Dietary fiber-rich powder from dragon fruit peel and its effects on nutrient digestion, intestinal function and food application

ผงที่อุดมไปด้วยใยอาหารจากเปลือกแก้วมังกร และผลกระทบต่อการย่อยสารอาหาร,การทำงานของลำไส้ และการประยุกต์ใช้ในอาหาร

Name: Siriwan Chumroenvidhayakul

Abstract: The Western diet, which is rich in refined carbohydrates and unhealthy fats but low in dietary fiber, has been linked to an increased risk of metabolic disorders and gut barrier dysfunction. In the present study, the dietary fiber-rich powder from dragon fruit (Hylocereus undatus) peel (DFP) was developed as a functional food ingredient. DFP contains high dietary fiber (65.2%), primarily cellulose and pectin, along with bioactive phytochemicals such as phenolic compounds and betacyanins. This study aimed to investigate the effect of DFP on in vitro starch digestibility, its application in bakery products, and its impact on intestinal permeability and gut microbiota in rats fed a high-fat, high-fructose (HFHFr) diet. The incorporation of DFP in flours significantly altered the gelatinization enthalpy, peak viscosity, and pasting temperature, which correlated with a reduction in starch digestibility. Adding DFP (1-5% w/w) to wheat cookies resulted in remarkably lower hydrolysis index and predicted glycemic index, indicating reduced digestibility of starch and a lower impact on blood sugar levels. Moreover, DFP markedly increased the amount of bioactive compounds, which correlated with improved antioxidant capacity in the cookies. It also led to reductions in heat-induced toxicants, including, malondialdehyde (a lipid peroxidation product) and dietary advanced glycation end products. In addition to its effects on starch digestibility, DFP showed promising results in mitigating gut barrier dysfunction in rats. Supplementation of the diet with DFP (5% w/w) suppressed HFHFr diet-induced intestinal barrier dysfunction by decreasing serum lipopolysaccharide-binding protein levels and mRNA expression of Toll like receptor 4 in colonic tissue, along with an up-regulation of colonic tight junction protein expression after 12 weeks of the study (p < 0.05). For cecal microbiota, DFP significantly promoted the proliferation of SCFA-producing bacteria, consistent with the increased concentration of total SCFA in cecal contents. Taken together, dietary-rich powder from dragon fruit peel can be considered a valuable ingredient in flour-based food applications for regulating blood glucose, and a modulating compound for alleviating intestinal barrier dysfunction.

Abstract: อาหารตะวันตกอุดมไปด้วยคาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวและไขมันที่ไม่ดีต่อสุขภาพ รวมถึงมีปริมาณใยอาหารต่ำ ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงของการเกิดความผิดปกติทางเมแทบอลิกและการทำงานของผนังลำไส้ การศึกษานี้ได้พัฒนาผงที่อุดมไปด้วยใยอาหารจากเปลือกแก้วมังกรเพื่อเป็นวัตุดิบสำหรับอาหารเพื่อสุขภาพ ผงเปลือกแก้วมังกรที่ได้มีปริมาณใยอาหารสูง (65.2%) โดยเฉพาะใยอาหารชนิดเซลลูโลสและเพคติน รวมถึงมีสารพฤกษเคมีซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น สารประกอบฟีนอลิกและเบตาไซยานิน โดยการศึกษานี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาผลของผงเปลือกแก้วมังกรต่อการย่อยแป้งในหลอดทดลอง การประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ และผลกระทบต่อการทำงานของผนังลำไส้และจุลินทรีย์ในลำไส้ในหนูที่ได้รับอาหารที่มีไขมันและน้ำตาลฟรุกโตสสูง การศึกษาพบว่าการเติมผงเปลือกแก้วมังกรลงในแป้งประกอบอาหารเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการเกิดเจลาติไนเซชัน ค่าความหนืดสูงสุด และอุณหภูมิที่เกิดการเปลี่ยนแปลงค่าความหนืดของแป้งอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ซึ่งสอดคล้องกับความสามารถในการย่อยของแป้งที่ลดลง การเติมผงเปลือกแก้วมังกรลงในคุกกี้แป้งข้าวสาลี (ร้อยละ 1-5) ลดค่าดัชนีการย่อยและค่าดัชนีน้ำตาลของผลิตภัณฑ์คุกกี้ ซึ่งบ่งชี้ถึงความสามารถในการลดการย่อยแป้งและระดับน้ำตาลในเลือด นอกจากนี้การเติมผงเปลือกแก้วมังกรยังเพิ่มปริมาณของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ ซึ่งสัมพันธ์กับความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่สูงขึ้นในคุกกี้ นำไปสู่การลดปริมาณสารพิษที่เกิดจากการปรุงประกอบอาหารที่ความร้อนสูงได้แก่ สารมาโลนไดอัลดีไฮด์ (ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาออกซิเดชันของไขมัน) และผลิตภัณฑ์สุดท้ายจากปฏิกิริยาไกลเคชั่น นอกเหนือจากผลกระทบต่อการย่อยแป้งแล้ว ผงเปลือกแก้วมังกรยังช่วยบรรเทาความผิดปกติของการทำงานของผนังสำไส้หนู การเสริมผงเปลือกแก้วมังกรในอาหาร (ร้อยละ 5) ยับยั้งการเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะลำไส้รั่วจากการบริโภคอาหารที่มีไขมันและน้ำตาลฟรุกโตสสูง โดยลดระดับโปรตีนขนส่งสารไลโปโพลีแซคคาไรด์ในเลือด และกดการแสดงออกของยีนที่ควบคุมโปรตีนตัวรับ Toll like receptor 4 พร้อมกับเพิ่มการแสดงออกการแสดงของยีนที่ควบคุมโปรตีน tight junction ในเนื้อเยื่อลำไส้ใหญ่หลัง 12 สัปดาห์ของการศึกษา ผงเปลือกแก้วมังกรยังส่งเสริมการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียที่สร้างกรดไขมันสายสั้น สอดคล้องกับปริมาณกรดไขมันสายสั้นที่เพิ่มขึ้นในของเหลวจากลำไส้ใหญ่ ผลการศึกษาทั้งหมดแสดงให้เห็นถึงคุณค่าของผงที่อุดมไปด้วยใยอาหารจากเปลือกแก้วมังกรในการเป็นวัตุดิบสำหรับการประยุกต์ใช้ในอาหารที่มีแป้งเป็นส่วนประกอบเพื่อควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด รวมถึงเป็นวัตุดิบที่มีคุณสมบัติในการบรรเทาความผิดปกติของการทำงานของผนังลำไส้ได้

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Sirichai Adisakwattana

Role: Advisor

Name: Mahinda Abeywardena

Role: Advisor

Name: Thavaree Thilavech

Role: Advisor

Issued: 2022

Modified: 2025-01-12

Issued: 2025-01-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2022.1045

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Food and Nutrition

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6077052037.pdf	4 MB	1	2025-04-20 11:09:01

ใช้เวลา

0.034677 วินาที