ผลของชิ้นส่วนต่างๆของใบว่านหางจระเข้ ที่มีผลต่อการเจริญของจุลินทรีย์ที่สร้างกรดแลคติก

ผลของชิ้นส่วนต่างๆของใบว่านหางจระเข้

ที่มีผลต่อการเจริญของจุลินทรีย์ที่สร้างกรดแลคติก

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ทศพร  นามโฮง

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ

          Lactic acid bacteria หรือกลุ่มจุลินทรีย์ที่สร้างกรดแลคติก เป็นจุลินทรีย์ประเภทแกรมบวกเช่น  Lactobacillus delbruekii spp. bulgaricus และ Lactobacillus acidophilus^[1] จุลินทรีย์เหล่านี้มีประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์ เมื่อเพิ่มจำนวนในลำไส้โดยการบริโภคผ่านผลิตภัณฑ์นมหมักเช่นโยเกิร์ตหรือนมเปรี้ยว จะสามารถต่อต้านจุลินทรีย์ที่มีโทษอื่นๆเช่นจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ดังนั้นแบคทีเรียเหล่านี้จึงเปรียบเสมือนเป็นภูมิคุ้มกันโรคต่างๆ^[2] นอกจากนี้จุลินทรีย์เหล่านี้ยังมีส่วนในการสังเคราะห์วิตามิน ลดคลอเรสเตอรอลในเลือด และป้องกันกระบวนการสร้างเนื้องอก^[3]  ปัจจุบันมีความสนใจในเรื่องการสร้างสูตรอาหารใหม่เพื่อผลิตอาหารฟังก์ชั่นใหม่ (novel functional food) ที่ใช้ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติเช่นการใช้ส่วนที่สกัดจากพืชเป็นส่วนผสม สารสกัดจากพืชสามารถให้ประโยชน์ต่อสุขภาพได้ทั้งทางตรงและทางอ้อม ทางตรงคือการเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพโดยตรง ทางอ้อมคือให้ประโยชน์ผ่านกิจกรรมของโปรไบโอติก (จุลินทรีย์) ที่มีต่อพรีไบโอติก (ส่วนประกอบของพืช)

          ว่านหางจระเข้ถูกใช้กันอย่างกว้างขวางเพื่อประโยชน์ทางสุขภาพและทางเภสัชวิทยา Aloe barbadensis และ Aloe arborescens คือชื่อวิทยาศาสตร์ของว่านหางจระเข้ และเป็นพรีไบโอติก ว่านหางจระเข้อุดมไปด้วย β-polysaccharide เช่น acemannan , glucomannan และโพลีเมอร์ของแมนโนสอื่นๆ นอกจากนี้ก็มีวิตามินและเกลือแร่^[4] ว่านหางจระเข้และผลิตภัณฑ์มีสรรพคุณทางด้านเภสัชวิทยาเช่น มีฤทธิ์ในการต้านการอักเสบ ต้านจุลินทรีย์ ต้านอนุมูลอิสระ ปรับภูมิคุ้มกันให้ร่างกาย และรักษาบาดแผล^[5] แต่อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางชีวภาพของผลิตภัณฑ์ว่านหางจระเข้ ก็ขึ้นกับสายพันธ์และชิ้นส่วนต่างๆของว่านหางจระเข้ที่นำมาใช้^[6] และรูปแบบของสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพก็ขึ้นกับสภาพการเจริญเติบโต อายุ และสภาพหลังการเก็บเกี่ยวด้วย^[7] ชิ้นส่วนของว่านหางจระเข้ เช่นส่วนผิวนอกสีเขียวของด้านหลังใบ (outer green rind) ส่วนของชั้นพาเรนไคมาด้านในที่ไม่มีสี และส่วนใบทั้งหมดที่นำมาปั่นผสมรวมกัน ซึ่งชิ้นส่วนทั้งสามนี้ส่วนใหญ่นำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์จากว่านหางจระเข้^[8] ส่วนสีเขียวด้านหลังใบ (outer green rind) อุดมไปด้วย anthraquinones และอนุพันธ์ของ glycoside เช่น aloin   ส่วนเจลด้านในใบอุดมไปด้วย partially acetylated polysaccharide^[9] ที่ประกอบด้วย กลูโคส และแมนโนสในอัตราส่วนต่างๆกัน โดยเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ β –(1-4 )

          Aloe barbadensis มักเรียกว่า Aloe vera และส่วนใหญ่จะใช้ส่วนเจลในการผลิตผลิตภัณฑ์เจล มีรายงานเกี่ยวกับการเจริญของจุลินทรีย์กลุ่ม Lactobacillus ในน้ำว่านหางจระเข้^[10] ซึ่งมีฤทธิ์ในการต้านจุลินทรีย์^[7] จุดประสงค์ของรายงานนี้เพื่อศึกษาถึงประสิทธิภาพการเป็นพรีไบโอติกของสารสกัดจากส่วนต่างๆของใบว่านหางจระเข้ ที่มีต่อกลุ่ม lactic acid bacteria: L.delbrucckii spp. Bulgaricus และ L. acidophilus

