การพิสูจน์เอกลักษณ์ของสารสำคัญกลุ่มไม่มีขั้วและกลุ่มมีขั้วจากเมล็ดข้าวสีเพื่อเตรียมเป็นสารสกัดมาตรฐานโดยใช้ฤทธิ์ชีวภาพเป็น ตัวชี้นำ

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้ได้ทำการเตรียมสารสกัดมาตรฐานจากเมล็ดข้าวสีได้แก่ ข้าวดำ ข้าวแดง ข้าวน้ำตาลและข้าวขาว ที่ปลูกในพื้นที่จังหวัดเชียงใหม่ พะเยาและลำปาง เพื่อจัดทำ (formulate) รูปแบบของสารสกัดมาตรฐาน (standardized extract) ของสารสำคัญที่ได้จากการสกัดเมล็ดข้าวสีและขาวในภาคเหนือของไทย เพื่อให้รู้สัดส่วนในเชิงปริมาณของสารสำคัญทั้งกลุ่มไม่มีขั้วได้แก่ oryzanols ,tocotrienols, tocopherols ทั้ง 4 รูปแบบคือ ?, ?, ?, ? และกลุ่มมีขั้วได้แก่ anthocyanins, polyphenols และ flavonoids ในสารสกัดเมล็ดข้าวสีและข้าวขาวในภาคเหนือของไทยโดยใช้ฤทธิ์ชีวภาพในการต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งเป็นตัวชี้นำ คณะผู้วิจัยได้ทำการเก็บตัวอย่างข้าวจากแหล่งเพาะปลูกจังหวัดเชียงใหม่ พะเยาและลำปาง และจัดทำ herbarium specimen ตามชนิดและสายพันธุ์ของข้าวที่ใช้ในการทดลอง โดยนำไปทำการวิเคราะห์และจัดทำที่พิพิธภัณฑ์สมุนไพร คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จากนั้นทำการสกัดข้าวจากแหล่งดังกล่าวด้วยสารละลาย 50% เอทานอลและกรองเพื่อแยกเอทานอลมาทำการสกัดด้วยสารละลาย saturated butanol สำหรับกากข้าวที่ได้จะนำมาทำการสกัดต่อด้วย NP (NP) ต่อไป การเลือกวิธีสกัดเช่นนี้เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้สารละลายที่รุนแรงและเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งคณะผู้วิจัยจะเรียกสารสกัดที่ว่าชั้น P1 (มีขั้ว; polar) และชั้น NP (ไม่มีขั้ว; non-polar) ตามลำดับ จากการสกัดพบว่าสารสกัดจากข้าวดำชั้น P1 และชั้น NP มีน้ำหนักรวมและ % yield ของสารสกัดมากที่สุด รองลงมาคือสารสกัดจากข้าวแดงและข้าวน้ำตาล ซึ่งสกัดได้ในปริมาณใกล้เคียงกันสำหรับข้าวขาวมีน้ำหนักรวมและ% yield น้อยที่สุด จากนั้นนำสารสกัดที่ได้ทั้งหมดมาทำการวิเคราะห์สารสำคัญทางพฤกษเคมีในกลุ่ม polyphenols, flavonoids, anthocynin, proanthocyanidin และกลุ่ม carotenoid จากผลการวิเคราะห์สารสำคัญทางพฤกษเคมีของสารสกัดชั้น P1 ซึ่งเป็นสารกลุ่มมีขั้วจะพบสัดส่วนในเชิงปริมาณของสารสำคัญกลุ่ม phenolic, flavonoid, anthocyanin และ proanthocyanidin เป็นองค์ประกอบหลัก โดยสารสกัดจากข้าวดำจะพบ phenolic และ anthocyanin ในสัดส่วนที่สูงที่สุด เมื่อเทียบกับข้าวสีชนิดอื่น นอกจากนี้ยังพบว่าในสารสกัดจากข้าวดำยังพบ flavonoid เป็นองค์ประกอบ ในขณะที่ข้าวแดงพบว่าจะมี proanthocyanidin สูงที่สุดเมื่อเทียบกับข้าวสีชนิดอื่น นอกจากนี้ยังพบ phenolic และ flavonoid ในปริมาณที่สูงรองมาจากข้าวดำ แต่ในกรณีของสารสกัดจากชั้น P1 ของข้าวน้ำตาลและข้าวขาวนั้นจะพบสารพวก phenolic และ flavonoid ในปริมาณที่น้อยเมื่อเทียบกับข้าวดำและข้าวแดง ในขณะที่สารสกัดทั้งสองชนิดนี้ไม่พบสารในกลุ่ม anthocyanin และ proanthocyanidin สำหรับการวิเคราะห์ชนิดของสารกลุ่ม phenolic และ flavonoids เทียบกับสารบริสุทธิ์มาตรฐาน โดยวิธี HPLC พบว่าสารสกัดข้าวดำจากจังหวัดเชียงใหม่ พะเยาและลำปางสามารถวิเคราะห์พบสาร phenolic กลุ่ม vanillic acid protocatecheuic acid และ cyaniding-3-glucoside เป็นองค์ประกอบหลัก ส่วนสารสกัดข้าวแดงจากจังหวัดเชียงใหม่ พะเยาและลำปาง สามารถวิเคราะห์พบสาร phenolic กลุ่ม catechin vanillic acid และ protocatecheuic acid เป็นองค์ประกอบหลัก ส่วนสารสกัดข้าวน้ำตาลจากจังหวัดเชียงใหม่ พะเยาและลำปาง สามารถวิเคราะห์พบ สารกลุ่มดังกล่าวได้ในปริมาณที่น้อยกว่าสารสกัดจากข้าวดำและข้าวแดงเมื่อเทียบกับสารสกัดชั้น