การคัดแยก และสมบัติของเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ที่ผลิตได้จากไซยาโนแบคทีเรีย

บทคัดย่อ

เอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ถูกนามาใช้ประโยชน์ทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพอย่างกว้างขวาง การคัดเลือกสายพันธุ์ไซยาโนแบคทีเรียที่สามารถผลิตเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ได้ปริมาณมาก และการทราบองค์ประกอบของเอกโซ-พอลิแซ็กคาไรด์ จะทาให้สามารถเลือกและนาเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ไปใช้ประโยชน์ในงานด้านต่างๆ ได้อย่างเหมาะสม ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อคัดเลือกไซยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ที่สามารถผลิตเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ได้ปริมาณมากจากไซยาโนแบคทีเรียที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้จานวน 10 สายพันธุ์ซึ่งคัดแยกได้จากพื้นที่เกษตรอินทรีย์ จังหวัดฉะเชิงเทรา และศึกษาองค์ประกอบและฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระของเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ที่ผลิตได้ โดยเพาะเลี้ยงไซยาโนแบคทีเรียในอาหารเหลวสูตร BG-11 แบบไม่มีไนโตรเจน เป็นเวลา 21 วัน บนเครื่องเขย่าความเร็วรอบ 120 รอบต่อนาที อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส และให้แสง 12 ชั่วโมง ปั่นเหวี่ยงเพื่อแยกส่วนใสคือ พอลิแซ็กคาไรด์ที่ถูกปล่อยออกจากเซลล์สู่อาหารเพาะเลี้ยง (Released Polysaccharide, RPS) และส่วนเซลล์ คือ พอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่รอบผนังเซลล์ (Capsular Polysaccharide, CPS) ออกจากกัน วิเคราะห์หาปริมาณคาร์โบไฮเดรตด้วยวิธี Phenol-sulfuric พบว่าไซยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ Nostoc sp. TUBT05 สามารถผลิตเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ได้ปริมาณมากที่สุด โดยสามารถผลิตได้เท่ากับ 607.82 ? 5.08 มิลลิกรัมต่อลิตร และมีผลผลิตเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ต่อกรัมน้าหนักแห้งเท่ากับ 29.36 ? 0.25 กรัมต่อกรัมน้าหนักแห้ง จากนั้นศึกษาอัตราการผลิตเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ โดยเพาะเลี้ยง Nostoc sp. TUBT05 ในอาหารเหลวสูตร BG-11 แบบไม่มีไนโตรเจนบนเครื่องเขย่าความเร็วรอบ 120 รอบต่อนาที อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส และให้แสง 12 ชั่วโมง เก็บตัวอย่างทุกๆ 3 วันเป็นเวลา 30 วัน และนาไปวิเคราะห์หา CPS และ RPS โดยวิธี Phenol-sulfuric พบว่า Nostoc sp. TUBT05 สามารถผลิตเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ได้สูงสุดเมื่อเพาะเลี้ยงเป็นระยะเวลา 15 วัน โดยผลิตได้เท่ากับ 1,019.33 ? 15.51 มิลลิกรัมต่อลิตร นา CPS และ RPS ที่สกัดได้ไปวิเคราะห์หาองค์ประกอบและโครงสร้างของเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ โดยเครื่อง High Performance Liquid Chromatography (HPLC), High-Performance Anion-Exchange Chromatography Coupled with Pulsed Electrochemical Detection (HPAEC-PAD) และ Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) พบว่าทั้งส่วนของ CPS และ RPS มีกรดยูโรนิกเป็นองค์ประกอบเท่ากับ 4.296 ? 0.044 และ 1.586 ? 0.029 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลาดับ และในส่วนของ CPS พบพีคสัญญาณบริเวณ 1245 cm-1 และบริเวณ 864 cm-1 ซึ่งแสดงตาแหน่งของ S?O และ C-O-S แสดงให้เห็นว่าพอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่รอบเซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ Nostoc sp. TUBT05 มีหมู่ฟอสเฟตเป็นองค์ประกอบ และจากการทดสอบคุณสมบัติการต้านอนุมูลอิสระของพอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่รอบเซลล์ของไซ-ยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ Nostoc sp. TUBT05 พบว่าพอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่รอบเซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ Nostoc sp. TUBT05 มีค่า IC50 ของการต้านอนุมูลอิสระ ABTS เท่ากับ 15.47?0.02 การคัดแยก และสมบัติของเอกโซพอลิแซ็กคาไรด์ที่ผลิตได้จากไซยาโนแบคทีเรีย ข ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ค่า IC50 การต้านอนุมูลอิสระไฮดรอกซีเท่ากับ 1163.72?27.75 และค่า IC50 ของการทดสอบความสามารถในการกาจัดกับโลหะเท่ากับ 49.31?0.17 และ 4.04?0.01 ตามลาดับ จากการศึกษาจะเห็นได้ว่าพอลิแซ็กคาไรด์ที่สะสมอยู่รอบเซลล์ของไซยาโนแบคทีเรียสายพันธุ์ Nostoc sp. TUBT05 มีศักยภาพในการนาไปพัฒนาและประยุกต์ใช้ทางเทคโนโลยีชีวภาพทางด้านการแพทย์ได้ในอนาคต

คำสำคัญ