงสร้างของผนังเซลล์พืช และ (3) การแช่ใน PBS ร่วมกับการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงและไมโครเวฟ (PBSSM) เพื่อช่วยเพิ่มอุณหภูมิในการสกัด การทดสอบด้วยข้าวสีของไทยจำนวน 8 พันธุ์ ประกอบด้วย ข้าวสีแดง 3 พันธุ์ คือ ข้าวเจ้ามะลิแดง (MD) ข้าวมะลิโกเมน (MK) และข้าวสังข์หยด (SY) ข้าวสีม่วงเข้ม 3 พันธุ์ คือ ข้าวเหนียวดำม้ง (DM) ข้าวเหนียวดำลืมผัว (NLP) และ ข้าวไรซ์เบอร์รี่ (RB) ข้าวสีดำ 2 พันธุ์ คือ ข้าวหอมนิล (HN) และ ข้าวเมล็ดฝ้าย (MF) พบว่า PBSS และ PBSSM ให้ผลการสกัดสารประกอบกลุ่มฟีนอลลิก ฟลาโวนอยด์ โปรตีน กิจกรรมการต้านออกซิเดชันด้วย FRAP และกิจกรรมยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสสูงกว่าการแช่ใน PBS และเมื่อเทียบกับ PBSS การใช้ไมโครเวฟ (PBSSM) ให้ผลดีขึ้น ลดลง หรือเท่าเดิมขึ้นอยู่กับพันธุ์ข้าวและลักษณะที่ศึกษา ยกเว้นฤทธิ์การต้านออกซิเดชันด้วย DPPH ที่ลดลงอย่างมากในข้าวทุกพันธุ์เมื่อใช้ไมโครเวฟ ข้าวสีม่วงเข้มหรือดำมีฟีนอลลิก ฟลาโวนอยด์ โปรตีน ฤทธิ์การต้านออกซิเดชัน และกิจกรรมยับยั้งไทโรซิเนสสูงกว่าข้าวสีแดง ดังนั้นข้าวเหนียวลืมผัว ข้าวหอมนิล ข้าวเหนียวดำม้ง ข้าวเมล็ดฝ้าย และข้าวไรซ์เบอร์รี่มีศักยภาพที่จะนำมาใช้สกัดสารสำคัญเพื่อใช้เป็นส่วนประกอบในเครื่องสำอาง เนื่องจากมีสมบัติที่ดีในการต้านออกซิเดชันและต้านเอนไซม์ไทโรซิเนส นอกจากนี้ยังพบว่าสารละลายฟอสเฟตบัฟเฟอร์ซาไลน์สามารถสกัดสารสำคัญได้ดีไม่แพ้ตัวทำละลายอินทรีย์และมีประสิทธิภาพในการสกัดมากขึ้นเมื่อใช้ร่วมกับคลื่นเสียงความถี่สูง
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
Altemimi, A., Lakhssassi, N., Baharlouei, A., Watson, D.G. and Lightfoot, D.A. (2017). Phytochemicals: Extraction, Isolation, and Identification of Bioactive Compounds from Plant Extracts. Plants (Basel) 6(4): 42. doi: 10.3390/plants6040042.
Ameer, K., Shahbaz H.M. and Kwon, J.H. (2017). Green extraction methods for polyphenols from plant matrices and their byproducts: A review. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 16(2): 295 - 315. doi: 10.1111/1541-4337.12253.
Andriani, R., Subroto, T., Ishmayana, S. and Kurnia, D. (2022). Enhancement methods of antioxidant capacity in rice bran: A review. Foods 11: 2994. doi: 10.3390/foods11192994.
Benzie, I.F. and Strain, J.J. (1996). The ferric reducing ability of plasma as a measure of "antioxidant power": the FRAP assay. Analytical Biochemistry 239(1): 70 - 76. doi: 10.1006/abio.1996.0292.
Boue, S.M., Daigle, K.W., Chen, M.H., Cao, H. and Heiman, M.L. (2016). Antidiabetic potential of purple and red rice (Oryza sativa L.) bran extracts. Journal of Agriculture and Food Chemistry 64(26): 5345 - 5353. doi: 10.1021/acs.jafc.6b01909.
Bradford, M.M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 72(1): 248 - 254. doi: 10.1006/abio.1976.9999.
Chang, T.S. (2009). An updated review of tyrosinase inhibitors. International Journal of Molecular Science 10(6): 2440 - 2475. doi: 10.3390/ijms10062440.
