การผลิตเหง้าจิ๋วมหาหงส์ในระดับอุตสาหกรรม

บทคัดย่อ

กิจกรรมย่อย การศึกษาการผลิตเหง้าจิ๋วมหาหงส์ในระดับอุตสาหกรรมมหาหงส์ (Hedychium) จัดอยู่ในวงศ์ขิง-ข่า (Zingiberaceae) เป็นพืชล้มลุกอายุหลายปี มีลำต้นเป็นเหง้าใต้ดินมีสรรพคุณทางยา จึงถูกใช้เป็นวัตถุดิบในอุสาหกรรมยาและเครื่องสำอางค์ จึงมีแนวโน้มต้องการใช้วัตถุดิบจำนวนมาก ทำให้มีการเก็บจากธรรมชาติมากขึ้น โครงการวิจัยนี้จึงศึกษาการผลิตเหง้าจิ๋วมหาหงส์เพื่อรองรับการผลิตในเชิงอุตสาหกรรม โดยศึกษาวิธีการผลิตต้นกล้าและชักนำให้เกิดเหง้าจิ๋วมหาหงส์ ในมหาหงส์ 3 ชนิด โดยศึกษาสารควบคุมการเจริญเติบโตในอาหารเพาะเลี้ยงที่มีผลต่อการเพิ่มปริมาณต้นของยอดอ่อนในสภาพปลอดเชื้อพบว่า H. flavescens และ H. stenopetalum เมื่อเพาะเลี้ยง บนอาหารแข็งสูตร MS ที่มีการเติม TDZ 0.6 มก/ล สามารถเพิ่มปริมาณต้นสูงสุด 5.72 และ 5.90 ต้นต่อชิ้นส่วนตามลำดับ ในขณะที่ H. neocarneum การใช้ TDZ 0.2 มก/ล เพิ่มปริมาณต้นมากที่สุด 5.00 ต้นต่อชิ้นส่วน และเมื่อนำวิธีการที่ได้ไปศึกษาการเพาะเลี้ยงในระบบ TIB เป็นเวลา 8 สัปดาห์ พบว่า H. flavescens การให้อาหารเหลวสูตร MS เป็นเวลา 5 นาที ทุกๆ 4 ชั่วโมง มีการเพิ่มปริมาณต้นสูงสุด 8.33 ต้น/ชิ้นส่วน H. neocarneum การให้อาหารเป็นเวลา 10 นาที ทุกๆ 6 ชั่วโมง มีการเพิ่มปริมาณต้นสูงสุด 8.67 ต้น/ชิ้นส่วน และ H. stenopetalum การให้อาหารเป็นเวลา 5 นาที ทุกๆ 3 ชั่วโมง มีการเพิ่มปริมาณต้นสูงสุด 7.17 ต้นต่อชิ้นส่วนและ สำหรับการศึกษาอายุของชิ้นส่วน และความเข้มข้นของน้ำตาลที่เติมในอาหารเพาะเลี้ยงสูตร MS ต่อการสร้างเหง้าจิ๋วภายหลังจากการเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 20 สัปดาห์ พบว่า การใช้ชิ้นส่วนที่ตัดแต่งและเพาะเลี้ยงเป็นเวลา 3 สัปดาห์ ให้อัตราการเกิดเหง้าต่อชิ้นส่วนสูงกว่าการใช้ชิ้นส่วนตัดใหม่ และการเติมน้ำตาลในอาหารเพาะเลี้ยง 9% พบว่า H. flavescens H. neocarneum และ H. Stenopetalum มีอัตราการสร้างเหง้าจิ๋วสูงสุด 1.94 5.13 และ 7.22 เหง้า/ชิ้นส่วนส่วน ตามลำดับ จากนั้นนำวิธีการสร้างเหง้าจิ๋วที่ได้ไปศึกษาผลของสภาวะเครียดระดับปานกลาง และเพาะเลี้ยงในอาหารแข็งสูตร MS ที่เติมน้ำตาลซูโครส 9% เป็นเวลา 20 สัปดาห์ พบว่า H. flavescens และ H. neocarneum ที่กระตุ้นให้เกิดความเครียดด้วยการให้อุณหภูมิ 45 องศา เป็นเวลา 1 ชั่วโมง มีจำนวนเหง้าสูงสุด 5.10 และ 5 เหง้า/ชิ้นส่วน ตามลำดับ H. stenopetalum ที่กระตุ้นให้เกิดความเครียดด้วยการให้อุณหภูมิ 50 องศา เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ได้จำนวนเหง้าสูงสุด 10.02 เหง้า/ชิ้นส่วน จากนั้นนำวิธีการที่ได้ไปศึกษาการสร้างเหง้าในระบบ TIB โดยการให้อาหารและระยะเวลาแตกต่างกันระบบ TIB เพาะเลี้ยงเป็นระยะเวลา 20 ในอาหารเหลวสูตร MS ที่เติม น้ำตาลซูโครส 9% เป็นเวลา 20 สัปดาห์ พบว่า H. flavescens การให้อาหารทุกๆ 4 ชั่วโมง เป็นเวลา 10 นาที สร้างจำนวนเหง้าจิ๋ว สูงสุด 12.90 เหง้าต่อชิ้นส่วน H. neocarneum การให้อาหารทุกๆ 6 ชั่วโมง เป็นเวลา 10 นาที สร้างเหง้าจิ๋ว สูงสุด 7.30 เหง้าต่อชิ้นส่วน และ H. stenopetalum เมื่อให้อาหารทุกๆ 6 