Original Title: Novel, bioactive film based on methylcellulose incorporated with quercetin-loaded nanoparticles: Bifunctional antioxidant and ultraviolet-shielding properties
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2021.56.1.12
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ហ្វីលសកម្មជីវសាស្រ្តថ្មីផ្អែកលើមេទីលសែលុយឡូសដែលរួមបញ្ចូលជាមួយភាគល្អិតណាណូផ្ទុកសារធាតុ Quercetin៖ លក្ខណៈសម្បត្តិប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មមុខងារពីរ និងការពារកាំរស្មីយូវី

ចំណងជើងដើម៖ Novel, bioactive film based on methylcellulose incorporated with quercetin-loaded nanoparticles: Bifunctional antioxidant and ultraviolet-shielding properties

អ្នកនិពន្ធ៖ Kanthika Nantapreecha (Kasetsart University), Supoj Pratheepthinthong (Thailand Institute of Scientific and Technological Research), Amporn Sane (Kasetsart University), Panuwat Suppakul (Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2022, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Materials Technology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះដោះស្រាយបញ្ហានៃការខូចគុណភាពចំណីអាហារដោយសារអុកស៊ីតកម្មជាតិខ្លាញ់និងកាំរស្មីយូវី (UV) តាមរយៈការអភិវឌ្ឍហ្វីលវេចខ្ចប់ជីវសាស្រ្តថ្មីដែលមានសុវត្ថិភាពនិងមិនប៉ះពាល់បរិស្ថាន។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាបង្កើតភាគល្អិតណាណូ និងការបញ្ចូលវាទៅក្នុងហ្វីលប៉ូលីមែរដើម្បីធ្វើតេស្តគុណភាព។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
MC film + Quercetin Nanoparticles (QC-NPs)
ហ្វីលមេទីលសែលុយឡូស + ភាគល្អិតណាណូ Quercetin
មានសមត្ថភាពខ្ពស់បំផុតក្នុងការប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម និងការពារកាំរស្មីយូវីបានយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះ។ ភាគល្អិតមានទំហំតូច និងសាយភាយបានល្អក្នុងហ្វីល។ ទាមទារឧបករណ៍បច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ និងស្មុគស្មាញ (RESOLV process) ក្នុងការផលិតភាគល្អិតណាណូ។ បរិមាណ Phenolic សរុបខ្ពស់បំផុត (១.៦១៩,៥៩ µg GAE/mg) និងបន្ថយការជ្រាបចូលកាំរស្មី UV-A មកត្រឹម ៣,៣៨% និង UV-B មកត្រឹម ៧,៥៤%។
MC film + Quercetin dissolved in Ethanol (QC-EtOH)
ហ្វីលមេទីលសែលុយឡូស + Quercetin រលាយក្នុងអេតាណុល
