ผลของการแปรรูปด้วยความร้อนและคลื่นเสียงความถี่สูงต่อคุณภาพบางประการของน้ำมะเกี๋ยง (Cleistocalyx nervosum var. paniala)

Effects of heat and ultra-sonic processing on some qualities of Ma-Kiang (Cleistocalyx nervosum var. paniala) juice

Name: ศุภวัฒน์ นามคำ

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ.สาขาวิชาการโรงแรม

Name: สุทธิพงศ์ ยุสเปรมานนท์

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลกรุงเทพ.สาขาวิชาธุรกิจอาหาร

Name: จรัสสินี สุวีรานนท์

Organization : มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา.สาขาวิชาคหกรรมศาสตร์

Name: พิทยา ใจคำ

Organization : มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนครศรีอยุธยา.สาขาวิชาวิทยาศาสตร์และการจัดการเทคโนโลยีอาหาร

ThaSH: น้ำผลไม้

ThaSH: มะเกี๋ยง -- การแปรรูป

ThaSH: คลื่นเสียงความถี่สูง

ThaSH: สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ

Abstract: วัตถุประสงค์และที่มา : Cleistocalyx nervosum var. paniala ซึ่งรู้จักกันในชื่อ “มะเกี๋ยง” อยู่ในวงศ์ Myrtaceae พืชชนิดนี้ เป็นต้นไม้ขนาดเล็กถึงขนาดกลางที่พบในเขตร้อนและเขตร้อนชื้นโดยเฉพาะในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้เป็นพืชที่ได้รับความสนใจเนื่องจากเป็นผลไม้ที่กินได้และอุดมไปด้วยสารชีวภาพที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพหลายประการอาทิเช่นสารต้านอนุมูลอิสระและสารต้านการอักเสบการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (ultra-sonic processing) โดยปกติจะอยู่ในช่วงคลื่นความถี่ 20 กิโลเฮิร์ต ถึงหลายเมกะเฮิร์ต เพื่อสร้างคลื่นความถี่ที่เข้มข้นภายในตัวกลางที่เป็นของเหลว เทคนิคนี้มีการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการแปรรูปอาหารอย่างมาก รวมถึงการผลิตน้ำผลไม้ เนื่องจากสามารถปรับปรุงในด้านการสกัด ด้านรสชาติและช่วยยืดอายุการเก็บรักษาอาหารได้ดียิ่งขึ้น แรงเฉือนที่รุนแรงและความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการใช้คลื่นเสียงความถี่สูงยังสามารถทำลายหรือยับยั้งจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย ยีสต์ และรา) ในน้ำผลไม้ได้ ทำให้คุณภาพทางจุลชีววิทยาของผลิตภัณฑ์ดีขึ้นและช่วยยืดอายุการเก็บรักษา อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับความเข้มข้น ระยะเวลา และความถี่ของคลื่นเสียงความถี่สูงที่ใช้ ในภาพรวมการใช้ด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงถือเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการแปรรูปน้ำผลไม้ เนื่องจากเป็นเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่สามารถคงรักษาสารสำคัญและประสิทธิภาพในการต้านอนุมูลอิสระของน้ำผลไม้ไว้ได้ดีกว่าการแปรรูปด้วยความร้อน ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงต่อคุณภาพด้านต่าง