การเตรียมนาโนอิมัลชันที่มีสารสกัดกระชายและกาแฟสำหรับผลิตภัณฑ์ชะลอวัย

Abstract

กระชายและกาแฟสายพันธุ์โรบัสต้าเป็นสารธรรมชาติที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ และใช้เป็นยาพื้นบ้านในหลายส่วนของโลก ได้ทำการศึกษาประสิทธิภาพของเทคนิคการสกัดและตัวทำละลายที่ใช้ในสกัดพืชทั้งสองชนิดที่ให้ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวมและความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระสูง โดยประเมินเทคนิคการสกัดที่ใช้กันทั่วไป 2 วิธี ได้แก่การสกัดด้วย อัลตราซาวน์และมาเซอเรชันด้วยตัวทำละลายที่ใช้ในการสกัดแตกต่างกัน 4 ชนิด คือ เอทานอล 50%, เอทานอล 80%, เอทานอล 100% และอะซิโตน และทำการศึกษาฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระโดยหาปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวม, วิธี 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) และ 2,2-azino-bis (3-ethylbenzo-thiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) ผลการศึกษาพบว่า สารสกัดกระชายและ สารสกัดกาแฟจากวิธีด้วยอัลตราซาวน์โดยใช้เอทานอล 80% และเอทานอล 50% เป็นตัวทำละลายในการสกัดตามลำดับ ให้ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวมสูงสุดและ IC50 ต่ำที่สุดเมื่อเทียบกับกระบวนการสกัดแบบอื่นๆ สารสกัดกระชายและสารสกัดกาแฟที่มีการต้านอนุมูลอิสระสูงสุดจะถูกนำมาใช้ในการเตรียมเป็นสารสกัดผสมระหว่างกระชายและกาแฟในอัตราส่วน 0.5:0.5 (CFR) และประเมินความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ ผลการวิจัยพบว่าสารสกัดผสมระหว่างกระชายและกาแฟมีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวมเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงกว่าสารสกัดเดี่ยว จากการศึกษาความคงตัวของสารสกัดผสม CFR หลังการเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้องเป็นระยะเวลา 1 เดือน พบว่ามีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวมลดลงเล็กน้อย (8.7%) และค่า IC50 เพิ่มขึ้นเล็กน้อย (จาก 7.13 เป็น 9.06 µg/mL โดยวิธี DPPH และจาก 725.72 เป็น 858.65 µg/mL โดยวิธี ABTS) ผลการวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าวิธีสกัดและความมีขั้วของตัวทำละลายที่ใช้ในการสกัดที่แตกต่างกันมีความสำคัญต่อปริมาณและฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของกระชายและกาแฟโดยสารสกัดผสม CFR มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระได้ดีกว่าสารสกัดเดี่ยวและมีความคงตัว จึงนำมาตั้งตำรับนาโนอิมัลชัน โดยประกอบด้วย coconut oil, Cremophor® RH40 (สารลดแรงตึงผิว), ethanol (สารลดแรงตึงผิวร่วม) และสารสกัดผสม CFR ด้วยวิธี spontaneous emulsification ได้ทำการศึกษาปริมาณ coconut oil, Cremophor® RH40 และ ethanol ที่เหมาะสมโดยพิจารณาขนาดหยดอนุภาคเฉลี่ย การกระจายตัวของขนาดหยดอนุภาค (PI) และค่าซีต้าโพเทนเชียล ในสูตรตำรับประกอบด้วย 1% coconut oil, 4% Cremophor® RH40 (สารลดแรงตึงผิว), 20% ethanol (สารลดแรงตึงผิวร่วม), 1% สารสกัดผสม CFR และน้ำ สูตรตำรับมีความคงตัว และมีขนาดหยดอนุภาคเฉลี่ย 60.57±0.12 นาโนเมตร, ค่า PI เฉลี่ย 0.27±0.03, ค่า pH 6.12±0.01 และค่า IC50 ที่ 7.13±0.01 µg/ml โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) นำมาใช้ในการดูภาพของขนาดหยดอนุภาค และแสดงให้เห็นอนุภาคที่เกือบเป็นทรงกลม นอกจากนี้การศึกษาความคงตัวของตำรับนาโนอิมัลชันที่มีสารสกัดผสม CFR ถูกนำมาใช้ในการประเมินคุณสมบัติทางเคมีกายภาพ และความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระตลอดระยะเวลาการเก็บรักษา 6 เดือนที่อุณหภูมิห้อง, อุณหภูมิ 4°C และอุณหภูมิ 45°C และในสภาวะร้อนสลับเย็น (45 °C และ 4 °C) จำนวน 6 รอบ โดยนำมาเปรียบเทียบกับสารมาตรฐานกรดแอสคอร์บิก ผลการวิจัยพบว่าตำรับนาโนอิมัลชันที่มีสารสกัดผสม CFR ที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิ 45°C และในสภาวะร้อนสลับเย็น (45 °C และ 4 °C) จำนวน 6 รอบ แสดงให้เห็นขนาดหยดอนุภาคเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นกับความสามารถในการต้าน อนุมูลอิสระที่ลดลง ในขณะที่อุณหภูมิ 4°C และอุณหภูมิห้อง มีขนาดหยดอนุภาคเฉลี่ย, การกระจายตัวของขนาดหยดอนุภาค (PI), ค่าซีต้าโพเทนเชียล และค่า pH ค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตามความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระของตำรับนาโนอิมัลชันที่มีสารสกัดผสม CFR ก็ลดลงเล็กน้อยเช่นกัน จากงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นความคงตัวของสารสกัดผสม CFR ในสูตรตำรับ นาโนอิมัลชันซึ่งเป็นข้อมูลที่มีคุณค่า และควรเก็บรักษาตำรับนาโนอิมัลชันที่มีสารสกัดผสม CFRไว้ในที่เย็น