P1 เมื่อทำการหาความสัมพันธ์ทางสถิติระหว่างชนิดและปริมาณสารสำคัญทางพฤกษเคมีในสารสกัดข้าวสีร่วมกับฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ต้านมะเร็งพบว่า ปริมาณของสารกลุ่ม phenolic, flavonoid, anthocyanin และ proanthocyanidin มีความสัมพันธ์ (correlation coefficient) กับฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งสูงมาก โดยสารสกัดจากข้าวดำจะพบ phenolic และ anthocyanin ในสัดส่วนที่สูงที่สุดเมื่อเทียบกับข้าวสีชนิดอื่น นอกจากนี้ยังพบว่า ในสารสกัดจากข้าวดำยังพบ flavonoid เป็นองค์ประกอบ ในขณะที่ข้าวแดงซึ่งมีฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ในการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งรองลงมาพบว่าจะมี proanthocyanidin สูงที่สุดเมื่อเทียบกับข้าวสีชนิดอื่น นอกจากนี้ยังพบ phenolic และ flavonoid ในปริมาณที่สูงรองมาจากข้าวดำ แต่ในกรณีของสารสกัดจากชั้น P1 ของข้าวน้ำตาลและข้าวขาวนั้นจะพบสารพวก phenolic และ flavonoid ในปริมาณที่น้อยเมื่อเทียบกับข้าก่ำและข้าวแดง ในขณะที่สารสกัดทั้งสองชนิดนี้ไม่พบสารในกลุ่ม anthocyanin และ proanthocyanidin ส่วนสารสกัดข้าวน้ำตาลและข้าวขาวสามารถวิเคราะห์พบ สารกลุ่มดังกล่าวได้ในปริมาณที่น้อยกว่าสารสกัดจากข้าวดำและข้าวแดงจึงส่งผลต่อฤทธิ์ทางชีวภาพที่ลดลงด้วย ส่วนสารสกัดในกลุ่มไม่มีขั้ว (NP) จะพบสารสำคัญในกลุ่ม phenolic, flavonoid, anthocyanin และ proanthocyanidin เพียงเล็กน้อย แต่พบสารในกลุ่ม carotenoids (lutein และ zeaxanthin), tocotrienols, tocopherols และ ?-oryzanols (cycloartenyl ferulate) เป็นองค์ประกอบหลัก โดยพบในปริมาณที่สูงกว่าสารสกัดชั้น P1 โดยเฉพาะสารสกัดชั้น NP ของข้าวดำและข้าวแดงจะมีปริมาณ tocotrienols และ tocopherols (โดยเฉพาะ ?-T3) ในปริมาณมากที่สุด รองลงมาคือสารสกัดจากข้าวน้ำตาลและข้าวขาว สำหรับสารในกลุ่ม ?-oryzanols พบมากในสารสกัดข้าวดำ รองลงมาคือสารสกัดจากข้าวแดง ข้าวน้ำตาลและข้าวขาว ตามลำดับ เมื่อนำสารสกัดชั้น NP มาศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพพบว่า สารสกัดดังกล่าวมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ต้านมะเร็งน้อยกว่าสารสกัดชั้น P1 อย่างมีนัยสำคัญ และเมื่อทำการหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสารสำคัญในสารสกัดข้าวกับฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระพบว่าขึ้นกับฤทธิ์ดังกล่าวขึ้นกับปริมาณของ tocotrienols และ ?-oryzanols (cycloartenyl ferulate) โดยพบมากในสารสกัดชั้น NP จากข้าวดำ ข้าวแดงและข้าวน้ำตาล ตามลำดับ จะเห็นได้ว่าทางคณะผู้วิจัยได้ทำการสกัดที่เป็น standardized extract ของสารสกัดจากข้าวไทยที่นิยมเพาะปลูกในแถบภาคเหนือของประเทศไทยเพื่อนำไปสู่การพัฒนาวิธีการสกัดที่ปลอดภัยแก่ผู้ผลิตและผู้บริโภค โดยทำการสกัดสารแต่ละกลุ่มออกจากกันโดยอาศัยความมีขั้วที่แตกต่างกัน ซึ่งจะสามารถแยกสารในกลุ่มที่มีความเป็นขั้วต่ำถึงปานกลางได้ดี โดยวิธีสกัดนี้เป็นวิธีที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมทางด้านเครื่องสำอางในระดับภาคอุตสาหกรรม ซึ่งจะสามารถรักษาสารสำคัญที่สกัดได้ให้คงอยู่ในรูปเดิม และที่สำคัญสามารถนำไปสู่การจัดทำ certificate of analysis ของสารสำคัญที่มีในสารสกัดจากข้าวที่มีสีของไทยโดยใช้ฤทธิ์ทางชีวภาพในการต้านอนุมูลอิสระและต้านมะเร็งเป็นตัวชี้วัดฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดที่ได้ โดยจัดเป็น chemical profile ของสารสกัดต้นแบบเพื่อใช้ในการเตรียมสารสกัดมาตรฐานเพื่อนำไปสู่การประยุกต์ใช้ในทางอุตสาหกรรมต่อไป