วัสดุอุปกรณ์^[11]

          ว่านหางจระเข้ จากส่วนต่างๆ กัน 3 ส่วนคือ ส่วน สีเขียวด้านหลังใบ (outer green rind of leaf) ส่วนเจลภายใน (ส่วน parenchyma ) และส่วนใบทั้งหมด

          นำส่วน green rind และส่วนใบทั้งหมด ที่บดผสมเข้ากันจนละเอียดมา 2 กรัม มาสกัดด้วยส่วนผสมของ methanol/ethyl acetate (อัตราส่วน  1:9 ปริมาตรต่อปริมาตร) จำนวน 8  มล. ส่วนเจลใช้น้ำสกัด สกัดแยกเอาเฉพาะของแข็งออกมาด้วยการนำเข้าเครื่องเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง หาปริมาณ anthraquinone  aloin  และ สารประกอบฟีนอลิกในทุกสารสกัดที่ได้ และหาปริมาณ β-polysaccharide ในสารสกัดจากเจล

การเตรียมจุลินทรีย์

          เตรียมจุลินทรีย์ L. delbrueckii spp. bulgaricus และ L. bulgaricus ในอาหารเลี้ยงเชื้อเหลว MRS broth ที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง  เตรียมส่วนที่สกัดได้จากว่านหางจระเข้ทั้ง 3 ส่วน ในระดับความเข้มข้นต่างๆกันคือ 100  200 และ 500 ไมโครลิตรต่อ 10 มล.ของอาหารเลี้ยงเชื้อเหลว ตัวอย่างควบคุมคือตัวอย่างที่ใช้สารสกัด methanol/ethyl acetate แทนสารสกัดจากว่านหางจระเข้  จากนั้นเติมอาหารเลี้ยงเชื้อจำนวน 0.3 มล.ที่มีเชื้อจุลินทรีย์ตามวิธีข้างต้นในปริมาณ 3x107 เซล ลงในแต่ละหลอดของสารสกัด บ่มที่อุณหภูมิ 37 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง  จากนั้นตรวจสอบอัตราการเจริญของแบคทีเรีย ที่เวลา 2, 4, 6, 24 และ 26 ชั่วโมงหลังจากใส่เชื้อ

ผลการทดลอง

          พบสารประกอบฟีนอลิกในส่วนสีเขียวหรือ green rind มากกว่าในส่วนเจล โดยส่วนสารประกอบฟีนอลิกในเจลคิดเป็น 4% ของส่วน green rind ว่านหางจระเข้สายพันธ์ A.arborescens มีสารประกอบ       ฟีนอลิกมากกว่า A. barbadensis ชนิดของสารประกอบฟีนอลิกที่มีมากที่สุดคือ chromones anthrones  isoflavone และ hydroxycinnamic acid ซึ่งสารประกอบเหล่านี้อาจทำปฏิกิริยาร่วมกันเพื่อออกฤทธิ์ทางชีวภาพ และที่ green rind พบ hispidulin และ rhamnetin ซึ่งมีฤทธิ์ในการต้านการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์  นอกจากนี้พบ aloin ในส่วน green rind และส่วนเจล ของ A.barbadensis เท่ากับ 1801 และ 136 มก.ต่อกก.ตามลำดับ ขณะที่พบ aloin ในส่วน green rind และส่วนเจล ของ A.arborescens เท่ากับ 1286 และ 282 มก.ต่อกก. ตามลำดับ  ส่วน β - polysaccharide ในส่วนเจลของ A.barbadensis มีในปริมาณ 3767±752 มก.ต่อ กก.ของสมมูลย์ β- glucan  ขณะที่ A.arborescens มี β - polysaccharide ในปริมาณ 2242±88 มก.ต่อกก.ของสมมูลย์เดียวกัน

