ผลของความเข้มข้นของแซนแทนกัมและคาร์

ผลของความเข้มข้นของแซนแทนกัมและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสต่อคุณภาพ
ของน้ามังคุดชนิดขุ่น
Effect of xanthan gum and carboxymethyl cellulose concentration on quality
of cloudy mangosteen juice
ธัญชนก อุดมทรัพย์1 นันทวัน เทอดไทย1 และ เทพกัญญา หาญศีลวัต1
Thanchanok Udomsup1, Nantawan Therdthai1 and Thepkunya Harnsilawat1
บทคัดย่อ
อนุภาคกลุ่มหมอก (cloud particle) ปรากฏในรูปความขุ่นเป็นลักษณะของน้าผลไม้ชนิดขุ่น เพื่อป้องกันการตกตะกอนและรักษาความเป็นกลุ่มหมอก (cloudiness) จึงศึกษาการเติมแซนแทนกัมและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ในน้ามังคุด เมื่อเติมแซนแทนกัมเป็นสารให้ความคงตัวเพียงชนิดเดียว ความเข้มข้นของ แซนแทนกัมมีผลต่อความหนืด ความสว่าง และความเป็นกลุ่มหมอก (p0.05) ขณะที่ความเป็นกรดเบสมีผลต่อความเป็นกลุ่มหมอก เพียงอย่างเดียว (p0.05) ความเข้มข้นต่าสุดที่สามารถป้องกันการตกตะกอนของน้ามังคุดชนิดขุ่นได้ คือ แซนแทนกัม 0.2%(w/v) ความหนืดของน้ามังคุดที่ได้มีค่า 15.470.29 cP เพื่อลดความหนืดและรักษาเสถียรภาพของกลุ่มหมอกควรใช้ส่วนผสมของแซนแทนกัมและ CMC โดยส่วนผสมของแซนแทนกัม 0.10% (w/v) และ CMC 0.15-0.25%(w/v) ให้น้ามังคุดที่มีความหนืดระหว่าง 4.32 - 5.16 cP และมีความเป็นกลุ่มหมอกต่าที่สุด ขณะเก็บรักษา ความสว่างของน้ามังคุดลดลงเล็กน้อยและมีความเป็นกลุ่มหมอกเพิ่มขึ้นเล็กน้อย อย่างไรก็ตามไม่มีตกตะกอนเกิดขึ้นในน้ามังคุดที่พัฒนาขึ้นในการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4°C เป็นเวลา 30 วัน
ABSTRACT
Cloud particles appearing in turbidity are a characteristic of cloudy juice. To prevent sedimentation and preserve cloudiness, xanthan gum and carboxymethyl cellulose (CMC) were added into mangosteen juice. When xanthan gum was used as a single stabilizer, its concentration significantly played role on viscosity, lightness and cloudiness (p0.05), while pH significant played only on cloudiness (p0.05). Minimum concentration that could be used to prevent sedimentation in cloudy mangosteen juice was 0.2% (w/v) of xanthan gum. The obtained juice had viscosity of 15.470.29 cP. To decrease the viscosity and maintain cloud stability, a mixture of xanthan gum and CMC should be used. The mixture of 0.10% (w/v) xanthan gum and 0.15 - 0.25% (w/v) CMC yielded the mangosteen juice with 4.32-5.16 cP viscosity and the lowest cloudiness. During storage, lightness of mangosteen juice was slightly decreased as well as cloudiness was slightly increased. However, sedimentation was not observed in the obtained juice during storage at 4C for 30 days.
Key words: mangosteen, cloudy, juice, xanthan gum, CMC
E-mail: [e-mail]
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1ภาควิชาพัฒนาผลิตภัณฑ์ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ 10900
1Department of Product Development, Faculty of Agro-Industry, Kasetsart University, Bangkok, 10900
INTRODUCTION
Hydrocolloids have been widely used in beverage and juice, mostly to function rheological modifiers, suspension agents and stabilizers (Somogyi, 1996). Hydrocolloid interacted with protein in aqueous solution and influenced stability properties in three different ways. Low concentration of gum with net repulsive reaction led to miscibility, whereas high concentration with net attractive reaction led to coacervation (complexation). Thermodynamic incompatibility caused a separated phase of protein and hydrocolloid-riched phases (Dickinson, 2003).