Fingerroot and robusta coffee are natural substances known to be beneficial for human health and used as a folk medicine in many parts of the world. The efficacy of extraction techniques and solvents on the recovery of total phenolic compounds and antioxidant capacity of both plants were investigated. Assessment of two commonly used extraction techniques [ultrasound-assisted extraction and maceration with stirring] with four different extraction solvents (50% ethanol, 80% ethanol, 100% ethanol and acetone) were used in this study. The antiradical scavenging activity was analyzed by total phenolic content; 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and 2,2-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS) radical scavenging assays. The results revealed that fingerroot and robusta coffee extracts from ultrasound-assisted extraction and using 80% and 50% ethanol as an extraction solvent, respectively, showed the highest total phenolic content and the lowest IC50 compared to the other extraction processes. The fingerroot and robusta coffee extracts, containing the highest radical scavenging activity, were used for preparing the combined mixtures of fingerroot and robusta coffee (CFR) in the weight ratios of 0.5:0.5 and evaluated the antioxidant capacity. The results revealed that CFR extract showed significant increase of total phenolic content and resulted in its strong radical scavenging activity compared to when they were assayed independently. Stability results indicated that the total phenolic content of CFR extract was slightly decreased, by around 8.7% and the IC50 values of CFR extract showed slightly increased from 7.13 to 9.06 µg/mL in DPPH assay and from 725.72 to 858.65 µg/mL ABTS assay after storage at room temperature over 1 month. Findings suggested that the extraction methods and different solvent polarity play significant roles in determining the most suitable method for production of radical scavenging contents and radical scavenging activity from fingerroot and robusta coffee. The CFR extract, which enhances radical scavenging activity and is quite stable, was used for formulation. Nanoemulsions were prepared from coconut oil, Cremophor® RH40 (surfactant), ethanol (co-surfactant) and CFR extract by spontaneous emulsification method. Effect of coconut oil, Cremophor® RH40 and ethanol mass ratio on nanoemulsion formulations were evaluated for the further optimization of the system, characterized by droplet size, polydispersity index (PI) and zeta potential. The formulation containing 1% coconut oil, 4% Cremophor® RH40, 20% ethanol, 1% CFR extract and water was stable and had the required droplet size (60.57±0.12 nm), in relation with PI of 0.27±0.03, zeta potential of -33.43±0.64 mV, pH value of 6.12±0.01 and IC50 value of 7.13±0.01 µg/ml. Transmission electron microscopy (TEM) was used to image the droplets and revealed the nearly spherical particles. In addition, stability studies of the CFR extract nanoemulsions were evaluated in terms of physicochemical properties and antioxidant capacity over periods of 6 months at room temperature, 4°C and 45°C and under heating-cooling 6 cycles, compared with that of the nanoemulsion using ascorbic acid as a positive control. It was found that all the CFR extract nanoemulsions stored at 45°C and under heating-cooling 6 cycles showed gradually increased droplet sizes with decreased scavenging activity, while all stored at 4°C and room temperature quite stable droplet sizes PI, zeta potential and pH. However, the scavenging activity of the CFR extract nanoemulsions was also slightly decreased. These findings provide valuable information that the stability of CFR extract was enhanced in the nanoemulsion formulation and storage in cool place.