การศึกษาฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย Minimal bactericidal concentration ของสารสกัดจากหัวหอมแดงที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ณัฐสิทธิ์ อินต๊ะ, ธนัชญา ป่าไร่, เพชรดา พิมสาร
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
นิคม พุทธิมา
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
หัวหอมแดง มีน้ำตาลกลุ่มฟรุกโตโอลิโกแซคคาไรด์ในปริมาณสูง ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นพรีไบโอ-ติกส์ที่ช่วยปรับปรุงและรักษาสมดุลจุลินทรีย์ในลำไส้ของมนุษย์และสัตว์ได้ งานวิจัยนี้ มุ่งศึกษาฤทธิ์การต้านแบคทีเรียของ น้ำหัวหอมแดง สารสกัดน้ำหัวหอมแดงสดใน Methanol ร้อยละ 80 (FM) และใน DMSO ร้อยละ 10 (FD) และสารสกัดผลิตภัณฑ์น้ำเชื่อมฟรุกโตโออิโกแชคคาไรด์ใน Methanol ร้อยละ 80 (HM) และ DMSO ร้อยละ 10 (HD) โดยวิธี disc agar diffusion พบว่า ไม่เกิดบริเวณยับยั้งบนอาหารเลี้ยงเชื้อ Brain heart infusion (BH) agar และหาค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถยังยั้งแบคทีเรีย (Minimum inhibitory concentration, MIC) และค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่สามารถฆ่าแบคทีเรีย (Minimum bactericidal concentration, MBC) พบว่า สารสกัดน้ำหัวหอมแดงสดใน DMSO ร้อยละ 10 (FD) สามารถยับยั้ง และฆ่าเชื้อแบคทีเรีย Bacillus cereus ได้ดีที่สุด โดยมีค่า MIC/MBC เท่ากับ 4.18/3.15 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ รองลงมาคือ สารสกัดผลิตภัณฑ์น้ำเชื่อมฟรุกโตโอลิโกแชคคาไรด์ใน Methanol ร้อยละ 80 (FM) และน้ำหัวหอมแดงสด (F) โดยมีค่า MIC/MBC เท่ากับ 5.22/3.15 และ 7.03/12.5 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ ดังนั้น จึงน่าจะประยุกต์ใช้วิธีการสกัดที่เหมาะสมในการสกัดสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพจากหัวหอมแดง เพื่อช่วยยับยั้งแบคทีเรียที่ก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์และสัตว์ รวมทั้งแบคทีเรียก่อโรคปนเปื้อนในอาหารที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพผู้บริโภคได้
หัวหอมแดง มีสารสำคัญที่เป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพเป็นส่วนประกอบอยู่หลายชนิด ได้แก่ thiosulfinates, flavonoids และ phenolic acids โดยสารประกอบฟีนอลิคซึ่งเป็นอนุพันธ์ของฟลาโวนอยด์มีผลยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียได้ เช่น Bacillus cereus, Staphylococcus auresus, Micrococcus luteus และ Listerial monocytogenes ส่วนสารเควอซิติน (Querectin) เช่น 2- (3,4-dihydroxyphenyl) -4,6-dihydroxy-2-methoxybenzofuran-3-one มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย Helicobacter pylori และสารพวกฟลาโวนอยด์ในหัวหอมแดงมีประสิทธิภาพในการต้านไวรัส และยังพบว่ามีสารต้านเชื้อรา เช่น Aspergillus niger, Trichoderma viride และ Penicillium cyclopium อีกด้วย การที่จะทำให้ได้สาระสำคัญที่เป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพปริมาณสูงจากหัวหอมแดงนั้นจะต้องมีกระบวนการสกัดที่มีประสิทธิภาพ ซึ่ง Charoenchai et al. (2017) พบว่า การสกัดสารจากหัวหอมแดงด้วยน้ำ และเอทานอล 20 ถึง 95% ได้สารที่มีฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรีย Staphylococcus aureus, S. epidermis และ P. acne เมื่อทดสอบด้วยวิธี disc agar diffusion และการทดสอบด้วย broth micro-dilution พบว่า สารสกัดหอมแดงด้วยเอทานอลร้อยละ 20 มีปริมาณสารเควอซิตินและมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระสูงสุด ส่วนการสกัดหอมหัวใหญ่สดและแห้งด้วยน้ำที่อุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส ให้ร้อยละผลผลิต (%yield) สูงสุด เท่ากับ 48.43 และสารสกัดมีผลยับยั้งการเจริญของ Escherichia coli, S. aureus และ Salmonella sp. ได้ โดย Benkeblia (2004) รายงานว่า การต้านจุลินทรัย์ของสารสกัดจากกระเทียมและหอมหัวใหญ่สามารถยับยั้งเชื้อ S. aureus และ S. enteritidis ที่ระดับความเข้มข้น 200-500 มิลลิลิตรต่อลิตร ซึ่งฤทธิ์ต้านจุลินทร์ของพืชกลุ่มหัวหอมเกิดจากสารอัลลิซิน (allicin) และ ไธโอซัลฟิเนท (thiosulfinate) โดยผลของการยับยั้งเชื้อเกิดโดยการทำปฏิกิริยากับหมู่ซัลไฮดริล (SH group) ของโปรตีนภายในเซลล์ของจุลินทรีย์โดยอัลลิซินจะทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนชีสเตอีนและกรดอะมิโนที่ไม่มีหมู่ซัลไฮดริล ซึ่งมีการประยุกต์ใช้น้ำมันหอมระเหยจากหัวหอมแดงเพื่อช่วยยับยั้งจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเน่าเสียและจุลินทรีย์ก่อโรคในอาหาร ที่สามารถยับยั้งและฆ่าแบคทีเรียได้มีค่า MIC และ MBC ระหว่าง 0.18-1.80 และ 0.54-3.6 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ตามลำดับ และยังมีการประยุกต์ใช้ประโยชน์ของการสกัดจากหัวหอมแดงเพื่อช่วยป้องกันจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเน่าเสียและจุลินทรีย์ก่อโรคที่ปนเปื้อนในอาหาร และมีการใช้นำตาลฟรึกโตโอลิโกแซคคาไรด์จากหัวหอมแดงเป็นพรีไบโอติกในผลิตภัณฑ์หมูยอ รวมทั้งยังมีการใช้สารสกัดจากหัวหอมแดงเป็นซินไบโอติก (symbiotic) ใช้สารสกัดจากหัวหอมแดงสำหรับเสริมลงในอาหารของไก่เนื้อ ซึ่งสารสกัดจากหัวหอมยังมีสาระสำคัญอื่น ๆ อีก ได้แก่ สารที่มีฤทธิ์ต้านการอักเสบ และฤทธิ์ต้านเซลล์มะเร็ง
จากที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่า หัวหอมแดงมีสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอยู่มากมาย ดังนั้น กระบวนสลัดสารจากหัวหอมแดงจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ดังนั้น ผู้วิจัยจึงสนใจ ศึกษาผลของวิธีการสกัดต่อฤทธิ์การต้านแบคทีเรียของสารสกัดจากหัวหอมแดง เพื่อเป็นแนวทางที่จะนำสารสกัดจากหัวหอมแดงไปประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มเพื่อสุขภาพเพื่อผู้บริโภคทั่วไป รวมทั้งผู้สูงอายุ และยังอาจจะนำไปใช้เพื่อยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์และสัตว์ รวมทั้งแบคทีเรียที่ทำให้อาหารเน่าเสีย ซึ่งผลที่ได้จากการทดลองนี้จะเป็นการช่วยสร้างมูลค่าเพิ่มให้กับสินค้าอาหารและเกษตร เพื่อสนับสนุนให้ประเทศไทยเป็นครัวของโลกต่อไปในอนาคตได้อีกด้วย