การศึกษาสภาวะการสกัดกรดคลอโรจีนิกที่เหมาะสมจากผลเชอร์รีกาแฟเขียว โดยการสกัดด้วยตัวทำละลายแบบเร่งด่วน

Optimization of Chlorogenic Acid Extraction Condition from Green Coffee Cherry Using Accelerated Solvent Extraction

Abstract

ผลเชอร์รีกาแฟเขียวเป็นวัสดุเศษเหลือจากอุตสาหกรรมผลิตกาแฟซึ่งอุดมไปด้วยกรดคลอโรจีนิก (Chlorogenic acid, CGA) ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสามารถยับยั้งแบคทีเรียและกิจกรรมการต้านออกซิเดชันได้ การนำผลเชอร์รีกาแฟเขียวมาสกัด CGA จึงเป็นแนวทางการใช้ประโยชน์ และเพิ่มมูลค่าจากวัสดุเศษเหลือได้ การศึกษานี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อหาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัด CGA จากผลเชอร์รีกาแฟเขียวโดยการสกัดด้วยตัวทำละลายแบบเร่งด่วน (Accelerated solvent extraction, ASE) จากการศึกษาสภาวะการสกัด CGA โดย ASE จากผลเชอร์รีกาแฟเขียวโดยแปรผันความเข้มข้นของตัวทำละลายเอทานอล (ร้อยละ 50 60 และ 70) และอุณหภูมิในการสกัด (90 120 และ 150 องศาเซลเซียส) พบว่าการสกัดผลเชอร์รีกาแฟเขียวโดย ASE ด้วยเอทานอลร้อยละ 70 อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส ให้ปริมาณ CGA สูงที่สุด ภายหลังการทำบริสุทธิ์สารสกัดผลเชอร์รีกาแฟเขียวบางส่วน (Partial purified green coffee cherry extract, PGCE) พบว่ามีร้อยละผลผลิตของสารสกัด PGCE เท่ากับ 4.28 ต่อน้ำหนักผลเชอร์รีกาแฟเขียวอบแห้ง โดยสารสกัด PGCE ที่ได้ประกอบด้วย ปริมาณ CGA เท่ากับ 72.52 g CGAE/100g PGCE ปริมาณสารประกอบฟีนอลิกทั้งหมด เท่ากับ 90.67 g CGAE/100g PGCE กิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระ DPPH และ ABTS และกิจกรรม FRAP เท่ากับ 3430.78 3515.30 และ 3534.55 μmol TE/g PGCE ตามลำดับ การวิเคราะห์ฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียของสารสกัด PGCE พบว่าสามารถยับยั้ง Escherichia coli Vibrio parahaemolyticus Salmonella typhimurium และ Staphylococcus aureus ได้ ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าการใช้ ASE ด้วยสภาวะที่เหมาะสมสามารถสกัด CGA จากผลเชอร์รีกาแฟเขียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสารสกัด PGCE เป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพทางเลือกที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน และยับยั้งแบคทีเรียได้             Green coffee cherry, a by-product from coffee production industry, is a rich source of chlorogenic acid (CGA) which is a bioactive compound with antibacterial and antioxidant activities. Using of green coffee cherry for CGA extraction is therefore a guideline for utilizing and value-adding of this by-product. This study aims to investigate the optimal condition for CGA extraction from green coffee cherry by using accelerated solvent extraction (ASE). Extraction of CGA from green coffee cherry using ASE by varying ethanol concentrations (50, 60 and 70%) and extraction temperatures (90, 120 and 150 °C) found that extraction of green coffee cherry using ASE with 70% ethanol and extraction temperature of 90 °C gave the highest CGA content. After the partial purified of green coffee cherry extract (PGCE), the yield of PGCE was observed at 4.51% of dried green coffee cherry. The PGCE contained CGA content of 72.04 g CGAE/100g PGCE, total phenolic content of 89.23 g CGAE/100g PGCE and exhibited DPPH- and ABTS-radical scavenging activities and FRAP at 3412.77, 3493.92 and 3530.69 μmol TE/g PGCE, respectively. The antibacterial activity analysis of PGCE found that Escherichia coli, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella typhimurium and Staphylococcus aureus were inhibited by PGCE. These results suggested that using of ASE with optimum condition could effectively extract CGA from green coffee cherry. The PGCE obtained was an alternative bioactive compound with antioxidant and antibacterial activities.