การเตรียมและศึกษาความคงตัวของไมโครแคปซูลของน้ำมันเสม็ดขาวโดยเทคนิคทำให้แห้งแบบพ่นฝอย

Abstract

การทดลองกักเก็บน้ำมันเสม็ดขาวในรูปไมโครแคปซูล โดยใช้เทคนิคการทำให้แห้งแบบพ่นฝอยและศึกษาความคงตัวของโมโครแคปซูล จากการทำสอบความคงตัวของอิมัลชันในสภาวะเร่ง แล้วศึกษาขนาดของหยดอิมัลชันและค่าศักย์ซีตาของอิมัลชันจากน้ำมันเสม็ดขาว ซึ่งเตรียมจากสารห่อหุ้มที่แตกต่างกัน 4 ชนิด (แปังดัดแปร CAPSUL®, HI-CAP® 100, กัมอะราบิก และ FA1604) พบว่า อิมัลชันที่เตรียมจากสารห่อหุ้ม HI-CAP® 100 และกัมอะราบิกมีความคงตัวของอิมัลชันดีกว่าตำรับอื่น เมื่อนำอิมัลชันจากสารห่อหุ้มที่แตกต่างกัน 4 ชนิด ไปเตรียมไมโครแคปซูลของน้ำมันเสม็ดขาว โดยใช้สภาวะของเครื่องพ่นฝอยแบบแห้งที่ปรับให้มีอุณหภูมิเข้า 170-185°C อัตราการไหลของอากาศขาเข้า 80-85% และอัตราเร็วในการป้อนอิมัลชันเข้าสายป้อน 5-8% พบว่าสารห่อหุ้ม HI-CAP® 100 และกัมอะราบิก จะได้ปริมาณของไมโครแคปซูลน้ำมันเสม็ดขาวที่ผลิตได้ (%yield) มากกว่าตำรับอื่นๆ อีก 57.13% และ 39.4% ตามลำดับ ดังนั้น จึงคัดเลือกสารห่อหุ้ม HI-CAP® 100 และกัมอะราบิก มาปรับสัดส่วนของน้ำมันเสม็ดขาวและผลิตเป็นไมโครแคปซูล จากการศึกษาโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนชนิดส่องกราด (SEM) พบว่าอนุภาคไมโครแคปซูลที่ผลิตได้ มีขนาดอนุภาคอยู่ในช่วง 5-30 μm โครงสร้างทางจุลภาคของไมโครแคปซูลของน้ำมันเสม็ดขาวที่ผลิตได้ มีหยดน้ำมันฝังตัวที่เปลือดของอนุภาคที่เป็นสารห่อหุ้ม ผิวด้านนอกของอนุภาคไมโครแคปซูลที่ได้จากสารห่อหุ้ม HI-CAP® 100 มีผิวที่เรียบกว่าอนุภาคไมโครแคปซูลที่ได้จากสารห่อหุ้มอะราบิก เมื่อศึกษาปริมาณการกักเก็บสารสำคัญ 1,8-Cineol ของน้ำมันเสม็ดขาวในไมโครแคปซูลที่ผลิตได้จากกระบวนการทำให้แห้งแบบพ่นฝอย พบว่า ไมโครแคปซูลที่ผลิตจากอิมัลชันที่เตรียมจากน้ำมันเสม็ดขาวต่อสารห่อหุ้ม HI-CAP® 100 ในอัตราส่วน 0.3:1 จะมีปริมาณการกักเก็บสาร 1,8-Cineol สูงที่สุด คือ 58.84 % และที่ผิวมีไมโครแคปซูลมีปริมาณ 1,8-Cineol น้อยที่สุด คือ 0.08% เมื่อศึกษาความคงตัวของการกักเก็บน้ำมันเสม็ดขาวในไมโครแคปซูล เปรียบเทียบน้ำมันเสม็ดขาวที่ไม่ได้ถูกกักเก็บในไมโครแคปซูล ที่เก็บไว้ในสภาวะที่ควบคุมค่าความชื้นสัมพัทธ์ 50±1 เป็นเวลา 6 สัปดาห์ พบว่า ปริมาณสารสำคัญ 1,8-Cineol ของน้ำมันเสม็ดขาวที่ถูกกักเก็บในไมโครแคปซูลจะลดลงช้ากว่าปริมาณสารสำคัญ 1,8-Cineol ของน้ำมันเสม็ดขาวที่ไม่ได้ถูกเก็บในไมโครแคปซูล จากการวิจัยนี้ แสดงให้เห็นว่า การกักเก็บน้ำมันหอมระเหยเสม็ดขาวโดยใช้เทคนิคทำให้แห้งแบบพ่นฝอย สามารถชะลอการเสื่อมสลายของสารสำคัญ 1,8-Cineol ของน้ำมันเสม็ดขาวภายในไมโครแคปซูล ซึ่งมีประโยชน์ต่อการนำไปพัฒนาเพื่อประยุกต์ใช้กับผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางสุคนธบำบัดต่อไป

The microencapsulation of cajuput oil by spray drying and its stability were investigated. The effects of six freeze0thaw cycles on the stability of different kinds of matrices ( CAPSUL®, HI-CAP® 100, gum arabic and FA1604) in the flavor emulsion were evaluated with respect to the effects of emulsion droplet size and the zeta potential values. To prepare the microencapsulated flavor spray dried powders, the operational conditions of the spray drying were: air inlet temperature 170±10°C, aspirator 80-85°C and feed rate 5-8%. The encasulating cajuput oil in HI-CAP® 100 and gum arabic emulsion showed the higher stability than the others. Furthermore, under the optimal sprat drying condition the wall materials, HI-CAP® 100, gum arabic, indicated the dry powder surface and high percentage yields of encapsulated flavor powders at 57.13% and 39.40%, respectively. Thus, HI-CAP® 100, and gum arabic were selected to prepare the sprat dried powder with different mass ratio to cajuput oil. The powder sizes were in the range between 5-30 μm. The morphological characterization of encapsulated powders, which had cajuput oil embedded in the shell matrix, was examined by SEM. The smooth surface of powder was observed more in the HI-CAP® 100 wall materials than with the others. The high retention of the functional compound, 1-8-Cineole, of cajuput oil, after spray drying was observed with high solid contents. The optimal cajuput oil concentration in the feed emulsion, mass ration of cajuput oil: HI-CAP® 100 at 0.3:1 has the highest percent encapsulation at 58.54% and low flavor residue on the surface. The protective effect of microencapsulation of wall materials was also studied by comparison the 1,8-Cineol content in the encapsulated and non-encapsulated powders, which kept in controlled humidity condition (50±1% RH) for 6 weeks. The results indicated that the content of 1,8-Cineol of both encapsulated and non-encapsulated powders decreased. However, the decrease of 1,8-Cineol content in the non-encapsulated powders was significantly higher than in the encapsulated powders. According to this research, the encapsulated cajuput oil powders prepared by spray drying technique slow down the decomposition of 1,8-Cineol, the functional compound, in cajuput oil and can be useful in aromatherapy industry.