Chen, H.X., Wang, C.Z., Ye, J.Z., Zhou, H., Tao, R. and Zhang, Y.S. (2014). Inhibitory effect of the ethyl acetate fraction of ethanol extract from Rhus verniciflua stokes wood on the activity of mushroom tyrosinase. Bioresources 9(4): 7243 - 7256. doi: 10.15376/biores.9.4.7243-7256.
Chen, H.J., Dai, F.J., Chen, C.Y., Fan, S.L., Zheng, J.H., Huang, Y.C., Chau, C.F., Lin, Y.S. and Chen, C.S. (2021). Evaluating the antioxidants, whitening and antiaging properties of rice protein hydrolysates. Molecules 26: 3605. doi: 10.3390/molecules26123605.
Chen, X., Yang, Y., Yang, X., Zhu, G., Lu, X., Jia, F., Diao, B., Yu, S., Ali, A., Zhang, H., Xu, P., Liao, Y., Sun, C., Zhou, H., Liu, Y., Wang, Y., Zhu J., Xiang, Q. and Wu, X. (2022). Investigation of flavonoid components and their associated antioxidant capacity in different pigmented rice varieties. Food Research International 161: 111726. doi: 10.1016/j.foodres.2022.111726.
Ciulu, M., Cádiz-Gurrea, M.L. and Segura-Carretero, A. (2018). Extraction and analysis of phenolic compounds in rice: A review. Molecules 23(11): 2890. doi: 10.3390/molecules23112890.
Das, A.B., Goud, V.V. and Das, C. (2017). Extraction of phenolic compounds and anthocyanin from black and purple rice bran (Oryza sativa L.) using ultrasound: A comparative analysis and phytochemical profiling. Industrial Crops and Products 95: 332 - 341. doi: 10.1016/j.indcrop.2016.10.041.
Das, M., Dash, U., Mahanand, S.S., Nayak, P.K. and Kesavan, R.K. (2023). Black rice: A comprehensive review on its bioactive compounds, potential health benefits and food applications. Food Chemistry Advances 3: 100462. doi: 10.1016/j.focha.2023.100462.
Deniz, F.S.S., Orhan, I.E. and Duman, H. (2021). Profiling cosmeceutical effects of various herbal extracts through elastase, collagenase, tyrosinase inhibitory and antioxidant assays. Phytochemistry Letters 45: 171 - 183. doi: 10.1016/j.phytol.2021.08.019.
Gao, Y., Guo, X., Liu, Y., Zhang, M., Zhang, R., Abbasi, A.M., You, L., Li, T. and Liu, R.H. (2018). Comparative assessment of phytochemical profile, antioxidant capacity and anti-proliferative activity in different varieties of brown rice (Oryza sativa L.). LWT 96: 19 - 25. doi: 10.1016/j.lwt.2018.05.002.
Irakli, M., Kleisiaris, F., Kadoglidou, K. and Katsantonis, D. (2018). Optimizing extraction conditions of free and bound phenolic compounds from rice by-products and their antioxidant effects. Foods 7(6): 93. doi: 10.3390/foods7060093.
Jha, P., Das, A.J. and Deka, S.C. (2017). Optimization of ultrasound and microwave assisted extractions of polyphenols from black rice (Oryza sativa cv. Poireton) husk. Journal of Food Science Technology 54(12): 3847 - 3858. doi: 10.1007/s13197-017-2832-0.
Jiratchayamaethasakul, C., Ding, Y., Hwang, O. Im, S., Jang, Y., Myung, S., Lee, J., Kim, H., Ko, S. and Lee, S. (2020). In vitro screening of elastase, collagenase, hyaluronidase, and tyrosinase inhibitory and antioxidant activities of 22 halophyte plant extracts for novel cosmeceuticals. Fisheries and Aquatic Sciences 23(6): 1 - 9. doi: 10.1186/s41240-020-00149-8.
Mansouritorghabeh, H., Jabbari-Azad, F., Varasteh, A., Sankian, M. and Farid-Hosseini, R. (2017). Common solvents for making extraction of allergenic proteins from plants’ pollens for prick tests and related factors: A technical review. Electronic Physician 9(5): 440 - 446. doi: 10.19082/4440.
Masaki, H. (2010). Role of antioxidants in the skin: anti-aging effects. Journal of Dermatological Science 58(2): 85 - 90. doi: 10.1016/j.jdermsci.2010.03.003.