ងាយស្រួលក្នុងការផលិត និងលាយបញ្ចូល ដោយមិនតម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់ឧបករណ៍សម្ពាធខ្ពស់។ ផ្តល់សមត្ថភាពប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មបានល្អបង្គួរ។ សមត្ថភាពការពារកាំរស្មីយូវី និងការប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មទាបជាងការប្រើភាគល្អិតណាណូ។ បង្កើតជាភាគល្អិតធំៗនៅលើផ្ទៃហ្វីល។ បរិមាណ Phenolic សរុប ១.១២១,៥៩ µg GAE/mg និងការជ្រាបចូលកាំរស្មី UV-A ១២,៩៣% (នៅកំហាប់ ០,៥%)។
MC film + Quercetin dissolved in Water (QC-H2O)
ហ្វីលមេទីលសែលុយឡូស + Quercetin រលាយក្នុងទឹក
ប្រើប្រាស់ទឹកជាសារធាតុរំលាយ ដែលមានសុវត្ថិភាពខ្ពស់ និងមិនប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។ សារធាតុ Quercetin មិនងាយរលាយក្នុងទឹក ដែលធ្វើឱ្យប្រសិទ្ធភាពប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម និងការការពារកាំរស្មីយូវីមានកម្រិតទាបបំផុតក្នុងចំណោមក្រុមសាកល្បង Quercetin។ បរិមាណ Phenolic សរុបទាបបំផុតក្នុងចំណោម QC (៧៤៩,៦៩ µg GAE/mg) និងមានទម្រង់ភាគល្អិតជារាងម្ជុលធំៗ។
Synthetic Antioxidants (BHA & BHT)
សារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មសំយោគ (BHA និង BHT)
មានតម្លៃថោក ងាយស្រួលរកបាននៅលើទីផ្សារ និងត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅក្នុងឧស្សាហកម្មចំណីអាហារ។ មានក្តីបារម្ភផ្នែកសុវត្ថិភាពនិងសុខភាពចំពោះអ្នកបរិភោគ និងមានសមត្ថភាពប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មទាបជាង Quercetin ធម្មជាតិ។ បរិមាណ Phenolic សរុបទាបខ្លាំង (៣៤៧-៤០៧ µg GAE/mg) និងកម្រិតចាប់យករ៉ាឌីកាល់សេរី (DPPH/ABTS) ខ្សោយជាង QC-NPs ប្រហែល ២ ទៅ ៣ ដង។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារឧបករណ៍វិភាគនិងផលិតកម្រិតខ្ពស់នៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ ព្រមទាំងសារធាតុគីមីប្រើប្រាស់ជាក់លាក់ដែលមានតម្លៃថ្លៃ។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានធ្វើឡើងនៅក្នុងប្រទេសថៃ (សាកលវិទ្យាល័យ Kasetsart) ដោយប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមស្តង់ដារពាណិជ្ជកម្ម។ ទោះបីជាមិនមានភាពលម្អៀងផ្នែកភូមិសាស្រ្តក្តី ប៉ុន្តែការទាញយកបច្ចេកវិទ្យានេះមកអនុវត្តនៅកម្ពុជាអាចជួបប្រទះឧបសគ្គ ដោយសារការខ្វះខាតម៉ាស៊ីនផលិត Supercritical CO2 និងមន្ទីរពិសោធន៍បំពាក់ឧបករណ៍ទំនើបៗ។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

បច្ចេកវិទ្យានៃការបង្កើតហ្វីលវេចខ្ចប់ជីវសាស្រ្តនេះ មានសក្តានុពលយ៉ាងធំធេងសម្រាប់វិស័យកសិ-ឧស្សាហកម្មនៅកម្ពុជា។