Xanthan gum is an extracellular heteropolysaccharide, widely used in food industry due to its stability towards temperature, ionic strength, pH, enzymatic and chemical reactivity (Liang et al., 2006). Xanthan gum formed weak gels and exhibited mouth-feel. Thus, it has been widely used in healthy-lifestyle beverage to perceive natural juice feeling (Beristain et al., 2006). Xanthan gum had high viscosity at low shear rate, thus it provided limitation in food application. When two anionic hydrocolloids were used, repulsion of protein-protein electrostatic was encouraged and reduced protein-hydrocolloid attraction. However, xanthan gum showed synergies with other natural water soluble polymers such as guar gum and locust bean gum, resulting in the increased viscosity (Dickinson, 2003).
CMC, a negative charge linear polymer, was stable in acid juice (Beristain et al., 2006). It could be used to stabilize juice by an electrostatic repulsion with juice haze. However, stabilizing with CMC provided a clearer juice and brighter appearance (Somogyi, 1996). Thus, a mixture of xanthan gum and CMC would be an interesting alternative to maintain the cloudiness and turbidity in juice, but prevent sedimentation. Therefore, this research aimed to study the effect of xanthan gum, CMC and mixtures of xanthan gum and CMC on viscosity, lightness and cloudiness of cloudy mangosteen juice.
MATERIALS AND METHODS
1. Preparation of mangosteen juice
Mangosteen puree (Nuboon Co., Ltd.) was pretreated with 240 ppm pectinase (liquid form) for 60 min and heated at 90C for 5 min to inactivate enzymatic reaction. Then the juice was filtrated with 50 m membrane pore size and formulated with 2.5% (w/v) mangosteen hull solution (prepared from hull extract (Nuboon Co., Ltd.)) and grape juice (Bangkok Pattana Winery Co., Ltd.). The mangosteen juice was composed of 62% filtrated mangosteen puree, 35% hull solution and 3% grape juice.
2. Preparation of gum solutions
Solutions of xanthan gum and CMC (P.C. Intertrade Co., Ltd.) were prepared individually in flasks, gradually dispersing gum into reversed osmotic water with magnetic stirrer. Solutions were
stirred until they became homogeneous. pH of mangosteen juice were adjusted to 3.5 and 4.0 (addition of sodiumcitrate (Rama Production Co., Ltd.) in powder form). Then mangosteen juice was preheated to 70C before adding the gum solutions. Finally, the juice with mixed solution was pasteurized at 85C for 15 min.
3. Determination of quality of cloudy mangosteen juice with addition of either xanthan gum or CMC
Mangosteen juice with xanthan and CMC in concentration of 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4% (w/v) were determined. Xanthan gum at least 0.2%(w/v) could prevent sedimentation in mangosteen juice stored at 4C for 12 days (Figure 1a). In contrast, none of CMC concentration could stabilize the juice, appeared in hydrocolloid-aqueous phase sedimentation (Figure 1b). Therefore, xanthan was used as the stabilizer in this study.
Figure 1 Mangosteen juice with addition of xanthan gum (a) and with addition of CMC (b) at day 12.
Experiment was designed in CRD. The pasteurized mangosteen juice was stired then 16 ml juice was sampled out to measure viscosity and 20 ml to measure lightness and cloudiness. All experiments were conducted with 2 replications. The pasteurized mangosteen juice was determine apparent viscosity using Brookfield DVIII with UL-Adapter spindle at shear rate of 305.75 s-1, for 6 min to reach the speed of 250 rpm, lightness (L*-value in CIE system (transmittance)) and cloudiness (absorbance at 660 nm.) using spectrophotometer (CM3500d, Minolta Co., Japan) with D65/10° light source. Wavelength accuracy in measuring cloudiness of the instrument was found to be approximately 1.0 nm with wavelength repeatability equal to 0.5 nm.
4. Determination of quality of cloudy mangosteen juice with addition of both xanthan gum and CMC
Experiment was designed using 3x4 factorial with 3 concentrations of xanthan gum (0.05, 0.10 and 0.15% (w/v)) and 4 concentrations of CMC (0.00, 0.05, 0.15, 0.25%(w/v)). All experiments were conducted with 2 replications.The pasteurized mangosteen juice was sampled to determine lightness (L*-value) and cloudiness (absorbance at 660 nm.) using spectrophotometer (CM3500d, Minolta Co., Japan) with D65/10° light source (transmittance).
Mangosteen juice was stored at 4C for 30 days to monitor change of lightness and cloudiness. The data were analyzed using MANOVA (SPSS version 12.0). Significant difference among treatments was determined at 95% level using Duncan test.
