การประเมินปริมาณ GABA เบื้องต้นในผลิตภัณฑ์ข้าวด้วยวิธี UV–Vis แบบง่ายโดยใช้การทำอนุพันธ์ด้วย 2-Hydroxynaphthaldehyde A Simple UV–Vis Screening Method for Estimating GABA in Rice Products Using 2-Hydroxynaphthaldehyde Derivatization
Abstract
บทคัดย่อ วัตถุประสงค์: เพื่อพัฒนาและประเมินเบื้องต้นวิธีคัดกรองด้วยสเปกโทรโฟโตเมตรีช่วงยูวี–วิสิเบิลที่ง่าย รวดเร็ว และประหยัด สำหรับการประมาณปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับกรดแกมมา-อะมิโนบิวทิริก (GABA) ในผลิตภัณฑ์ข้าว โดยใช้การทำอนุพันธ์ด้วย 2-hydroxynaphthaldehyde (HN) วิธีการศึกษา: ตัวอย่างข้าว ได้แก่ ข้าวกล้อง ข้าวผสม ข้าวดำ และข้าวกล้องงอก (germinated brown rice; GBR) นำมาสกัดด้วยเอทานอล 75% จากนั้นทำปฏิกิริยากับ HN ปริมาตร 3 มิลลิลิตร ในสารละลายบัฟเฟอร์โบเรต (pH 8.0) ให้ความร้อนที่ 80 °C เป็นเวลา 15 นาที และวิเคราะห์ที่ความยาวคลื่น 415 นาโนเมตร ผลการศึกษา: สารอนุพันธ์ GABA–HN ให้แถบการดูดกลืนแสงที่ 415 นาโนเมตร ซึ่งสามารถใช้เป็นสัญญาณสำหรับการคัดกรองเบื้องต้นได้ กราฟมาตรฐานมีความเป็นเส้นตรงในช่วงความเข้มข้น 0.1–2.0 mg/mL (y = 0.4543x + 0.1058, R² = 0.9967) และมีความเที่ยงซ้ำที่ดี (RSD < 5%) อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก HN สามารถทำปฏิกิริยากับหมู่อะมิโนปฐมภูมิของสารอื่นได้ วิธีนี้จึงควรตีความเป็นการประเมินค่า apparent GABA–HN-equivalent response มากกว่าวิธียืนยันที่จำเพาะต่อ GABA ผลการประยุกต์ใช้พบว่า GBR มีค่า apparent GABA–HN-equivalent สูงที่สุด (0.7017 ± 0.0299 mg/g น้ำหนักแห้ง) รองลงมาคือข้าวกล้อง (0.6902 ± 0.0109 mg/g น้ำหนักแห้ง) ความแตกต่างดังกล่าวมีนัยสำคัญทางสถิติ (p < 0.05) แต่มีขนาดผลที่ค่อนข้างน้อย สรุป: ผลการศึกษานี้สนับสนุนความเป็นไปได้ของการใช้วิธี HN–UV เป็นเครื่องมือคัดกรองเบื้องต้นในผลิตภัณฑ์ข้าว อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก HN สามารถทำปฏิกิริยากับสารที่มีหมู่อะมิโนปฐมภูมิได้ จึงควรตีความผลเป็นค่าประมาณหรือค่าเทียบเท่า GABA–HN ภายใต้เงื่อนไขการทดลอง และยังจำเป็นต้องมีการตรวจสอบความจำเพาะ การคืนกลับ ผลของเมทริกซ์ ความคงทนของวิธี และการเปรียบเทียบกับวิธีอ้างอิงทางโครมาโทกราฟีเพิ่มเติมก่อนใช้เป็นวิธีวิเคราะห์เชิงยืนยัน คำสำคัญ: กรดแกมมา-อะมิโนบิวทิริก; ยูวี–สเปกโตรโฟโตเมทรี; 2-ไฮดรอกซีแนฟทัลดีไฮด์; ข้าวกล้อง; ข้าวผสม; ข้าวดำ; ข้าวกล้องงอก Abstract Objective: To develop and preliminarily evaluate a simple, rapid, and economical UV–visible spectrophotometric screening method for estimating γ-aminobutyric acid (GABA)-associated reactions in rice products using 2-hydroxynaphthaldehyde (HN) derivatization. Method: Rice samples (brown, mixed, black, and germinated brown) were extracted with 75% ethanol, derivatized with 3 mL of HN in borate buffer (pH 8.0), heated at 80 °C for 15 min, and analyzed at 415 nm. Results: The GABA–HN derivative produced a visible absorption band at 415 nm, which was selected as the analytical wavelength for preliminary screening. The calibration was linear from 0.1–2.0 mg/mL (y = 0.4543x + 0.1058, R² = 0.9967), with good precision (RSD < 5%). When applied to real samples, germinated brown rice had the greatest apparent response (0.7017 ± 0.0299 mg/g DW), although the difference from brown rice was small (0.6902 ± 0.0109 mg/g DW) and remained statistically significant (p < 0.05). Conclusion: This approach may be useful for preliminary quality screening of functional rice products in laboratories with limited access to chromatography. However, comprehensive selectivity testing against rice amino acids, matrix-matched recovery or standard-addition experiments, ruggedness testing, and cross-validation against HPLC are needed before the method can be used for confirmatory quantification. Keywords: Gamma-aminobutyric acid; UV spectrophotometry; 2-hydroxynaphthaldehyde; brown rice; mixed rice; black rice; germinated brown riceDownloads
References
Afrin, S., Orr, C. H., Kuba, S., Naser, S. R., Farooq, R., Khan, S., . . . Sarker, M. H. (2024). Microbiome profile and nutritional benefits of traditional overnight soaked cooked rice. Food and Humanity, 3, 100410. https://doi.org/10.1016/j.foohum.2024.100410
