ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การพัฒนาผลิตภัณฑ์นาโนของน้ำมันจากพืชสมุนไพรไทยโดยเทคนิคไมโครอิมัลชัน

หน่วยงาน สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การพัฒนาผลิตภัณฑ์นาโนของน้ำมันจากพืชสมุนไพรไทยโดยเทคนิคไมโครอิมัลชัน
นักวิจัย : ศิริพร โอโกโนกิ
คำค้น : essential oil , fixed oil , medicinal plant , microemulsion , product , น้ำมันระเหยยาก , น้ำมันหอมระเหย , ผลิตภัณฑ์ , สมุนไพร , ไมโครอิมัลชัน
หน่วยงาน : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2554
อ้างอิง : http://elibrary.trf.or.th/project_content.asp?PJID=IUG5080012 , http://research.trf.or.th/node/6180
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

วัตถุประสงค์หลักของโครงการวิจัยนี้คือเพื่อใช้เทคโนโลยีไมโครอิมัลชันแก้ไขปัญหาและพัฒนาผลิตภัณฑ์เพื่อการส่งออกให้แก่ภาคเอกชน งานวิจัยได้มุ่งเน้นในด้านการเพิ่มความคงสภาพให้แก่ผลิตภัณฑ์ของน้ำมันจากสมุนไพรไทย รวมถึงการพัฒนารูปแบบไมโครอิมัลชันชนิดเข้ากับน้ำได้ของน้ำมันจากสมุนไพรไทยเพื่อเป็นระบบนําส่งที่มีประสิทธิภาพของสารออกฤทธิ์ที่ละลายน้ำยาก น้ำมันที่นำมาศึกษาวิจัยในตอนต้นของโครงการมีทั้งหมด 30 ชนิด ซึ่งประกอบด้วยน้ำมันหอมระเหยจากพืชชนิดต่าง ๆ รวม 28 ชนิด น้ำมันไม่ระเหยที่สกัดจากเมล็ดงา 1 ชนิด และน้ำมันหอมระเหยที่ได้รับจากบริษัทไทยฟลาวเวอร์แอนด์เฮิร์บจำกัดซึ่งจะเรียกว่าน้ำมันบริษัทอีก 1 ชนิด น้ำมันทั้ง 30 ชนิดถูกนำมาวิเคราะห์หาองค์ประกอบภายในโดยใช้ HPLC สำหรับวิเคราะห์น้ำมันไม่ระเหยและ GC-MS สำหรับน้ำมันหอมระเหย ผลวิเคราะห์จาก HPLC พบว่าน้ำมันงาที่สกัดโดย cold press เป็นน้ำมันที่มีประสิทธิภาพมากกว่าที่สกัดโดยมีความร้อนเข้ามาเกี่ยวข้อง และประกอบด้วยสารสำคัญคือ sesamin และ tocopherol ซึ่งทำให้มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน การศึกษาองค์ประกอบโดย GC-MS พบว่าน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้จากพืชต่างชนิดมีองค์ประกอบภายในแตกต่างกัน เช่น น้ำมันตะไคร้มี geranial และ neral เป็นองค์ประกอบหลัก ในขณะที่น้ำมันขมิ้นชันมีเพียง beta-bisabolene เพียงชนิดเดียวที่เป็นองค์ประกอบหลัก และพบว่าแม้น้ำมันจะมาจากพืชชนิดเดียวกันแต่คนละส่วนของพืช องค์ประกอบภายในน้ำมันที่ได้ก็แตกต่างกัน เช่น น้ำมันจากใบมะนาวมี ortho-cymene และ L-camphor เป็นองค์ประกอบหลัก ในขณะที่น้ำมันจากเปลือกผลมะนาวมี ortho-cymene เพียงชนิดเดียวที่เป็นองค์ประกอบหลัก และเป็นที่สังเกตว่าน้ำมันพืชแต่ละชนิดที่สกัดได้มีองค์ประกอบที่สามารถตรวจวิเคราะห์ได้ประมาณ 11 – 26 ชนิด แต่น้ำมันบริษัทมีองค์ประกอบที่สามารถตรวจวิเคราะห์ได้ถึง 41 ชนิดโดยมี -zingiberene และ terpineol-4-ol เป็นองค์ประกอบหลัก ดังนั้นจึงพิจารณาว่าน้ำมันบริษัทน่าจะเป็นน้ำมันผสมที่มาจากพืชมากกว่า 1 ชนิด น้ำมันทั้ง 30 ชนิด ถูกนำมาทดสอบฤทธิ์ต้านออกซิเดชันและฤทธิ์ยับยั้งเอ็นไซม์ไทโรสิเนส โดยฤทธิ์ต้านออกซิเดชันศึกษาโดยวิธี ABTS และวิธี FRAP ซึ่งจะมีค่า TEAC และค่า EC เป็นตัวชี้วัด ผลการทดลองพบว่าน้ำมันที่ให้ค่า TEAC สูงที่สุด 5 อันดับแรกคือน้ำมันของ ยี่หร่า กะเพรา สะระแหน่ เนียมหูเสือ และน้ำมันบริษัท ตามลำดับ ส่วนน้ำมันที่ให้ค่า EC สูงที่สุด 5 อันดับแรกคือน้ำมันของ กะเพรา ยี่หร่า สะระแหน่ น้ำมันบริษัท และน้ำมันไพล ตามลำดับ ส่วนฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรสิเนส พบว่าน้ำมันที่ให้ฤทธิ์สูงที่สุดคือน้ำมันของพลูคาว รองลงมาเพียงเล็กน้อยคือน้ำมันของตะไคร้ คื่นไช่ แมงลัก และขิง ตามลำดับ เมื่อพิจารณาถึงปริมาณที่สกัดได้ ร่วมกับความยากง่ายของการรวบรวมวัตถุดิบสมุนไพร ฤทธิ์ทางชีววิทยา และความต้องการของบริษัทที่เข้าร่วมโครงการ จึงได้พิจารณาคัดเลือกน้ำมันตะไคร้ซึ่งเป็นน้ำมันหอมระเหยที่มีฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์ไทโรสิเนส