RESULTS AND DISCUSSION
1. Effect of xanthan gum and CMC on viscosity, lightness and cloudiness of mangosteen juice
All statistics in multivariate test (Table 1) were significant (p0.05). Therefore, MANOVA were analyzed. Concentration of xanthan gum significantly affected viscosity, cloudiness and lightness (p0.05). pH and interaction b

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ผลของความเข้มข้นของแซนแทนกัมและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสต่อคุณภาพของน้ามังคุดชนิดขุ่นผลของความเข้มข้นเซลลูโลส carboxymethyl และหมากฝรั่ง xanthan คุณภาพมังคุดมีเมฆธัญชนก อุดมทรัพย์1 นันทวัน เทอดไทย1 และเทพกัญญา หาญศีลวัต1Thanchanok Udomsup1, Nantawan Therdthai1 และ Thepkunya Harnsilawat1บทคัดย่ออนุภาคกลุ่มหมอก (เมฆอนุภาค) ปรากฏในรูปความขุ่นเป็นลักษณะของน้าผลไม้ชนิดขุ่นเพื่อป้องกันการตกตะกอนและรักษาความเป็นกลุ่มหมอก (หมอง) จึงศึกษาการเติมแซนแทนกัมและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ในน้ามังคุดเมื่อเติมแซนแทนกัมเป็นสารให้ความคงตัวเพียงชนิดเดียวความเข้มข้นของแซนแทนกัมมีผลต่อความหนืดความสว่างและความเป็นกลุ่มหมอก (p0.05) ขณะที่ความเป็นกรดเบสมีผลต่อความเป็นกลุ่มหมอกเพียงอย่างเดียว (p0.05) ความเข้มข้นต่าสุดที่สามารถป้องกันการตกตะกอนของน้ามังคุดชนิดขุ่นได้คือแซนแทนกัม 0.2%(w/v) ความหนืดของน้ามังคุดที่ได้มีค่า 15.470.29 cP เพื่อลดความหนืดและรักษาเสถียรภาพของกลุ่มหมอกควรใช้ส่วนผสมของแซนแทนกัมและ CMC โดยส่วนผสมของแซนแทนกัม 0.10% (w/v) และ CMC 0.15-0.25%(w/v) ให้น้ามังคุดที่มีความหนืดระหว่าง 4.32-5.16 cP และมีความเป็นกลุ่มหมอกต่าที่สุดขณะเก็บรักษาความสว่างของน้ามังคุดลดลงเล็กน้อยและมีความเป็นกลุ่มหมอกเพิ่มขึ้นเล็กน้อยอย่างไรก็ตามไม่มีตกตะกอนเกิดขึ้นในน้ามังคุดที่พัฒนาขึ้นในการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4 ° C เป็นเวลา 30 วันบทคัดย่ออนุภาคของเมฆที่ปรากฏในความขุ่นมีลักษณะของน้ำฝน เพื่อป้องกันการตกตะกอน และรักษาหมอง xanthan gum และ carboxymethyl เซลลูโลส (CMC) ถูกเพิ่มลงในกระป๋อง เมื่อใช้หมากฝรั่ง xanthan เป็นโคลงเดียว ความเข้มข้นมากบทบาทความหนืด ความสว่าง และหมอง (p0.05), ในขณะที่ค่า pH ที่สำคัญเล่นบนหมอง (p0.05) เท่านั้น ความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถใช้เพื่อป้องกันการตกตะกอนในน้ำมังคุดเมฆ ได้ 0.2% (w/v) ของฝรั่ง xanthan น้ำผลไม้ได้รับมีความหนืดของ 15.470.29 cP ลดความหนืด และรักษาเสถียรภาพเมฆ CMC และหมากฝรั่ง xanthan ควรใช้ ส่วนผสมของหมากฝรั่ง xanthan 0.10% (w/v) และ 0.15 - 0.25% (w/v) CMC ผลมังคุดน้ำความหนืด cP 4.32-5.16 และหมองต่ำสุด ระหว่างการเก็บรักษา