Almutairi, S., Sivadas, A., & Kwakowsky, A. (2024). The effect of oral GABA on the nervous system: potential for therapeutic intervention. Nutraceuticals, 4(2), 241-259. https://doi.org/10.3390/nutraceuticals4020015
Bai, Q., Liu, S., Xu, J., Tufail, T., & Xu, B. (2025). Enrichment of GABA content in brown rice through heating and humidifying treatment: Quantification via TLC-ImageJ method. Food Chemistry, 473, 143033. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143033
Braga, J. D., Thongngam, M., & Kumrungsee, T. (2024). Gamma-aminobutyric acid as a potential postbiotic mediator in the gut–brain axis. npj Science of Food, 8(1), 16. https://doi.org/10.1038/s41538-024-00253-2
Chamsai, T., & Wanyo, P. (2025). Enhancing GABA and antioxidant bioaccessibility in germinated brown rice: ultrasonic-assisted cellulase pretreatment optimized via RSM and ANN-GA. ACS Omega, 10(29), 32080-32096. https://doi.org/10.1021/acsomega.5c03787
Febina, M., Deepa, J., Maya, R., Tom, B., Karthik, S., Neetha, P., & Gopakumar, K. (2025). Combined effects of germination and parboiling on the nutrient bioavailability and glycemic index of selected indica rice varieties. Scientific Reports, 15(1), 23342. https://doi.org/10.1038/s41598-025-97165-2
Hayat, A., Jahangir, T. M., Khuhawar, M. Y., Alamgir, M., Siddiqui, A. J., & Musharraf, S. G. (2014). Simultaneous HPLC determination of gamma amino butyric acid (GABA) and lysine in selected Pakistani rice varieties by precolumn derivatization with 2-Hydroxynaphthaldehyde. Journal of Cereal Science, 60(2), 356-360. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2014.05.011
Hou, D., Tang, J., Feng, Q., Niu, Z., Shen, Q., Wang, L., & Zhou, S. (2024). Gamma-aminobutyric acid (GABA): a comprehensive review of dietary sources, enrichment technologies, processing effects, health benefits, and its applications. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 64(24), 8852-8874. https://doi.org/10.1080/10408398.2023.2204373
International Council for Harmonization (ICH). (2023). ICH Q2(R2) Guideline on validation of analytical procedures. Step 5. https://database.ich.org/sites/default/files/ICH_Q2%28R2%29_Guideline_2023_1130.pdf
Icer, M. A., Sarikaya, B., Kocyigit, E., Atabilen, B., Çelik, M. N., Capasso, R., . . . Budán, F. (2024). Contributions of gamma-aminobutyric acid (GABA) produced by lactic acid bacteria on food quality and human health: current applications and future prospects. Foods, 13(15), 2437. https://doi.org/10.3390/foods13152437
Jabeen, R., Jan, N., Naseer, B., Sarangi, P. K., Sridhar, K., Dikkala, P. K., . . . Inbaraj, B. S. (2024). Development of germinated-brown-rice-based novel functional beverage enriched with γ-aminobutyric acid: nutritional and biofunctional characterization. Foods, 13(8), 1282. https://doi.org/10.3390/foods13081282
Lai, Q. D., Doan, N. T. T., & Nguyen, T. H. (2025). Enhancing gamma aminobutyric acid synthesis from defatted rice bran extract by Lactobacillus brevis VTCC-B397: technical parameters analysis. International Journal of Food Science and Technology, 60(1), vvaf015. https://doi.org/10.1093/ijfood/vvaf015
Lim, M.-J., Barathikannan, K., Jeong, Y.-J., Chelliah, R., Vijayalakshmi, S., Park, S.-J., & Oh, D.-H. (2024). Exploring the impact of fermentation on brown rice: health benefits and value-added foods—a comprehensive meta-analysis. Fermentation, 10(1), 3. https://doi.org/10.3390/fermentation10010003
Lu, W.-C., Cheng, Y.-T., Chan, Y.-J., Yan, J., & Li, P.-H. (2024). Effects of different soaking and germinating conditions on γ-aminobutyric acid, antioxidant activity, and chemical composition of djulis (Chenopodium formosanum). Journal of Agriculture and Food Research, 17, 101162. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101162
Saikia, J., Borah, P., Borah, D., Baruah, A. M., Sinha, M., Devi, K. J., . . . Gogoi, M. (2025). Effects of germination on γ-aminobutyric acid (GABA) content and cooking quality of ahu rice landrace. Journal of Food Science, 90(8), e70501. https://doi.org/10.1111/1750-3841.70501
