การวิเคราะห์สารสำคัญในกระเทียมไทยและกระเทียมจีน

การวิเคราะห์สารสำคัญในกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
Punpichai Seesoda ข่าวสาร

หลักการและผลิตภัณฑ์ โครงการกระเทียมปลอดภัยจากสารพิษ
กระเทียม (Allium sativum) เป็นพืชเศรษฐกิจสำคัญอย่างหนึ่งในประเทศไทย จากรายงานของกระทรวงเกษตรและสหกรณ์เมื่อเดือนมกราคม 2556 พบว่าผลการผลิตกระเทียมในประเทศไทยมีจำนวนใกล้เคียงกับปีที่ผ่านมา คือ 86,025 ตัน โดยเกษตรกรลดพื้นที่ปลูกลงจากปีที่แล้วเล็กน้อย เนื่องจากปีที่ผ่านมามีราคาตกต่ำ และพันธุ์กระเทียมมีราคาสูงขึ้น เกษตรกรบางรายจึงขาดเงินลงทุนและเปลี่ยนไปปลูกพืชอื่นๆ ทดแทน เช่น ข้าวโพดหวาน ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ ถั่วเหลือง อย่างไรก็ตาม สำหรับการส่งออกพบว่ากระเทียมเป็นสินค้าที่มีการส่งออกไปต่างประเทศค่อนข้างน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับการนำเข้า เนื่องจากต้นทุนการผลิตกระทียมของไทยสูงกว่าประเทศผู้แข่งขันอย่างเช่น จีน โดยการส่งออกส่วนใหญ่จะส่งออกให้ร้านอาหารไทยในต่างประเทศที่นิยมนำกระเทียมไทยไปปรุงอาหาร (1) ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่ต้องทำให้ผู้บริโภคสนใจกระเทียมไทยให้มากขึ้น ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่ากระเทียมเป็นสมุนไพรที่มีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยามากมาย เช่นลดไขมันในเลือด ป้องกันโรคหลอดเลือดหัวใจ ต้านอนุมูลอิสระ ต้านการอักเสบ กระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย และป้องกันมะเร็ง (2-5) สาระสำคัญในกระเทียมที่ออกฤทธิ์ได้แก่สารกลุ่ม organosulfur compounds เช่น alliin และสารกลุ่ม polyphenolic compounds (6-9) ถึงแม้จะมีการศึกษาเกี่ยวกับกระเทียมอย่างกว้างขวาง แต่อย่างไรก็ตามยังไม่เคยมีรายงานเปรียบเทียบฤทธิ์และสารสำคัญในกระเทียมไทยและกระเทียมจีนมาก่อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการศึกษาวิจัยในครั้งนี้ ข้อมูลที่ได้จากงานวิจัยสามารถนำไปใช้ในการส่งเสริมการตลาด เพื่อประชาสัมพันธ์ให้ประชากรไทยหันมาบริโภคและปลูกกระทียมไทยมากขึ้น

