การสกัดด้วยสารละลายน้ำสองวัฏภาคเพื่อหาปริมาณเบนโซเอท ในผลิตภัณฑ์เส้นแปรรูปจากข้าวด้วยวิธีสเปกโทรโฟโตเมทรี

Abstract

บทคัดย่อ

      E-mail address : kprwiboo@kmitl.ac.th

 

                งานวิจัยนี้มีจุดประสงค์หลักเพื่อพัฒนาระบบสารละลายน้ำสองวัฏภาค (Aqueous two-phase systems:ATPS) ที่มีองค์ประกอบของโพลีเอททิลีนไกลคอล (PEG) กับเกลืออนินทรีย์ เพื่อสกัดเบนโซเอทจากผลิตภัณฑ์เส้นแปรรูปจากข้าวและตรวจวิเคราะห์ด้วยเทคนิคสเปกโทรโฟโตเมทรี ทำการศึกษาแผนภาพวัฏภาค (phase diagram) ด้วยวิธีการไทเทรตแบบ turbidometry ศึกษาปัจจัยต่าง ๆ เช่น น้ำหนักโมเลกุลของ PEG และชนิดของเกลืออนินทรีย์ที่มีผลต่อลักษณะของแผนภาพวัฏภาค สัดส่วนเชิงปริมาตรดีที่สุดของการสกัดคือ 1:1:1 (สารละลายตัวอย่าง :สารละลาย PEG1000 (50%w/v) : สารละลายแอมโมเนียมซัลเฟต (50%w/v)) โดยให้ประสิทธิภาพการสกัดในช่วง 94.36–103.21% เตรียมตัวอย่างในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 1.0 โมลาร์ และสกัดด้วยระบบสารละลายน้ำสองวัฏภาค โดยใช้สารละลายตัวอย่าง 5.0 มิลลิลิตร ผสมกับสารละลาย PEG (50% w/v) 5.0 มิลลิลิตร และสารละลายแอมโมเนียมซัลเฟต (50%w/v) 5.0 มิลลิลิตร เมื่อเกิดการแยกสมบูรณ์แล้วได้สารละลายใสสองวัฏภาคและมีตะกอนสีขาวอยู่ระหว่างชั้นวัฏภาค วัดค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายวัฏภาคบน แล้วคำนวณหาค่าการดูดกลืนแสงของเบนโซเอทโดยอาศัย baseline technique จากสมการ A = Abs_269.5 - [(Abs_265.5+Abs_275.5)/2] ได้กราฟมาตรฐานของเบนโซเอท (ในรูปโซเดียมเบนโซเอท) มีความเป็นเส้นตรงในช่วงความเข้มข้น 25 – 600 มิลลิกรัมต่อลิตร (r² = 0.9999) ขีดจำกัดของการตรวจวัด (LOD) และขีดจำกัดของการตรวจวิเคราะห์ปริมาณ (LOQ) มีค่า 8.80 และ 29.34 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ ผลการวิเคราะห์หาปริมาณเบนโซเอทด้วยวิธีที่พัฒนาขึ้นนี้มีร้อยละของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ในช่วง 0.09-0.94%  และค่าร้อยละการกลับคืนในช่วง 96.21-103.76% เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีมาตรฐานของ AOAC 47.3.03 ด้วยวิธีทางสถิติ paired t-test พบว่าผลการวิเคราะห์ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญที่ระดับความเชื่อมั่นร้อยละ 95 (t_observed = -0.14, t_critical = 2.57, n = 6) วิธีการสกัดด้วยสารละลายน้ำสองวัฏภาคที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถนำไปใช้วิเคราะห์หาเบนโซเอทในผลิตภัณฑ์เส้นแปรรูปจากข้าวได้ โดยให้ความรวดเร็วในการวิเคราะห์และไม่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ระเหยง่ายที่เป็นพิษต่อผู้ทำการวิเคราะห์และสิ่งแวดล้อม

คำสำคัญ : การสกัด, สารละลายน้ำสองวัฏภาค, เบนโซเอท, ผลิตภัณฑ์เส้นแปรรูปจากข้าว, สเปกโทรโฟโตเมทรี

Abstract

            The aim of this research was to develop a system of aqueous two-phase system (ATPS) of polyethylene glycol (PEG) and inorganic salt for the extraction and spectrophotometric determination of benzoate in rice noodle. The phase diagrams of aqueous two-phase system were determined by turbidometric titration method. Factors influencing the phase diagram such as molecular weight of PEG and type of inorganic salt were studied. It was found that the best volume ratio of 1:1:1 (sample solution: PEG1000 solution (50%w/v): (NH₄)₂SO₄ solution (50%w/v)) gave 94.36-103.21% extraction efficiency, and this ratio was selected in the method development. Rice noodle sample was soaked in 1.0 M NaOH solution and extracted in aqueous two-phase system using 5.0 mL of slurry sample solution, 5.0 mL of PEG1000 solution (50%w/v) and 5.0 mL (NH₄)₂SO₄ solution (50%w/v). Two clear phases and a layer of white precipitate between the phases were formed. The absorbance of upper phase solution was measured and corrected absorbance, Abs_269.5-[(Abs_265.5+Abs_275.5)/2], was calculated using baseline technique. The calibration graph of benzoate (as sodium benzoate) was linear in the range of 25 to 600 mg/L with coefficient of determination (r²) of 0.9999. The limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) for sodium benzoate were 8.80 mg/L and 29.34 mg/L, respectively. The percent relative standard deviation and recovery of this developed method were 0.09-0.94% and 96.21-103.76%, respectively. The paired-samples t-test results for differences between this method and AOAC method (43.3.03) showed no significant difference at 95% confidence level (t_observed = -0.14, t_critical = 2.57, n = 6). The developed aqueous two-phase extraction method can be applied for determination of benzoate in rice noodle with rapid and environmentally friendly procedure using non-toxic organic solvent. 

Keywords: Extraction, Aqueous two-phase system, Benzoate, Rice noodle, Spectrophotometry