ๆ ของเครื่องดื่มน้ำมะเกี๋ยงเปรียบเทียบกับการแปรรูปด้วยความร้อน วิธีดำเนินการวิจัย : ในการเตรียมน้ำมะเกี๋ยงทำได้โดยนำผลมะเกี๋ยงล้างทำความสะอาดและสะเด็ดน้ำออก จากนั้นนำไปแช่เย็นที่อุณหภูมิ 6 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนนำไปแปรรูป การสกัดน้ำมะเกี๋ยงทำได้โดยนำผลมะเกี๋ยงมาสกัดด้วยเครื่องคั้นน้ำผลไม้ ปรับปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด (total soluble solids) เท่ากับ 16 องศาบริกซ์ ด้วยน้ำตาลฟรุกโตส นำน้ำมะเกี๋ยงที่เตรียมได้มาแปรรูปด้วยเครื่อง High Intensity Ultra-Sonic Processor โดยใช้ความถี่คลื่นเสียงที่ 20 กิโลเฮิร์ต ผันแปรระดับความเข้มของคลื่นความถี่เสียงตั้งแต่ 20 ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ เป็นเวลา 30 นาที สำหรับการแปรรูปด้วยความร้อน นำน้ำมะเกี๋ยงที่เตรียมได้มาให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 นาที จากนั้นทำให้เย็นทันทีโดยการแช่ในอ่างน้ำผสมน้ำแข็ง เป็นเวลา 5 นาที นำตัวอย่างที่ผ่านการแปรรูปทั้งหมดไปเก็บที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส ก่อนนำไปวิเคราะห์คุณภาพ วิเคราะห์คุณภาพทางกายภาพและเคมีของตัวอย่าง ได้แก่ ค่าสี เช่น L (ค่าความสว่าง), a* (ค่าความเป็นสีแดง/ค่าความเป็นสีเขียว), b* (ค่าความเป็นสีเหลือง/ค่าความเป็นสีน้ำเงิน), C* (ค่าความเข้มของสี) และค่าความแตกต่างของสีทั้งหมด (∆E) ค่าความหนืด ปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) และปริมาณกรดที่ไตเตรทได้ทั้งหมด (total titratable acidity) เพื่อศึกษาประโยชน์ต่อสุขภาพของตัวอย่างจึงได้ดำเนินการวิเคราะห์หาปริมาณแอนโธไซยานินทั้งหมด ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด และความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระ ได้แก่ 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, ferric-reducing antioxidant power (FRAP) และ 2,2’-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS+) radical scavenging activity รวมทั้งวิเคราะห์หาค่ากิจกรรมของเอนไซม์โพลีฟีนอลออกซิเดส (polyphenol oxidase, PPO) และเปอร์ออกซิเดส (peroxidase, POD) และคำนวณหาปริมาณของเอนไซม์ทั้ง 2 ชนิดที่หลงเหลืออยู่ นอกจากนั้นเพื่อความปลอดภัยในการบริโภคจึงได้ทำการวิเคราะห์หาจำนวนจุลินทรีย์บ่งชี้ตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชนสำหรับน้ำมะเกี๋ยง (มผช. 484/2557) ได้แก่ จำนวนจุลินทรีย์ทั้งหมด ยีสต์และรา แบคทีเรียโคลิฟอร์ม Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus และ Clostridium perfringens อีกด้วย ผลการวิจัย : จากผลการทดลอง พบว่า ค่าความสว่าง (L) ของน้ำมะเกี๋ยงมีค่าลดลงหลังจากผ่านการแปรรูปด้วยความร้อนและคลื่นเสียงความถี่สูงเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมะเกี๋ยงสด (ชุดควบคุม) และจะเห็นได้ชัดว่าเมื่อระดับความเข้มของคลื่นความถี่เสียงเพิ่มขึ้นค่าสี L จะมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ น้ำมะเกี๋ยงที่แปรรูปด้วยความร้อนมีค่าความเป็นสีแดง (a*) ต่ำที่สุด และมีค่าความเป็นสีเหลือง (b*) สูงที่สุด สำหรับตัวอย่างที่ผ่านการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงพบว่า ค่าสี a* และค่าสี b* ของตัวอย่างมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นตามระดับความเข้มของคลื่นความถี่เสียงที่เพิ่มขึ้น ซึ่งความสัมพันธ์สอดคลองกับค่าความเข้มของสี (C*) และค่าความแตกต่างของค่าสีทั้งหมด (∆E) ในตัวอย่าง ค่าความหนืด ปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด ค่า pH และปริมาณกรดที่ไตเตรทได้ทั้งหมดของน้ำมะเกี๋ยงที่ผ่านการแปรรูปด้วยความร้อนและคลื่นเสียงความถี่สูงที่ระดับต่าง ๆ ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่ไม่ผ่านการแปรรูป การแปรรูปด้วยวิธีการนี้มีผลต่อค่าสีของผลิตภัณฑ์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแปรรูปด้วยความร้อน และตัวอย่างที่ผ่านการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงยังคงมีปริมาณสารสำคัญต่าง ๆ (แอนโธไซยานิน และสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด) และประสิทธิภาพในการต้านอนุมูลอิสระ (วิธี DPPH, FRAP และ ABTS+) ในระดับที่สูงมากเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างสด และมีปริมาณมากกว่าตัวอย่างที่ผ่านการแปรรูปด้วยความร้อน กิจกรรมของเอนไซม์โพลีฟีนอลออกซิเดสและเปอร์ออกซิเดสในตัวอย่างมีค่าลดลงหลังจากผ่านการแปรรูป นอกจากนั้นยังพบว่าการแปรรูปด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 นาที และการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่ระดับความเข้มของคลื่นความถี่เสียง 80 เปอร์เซ็นต์ สามารถยับยั้งจุลินทรีย์ชี้วัดในด้านสุขาภิบาลและความปลอดภัยของน้ำมะเกี๋ยงให้มีจำนวนน้อยกว่าที่มาตรฐานผลิตภัณฑ์ชุมชนกำหนด (มผช. 484/2557) สรุปผลการวิจัย : จากงานวิจัยนี้สรุปได้ว่า การแปรรูปน้ำมะเกี๋ยงด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงที่ 20 กิโลเฮิร์ต ระดับความเข้มของคลื่นความถี่เสียง 80 เปอร์เซ็นต์ เป็นเวลา 20 นาที เป็นสภาวะที่เหมาะสมที่สุด เนื่องจากสามารถคงรักษาคุณภาพด้านต่าง ๆ และสารสำคัญ รวมทั้งประสิทธิภาพในการต้านอนุมูลอิสระของผลิตภัณฑ์เอาไว้ได้ดีกว่าการแปรรูปภายใต้สภาวะอื่น ๆ นอกจากนั้นในภาพรวมสามารถกล่าวได้ว่าการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการแปรรูปน้ำผลไม้และสามารถนำไปใช้ประโยชน์เชิงพาณิชย์ได้ สำหรับการวิจัยในอนาคตอาจจะต้องมีการประเมินทางประสาทสัมผัสก่อนนำเทคโนโลยีไปต่อยอดในเชิงอุตสาหกรรม รวมทั้งต้องศึกษาผลของการแปรรูปด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงต่ออายุการเก็บรักษา และสารสำคัญอื่น ๆ ในมะเกี๋ยงอีกด้วย