น้ำมันไม่งาซึ่งเป็นน้ำมันไม่ระเหยและน้ำมันจากบริษัทซึ่งเป็นน้ำมันหอมระเหยที่มีฤทธิ์ต้านออกซิเดชัน เพื่อทำการศึกษาต่อไป โดยการศึกษาหาค่า refractive index ค่าแรงตึงผิว และสมบัติการละลาย ผลการทดลองพบว่าน้ำมันทั้งสามมีค่า refractive index แตกต่างกันเล็กน้อยและสูงกว่าน้ำ มีค่าแรงตึงผิวใกล้เคียงกับกลุ่มตัวทำละลายที่มี polarity ปานกลาง สามารถละลายในตัวทำละลายที่มี polarity ขนาดต่ำและขนาดปานกลางบางชนิดแต่ไม่สามารถละลายในน้ำ ดังนั้นเทคนิคไมโครอิมัลชันจึงถูกนำมาใช้ในโครงการนี้เพื่อเพิ่มการละลายในน้ำของน้ำมันเหล่านี้ การนำเทคนิคไมโครอิมัลชันมาใช้กับน้ำมันทั้งสามเริ่มจากการสร้าง phase diagram ของน้ำมัน พร้อมกับศึกษาปัจจัยที่อาจมีผลต่อไมโครอิมัลชันของน้ำมันทั้ง 3 ชนิด พบว่าชนิดและปริมาณของ surfactant เป็นปัจจัยสำคัญต่อการเกิดไมโครอิมัลชันของน้ำมันทั้งสาม โดยพบว่า surfactant ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับน้ำมันตะไคร้ คือ Tween 20 ส่วนที่เหมาะสมที่สุดสำหรับน้ำมันงาและน้ำมันผสมของบริษัทคือ Tween 85 และ Brij 97 ตามลำดับ การศึกษาผลของ co-surfactant ชนิดต่าง ๆ โดยใช้สารในกลุ่ม alcohol ที่มีจำนวนคาร์บอนระหว่าง 2 อะตอมถึง 8 อะตอม พบว่า ethanol ซึ่งเป็น alcohol ที่มีคาร์บอน 2 อะตอม มีความเหมาะสมสำหรับน้ำมันทั้งสามมากที่สุด โดยให้ขอบเขตของไมโครอิมัลชันกว้างที่สุด ได้เตรียมระบบอิมัลชันของน้ำมันทั้ง 3 ชนิด ชนิดละ 5 สูตร โดยสูตรที่ 1 เป็นอิมัลชันธรรมดา เตรียมโดยอาศัยพลังงานจากเครื่อง high pressure homogenizer พบว่ามีลักษณะขุ่นขาว มีอนุภาคภายในขนาดใหญ่และมีการกระจายขนาดกว้าง ส่วนสูตรที่ 2 ถึงสูตรที่ 5 เตรียมโดยระบบไมโครอิมัลชัน พบว่าน้ำมันแต่ละชนิดให้ลักษณะแตกต่างกัน น้ำมันตะไคร้ให้ระบบไมโครอิมัลชันได้ทั้ง 4 สูตร ส่วนน้ำมันงาและน้ำมันผสมของบริษัทให้ระบบไมโครอิมัลชันได้เฉพาะสูตรที่ 3 และสูตรที่ 5 ซึ่งเป็นสูตรที่ประกอบด้วย surfactant และ co-surfactant ร่วมกัน ซึ่งผลการทดลองนี้เป็นการยืนยันความจำเป็นในการใช้ co-surfactant ในระบบของน้ำมันทั้งสาม ไมโครอิมัลชันทุกระบบที่เตรียมได้เป็นชนิด o/w ซึ่งเป็นระบบที่สามารถเข้ากับน้ำได้ดี พบว่าไมโครอิมัลชันของน้ำมันทั้งสามสามารถละลายตัวยาต้นแบบซึ่งละลายน้ำยากได้ดี โดยไม่พบตะกอนของตัวยาในระบบดังกล่าว ในขณะที่ระบบอิมัลชันดั้งเดิมพบการตกตะกอนของตัวยาดังกล่าว การศึกษาการปลดปล่อยตัวยาพบว่าความสามารถในการปลดปล่อยตัวยาขึ้นอยู่กับชนิดของน้ำมัน ไมโครอิมัลชันของน้ำมันตะไคร้สามารถปลดปล่อยตัวยาได้เร็วไมโครอิมัลชันของน้ำมันงาและน้ำมันบริษัทอย่างชัดเจน การศึกษาด้านความคงสภาพของผลิตภัณฑ์ที่พัฒนาได้ ทำโดยการเก็บผลิตภัณฑ์ไว้ที่อุณหภูมิต่าง ๆ เป็นเวลานาน ผลการทดลองพบว่าอุณหภูมิสูงเช่นที่ 45 องศาเซลเซียสจะทำให้เกิดการสูญเสียความคงสภาพทางกายภาพของผลิตภัณฑ์และความคงสภาพทางเคมีของตัวยาที่ถูกกักเก็บอยู่ภายใน อย่างไรก็ตามพบว่าเมื่อเก็บผลิตภัณฑ์ที่อุณหภูมิห้องจะมีความคงสภาพสูงพอ ๆ กับเมื่อเก็บที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส และพบว่าผลิตภัณฑ์ในรูปแบบไมโครอิมัลชันของน้ำมันทั้งสามมีความคงสภาพกว่าผลิตภัณฑ์ในรูปแบบอิมัลชันธรรมดา โดยสรุปพบว่าเทคนิคไมโครอิมัลชันสามารถเพิ่มการละลายในน้ำของน้ำมันจากพืชสมุนไพร และเพิ่มความคงสภาพทางเคมีให้แก่ตัวยาที่ถูกกักเก็บอยู่ภายใน รวมทั้งเพิ่มความคงสภาพทางกายภาพให้แก่ผลิตภัณฑ์ด้วย The main purpose of this project is to apply microemulsion technique for improvement of local made product quality for export. The research is particularly aimed to increase stability of water miscible products of the potential plant oils and to produce oil based water miscible microemulsion as an efficient drug delivery system of water insoluble active compound. A total of 30 