បច្ចេកវិទ្យានេះអាចជួយលើកកម្ពស់ស្តង់ដារគុណភាព និងសុវត្ថិភាពចំណីអាហារនៅកម្ពុជាឱ្យឈានដល់កម្រិតអន្តរជាតិ ប៉ុន្តែទាមទារការកសាងសមត្ថភាពមន្ទីរពិសោធន៍ក្នុងស្រុកជាមុនសិន។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃបច្ចេកវិទ្យាណាណូ និងវេចខ្ចប់ជីវសាស្រ្ត: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ពីទ្រឹស្តីនិងបច្ចេកទេសបង្កើតភាគល្អិតណាណូតាមរយៈ RESOLV process និងសិក្សាពីការប្រើប្រាស់សារធាតុ Biopolymer ដូចជា Methylcellulose ធ្វើជាវត្ថុធាតុគោលសម្រាប់ហ្វីល។
  2. ស្រាវជ្រាវពីប្រភពសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មក្នុងស្រុក: ជាជាងការនាំចូល Quercetin និស្សិតអាចធ្វើការចម្រាញ់សារធាតុ Polyphenols ពីកាកសំណល់កសិកម្មក្នុងស្រុក (ឧទាហរណ៍ សំបកមង្ឃុត ឬស្លឹកតែ) ដើម្បីយកមកសាកល្បងជំនួស ដោយប្រើឧបករណ៍ Rotary Evaporator
  3. អនុវត្តការផលិតហ្វីលសាកល្បងក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍: ប្រើប្រាស់បច្ចេកទេស Solution casting technique ដើម្បីផលិតហ្វីលដោយលាយសារធាតុសកម្ម និងវាស់ស្ទង់កម្រិតភាពថ្លានិងសមត្ថភាពការពារកាំរស្មីយូវីដោយប្រើ UV-vis spectrophotometer
  4. វាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម (Antioxidant Assays): រៀបចំការធ្វើតេស្ត DPPH radical scavenging និង FRAP assay ដើម្បីប្រៀបធៀបសមត្ថភាពទប់ស្កាត់អុកស៊ីតកម្មរវាងហ្វីលធម្មតា និងហ្វីលដែលបានបញ្ចូលសារធាតុសកម្មណាណូ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Rapid expansion of sub- or supercritical solutions into liquid solvent (ដំណើរការពង្រីកសូលុយស្យុងលឿនចូលទៅក្នុងសារធាតុរំលាយរាវ - RESOLV) ជាបច្ចេកទេសមួយក្នុងបច្ចេកវិទ្យាណាណូដែលប្រើប្រាស់ឧស្ម័ន (ដូចជា CO2) ក្នុងទម្រង់ Supercritical ដើម្បីរំលាយសារធាតុសកម្ម រួចបញ្ចេញវាដោយកម្លាំងសម្ពាធខ្ពស់ចូលទៅក្នុងទឹក។ ដំណើរការនេះបង្កើតបានជាភាគល្អិតណាណូដែលមានទំហំតូច និងសាយភាយបានល្អដោយមិនបាច់ប្រើសារធាតុគីមីពុលច្រើន។ ដូចជាការបាញ់ទឹកអប់ចេញពីដបបាញ់មានសម្ពាធខ្ពស់ ដែលធ្វើឲ្យទឹកអប់បែកជាល្អិតៗសាយភាយចូលទៅក្នុងខ្យល់។
Quercetin nanoparticles (ភាគល្អិតណាណូ Quercetin) ជាទម្រង់ភាគល្អិតតូចបំផុត (គិតជាណាណូម៉ែត្រ) នៃសារធាតុសកម្ម Quercetin (សារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្មទាញយកពីរុក្ខជាតិ)។ ការបំបែកវាឱ្យមានទំហំកម្រិតណាណូនេះ ជួយបង្កើនផ្ទៃប៉ះ ធ្វើឱ្យវាងាយរលាយ និងមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាងមុន។ ដូចជាការបុកដុំស្ករក្រួសធំៗឱ្យទៅជាស្ករម៉ដ្ឋ ដើម្បីឱ្យវាងាយរលាយក្នុងទឹកយ៉ាងរហ័ស និងបញ្ចេញជាតិផ្អែមបានលឿន។
Methylcellulose (មេទីលសែលុយឡូស) ជាសារធាតុប៉ូលីមែរជីវសាស្រ្ត (Biopolymer) ចម្រាញ់ចេញពីសែលុយឡូសរុក្ខជាតិ ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិអាចបង្កើតជាហ្វីលស្ដើង ថ្លា ស្វិត និងអាចបរិភោគបាន វាត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាទូទៅក្នុងការវេចខ្ចប់ចំណីអាហារដើម្បីជំនួសផ្លាស្ទិកធម្មតា។ ដូចជាការយកម្សៅសារាយមកស្ងោរ ហើយចាក់ជាសន្លឹកស្តើងៗដែលអាចរុំអាហារបានដោយសុវត្ថិភាព។