Abstract: Background and Objectives : Cleistocalyx nervosum var. paniala, commonly known as “Ma-Kiang” in Thailand, belongs to the family Myrtaceae. This plant is a small to medium-sized tree found in tropical and subtropical regions, particularly in Southeast Asia. It has gained attention for its edible fruits and bioactive compounds, which are associated with various health benefits. Its fruits and extracts hold promise in health applications, particularly as natural antioxidants and anti-inflammatory agents. Ultra-sonic processing involves the use of high-frequency sound waves (20 kHz to several MHz) to generate intense pressure waves within a liquid medium. This technique has found significant applications in food processing, including fruit juice production, due to its ability to improve extraction, enhance flavor, and promote better preservation. The intense shear forces and heat generated during ultrasonication can also inactivate microorganisms (bacteria, yeasts, and molds) in fruit juices, improving the microbiological quality and extending shelf life. This, however, depends on the intensity, duration, and frequency of the ultrasound treatment. Ultra-sonic processing is considered another option for fruit juice processing, as it is a novel technology that can better preserve the bioactive compounds and antioxidant efficiency of the juice compared to heat processing. Therefore, this research aimed to investigate the effects of ultra-sonic processing on various qualities of Ma-Kiang juice compared to heat processing. Methodology : To prepare Ma-Kiang juice, fresh Ma-Kiang fruits were harvested, washed and drained before refrigeration at 6ºC for 2 h before processing. The extraction of Ma-Kiang juice was done by extracting the Ma-Kiang fruits using a juicer extractor. Total soluble solids of the extracted juice were adjusted to 16ºBrix with fructose. Ma-Kiang juice was processed using a High Intensity Ultra-Sonic Processor with a frequency of 25 kHz and 20–80% amplitude for 30 min and heated at 80ºC for 2 min, then immediately cool it by immersing it in an ice-water bath for 5 min. All processed samples were stored at 4ºC prior to analyzing their qualities. Physico-chemical qualities of the treated samples including color parameter, viz. L (brightness), a* (redness/greenness), b*(yellowness/blueness), C* (chroma) and total different colors (∆E), viscosity, total soluble solids, pH and total titratable acidity (TTA) were investigated. To study the health benefits, total anthocyanin content, total phenolic compounds, and antioxidant capacity, viz. 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical-scavenging activity, ferric-reducing antioxidant power (FRAP), and 2,2’-Azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS+) radical scavenging activity were also assessed. Polyphenol oxidase (PPO) and peroxidase (POD) activities in the samples were monitored, and the residual of both enzymes were then calculated. According to the Thai Community Product Standard for Ma-Kiang juice (TCPS. 484/2014), some indicator microorganisms, viz. total plate counts, yeasts and molds, coliform bacteria, Escherichia coli, Salmonella, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus and Clostridium perfringens, were determined. Main Results : From the experimental results, it was found that the brightness value (L) of the processed Ma-Kiang juice decreased after being treated with heat and high-frequency sound waves compared to fresh Ma-Kiang juice (control). It was noticed that when the intensity levels of the ultrasonic frequency increased, the L values of the samples significantly decreased. The heated Ma-Kiang juice had the lowest redness (a*) and the highest yellowness (b*). For ultrasonic treated samples, the a* and b* values tended to increase when the frequency intensity levels rose, which correlated with the values of color intensity (C*) and total different colors (∆E) in the samples. The viscosity, total soluble solids, pH, and total titratable acidity of the processed Ma-Kiang juice using heat and ultra-sonic processing at different frequency intensity levels showed no statistically significant differences when compared to the unprocessed samples. Samples processed with ultrasonication still retained high levels of bioactive compounds (total anthocyanins and total phenolic compounds) and antioxidant capacity (DPPH, FRAP, and ABTS•+ assays) compared to fresh samples, and they contained more than that processed by heat. The activities of polyphenol oxidase and peroxidase in the samples decreased after processing. Additionally, it was found that heat processing at a temperature of 80ºC for 2 min and ultrasonication at an intensity level of 80% could inhibit indicator microorganisms related to the sanitation and safe consumption of Ma-Kiang juice, bringing their numbers below the standards set by the Thai Community Product Standard (TCPS. 484/2014). Conclusions : From this experimental research, it can be summarized that processing Ma-Kiang juice with ultra-sonication at kHz, with an intensity level of 80% for 20 minutes, was the most optimal condition. This method can better preserve various qualities and bioactive compounds, as well as the antioxidant efficiency of the product, compared to processing under other conditions. Additionally, it can be suggested that ultra-sonic processing was another option for fruit juice processing and can be commercially utilized. For future research, sensory evaluation may be required before the technology is further developed industrially, and the effects of ultra-sonic processing on the shelf life and other bioactive compounds in Ma-Kiang juice should also be studied.

มหาวิทยาลัยบูรพา. สำนักหอสมุด

Address: ชลบุรี

Email: buulibrary@buu.ac.th

Created: 2568

Modified: 2568-06-25

Issued: 2568-06-25

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : วารสารวิทยาศาสตร์บูรพา. ปีที่ 30, ฉบับที่ 1 (ม.ค.-เม.ย. 2568), หน้า 145-164

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยบูรพา

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	sci30n1p145-164.pdf	534.74 KB

ใช้เวลา

0.029461 วินาที