oils including 28 essential oils extracted by hydrodistillation from different kinds of common Thai medicinal plants, one fixed oil extracted from sesame seeds, and one essential oil, a so-called company oil, obtained from Thai Flower and Herb Co., Ltd. were used in the primary screening part of this project. The oils were firstly examined for the existing components by using HPLC for the fixed oil and GC-MS for the essential oils. The HPLC analysis indicated that the sesame oil obtained by cold press extraction was more effective than those extracted from heat involved methods. Sesamin and tocopherol were found to be the principle constituents of sesame oil that possessed antioxidant property. GC-MS analysis indicated that the oils of different plant species contained different kinds and quantity of compounds. For example geranial and neral were found to be the principle components in Cymbopogon citratus whereas beta-bisabolene was a major compound in Curcuma longa. Moreover, it was found that the oils of the same plant species but extracted from different plant part were composed of different compounds. For example, ortho-cymene and L-camphor were found to be the principle constituents in the leaves of Citrus aurantifolia while only ortho-cymene was the major in its fruit peel. It was noted that the oils extracted from a single plant detected by our GC-MS contained approximately 11 – 26 compounds. The company oil showed 41 compounds existing with -zingiberene and terpineol-4-ol as the principle compounds. Hence it was considered to be mixed oil from more than one plant. The oils were subjected to a screening test for antioxidant and antityrosinase activities. The antioxidant was carried out by means of ABTS and FRAP methods. The results expressed as TEAC and EC values respectively. The highest TEAC value was obtained from the oil of Ocimum gratissimum followed by that of Ocimum sanctum, Melissa officinalis, Coleus amboinicus and the company oil, respectively. The result from FRAP assay indicated that the essential oil of Ocimum sanctum possessed the highest antioxidant activity with the highest EC value followed by that of Ocimum gratissimum, Melissa officinalis, company, and Zingiber cassumunar, respectively. The antityrosinase test was performed by using mushroom tyrosinase enzyme. The results revealed that the most effective on this inhibition was the essential oil of Houttuynia cordata followed closely by that of Cymbopogon citratus, Apium graveolens, Ocimum canum, and Zingiber officinale, respectively. The essential oil of C. citratus, the fixed oil of sesame, and the company oil were selected for further study according to our consideration which based on the yield of extraction, ease of raw material collection, biological activities, and some requirement from the company. The selected three oils were studied for their physicochemical properties e.g. refractive index, surface tension, and solubility. The oils showed higher refractive index value than water. Their surface tension values were similar to that of semi-polar solvents. The three oils were soluble in certain semi-polar solvents but insoluble in water. The microemulsion was used in this project in order to increase their water solubility. The microemulsion study began