ชั่วโมง เป็นเวลา 5 นาที สร้างเหง้าจิ๋วสูงสุด 10 เหง้าต่อชิ้นส่วน จากนั้นคำนวณต้นทุนค่าสารเคมีและค่าแรงงานในการผลิตเหง้าจิ๋วมหาหงส์ชนิด H. flavescens H. neocarneum และ H. stenopetalum พบว่าการผลิตต้นกล้าในระบบ TIB จากนั้นนำไปผลิตเหง้าในระบบ TIB จะมีต้นทุนต่ำสุด 1.13 1.68 และ 1.0 บาทต่อเหง้า และมีจำนวนเหง้ามากกว่าการผลิตในระบบอาหารแข็ง 12.26 14.65 และ 2.38 เท่า ตามลำดับ ผลจากการศึกษาวิจัยในครั้งนี้จะสามารถใช้เป็นวิธีการผลิตเหง้าจิ๋วเป็นปริมาณมากในเวลาที่รวดเร็ว และต้นทุนต่ำ เพื่อใช้ส่งเสริมปลูก และใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ธรรมชาติในระดับอุตสาหกรรมต่อไปกิจกรรมย่อย : การศึกษาคุณภาพของสารสกัดจากเหง้าจิ๋วพืชสกุลมหาหงส์งานวิจัยนี้เป็นการดำเนินการศึกษาคุณภาพของสารสกัดจากเหง้าจิ๋วพืชสกุลมหาหงส์ 3 ชนิดที่ใช้ในตำรับผลิตภัณฑ์ขององค์การสวนพฤกษศาสตร์ ได้แก่ มหาหงส์เหลือง (Hedychium flavescens) ตาเหินภู (H. neocarneum)และตาเหินหลวง (H. stenopetalum) ที่ได้มาจากการศึกษาการขยายพันธุ์พืชในระบบอุตสาหกรรมด้วยระบบไบโอรีแอคเตอร์แบบจมชั่วคราว (Temporary Immersion Bioreactor -TIB) เปรียบเทียบกับสารสกัดเหง้าพืชชุดควบคุมในตำรับ ที่เจริญเต็มที่จากการแตกกอ ได้แก่ สารสกัดจากเหง้าพืชสกุลมหาหงส์ทั้ง 3 ชนิด รวมทั้งขิง (Zingiber officinale)และไพลดำ (Z. ottensii)อีกด้วยโดยนำส่วนเหง้าจิ๋วมาวิเคราะห์ทั้งหมด 4 สภาวะการทดสอบ ประกอบด้วยสภาวะที่ 1 คือ อาหารแข็งสูตร MS ที่เติมน้ำตาล 90 g/L เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 20 สัปดาห์สภาวะที่2 คืออาหารแข็งสูตร MS ที่เติมน้ำตาล 90 g/L แล้วทำให้เกิดความเครียดโดยให้ความร้อน 45?C, 1 hr. เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 20 สัปดาห์สภาวะที่ 3 คืออาหารแข็งสูตร MS ที่เติมน้ำตาล 90 g/L แล้วทำให้เกิดความเครียดโดยให้ความเย็น 0?C, 4 hr. เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 20 สัปดาห์และสภาวะที่ 4 อาหารเหลว (TIB) สูตร MS ที่เติมน้ำตาล 90 g/L แล้วทำให้เกิดความเครียดโดยให้ความเย็น 0?C, 4 hr. เพาะเลี้ยงเป็นเวลา 20 สัปดาห์ โดยทำการสกัดด้วยวิธีที่ใช้ในการสกัดที่เคยทำการศึกษาไว้เพื่อใช้ในผลิตภัณฑ์ที่จดอนุสิทธิบัตรแล้ว โดยไล่ขั้วตัวทำละลายจากขั้วต่ำ คือเฮกเซน (hexane, C6H14) เอทิลอะซิเตท (ethyl acetate, C4H8O2) และเอทานอล (ethanol, C2H5OH) ตามลำดับซึ่งให้ผลผลิตแตกต่างกันในแต่ละตัวอย่างและตัวทำละลายทั้งนี้ ในการทดลองใช้ตัวทำละลาย2ประเภทในการวิเคราะห์ได้แก่ ส่วนสกัดเอทิลอะซีเตท (ethyl acetate extract) ที่ใช้ในตำรับ Body Massage Cream และส่วนสกัดเอทานอล (ethanol extract)ที่ใช้ในตำรับ Day and Night Facial Cream และ Facial Serum จากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีโดยการหาปริมาณสารประกอบฟินอลิกรวม (Total Phenolic Content-TPC) ด้วยวิธี Folin-Cioclateu method ในส่วนสกัดเอทิลอะซิเตทพบตัวอย่างพืชแต่ละชนิดที่ให้ผลดีที่สุดคือ เหง้ามหาหงส์เหลือง (H. flavescens)สภาวะที่ 3 เหง้าแก่ของตาเหินภู (H. neocarneum)และตาเหินหลวง (H. stenopetalum) ในส่วนสกัดเอทานอลคือ เหง้าแก่ของมหาหงส์เหลือง (H. flavescens)ตาเหินภู (H. neocarneum )และตาเหินหลวง (H. stenopetalum) พบว่าส่วนสกัดเอทานอลจากเหง้าแก่ตาเหินภู(H. neocarneum) มีปริมาณสารประกอบฟีนอลิกรวมมากที่สุดเท่ากับ 107.07?12.85mg GAE/g extractจากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีโดยการหาปริมาณสารประกอบฟลาโวนอยด์รวม (Total Flavonoid content-TFC) ในส่วนสกัดเอทิลอะซิเตท และเอทานอล พบตัวอย่างพืชที่ให้ผลดีที่สุดคือ เหง้ามหาหงส์เหลือง (H. flavescens)สภาวะที่ 4 เหง้าแก่ตาเหินภู(H. neocarneum) และตาเหินหลวง (H. stenopetalum) พบส่วนสกัดเอทิลอะซิเตทของเหง้ามหาหงส์เหลือง (H. flavescens) สภาวะที่ 4มีปริมาณสารประกอบฟลาโวนอยด์รวม (Total Flavonoid content-TFC) มากที่สุดเท่ากับ1,200.92?29.30 mg RE/g extract และจากการทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพในการหาเปอร์เซ็นต์การยับยั้งอนุมูลอิสระ DPPH ในส่วนสกัดเอทิลอะซิเตทพบพืชที่ให้ผลดีที่สุดคือ เหง้าแก่มหาหงส์เหลือง (H. flavescens) ตาเหินภู(H. neocarneum) และตาเหินหลวง (H. stenopetalum)ในส่วนสกัดเอทานอลคือ เหง้าแก่มหาหงส์เหลือง (H. flavescens) และสภาวะที่ 3 ของตาเหินภู(H. neocarneum) ตาเหินหลวง (H. stenopetalum) และพบว่าส่วนสกัดเอทานอลของตาเหินหลวง (H. stenopetalum) สภาวะที่3 มีเปอร์เซ็นต์การยับยั้งอนุมูลอิสระ DPPH สูงที่สุดเท่ากับ 85.41?0.27% ในขณะที่ส่วนสกัดเอทานอลจากเหง้าแก่ของตาเหินภู (H. neocarneum) มีความสามารถยับยั้งอนุมูลอิสระได้ 50% (Inhibition Concentrate 50: IC50) ที่ดีที่สุดเท่ากับ0.51?0.50 mg/mLและจากการทดสอบการยับยั้งอนุมูลอิสระด้วยวิธี ABTS+ radical scavengingในส่วนสกัดเอทิลอะซิเตท และเอทานอล ตัวอย่างพืชที่ให้ผลดีที่สุดคือ เหง้าแก่ของมหาหงส์เหลือง (H. flavescens) ตาเหินภู(H. neocarneum) และตาเหินหลวง (H. stenopetalum) โดยพบว่าส่วนสกัดเอทานอลจากเหง้าแก่ของตาเหินภู (H. neocarneum)เป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดเมื่อทดสอบการยับยั้งอนุมูลอิสระที่ทดสอบด้วยวิธี ABTS+ radical scavenging พบว่ามีค่า 206.89?5.76mg TEAC/g extractและจากทดสอบการยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนสในส่วนสกัดเอทิลอะซิเตท พบตัวอย่างที่ให้ผลดีที่สุดคือ เหง้ามหาหงส์เหลือง (H. flavescens)สภาวะที่ 1 ตาเหินภู (H. neocarneum) สภาวะที่ 3 และเหง้าแก่ตาเหินหลวง (H. stenopetalum) ในส่วนสกัดเอทานอลคือ เหง้าแก่มหาหงส์เหลือง (H. flavescens) ของตาเหินภู(H. neocarneum) ตาเหินหลวง (H. stenopetalum) โดยส่วนสกัดเอทานอลจากเหง้าแก่ของตาเหินภู (H. neocarneum)สามารถยับยั้งเอนไซม์ไทโรซิเนส หรือที่แสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติลดรอยด่างดำดีที่สุดเท่ากับ71.32?2.18% (IC50เท่ากับ 1.84?0.66mg/mL) ทั้งนี้ผลการทดสอบคุณภาพของเหง้าจิ๋วมหาหงส์นี้สามารถนำไปเป็นข้อมูลในการพัฒนาวัตถุดิบเพื่อผลิตสารสกัดที่ได้คุณภาพในตำรับผลิตภัณฑ์ขององค์การสวนพฤกษศาสตร์ในอนาคตเพื่อรองรับการใช้ประโยชน์อย่างยื่นต่อไป

คำสำคัญ