การเตรียมฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัดโดยใช้กรดฟีนอลิกและการบ่ม

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการเติมกรดฟีนอลิกและการบ่มด้วยความร้อนต่อสมบัติของฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองสกัด โดยในขั้นตอนแรกเป็นการศึกษาผลของชนิด สถานะออกซิเดชัน และความเข้มข้นของกรดฟีนอลิก แปรชนิดของกรดฟีนอลิกเป็น 3 ชนิด ได้แก่ กรดเฟรูลิก กรดแคฟเฟอิก กรดแกลลิก แปรสถานะออกซิเดชันเป็น 2 สถานะ ได้แก่ ออกซิไดส์และไม่ออกซิไดส์ และแปรความเข้มข้นเป็น 3 ระดับ ได้แก่ 0.5, 1.0 และ 1.5% โดยน้ำหนักของโปรตีนถั่วเหลืองสกัด พบว่าการเติมกรดฟีนอลิกทำให้ความต้านทานแรงดึงขาดและการยืดตัวถึงจุดขาดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) โดยฟิล์มที่เติมกรดแกลลิกมีความต้านทานแรงดึงขาดและการยืดตัวถึงจุดขาดสูงสุด รองลงมาได้แก่ ฟิล์มที่เติมกรดแคฟเฟอิกและกรดเฟรูลิก ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบว่าฟิล์มที่เติมกรดฟีนอลิกที่ออกซิไดส์มีความต้านทานแรงดึงขาดและการยืดตัวถึงจุดขาดสูงกว่าฟิล์มที่เติมกรดฟีนอลิกที่ไม่ออกซิไดส์ และโดยทั่วไปความต้านทานแรงดึงขาดและการยืดตัวถึงจุดขาดมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของกรดฟีนอลิกเพิ่มขึ้น การติดตามรูปแบบของแถบโปรตีนด้วย SDS-PAGE ปริมาณ available lysine และซัลฟ์ไฮดริลทั้งหมด รวมทั้งการเกิดพันธะ C-N ยืนยันการเกิดการเชื่อมข้ามของโปรตีนในตัวอย่างที่เติมกรดฟีนอลิก การเติมกรดฟีนอลิกทำให้ฟิล์มมีความโปร่งแสงและค่า L* ลดลง ในขณะที่มีค่า a* และ b* รวมถึงความเข้มสีสูงขึ้น มุมสีมีค่าลดลง การเติมกรดฟีนอลิกทำให้ผิวฟิล์มมีสมบัติความไม่ชอบน้ำเพิ่มขึ้นและความสามารถในการละลายน้ำลดลง แต่สภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำอาจลดลงหรือไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับพฤติกรรมการดูดความชื้นของฟิล์มที่เติมกรดแกลลิกที่ออกซิไดส์ เข้มข้น 1.5% ที่อุณหภูมิคงที่ 25 องศาเซลเซียส พบว่าฟิล์มมีเส้นพฤติกรรมการดูดความชื้นแบบ type II และวอเตอร์แอกทิวิตีมีผลต่อความต้านทานแรงดึงขาดอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) แต่ไม่มีผลต่อการยืดตัวถึงจุดขาด (p>0.05) ในขั้นตอนที่สองเป็นการศึกษาผลของการบ่มด้วยความร้อนต่อสมบัติของฟิล์มที่เติมกรดแกลลิกที่ออกซิไดส์และไม่ออกซิไดส์ เข้มข้น 1.5% โดยแปรอุณหภูมิเป็น 25, 50, 70 และ 90 องศาเซลเซียส และแปรระยะเวลาการบ่มเป็น 5, 10 และ 15 ชั่วโมง พบว่าการบ่มด้วยความร้อนทำให้ความต้านทานแรงดึงขาดมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) โดยฟิล์มมีค่าความต้านทานแรงดึงขาดสูงขึ้นเมื่ออุณหภูมิและระยะเวลาในการบ่มเพิ่มขึ้น ฟิล์มที่เติมกรดแกลลิกที่ออกซิไดส์ เข้มข้น 1.5% และบ่มที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 15 ชั่วโมง มีความต้านทานแรงดึงขาดสูงสุดซึ่งมีค่าเท่ากับ 6.54 เมกะพาสคาล ซึ่งสูงกว่าฟิล์มโปรตีนถั่วเหลืองที่ไม่เติมกรดฟีนอลิกและไม่บ่มด้วยความร้อนถึง 861% ในส่วนของการยืดตัวถึงจุดขาด พบว่าในช่วงอุณหภูมิการบ่ม 25-70 องศาเซลเซียส อุณหภูมิและระยะเวลาการบ่มไม่มีผลต่อการยืดตัวถึงจุดขาด (p>0.05) อย่างไรก็ตามการบ่มที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส ส่งผลให้ฟิล์มที่ได้มีการยืดตัวถึงจุดขาดต่ำกว่าฟิล์มที่บ่มที่อุณหภูมิอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) รูปแบบของแถบโปรตีนที่ติดตามด้วย SDS-PAGE ยืนยันการเกิดการเชื่อมข้ามของโปรตีนในตัวอย่างที่บ่มด้วยความร้อน การบ่มความร้อนส่งผลให้ความโปร่งแสงและ L* ลดลง และค่า a* รวมทั้ง b* เพิ่มขึ้น มุมสีมีค่าลดลงและความเข้มสีมีค่าเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปพบว่าการบ่มด้วยความร้อนมีผลค่อนข้างน้อยต่อสภาพให้ซึมผ่านได้ของไอน้ำ แต่ทำให้ผิวฟิล์มมีสมบัติชอบน้ำมากขึ้น นอกจากนี้ฟิล์มที่บ่มด้วยความร้อนทุกตัวอย่างมีความสามารถในการละลายน้ำต่ำกว่าตัวอย่างควบคุมอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) แต่โดยทั่วไปพบว่าอุณหภูมิและระยะเวลาการบ่มไม่มีผลต่อปริมาณของแข็งที่ละลายได้ สำหรับพฤติกรรมการดูดความชื้นของฟิล์มที่เติมกรดแกลลิกที่ออกซิไดส์ เข้มข้น 1.5% และบ่มที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 10 ชั่วโมง พบว่าเมื่อวอเตอร์แอกทิวิตีเพิ่มขึ้น ความต้านทานแรงดึงขาดมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) อย่างไรก็ตามพบว่าการยืดตัวถึงจุดขาดไม่เปลี่ยนแปลงตามวอเตอร์แอกทิวิตีที่เปลี่ยนไป