วัตถุประสงค์

  1. เพื่อเปรียบเทียบสารสำคัญในกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
  2. เพื่อเปรียบเทียบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
    วิธีทดลอง
    การเตรียมสารสกัด
    นำกระเทียมสดทั้งกระเทียมไทยและกระเทียมจีนมาปอกเปลือก จากนั้นทำการสกัดด้วยน้ำและ 80% Ethanol โดยใช้อัตราส่วนกระเทียม 200 กรัม ต่อน้ำ 400 ml หรือต่อ 80% ethanol 1 ลิตร สกัดโดยทำการปั่นให้ละเอียดด้วยเครื่องปั่น หมักไว้ที่ 4 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง กรองกากออกด้วยผ้าขาวบาง แล้วนำส่วนใสไปกรองด้วยกระดาษกรอง Whatman no. 1 สำหรับสารสกัดด้วยน้ำต้องนำไปปั่นที่ 3,000 rpm เป็นเวลา 10 นาทีก่อนกรองด้วยกระดาษกรอง นำส่วนใสที่ได้ไปทำให้แห้งด้วย Lyophilizer จะได้สารที่เป็นผงแห้ง
    การทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ
  3. ABTS radical scavenging activity เตรียมสารละลาย ABTS solution โดยประกอบด้วย 2, 2’-azinobis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonic acid) หรือ ABTS ความเข้มข้น 7 mM ในสารละลาย Potassium persulfate (2.45 mM) เก็บไว้ในที่มีด 1 คืน เพื่อให้ได้สารละลายสีเข้มที่มี ABTS radical cations อยู่ ก่อนใช้ให้นำมาละลายด้วย 50% methanol ให้ได้ค่าการดูดกลืนแสง 0.70 + 0.02 ที่ 734 nm การวัด Free radical scavenging activity ของสารสกัดทำได้โดยผสมสารสกัด 10 ไมโครลิตร กับ ABTS solution 990 ไมโครลิตร ใน cuvette วัดการลดลงของสี ABTS solution ที่ 1 นาทีพอดี สารที่มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูง จะวัดค่าดูดกลืนแสงได้น้อย แสดงผลการทดลองเป็น % scavenging effect และ EC50 ซึ่งหมายถึงความเข้มข้นของสารสกัดที่สามารถลดสีของ ABTS ได้ครึ่งหนึ่ง EC50 ที่ต่ำแสดงถึงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระที่สูง
  4. DPPH radical scavenging activity เตรียม Stock DPPH solution โดยใช้ 2,2’-diphenyl-1-picryllhydrazyl (DPPH) 24 mg ละลายใน methanol 100 ml เก็บไว้ที่ 20 องศาเซลเซียสจนกว่าจะใช้ เมื่อต้องการใช้ให้เตรียม working DPPH solution โดยเจือจาง stock DPPH ด้วย methanol จนได้ค่าการดูดกลืนแสงที่ 517 nm เท่ากับ 0.98 + 0.02 วิธีการทดสอบทำโดยเติมสารสกัด 40 ไมโครลิตรลงใน working DPPH solution 1.2 ml incubate ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 15 นาที ในที่มืด แล้ววัดค่าการดูดกลืนแสงที่ 517 nm แสดงผลการทดลองเป็น % scavenging effect เช่นเดียวกับ ABTS assay
    การเปรียบเทียบสารสำคัญในกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
  5. Total phenolic content ทำการวัดสารประกอบฟีนอลิกรวมในสารสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีนด้วยวิธี Spectrophotometric method โดยมีวิธีทำคือผสมตัวอย่างที่ต้องการทดสอบ 100 ไมโครลิตร กับ Folin-Ciocalteu’s phenol reagent 100 ไมโครลิตร ผสมให้เข้ากันแล้วเติม 200 mg/ml Na2CO3 300 ไมโครลิตร incubate ไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 15 นาที จากนั้นเติมน้ำ deionized water 1 ml นำไปปั่นที่ 1,250 xg 5 นาที ที่ 25 องศาเซลเซียส แล้วดูดส่วนใสมาวัดค่าการดูดกลืนแสงที่ 725 nm
  6. การหาสารสำคัญด้วย high performance liquid chromatography (HPLC) ละลายสารสกัดกระเทียมให้เป็น 1 mg/ml ด้วยน้ำ แล้วกรองด้วย membrane filter ขนาด 0.2 ไมโครเมตร HPLC condition ที่ใช้เป็นดังนี้ Column: C18 ODS, Mobile phase คือ Water: Methanol ในอัตราส่วน 40:60, Injection volume: 20 ไมโครลิตร และ UV detector: 254 nm
    ผลการทดลอง
    ผลการสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
    เมื่อสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีนด้วยน้ำและ 80% ethanol ได้ yield ของสารสกัด ดังแสดงในตารางที่ 1 จากผลการทดลองจะเห็นได้ว่า % yield ของสารสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีนนั้นไม่แตกต่างกันมากนัก ความแตกต่างที่เกิดขึ้นนี้อาจมาจากความแห้งของกระเทียมแต่ละสายพันธุ์นั้นไม่เท่ากัน กระเทียมไทยอาจมีน้ำอยู่มากกว่ากระเทียมจีนทำให้เมื่อสกัดออกมาแล้วทำให้ได้ yield น้อยกว่ากระเทียมจีนเล็กน้อย และเมื่อเปรียบเทียบระหว่างการสกัดด้วยน้ำและ 80% ethanol พบว่าสารสกัดกระเทียมด้วยน้ำให้ % yield มากกว่าสารสกัดด้วย 80% ethanol

ตารางที่ 1 แสดง yield ของสารสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีน


ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
เมื่อทดสอบด้วยวิธี ABTS radical scavenging activity พบว่าสารสกัดกระเทียมด้วย 80% ethanol มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระมากกว่าสารสกัดกระเทียมด้วยน้ำ เมื่อเปรียบเทียบระหว่างกระเทียมไทยและกระเทียมจีนพบว่าสารสกัดกระเทียมไทยด้วย 80% ethanol มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุด โดยจะเห็นได้จากค่า EC50 ต่ำที่สุด ดังแสดงในตารางที่ 2 ส่วนสารสกัดกระเทียมไทยและจีนด้วยน้ำ และสารสกัดกระเทียมจีนด้วย 80% ethanol มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระเท่าๆกัน ซึ่งผลการทดลองที่ได้เป็นไปในทางเดียวกันกับ DPPH radical scavenging activity ดังแสดงในรูปที่ 1 ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบ scavenging activity ของสารสกัดกระเทียมที่ความเข้มข้น 50 mg/ml จะพบว่าสารสกัดกระเทียมไทยด้วย ethanol มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุด รองลงมาคือสารสกัดกระเทียมจีนด้วย ethanol สารสกัดกระเทียมไทยด้วยน้ำ และสารสกัดกระเทียมจีนด้วยน้ำ ตามลำดับ