Supercritical carbon dioxide (ឧស្ម័នកាបូនិចកម្រិតកំដៅនិងសម្ពាធខ្ពស់) ជាស្ថានភាពមួយដែលឧស្ម័ន CO2 ត្រូវបានរុញឱ្យស្ថិតក្នុងសម្ពាធ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ រហូតដល់វាមានលក្ខណៈចម្រុះរវាងឧស្ម័ននិងរាវ ដែលអាចប្រើជាសារធាតុរំលាយយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព ជំនួសឲ្យសារធាតុគីមីពុល។ ដូចជាខ្យល់អ័ព្ទក្រាស់ខ្លាំងដែលអាចហូរចូលគ្រប់ចន្លោះដូចទឹក ប៉ុន្តែអាចហើរចេញវិញដូចជាខ្យល់ ដោយមិនបន្សល់ស្នាមសើម។
Antioxidant activity (សកម្មភាពប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម) ជាសមត្ថភាពនៃសារធាតុណាមួយក្នុងការចាប់យក និងទប់ស្កាត់រ៉ាឌីកាល់សេរី (Free radicals) ដែលជាភ្នាក់ងារធ្វើឱ្យខូចខាតកោសិកា ឬធ្វើឱ្យចំណីអាហារឆាប់ពុករលួយនិងធុំក្លិនប្រេងដោយសារអុកស៊ីហ្សែន។ ដូចជាថ្នាំការពារច្រែះដែលយើងលាបលើដែក ដើម្បីកុំឱ្យដែកនោះពុកផុយដោយសារតែប្រតិកម្មជាមួយអុកស៊ីហ្សែនក្នុងខ្យល់។
UV-shielding property (លក្ខណៈសម្បត្តិការពារកាំរស្មីយូវី) ជាសមត្ថភាពនៃវត្ថុធាតុ (ដូចជាហ្វីលវេចខ្ចប់) ក្នុងការស្រូបយក ឬចំណាំងកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ (UV) ពីពន្លឺព្រះអាទិត្យ មិនឱ្យឆ្លងកាត់បាន ដែលជួយការពារអាហារពីការខូចគុណភាព និងការបាត់បង់ពណ៌ដោយសារពន្លឺ។ ដូចជាការលាបឡេការពារកម្តៅថ្ងៃនៅលើស្បែករបស់យើង ដើម្បីកុំឱ្យកាំរស្មីព្រះអាទិត្យបំផ្លាញកោសិកាស្បែក។
Fourier transform infrared spectroscopy (ការវិភាគវិសាលគមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ Fourier - FTIR) ជាបច្ចេកទេសវិភាគដែលប្រើប្រាស់កាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដដើម្បីវាស់ស្ទង់ការស្រូបយកពន្លឺរបស់ម៉ូលេគុល សម្រាប់កំណត់អត្តសញ្ញាណក្រុមមុខងារ (Functional groups) និងបញ្ជាក់ពីវត្តមាននៃសារធាតុគីមីថ្មីៗដែលបានបញ្ចូលទៅក្នុងហ្វីល។ ដូចជាការថតកាំរស្មីអ៊ិច (X-ray) ដើម្បីមើលថាតើមានឆ្អឹងឬវត្ថុអ្វីខ្លះលាក់នៅខាងក្នុងរាងកាយ។
Dynamic light scattering (ការបែកខ្ញែកពន្លឺសកម្ម - DLS) ជាវិធីសាស្ត្រវិភាគក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់វាស់ទំហំនៃភាគល្អិតណាណូដែលកំពុងអណ្តែតក្នុងសូលុយស្យុង ដោយវាស់ពីរបៀបដែលពន្លឺឡាស៊ែរបែកខ្ញែកនៅពេលជួបនឹងភាគល្អិតទាំងនោះដែលកំពុងផ្លាស់ទី។ ដូចជាការចាំងភ្លើងពិលទៅលើធូលីដែលកំពុងហោះហើរក្នុងខ្យល់ ដើម្បីប៉ាន់ស្មានថាតើធូលីនោះមានទំហំប៉ុនណា។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