สว่างมังคุดเป็นการลดลงเล็กน้อยเป็นหมองเล็กน้อยเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ตะกอนถูกไม่พบในน้ำผลไม้ได้รับระหว่างการเก็บรักษาที่ 4C สำหรับ 30 วันคำสำคัญ: มังคุด เมฆ น้ำผลไม้ ฝรั่ง xanthan, CMCอีเมล์: [e-mail]_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1ภาควิชาพัฒนาผลิตภัณฑ์ คณะอุตสาหกรรมเกษตรมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์กรุงเทพฯ 109001Department การพัฒนาผลิตภัณฑ์ คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรุงเทพฯ 10900แนะนำเจ้าแพร่หลายใช้ในเครื่องดื่มและน้ำผลไม้ ส่วนใหญ่จะทำตัวปรับการไหลตัว ตัวแทนระบบกันสะเทือน และความคงตัว (Somogyi, 1996) ไฮโดรคอลลอยด์ต่อติดต่อโปรตีนในสารละลาย และอิทธิพลเสถียรภาพคุณสมบัติในสามวิธี ความเข้มข้นต่ำของเหงือกกับสสารปฏิกิริยาสุทธินำไป miscibility ในขณะที่ความเข้มข้นสูง ด้วยน่าสนใจปฏิกิริยาสุทธินำ coacervation (complexation) ทางอุณหพลศาสตร์กันเกิดขั้นตอนการแยกโปรตีนและไฮโดรคอลลอยด์ต่อ riched ระยะ (สัน 2003)อาทิเช่นมีการ heteropolysaccharide สาร ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเนื่องจากความเสถียรต่ออุณหภูมิ ความแรงของไอออน ค่า pH การเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ และสารเคมี (Liang et al. 2006) หมากฝรั่ง xanthan เจลอ่อนเกิดขึ้น และแสดงความรู้สึกในปาก ดังนั้น มันได้อย่างกว้างขวางใช้ในเครื่องดื่มสุขภาพการรับรู้ความรู้สึกเป็นธรรมชาติน้ำ (Beristain et al. 2006) อาทิเช่นมีความหนืดสูงที่อัตราเฉือนต่ำ ดังนั้น มันมีข้อจำกัดในการประยุกต์อาหาร เมื่อใช้สองเจ้า anionic, repulsion โปรตีนโปรตีนสถิตถูกใจ และลดโปรตีนไฮโดรคอลลอยด์ต่อเที่ยว อย่างไรก็ตาม xanthan gum พบการแยบยล ด้วยโพลิเมอร์อื่น ๆ ละลายน้ำตามธรรมชาติเช่นต้นเหงือกและตั๊กแตนถั่วฝรั่ง ส่งผลให้ความหนืดเพิ่มขึ้น (สัน 2003)CMC ลิเมอร์เชิงเส้นประจุลบ มีความเสถียรในกรดน้ำ (Beristain et al. 2006) มันอาจจะใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของน้ำผลไม้ โดยการ repulsion สถิตกับหมอกน้ำ อย่างไรก็ตาม แต่กับ CMC ได้น้ำชัดเจนและสว่างลักษณะ (Somogyi, 1996) ดังนั้น xanthan gum และ CMC จะมีทางเลือกที่น่าสนใจจะหมองและความขุ่นในน้ำ แต่ป้องกันการตกตะกอน ดังนั้น งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาผลของหมากฝรั่ง xanthan, CMC และส่วนผสมของ CMC และหมากฝรั่ง xanthan ความหนืด ความสว่าง และหมองเมฆมังคุดวัสดุและวิธีการการดื่มน้ำมังคุดมังคุดบดเข้มข้น (Nuboon Co., Ltd.) pretreated กับ pectinase 240 ppm (รูปแบบของเหลว) 60 นาที และ 90C 5 นาทียกเลิกการเรียกเอนไซม์ปฏิกิริยา แล้ว น้ำผลไม้ filtrated 50 m เยื่อรูขุมขนขนาด และผสมกับน้ำองุ่น (บางกอกพัฒนาไวน์เนอรี่ Co., Ltd.) และการแก้ไขปัญหาตัวถังมังคุด 2.5% (w/v) (เตรียมจากสารสกัดจากฮัลล์ (Nuboon Co., Ltd.)) น้ำผลไม้มังคุดถูกประกอบด้วย 