ตารางที่ 2 ABTS radical scavenging activity

ผลการเปรียบเทียบสารสำคัญในกระเทียมไทยและกระเทียมจีน
เมื่อเปรียบเทียบปริมาณ Total phenolic compound ในสารสกัดกระเทียมไทยและกระเทียมจีนพบว่าสารสกัดกระเทียมไทยด้วย ethanol มีปริมาณสารประกอบฟีนอลรวมสูงที่สุด รองลงมาคือสารสกัดกระเทียมจีนด้วย ethanol สารสกัดกระเทียมไทยด้วยน้ำ และสารสกัดกระเทียมจีนด้วยน้ำ ตามลำดับ

จากการศึกษาข้างต้นจะพบว่าสารสกัดกระเทียมด้วย Ethanol มีสารสำคัญกลุ่มฟีนอลอยู่มากที่สุด นอกจากสารกลุ่มฟีนอลแล้วในกระเทียมยังมีสารกลุ่ม organosulfur compounds เช่น alliin จึงได้ทดสอบแยกสารสำคัญด้วยวิธี HPLC ผลการทดสอบพบว่าที่ retention time ประมาณ 3.7 นาที สารที่ได้คือ Alliin จาก HPLC chromatogram ที่ได้ดังรูปที่ 3 จะเห็นว่าสารสกัดกระเทียมไทยเท่านั้นที่พบปริมาณสาร Alliin อยู่ อย่างไรก็ตามการศึกษาครั้งนี้เป็นเพียงการศึกษาเบื้องต้นเท่านั้น ผู้วิจัยจะทำการทดสอบเพิ่มเติมต่อไป

วิจารณ์และสรุปผลการทดลอง
เมื่อเปรียบเทียบฤทธิ์ในการต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดกระเทียมไม่ว่าจะทดสอบด้วย ABTS assay หรือ DPPH assay พบว่า กระเทียมไทยที่สกัดด้วย ethanol มีฤทธิ์สูงที่สุด รองลงมาคือกระเทียมจีนที่สกัดด้วย ethanol กระเทียมไทยที่สกัดด้วยน้ำ และกระเทียมจีนที่สกัดด้วยน้ำ ตามลำดับ ซึ่งผลที่ได้สอดคล้องกับปริมาณสารประกอบฟีนอลรวม ประกอบกับ HPLC chromatogram จะพบว่ากระเทียมไทยมีปริมาณสาร Alliin อยู่สูงกว่ากระเทียมจีน อย่างไรก็ตามต้องทำการศึกษาต่อไปเนื่องจากสารสำคัญในกระเทียมมีหลายกลุ่ม ผลการทดลองสรุปได้ว่ากระเทียมไทย มีปริมาณสารสำคัญมากกว่ากระเทียมจีน ทำให้มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระมากกว่ากระเทียมจีน ผลการทดลองนี้เป็นเพียงผลการทดลองเบื้องต้น ต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมต่อไป
เอกสารอ้างอิง

  1. Website สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร http://www.oae.go.th/ewt_news.php?nid=14326&filename=index
  2. Ejaz S, Woong LC, Ejaz A. Extract of garlic (Allium sativum) in cancer prevention. Exp Oncol 2003: 25; 93-7.
  3. Rahman K and Lowe GM. Garlic and cardiovascular disease: a critical review. J Nutr 2006: 136; 736S-40S.
  4. Ban JO, Oh JH, Kim TM, et al. Anti-inflammatory and arthritic effects of thiacremonone, a novel sulfur compound isolated from garlic via inhibition of NF-kB. Arthritis Res Ther 2009: 11; 1-13.
  5. Rahman MM, Fazlic V and Sadd NW. Anti-oxidant properties of raw garlic (Allium sativum) extract. Int Food Res J 2012: 19; 589-91.
  6. Amagase H. Clarifying the real bioactive constituents of garlic. J Nutr 2000: 136; 716S-25S.
  7. Yoo M, Lee S, Lee S, Seog H and Shin D. Validation of HPLC methods for determination of bioactive sulfur compounds in garlic bulbs. Food Sci Biotechnol 2010: 19 (6); 1619-26.
  8. Rybak ME, Calvey EM and Harnly JM. Quantitative dtermination of allicin in garlic: supercritical fluid extraction and standard addition of alliin. J Agric Food Chem 2004: 52; 682-89.
  9. Ichikawa M, Ide N, Yoshida J, Yamagichi H and Ono K. Determination of seven organosulfur compounds in garlic by HPLC. J Agric Food Chem 2006: 54; 1535-40.
Message us