Sharma, R. (2024). Determination of gamma aminobutyric acid: ultraviolet spectroscopic method with 2-hydroxynaphthaldehyde derivatization. Journal of Advances in Nanotechnology and Its Applications, 6(2), 7–13. https://doi.org/10.5281/zenodo.11203126
Sonsomboonsuk, S., Junyusen, T., Moolkaew, P., Junyusen, P., Treeamnuk, T., Taengsopha, P., . . . Pakawanit, P. (2024). Effects of cooking methods on the physicochemical, textural and microstructural properties of hot salt puffed germinated brown rice. Journal of Agriculture and Food Research, 15, 101001. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2024.101001
Stauß, A. C., Fuchs, C., Jansen, P., Repert, S., Alcock, K., Ludewig, S., & Rozhon, W. (2024). The ninhydrin reaction revisited: optimization and application for quantification of free amino acids. Molecules, 29(14), 3262. https://doi.org/10.3390/molecules29143262
Tram, H. T. N., Van Thinh, P., Minh, T. N., Mui, D. T., Vu, N. D., Pham, B. A., . . . Thuy, C. X. (2025). Enhanced production of gamma-aminobutyric acid (GABA) in Mang Buk Brown rice via optimal fermentation conditions with Lactobacillus brevis, Lactobacillus pentosus, and Lactobacillus plantarum. Journal of Agriculture and Food Research, 21, 101896. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2025.101896
Tsou, S.-F., Hsu, H.-Y., & Chen, S.-D. (2024). Effects of different pretreatments on the GABA content of germinated brown rice. Applied Sciences, 14(13), 5771.
Tufail, T., Ain, H. B. U., Virk, M. S., Ashraf, J., Ahmed, Z., Khalil, A. A., . . . Xu, B. (2025). GABA (γ-aminobutyric acid) enrichment and detection methods in cereals: Unlocking sustainable health benefits. Food Chemistry, 464, 141750. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141750
Ukpong, E. S., Okpalanma, E. F., & Ezegbe, C. C. (2024). Effect of milling and temperature of germination on nutrients, bioactive compounds and pasting properties of FARO 44, FARO 57 and NERICA-8 brown rice cultivars. Food Chemistry Advances, 4, 100616. https://doi.org/10.1016/j.focha.2024.100616
Wang, C.-F., Huang, C.-R., & Lu, Y.-C. (2024). Changes of antioxidant and functional components in various salt-aged and fresh radishes after fermentation. Fermentation, 10(9), 479. https://doi.org/10.3390/fermentation10090479
Xiao, C., Xiao, J., Wu, Y., Pang, J., Chen, F., Zhang, W., & Xu, D. (2024). Determination of amino acids of novel food in food by HPLC coupled with precolumn derivatization. Foods, 13(24), 4012. https://doi.org/10.3390/foods13244012
Xu, L., Wang, X., Li, Q., Niu, Y., Ding, G., He, J., . . . Tian, D. (2024). Optimization of γ-aminobutyric acid production in brown rice via prolonged seed priming. Plants, 13(24), 3594. https://doi.org/10.3390/plants13243594
Yamuangmorn, S., Saenjum, C., & Prom-u-thai, C. (2024). Germination alters the bioactive compounds of pigmented and nonpigmented rice varieties in fresh and year-old stored seeds. Food Chemistry: X, 24, 102005. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.102005
Yu, Y., Li, M., Li, C., Niu, M., Dong, H., Zhao, S., . . . Xu, Y. (2023). Accelerated accumulation of γ-aminobutyric acid and modifications on its metabolic pathways in black rice grains by germination under cold stress. Foods, 12(6), 1290. https://doi.org/10.3390/foods12061290
Zhang, G., Xu, J., Wang, Y., Hua, D., Zhang, H., He, Y., . . . Sun, J. (2024). A multiomics study revealed the effect of pulsed light treatment on germinated brown rice: Promotion of sprouting efficiency and gamma-aminobutyric acid enrichment. Food Bioscience, 61, 104196. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2024.104196
Downloads
Published
Issue
Section
License
ลิขสิทธิ์ (Copyright)
ต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนี้ถือเป็นสิทธิ์ของไทยเภสัชศาสตร์และวิทยาการสุขภาพ การนำข้อความใด ๆ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งหรือทั้งหมดของต้นฉบับไปตีพิมพ์ใหม่จะต้องได้รับอนุญาตจากเจ้าของต้นฉบับและวารสารก่อน
ความรับผิดชอบ (Responsibility)
ผลการวิจัยและความคิดเห็นที่ปรากฏในบทความเป็นความรับผิดชอบของผู้นิพนธ์ ทั้งนี้ไม่รวมความผิดพลาดอันเกิดจากเทคนิคการพิมพ์