with the phase diagram construction. In this experiment, many factors were studied. It was found that the surfactant type and quantity played an important role for the oil based microemulsions. Tween 20 was considered to be the most suitable surfactant for C. citratus oil while Tween 85 and Brij 97 were the most suitable surfactant for sesame and the company oils, respectively. The effect of co-surfactant was evaluated by using alcohol with different carbon atom (C2 – C8). It was found that ethanol (C2) was the most suitable co-surfactant of the oils as it gave the largest area of microemulsion in the phase diagram. Five formulas of the oils were developed and a water insoluble clotrimazole was used as a model drug. Formula 1 represented a traditional emulsion and prepared by high pressure homogenizer. Formula 2 – formula 5 were prepared by means of microemulsion technique. It was found that formula 1 of the oils was opaque liquid with large size and size distribution of the internal phase. The prepared microemulsions of different oil showed different characteristics. Formula 2 – formula 5 of C. citratus oil with or without the model drug were of clear liquid suggested that complete microemulsion were obtained. For sesame oil and company oil, only formula 3 and formula 5 were of complete microemulsion. The results revealed the important role of co-surfactant in the microemulsion system of the three oils. All microemulsions obtained showed o/w type indicating the water miscibility. The microemulsions of the three oils showed no precipitation of the water insoluble model drug where drug precipitation was observed in all traditional emulsion formulas. Drug release study demonstrated that the release property of the oil based microemulsion was depended on the oil type. Microemulsions of C. citratus oil demonstrated obviously higher drug release than that of sesame and company oils. The stability study of microemulsion products was carried out by keeping the products in different temperature for a period of time. The results exhibited that high temperature at 45 C could decrease the physical stability of the products and the chemical stability of the drug. However, the stability of the microemulsion products keeping in the room temperature could be almost as high as those kept in the cold place at 4 C. It was found that all microemulsion products of the oils showed higher stability than their traditional emulsions. It was concluded that microemulsion technique could increase water miscibility of the plant oils and chemical stability of the drug entrapped as well as the physical stability of the products.

บรรณานุกรม :
ศิริพร โอโกโนกิ . (2554). การพัฒนาผลิตภัณฑ์นาโนของน้ำมันจากพืชสมุนไพรไทยโดยเทคนิคไมโครอิมัลชัน.
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ศิริพร โอโกโนกิ . 2554. "การพัฒนาผลิตภัณฑ์นาโนของน้ำมันจากพืชสมุนไพรไทยโดยเทคนิคไมโครอิมัลชัน".
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย.
ศิริพร โอโกโนกิ . "การพัฒนาผลิตภัณฑ์นาโนของน้ำมันจากพืชสมุนไพรไทยโดยเทคนิคไมโครอิมัลชัน."
    กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย, 2554. Print.
ศิริพร โอโกโนกิ . การพัฒนาผลิตภัณฑ์นาโนของน้ำมันจากพืชสมุนไพรไทยโดยเทคนิคไมโครอิมัลชัน. กรุงเทพมหานคร : สำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย; 2554.