Mason, T.J., Cobley, A.J., Graves, J.E. and Morgan, D. (2011). New evidence for the inverse dependence of mechanical and chemical effects on the frequency of ultrasound. Ultrasonic Sonochemistry 18(1): 226 – 230. doi: 10.1016/j.ultsonch.2010.05.008.
Miyazawa, M., Oshima, T., Koshio, K., Itsuzaki, Y. and Anzai, J (2003). Tyrosinase inhibitor from black rice bran. Journal of Agricultural and Food Chemistry 51(24): 6953 - 6956. doi: 10.1021/jf030388s.
Pokkanta, P., Yuenyong, J., Mahatheeranont, S., Jiamyangyuen, S. and Sookwong, P. (2022). Microwave treatment of rice bran and its effect on phytochemical content and antioxidant activity. Scientific Reports 12: 7708. doi: 10.1038/s41598-022-11744-1.
Poomanee, W., Doungsaard, P., Nantharat, N. and Leelapornpisid, P. (2021). Evaluation of biological activities and stability of Thai organic riceberry broken rice extracts for the anti-aging cosmetology. International Journal of Applied Pharmaceutics 13(1): 1 – 4. doi: 10.22159/ijap.2021.v13s1.Y0027.
Pramai, P. and Jiamyangyuen, S. (2016). Chemometric classification of pigmented rice varieties based on antioxidative properties in relation to color. Songklanakarin Journal of Science and Technology 38(5): 463 - 472. doi: 10.14456/sjst-psu.2016.62.
Priya, T.S.R., Nelson, A.R.L.E., Ravichandran, K. and Antony, U. (2019). Nutritional and functional properties of coloured rice varieties of South India: a review. Journal of Ethnic Foods 6: 11. doi: 10.1186/s42779-019-0017-3.
Razak, D.L.A., Rashid, A.Y.N., Jamaluddin, A., Sharifudin, A. S., Kahar, A.A. and Long, K. (2017). Cosmeceutical potentials and bioactive compounds of rice bran fermented with single and mix culture of Aspergillus oryzae and Rhizopus oryzae. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences 16(2): 127 - 134. doi: 10.1016/j.jssas.2015.04.001.
Razak, D.L.A., Jamaluddin A., Rashid N.Y.A., Ghana A.A. and Manan M.A. (2019). Assessment of fermented broken rice extracts for their potential as functional ingredients in cosmeceutical products. Annals of Agricultural Sciences 64(20): 176 - 182. doi: 10.1016/j.aoas.2019.11.003.
Rocchetti, G., Gregorio, R.P., Lorenzo, J.M., Barba, F.J., Oliveira, P.G., Prieto, M.A., Simal-Gandara, J., Mosele, J.I., Motilva, M.J., Tomas, M., Patrone, V., Capanoglu, E. and Lucini, L. (2022) Functional implications of bound phenolic compounds and phenolics-food interaction: A review. Comprehensive Review in Food Science and Food Safety 21(2): 811 - 842. doi: 10.1111/1541-4337.12921.
Saenkod, C., Liu, Z., Huang, J. and Gong, Y. (2013). Anti-oxidative biochemical properties of extracts from some Chinese and Thai rice varieties. African Journal of Food Science 7(9): 300-305. doi: 10.5897/AJFS 2013.1010.
Samyor, D., Das, A.B. and Deka, S.C. (2017). Pigmented rice a potential source of bioactive compounds: a review. International Journal of Food Science and Technology 52(5): 1073 - 1081. doi: 10.1111/ijfs.13378.
Secchi, G. (2008). Role of protein in cosmetics. Clinics in Dermatology 26(4): 321 - 325. doi: 10.1016/j.clindermatol.2008.04.004.
Sompong, R., Siebenhandl-Ehn, S., Linsberger-Martin, G. and Berghofer, E. (2011). Physicochemical and antioxidative properties of red and black rice varieties from Thailand, China and Sri Lanka. Food Chemistry 124(1): 132 - 140. doi: 10.1016/j.foodchem.2010.05.115.
Sripanidkulchai, B., Junlatat, J., Tuntiyasawasdikul, S., Fangkrathok, N., Sanitchon, J. and Chankaew, S. (2022). Phytochemical and bioactivity investigation of Thai pigmented-upland rice: Dam-Mong and Ma-led-Fy varieties. Agriculture and Natural Resources 56: 889 – 898. doi: 10.34044/j.anres.2022.56.5.03.
