English Title : Enhancement of lime oil extraction using ohmic pretreatment
Author : เอกรินทร์ โกวิทยา
Source : วิทยานิพนธ์. (2012) 98 หน้า
Abstract : Lime peel is one of the main by-products of lime juice processing. The peel could be used to produce lime essential oil, which is widely used in the flavor and cosmetic industries. Although there are many techniques for essential oil extraction, the yield is still low, i.e., 0.2 ml/100 g for hydrodistillation, a common method used in lime oil extraction. This research hypothesized that ohmic pretreatment may enhance tissue permeabilization and thus increase the efficacy of lime oil extraction. Ohmic heating system for solid foods was developed and the effects of electric field strength (E) and temperature (T) on the degree of tissue damage and yield of extracted lime oil were investigated. The degree of tissue damage is reported in terms of the conductivity disintegration index, Z. Four levels of electric field strength, i.e., 25, 50, 75 and 100 V/cm, and four levels of cut-off temperature, i.e., 30, 40, 50 and 60 °C were explored. The results indicated that, for all field strengths, an increase in the treatment temperature yielded a higher degree of tissue damage. At T≤50 °C, ohmic heating at E ≥75 V/cm resulted in a significantly higher degree of tissue damage than the treatment at E ≥75 V/cm (p<0.05). At T= 60 °C, maximum tissue damage, i.e., Z = 0.33-0.36 was obtained and there was no significant difference in the degree of issue damage of the sample treated at E ≥50 V/cm. Moreover, ohmic heation at E = 50 V/cm and T = 60° C resulted in 50% increase in the yield of lime oil obtained by hydrodistillation; without ohmic heating, only 0.19 ml of lime oil was obtained from 100 g of fresh lime peel. Similar results were obtained at 75 and 100 V/cm treatments. These results also illustrated the relationship between the degree of tissue damage and extraction yield, i.e., the higher hte degree of tissue damage, the higher the extraction yield. Thus, ohmic heating could be used as a pretreatment to enhance essential oil extraction. This enhancement may be due to electroporation effect and thermal softening of tissues during ohmic heating.
เปลือกมะนาวเป็นวัสดุเหลือใช้ที่ได้จากระบวนการแปรรูปน้ำมะนาว ซึ่งสามารถนำมาใช้เป็นวัถุดิบในการผลิตน้ำมันหอมระเหยเพื่อใช้ในการแต่งกลิ่นรสอาหาร และเป็นส่วนผสมของเครื่องสำอาง ในปัจจุบันแม้จะมีเทคนิคสำหรับการสกัดน้ำมันหอมระเหยอยู่หลายวิธี แต่ปริมาณน้ำมันหอมระเหยที่ได้จากวิธีการกลั่นด้วยน้ำ (Hydrodistillation) ซึ่งเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการสกัดน้ำมันหอมระเหยจากเปลือกมะนาวยังคงมีค่าต่ำ คือประมาณ 0.2 มิลลิกรัม/100 กรัม งานวิจัยนี้มีสมมุติฐานว่ากระบวนการบำบัดเบื้องต้นด้วยวิธีโอห์มมิคอาคเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของตัวกลางที่ใช้ในการสกัด ซึ่งจะส่งผลให้ประสิทธิภาพในการสกัดน้ำมันหอมระเหยจากเปลือกมะนาวเพิ่มขึ้น ผู้วิจัยจึงได้พัฒนาระบบโอห์มมิคสำหรับชิ้นอาหารขึ้น เพื่อศึกษาผลของสนามไฟฟ้า (E) และอุณหภูมิยุติ (T) ที่มีต่อระดับความเสียหายของเนื้อเยื่อ โดยใช้ค่าการนำไฟฟ้าสัมพัทธ์ของวัสดุเป็นดัชนีชี้วัดความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อ (Conductivity disintegration index,Z) โดยสภาวะที่ทำการศึกษาได้แก่ ความเข้มของสนามไฟฟ้าที่ 25 50 75 และ 100 V/cm และอุณหภูมิยุติที่ 30 40 50 และ 60 °C จากผลการทดลองพบว่าที่ทุกความเข้มของสนามไฟฟ้า การเพิ่มอุณหภูมิในการบำบัดเบื้องต้นด้วยวิธีโอห์มมิคส่งผลให้ค่าดัชชนีชี้วัดความสมบูรณ์ของเนื้อเยื่อมีค่าเพิ่มขึ้น โดยที่อุณหภูมิต่ำกว่า 50 °C การบำบัดเบื้องต้นด้วยวิธีโอห์มมิคที่ความเข้มสนามไฟฟ้าน้อยกว่า 50 V/cm อย่างมีนัยสำคัญ (p<0.05) ที่อุณหภูมิยุติเท่ากับ 60 °C ค่าดัชชนีชี้วัดการทำลายเนื้อเยื่อจะมีค่าสูงที่สุด กล่าวคือค่าดัชชนีชี้วัดความสมบูรณ์ของเสื้อเยื่อที่ได้จะอยู่ในช่วง 0.33-0.36 ซึ่งในการบำบัดเบื้องต้นด้วยวิธีโอห์มมิค ค่าดังกล่าวไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัสำคัญเมื่อใช้สนามไฟฟ้าที่ความเข้มมากกว่า 50 V/cm นอกจากนี้ยังพบว่าที่ค่าสนามไฟฟ้า 50 V/cm และอุณหภูมิ 60 °C ได้ปริมาณน้ำมันมะนาวเพิ่มขึ้นถึง 50% ขณะที่ปริมาณน้ำมันมะนาวที่ได้ในกรณีที่ไม่ได้ผ่านวิธีการบำบัดเบื้ต้นด้วยวิธีโอห์มมิคจะมีค่าเพียง 0.19 มิลลิลิตรต่อ 100 กรัม เปลือกสด การบำบัดเบื้องต้นด้วยวิธีโอห์มมิคที่ความเข้มสนามไฟฟ้าที่ 75 และ 100 V/cm ส่งผลให้ปริมาณน้ำมันที่สกดัดได้เพิ่มขึ้นเช่นเดียวกัน ผลการทดลองดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างค่า z และปริมาณน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้ กล่าวคือเมื่อค่า z เพิ่มขึ้นปริมาณน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้นกระบวนการบำบัดด้วยวิธีโอห์มมิคจึงเป็นอีกวิธีหนึ่งที่จะช่วยเพิ่มปริมาณของน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้ ทั้งนี้การเพิ่มขึ้นของปริมาณน้ำมันที่สกัดได้อาจเป็นผลเนื่องมาจาก Electroporation และ/ หรือการอ่อนตัวของเนื้อเยื่อที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการบำบัตเบื้องต้นด้วยวิธีโอห์มมิค
Subject : Lemon. Perfumes. Extraction (Chemistry). มะนาว. น้ำหอม. การสกัด (เคมี).