          การวิเคราะห์การเจริญของจุลินทรีย์ พบว่าการบ่มป็นเวลา 8 ชม. จุลินทรีย์ L.delbrueckii ไม่มีการเจริญเติบโต แต่เมื่อเติมสารสกัดจากส่วนต่างๆของว่านหางจระเข้ลงไปในปริมาณ 1% เพื่อทำหน้าที่เป็นพรีไบโอติก พบว่ามีการเติบโตของจุลินทรีย์เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับสูตรควบคุม แต่เมื่อเพิ่มสารสกัดจากว่านหางจระเข้เป็น 2% พบว่าการเจริญของจุลินทรีย์ต่ำลงกว่าสูตรควบคุม ทั้งนี้เนื่องจากในสารสกัดมีสารประกอบที่มีฤทธิ์ในการต้านจุลินทรีย์เพิ่มขึ้น ซึ่งมีผลต่อการเจริญของกลุ่มจุลินทรีย์ที่สร้างกรดแลคติก ส่วนสารสกัดที่สกัดจากส่วนเจลพบว่าประกอบด้วยสารประกอบโพล่าร์มากกว่าส่วนอื่นๆเช่นพวกโพลีแซคคาร์ไรด์ ซึ่งมีฤทธิ์ในการต้านจุลินทรีย์น้อยที่สุด เพราะมีความเข้มข้นของ anthreaquinone ต่ำกว่าส่วนอื่นๆเมื่อเปรียบเทียบกับส่วน green rind และส่วนใบทั้งหมด   และสารสกัดจาก rind และจากใบทั้งหมด ในปริมาณ 5% สามารถยับยั้งการเจริญของ Lactobacillus ตลอดการทดลอง อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าส่วนของเจลช่วยเพิ่มการเจริญของ Lactobacillus แต่เจลจาก A.arborescens เท่านั้นที่แสดงให้เห็นว่ามีการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ไม่แตกต่างจากสูตรควบคุม

สรุป

          การศึกษานี้เพื่อศึกษาผลของส่วนต่างๆของว่านหางจระเข้ 2 สายพันธ์ที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่สร้างกรดแลคติก ส่วน outer green rind มีสารประกอบฟีนอลิกหลายชนิดที่มีฤทธิ์ในการต้านจุลินทรีย์  ส่วนเจลที่อยู่ใน inner parenchyma เท่านั้นที่สามารถเร่งการเจริญเติบโตของ L. acidophilus ได้ จากผลการทดลองนี้ทำให้ทราบว่าการทำผลิตภัณฑ์นมหมักที่เสริมด้วยว่านหางจระเข้ ซึ่งต้องอาศัยการเจริญของ Lactic acid bacteria ควรใช้ส่วนเจลของว่านหางจระเข้มาทำ ซึ่งไม่มีผลต่อการยับยั้งการเจริญของ lactic acid bacteria  ดังนั้นการออกแบบผลิตภัณฑ์สำหรับเป็นอาหารฟังก์ชั่นชนิดนี้ต้องเอื้อต่อการเจริญของกลุ่ม probiotic นี้ด้วย ซึ่งผลของงานวิจัยนี้อาจช่วยให้อุตสาหกรรมนมได้ออกแบบผลิตภัณฑ์นมหมักที่เสริมว่านหางจระเข้ได้อย่างเหมาะสม โดยสามารถเลือกชิ้นส่วนหรือสายพันธ์ของว่านหางจระเข้ เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าทางโภชนเภสัชที่สูงกว่าผลิตภัณฑ์ปกติอื่นๆ

เอกสารอ้างอิง

1. Behred S., et.al  2009  Manipulation of probiotics fermentation of yoghurt by Cinnamon and     Licorrice : effects on yoghurt formation and inhibition of Helicobacter pyroli growth in vitro. World Academy Science Engineering and technology 60 : 590-594
2. Arena MP, et.al  2016  Combinations of cereal β –glucans and probiotics can enhance the anti- inflammatory activity on host cells by a synergistic effect. Journal of Functional Foos 23: 12-33
3. Boylston TD ,et.al 2004 Incorporation of bifidobacteria into cheeses : Challenges and rewards. International Dairy Journal 14:375-387
4. Nagpal R, Kaur A.  2011  A symbiotic effect of various prebiotic on in vitro activities of probiotic lactobacilli. Ecology of Food and Nutrition 50:63-68
5. Hamman JH.2008 Composition and applications of Aloe vera leaf gel. Molecules 13 :1599-1616
6. Rajukar SR, et.al 2001  In vitro antibacterial evaluation  of Aloe vera leaf extracts. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics  1: 92-94
7. Pellizoni M., et.al 2012 Antimicrobial activity of different Aloe barbadensis Mill. and Aloe arborescens Mill. leaf fractions . Journal of Medical Plant Research 10:1975-1981
8. Jones K, 2008 Aloe vera as immunomodulator. Nutracos 7:;11-14
9. Pugh N, et.al 2001 Characterization of  aloeride , a new high molecular weight polysaccharide from Aloe vera with potent immunostimulatory activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry 49 : 1030-1034
10. Nagpal R, et.al 2012  Probiotic, their health benefit and application for developing healthier food: a review. FEMS Microbiology Letter 334 :1-5
11. Chiodelli G, et.al 2017 Effect of different aloe fractions on the growth of lactic acid bacteria. Journal of Food Science  82(1) : 219-224
12. www. Mdpi.com/2079-4983/8/1/6/htm access at  30/12/1017