62% filtrated มังคุดบดเข้มข้น แก้ปัญหาเรือ 35% และน้ำองุ่น 3%2. เตรียมหมากฝรั่งวิธีฝรั่ง xanthan และ CMC (สารอินเตอร์เทรด Co., Ltd.) ได้ซึ่งจัดทำในขวด ค่อย ๆ สลายฝรั่งเป็นน้ำน้ำกลับช้อนคนแม่เหล็ก แก้ปัญหาได้กวนจนพวกเขากลายเป็นเนื้อเดียวกัน pH ของน้ำมังคุดที่ปรับถึง 3.5 และ 4.0 (เพิ่ม sodiumcitrate (พระรามผลิต Co., Ltd.) ในรูปแบบผง) แล้ว ลื่นถูกร้อนไป 70C ก่อนที่จะเพิ่มการแก้ปัญหาของเหงือก ในที่สุด น้ำผสมโซลูชันถูกสดพาสเจอร์ไรส์ที่ 85C 15 นาที3. กำหนดคุณภาพมังคุดเมฆ ด้วยหมากฝรั่ง xanthan หรือ CMCน้ำมังคุด xanthan และ CMC ในความเข้มข้น 0.1, 0.2, 0.3 และ 0.4% (w/v) ที่ถูกกำหนด หมากฝรั่ง xanthan ที่ 0.2%(w/v) อย่างน้อยอาจทำให้ตกตะกอนในน้ำมังคุดเก็บไว้ที่ 4C 12 วัน (รูปที่ 1a) คมชัด ไม่มีความเข้มข้นของ CMC สามารถรักษาเสถียรภาพน้ำ ปรากฏตัวในตะกอนละลายไฮโดรคอลลอยด์ต่อระยะ (รูปที่ 1b) ดังนั้น xanthan ถูกใช้เป็นระบบในการศึกษานี้รูปที่ 1 กระป๋อง ด้วยอาทิเช่น (ก) และจาก CMC (b) ที่วันที่ 12ทดลองออกแบบมาใน CRD น้ำผลไม้พาสเจอร์ไรส์มังคุดได้ stired แล้วน้ำ 16 ml มีตัวอย่างออกวัดความหนืดและ 20 ml วัดความสว่างและหมอง ดำเนินการทดลองทั้งหมดกับระยะที่ 2 กระป๋องพาสเจอร์ไรส์ถูกกำหนดชัดเจนความหนืดด้วย Brookfield DVIII UL-อะแดปเตอร์แกนที่อัตราเฉือน 305.75 s-1 สำหรับ 6 นาทีถึงความเร็ว 250 รอบต่อนาที ความสว่าง (L * -ค่าในระบบ CIE (ส่ง)) และหมอง (absorbance ที่ 660 nm.) โดยใช้ spectrophotometer (CM3500d, Minolta Co. ญี่ปุ่น) มีแหล่งกำเนิดแสง D65/10 ° คลื่นความแม่นยำในการวัดหมองตราพบว่ามีประมาณ 1.0 nm ด้วยความยาวคลื่นเท่ากับ 0.5 nm4. กำหนดคุณภาพมังคุดฝนกับ xanthan gum และ CMCทดลองออกแบบโดยใช้แฟกทอเรียล 3 x 4 กับ 3 ความเข้มข้นของฝรั่ง xanthan (0.05, 0.10 และ 0.15% (w/v)) และความเข้มข้น 4 ของ CMC (0.00, 0.05, 0.15, 0.25%(w/v)) ดำเนินการทดลองทั้งหมดกับระยะที่ 2 กระป๋องพาสเจอร์ไรส์เป็นตัวอย่างเพื่อตรวจสอบความสว่าง (L * -ค่า) และหมอง (absorbance ที่ 660 nm.) โดยใช้ spectrophotometer (CM3500d, Minolta Co. ญี่ปุ่น) กับแหล่งแสง D65/10 ° (ส่ง)น้ำผลไม้กระป๋องถูกเก็บไว้ที่ 4C สำหรับ 30 วันเพื่อตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของความสว่างและหมอง ข้อมูลได้วิเคราะห์โดยใช้ MANOVA (SPSS รุ่น 12.0) พิจารณาความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการรักษาที่ระดับ 95% การใช้ทดสอบดันแคนผลและการอภิปราย1. ผลของ CMC และหมากฝรั่ง xanthan ความหนืด ความสว่าง และหมองมังคุดสถิติทั้งหมดในการทดสอบแบบหลายตัวแปร (ตาราง 1) มีนัยสำคัญ (p0.05) ดังนั้น ได้วิเคราะห์ MANOVA ความเข้มข้นของฝรั่ง xanthan มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญความหนืด หมอง ความสว่าง (p0.05) ค่า pH และโต้ตอบ b