Surin, S., You, S., Seesuriyachan, P., Muangrat, R., Wangtueai, S., Jambrak, A.R., Phongthai, S., Jantanasakulwong, K., Thanongsak Chaiyaso, T. and Phimolsiripol, Y. (2020). Optimization of ultrasonic-assisted extraction of polysaccharides from purple glutinous rice bran (Oryza sativa L.) and their antioxidant activities. Scientific Reports 10: 10410. doi: 10.1038/s41598-020-67266-1.
Tabaraki, R. and Nateghi, A. (2011). Optimization of ultrasonic-assisted extraction of natural antioxidants from rice bran using response surface methodology. Ultrasonic Sonochemistry 18(6): 1279 - 1286. doi: 10.1016/j.ultsonch.2011.05.004.
Tao, Y., Wu, D., Zhang, Q.A. and Sun, D.W. (2014). Ultrasound-assisted extraction of phenolics from wine lees: modeling, optimization and stability of extracts during storage. Ultrasonic Sonochemistry 21(2): 706 – 715. doi: 10.1016/j.ultsonch.2013.09.005.
Teeranachaideekul, V., Wongrakpanich, A., Leanpolchareanchai, J., Thirapanmethee, K. and Sirichaovanich-karn, C. (2018). Characterization, biological activities and safety evaluation of different varieties of Thai pigmented rice extracts for cosmetic applications. Pharmaceutical Sciences Asia 45(3): 140 -153. doi: 10.29090/psa.2018.03.140.
Thai Rice Exporters Association. (2023). Thai Rice Exporters Association. Souece: http://www.thairiceexporters.or.th/List_%20of_statistic. Retrieved from 20 November 2023.
Tikapunya, T., Jumpatong, K., Lapinee, C. and Samsomchai, P. (2023). Assessment of cytotoxicity and antioxidant activities of Rice Berry extracts for body cream products. Journal of Experimental Life Science 13(2): 94 – 100. doi: 10.21776/ub.jels.2023.013.02.04.
Tsubaki, S., Sakamoto, M. and Azuma, J. (2010). Microwave-assisted extraction of phenolic compounds from tea residues under autohydrolytic conditions. Food Chemistry 123(4): 1255 - 1258. doi: 10.1016/j.foodchem.2010.05.088.
Usman, I., Hussain M., Imran A., Afzaal M., Saeed, F., Javed, M., Afzal, A., Ashfaq, I., Jbawi, E.A. and Saewan, S.A. (2022). Traditional and innovative approaches for the extraction of bioactive compounds. International Journal of Food Properties 25(1): 1215 - 1233. doi: 10.1080/10942912.2022.2074030.
Wang, Y., Zhao, L., Zhang, R., Yang, X., Sun, Y., Shi, L. and Xue, P. (2020). Optimization of ultrasound assisted extraction by response surface methodology, antioxidant capacity, and tyrosinase inhibitory activity of anthocyanins from red rice bran. Food Science & Nutrition 8(2): 921 - 932. doi: 10.1002/fsn3.1371.
Williams, O.J., Raghavan, G.S.V., Orsat, V. and Dai, J. (2004). Microwave-assisted extraction of capsaicinoids from capsicum fruit. Journal of Food Biochemistry 28(2): 113 - 122. doi: 10.1111/j.1745-4514.2004.tb00059.x.
Wongsa, P. (2020). Phenolic Compounds and Potential Health Benefits of Pigmented Rice. In Recent Advances in Rice Research; Ansari,M.U.R., Ed. London, United Kingdom: IntechOpen. 1 - 20. doi: 10.5772/intechopen.93876.
Yadav, T., Mishra, S., Das, S., Aggarwal, S and Rani, V. (2015). Anticedants and natural prevention of environmental toxicants induced accelerated aging of skin. Environmental Toxicology and Pharmacology 39(1): 384 - 391. doi: 10.1016/j.etap.2014.11.003.
Yodmanee, S., Karrila, T.T. and Pakdeechanuan, P. (2011). Physical, chemical and antioxidant properties of pigmented rice grown in Southern Thailand. International Food Research Journal 18(3): 901 - 906.
Zaupa, M., Calani, L., Del Rio, D., Brighenti, F. and Pellegrini, N. (2015). Characterization of total antioxidant capacity and (poly)phenolic compounds of differently pigmented rice varieties and their changes during domestic cooking. Food Chemistry 187: 338 - 347. doi: 10.1016/j.foodchem.2015.04.055.
Zhang, S. and Duan, E. (2018). Fighting against skin aging: The way from bench to bedside. Cell Transplantation 27(5): 729 - 738. doi: 10.1177/0963689717725755.