การใช้ไคโตซานเพิ่มการผลิตสาร Bacoside จากพรมมิในหลอดทดลอง

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ภูเบศ แจ้งศรีเสริฐ, ธีรทัต วีระเศรษฐ์ศิริ, ณชพล พลเยี่ยม

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

โอภาส พระเทพ, พณิช บุญสนองชีพ

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมหิดลวิทยานุสรณ์

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

พรมมิ (Bacopa monnieri (L.) Wettst) เป็นพืชที่มีสรรพคุณในการช่วยบำรุงสมอง เสริมความจำและการเรียนรู้ เนื่องจากมีสาร Bacoside A และ B ซึ่งช่วยลดความเป็นพิษของเพปไทด์ amyloid-beta (1-42) ต่อเซลล์ประสาท ต้านอนุมูลอิสระ และยับยั้ง Acetylcholinesterase ซึ่งเป็นสารที่ทำลายสารสื่อประสาท โดยในปัจจุบันมีการผลิตพรมมิในรูปของผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร อย่างไรก็ตามวัตถุดิบพรมมินั้นมีสารออกฤทธิ์ค่อนข้างต่ำ (ประมาณร้อยละ 2 ของน้ำหนักแห้ง) อีกทั้งการเพาะปลูกในดินยังเสี่ยงต่อการปนเปื้อนโลหะหนักและสารปราบศัตรูพืชรวมถึงใช้พื้นที่และแรงงานมากหากต้องการผลิตในระดับอุตสาหกรรม

การเพาะเลี้ยงเซลล์และเนื้อเยื่อพืช เป็นวิธีการขยายพันธุ์พืชที่ช่วยลดปัญหาเรื่องระยะเวลา และพื้นที่ในการเพาะปลูก รวมถึงการปนเปื้อนของวัตถุดิบพืชจากมลพิษ นอกจากนี้ยังสามารถปรับสภาวะที่เพาะเลี้ยงพืชให้ผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเพิ่มขึ้นได้

การใช้สารกระตุ้น (Elicitor) เช่น ไคโตซาน (Chitosan) มีรายงานว่าสามารถช่วยเพิ่มการผลิตสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพของพืชได้หลายชนิด รวมถึงเพิ่มการเจริญเติบโตของพรมมิในหลอดทดลองดังนั้นการใช้ไคโตซานเป็นสารกระตุ้นในการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อพรมมิจึงอาจเป็นวิธีการหนึ่งที่ช่วยเพิ่มการผลิต Bacoside A และ B ในพรมมิได้ อย่างไรก็ตามแหล่งที่มาของไคโตซาน รวมถึงขนาดโมเลกุลและความเข้มข้นที่ใช้นั้นอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการผลิตสารออกฤทธิ์ และยังไม่มีรายงานถึงข้อมูลดังกล่าว

ดังนั้นในการวิจัยครั้งนี้ ผู้วิจัยจึงสนใจศึกษาผลของการใช้ไคโตซานจากเปลือกกุ้งและปู ที่ขนาดโมเลกุลต่างกัน (80, 500 และ 700 กิโลดอลตัน) และมีการแปรผันความเข้มข้นของไคโตซานระหว่าง 0 - 100 mg/L ต่อการเจริญเติบโตและการผลิต Bacoside A และ B ของพรมมิในหลอดทดลอง โดยเพาะเลี้ยงยอดและแคลลัสของพรมมิ จากนั้นนำยอดและแคลลัสที่เจริญเติบโตเต็มที่ย้ายลงอาหารเพาะเลี้ยงที่ผสมไคโตซานจากเปลือกกุ้งและเปลือกปูที่มีน้ำหนักโมเลกุลและความเข้มข้นแตกต่างกัน เป็นระยะเวลา 4 สัปดาห์ แล้ววัดการเจริญเติบโตจากมวลชีวภาพ ปริมาณรงควัตถุ (คลอโรฟิลล์ และแคโรทีนอยด์) และวัดปริมาณสาร Bacoside A และ B โดยวิธี High-performance liquid chromatography เพื่อสรุปวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการใช้ไคโตซานเพิ่มการผลิต Bacoside A และ B จากการยอดและแคลลัสของพรมมิในหลอดทดลอง ซึ่งหากงานวิจัยสำเร็จผลดังคาดหมาย จะเป็นการพัฒนาวิธีเพิ่มการผลิตสารออกฤทธิ์ของพรมมิที่มีประสิทธิภาพและสามารถเป็นแนวทางในการผลิตในระดับอุตสาหกรรมต่อไป