Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2155
Title: ศึกษาสารสกัดโพลีแซคคาไรด์จากเปลือกของผลทุเรียนเพื่อใช้ประโยชน์ทางการแพทย์
Other Titles: Studies of polysaccharide extracts form durian fruit-hulls for medicinal uses
Authors: สุนันท์ พงษ์สามารถ
วิมลมาศ ลิปิพันธ์
พนิดา วยัมหสุวรรณ
Email: Sunanta.Po@Chula.ac.th
Vimolmas.L@Chula.ac.th
Panida.V@Chula.ac.th
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะเภสัชศาสตร์. ภาควิชาชีวเคมี
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะเภสัชศาสตร์. ภาควิชาจุลชีววิทยา
จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. ภาควิชาเภสัชกรรม
Subjects: โพลิแซคคาไรด์
เปลือกทุเรียน--วิเคราะห์และเคมี
Issue Date: 2546
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: แยกสารโพลีแซคคาไรด์ได้ 2 ชนิด จากเปลือกแห้งของผลทุเรียน (Durio zibethinus L.) เตรียมในรูปผงแห้งของ polysaccharide gel (PG) และ polysaccharide fiber (PF) องค์ประกอบธาตุหลักของโพลีแซคคาไรด์ประกอบด้วย Carbon (C) Hydrogen (H) และ Oxygen (O) ในสัดส่วนอะตอมของ C:H:O เท่ากับ 2.9:5.3:3.1 และ 3.5:6.4:3.1 ใน PG และ PF ตามลำดับ PG มีองค์ประกอบของ acidic sugar ได้แก่ galacturonic acid มากกว่าห้าสิบเปอร์เซนต์ ของน้ำหนัก PG และมีน้ำตาล neutral sugar ได้แก่ glucose fructose rhamnose และ arabinose ใน PF มีองค์ประกอบของน้ำตาล glucose เพียงชนิดเดียว ทำการตรวจวิเคราะห์น้ำตาลโดยวิธี colorimetric method TLC และ HPLC techniques การวิเคราะห์องค์ประกอบของเกลือแร่ใน PG และ PF พบมีโซเดียม โปตัสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม และเหล็ก เป็นส่วนใหญ่ ขณะที่องค์ประกอบส่วนน้อยมีทองแดง สังกะสีและแมงกานีส นอกจากนี้ยังพบมีซิลิกอนอยู่ใน PF ด้วย ไม่พบมีส่วนประกอบของเส้นใยใน PG ขณะที่ใน PF พบมีเส้นใยถึง 96.3+-0.7 % ผงแห้งของ PF ไม่ละลายน้ำแต่ผงของ PG สามารถพองตัวและละลายได้ในน้ำเป็นสารข้นหนืด สารละลายน้ำ 3%PG มีความหนืด 405+-7.4 cps มี pH เท่ากับ 2.4+-0.2 การทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพของ PG พบว่าเป็น amorphous powder ขณะที่ PF แสดงคุณสมบัติของผงที่เป็นผลึกจากการตรวจวิเคราะห์ผล x-ray diffractogram เปรียบเทียบได้กับผงของ cellulose จากผล IR Spectrum แสดงให้เห็น absorption band ที่ 1749 cm[superscript -1] (C = O) และที่ 1639 cm[superscript -1] (COO) แสดงลักษณะของโครงสร้าง carbonyl ของ acidic sugar ใน PG ทำการตรวจวิเคราะห์ปัจจัยต่างๆ ที่มีผลต่อความหนืดของสารละลายน้ำของ PG ได้แก่ ความร้อน ความเข้มข้นของ PG กรด ด่าง อิเล็กโตรไลท์ ตัวทำละลาย และสารให้ความชุ่มชื้น (humectant) การตรวจสอบคุณสมบัติทางชีวภาพของ PG พบว่า PG มีคุณสมบัติการต้านเชื้อแบคทีเรียต่อทั้ง กรัมบวกแบคทีเรีย ได้แก่ S. aureus S. epidermidis B. subtilis L. pentosus และต่อกรัมลบแบคทีเรีย ได้แก่ E.coli และ P. vulgaris พบมี inhibition zone บนอาหารวุ้นเป็นวงใสมีขอบคมชัดกับ PG ในความเข้มข้น 0.32% มีเส้นผ่าศูนย์กลางของ inhibition zone เพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มความเข้มข้นของ PG อย่างไรก็ดีพบว่าเชื้อ L. plantarum และ Ps. Aeruginosa ไม่ไวต่อการยับยั้งด้วย PG ค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่ยับยั้งเชื้อ (MIC) และค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (MBC) ของ PG ตรวจสอบโดยวิธี Broth macrodilution method พบว่า MIC ของ PG มีค่า 6.4 มก./มล. ต่อเชื้อ S. epidermidis B. subtilis E. coli และ P. vulgaris มีค่า 12.8 มก./มล. และ 25.6 มก./มล. ต่อเชื้อ S. aureus และ L. pentosus ตามลำดับ พบว่า MBC ของ PG มีค่า 25.6 มก./มล. ต่อเชื้อ S. aureus S. epidermidis B. subtilis E. coli และ P. vulgaris และมีค่า 51.2 มก./มล. ต่อเชื้อ L. pentosus นอกจากนี้ได้ทำการทดลองตรวจสอบ Time kill analysis หาอัตราเร็วของการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของ PG พบว่า PG ในความเข้มข้นต่ำที่ 0.02% สามารถเร่งการฆ่าเชื้อของ S. aureus และ E. coli ในสารละลาย NSS ภายหลังการบ่มเชื้อนาน 24 ชั่วโมง ขณะที่บ่มเชื้อเหล่านี้นาน 3 วัน ใน NSS ที่ไม่มี PG ยังพบเชื้อรอดชีวิตอยู่ได้ การตรวจสอบพื้นผิวเซลล์ภายนอกของแบคทีเรียภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ภายหลัง incubate เชื้อใน NSS ที่มี PG นาน 24 ชั่วโมง และไม่พบเชื้อรอดชีวิต พบว่ามี PG เกาะติดบนผิวเซลล์ของแบคทีเรียและเซลล์ของ S. aureus จับกันเป็นกลุ่ม ขณะที่พบว่า fragella ของ E. coli หายไป PG จะทนต่อการถูกย่อยด้วยเอนไซม์ alpha-amylase ตรวจพบ reducing sugar ภายหลังการย่อยเกิดขึ้นน้อยมาก เมื่อเปรียบเทียบกับ การย่อย soluble starch ที่ใช้เป็นตัวควบคุม ยังพบว่า PG ทนต่อการถูกย่อยด้วยกรดเกลือเจือจางในความเข้มข้น 0.01-0.1 โมล่าร์ที่ 37 องศาเซลเซียส นาน 24 ชั่วโมง จากผลที่ได้อาจคาดได้ว่า PG ทนต่อการถูกย่อยด้วยเอนไซม์และกรดในทางเดินอาหาร พบว่าน้ำตาล glucose และ sucrose ถูกกักเก็บไว้ได้ใน PG และทำให้การปลดปล่อยของน้ำตาลออกมาภายนอกน้อยกว่าเมื่อไม่มี PG จากการตรวจสอบในหลอดทดลองโดยวิธี dialysis technique โดยใช้ semipermeable membrane ได้ผลสอดคล้องเช่นเดียวกับการใช้ jejunal กลับด้านของลำไส้หนู จากผลการทดลองเสนอแนะได้ว่าเมื่อมี PG น้ำตาลสามารถถูกกักเก็บและลดการปลดปล่อยออกที่ลำไส้เล็ก รูปแบบ Rheology ของสารละลายน้ำของ PG แสดงคุณสมบัติของ non-newtonian flow ชนิด pseudoplastic behavior การเพิ่ม shear rate ทำให้ลดความหนืด ผลที่ได้แสดงว่า PG สามารถใช้เป็นสารฆ่าเชื้อแบคทีเรีย และยังอาจใช้เป็นสารช่วยเตรียมผลิตภัณฑ์ยาและเครื่องสำอางได้ การเตรียมผลิตภัณฑ์ PG gel vitamin E-gel และ vitamin C gel สามารถเตรียมเป็นผลิตภัณฑ์เจลได้ผลน่าพอใจ ได้ผลิตภัณฑ์มีความคงตัวดี ผลิตภัณฑ์มีศักยภาพนำมาใช้เป็นผลิตภัณฑ์เจลบำรุงผิวให้ความชุ่มชื้นและช่วยฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ PG gel เหมาะสำหรับใช้เป็นผลิตภัณฑ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียสำหรับใช้ภายนอก
Other Abstract: Polysaccharides were isolated from dried fruit-hulls of durian (Durio zibethinus L.) and prepared in the forms of dried powder of polysaccharide gel (PG) and polysaccharide fiber (PF). Elemental compositions of the polysaccharide were carbon (C), hydrogen (H) and oxygen (O) in atomic ratios of C:H:O by 2.9:5.3:3.1 and 3.5:6.4:3.1 in PG and PF, respectively. PG composed of acidic sugar, which was galacturonic acid more than fifty percent of total sugar, and neutral sugars including glucose, fructose, rhamnose and arabinose. PF composed of only neutral sugar of glucose. The sugars were analyzed by using colorimetric method, TLC and HPLC techniques. The composition of minerals in PG and PF was analyzed; the major minerals were sodium, potassium, calcium, magnesium and iron; whereas the minor components were copper, zinc and manganese; more over silicon was also found in PF. Fiber was not found in PG while PF contained 96.3+-0.7% of fiber. Dried powder of PF was an insoluble fiber but powder of PG was swelled and formed a viscous layer in water. The viscosity of 3% (w/v) PG were 405.2+-7.4 cps, and pH was 2.4+-0.2. Physical properties of PG and PF were determined. PG was an amorphous powder whereas PF showed crystalline powder due to the similar profile of x-ray diffractogram comparable to cellulose powder. IR spectrum of PG showed absorption bands at 1749 cm[superscript -1] (C = O) and 1639 cm[superscript -1] (COO[superscript -]), indicating carbonyl structure in the acidic sugar component in PG, which was not found in PF. Factors affecting the viscosity of PG aqueous mixture were investigated including heat, PG concentrations, acid, base, electrolytes, solvents and humectants. Biological properties of PG were investigated, PG showed antibacterial activity to both gram positive bacteria, S. aureus, S. epidermidis, B. subtilis, L. pentosus; and gram negative bacteria, E. coli and P. vulgaris. Inhibition zone with clear and sharp margin was obtained at 0.32%PG on agar media, the diameter of inhibition zone increased with increasing PG concentrations. However, L. plantarum and Ps. Aeruginosa were not sensitive to PG inhibition. The values of minimal inhibitory concentration (MIC) and minimal bactericidal concentration (MBC) of PG were examined using broth macrodilution method. MICs of PG were 6.4 mg/ml against S. epidermidis, B. sublilis, E. coli and P. vulgaris; and 12.8 mg/ml and 25.6 mg/ml against S. aureus and L. pentosus, respectively. MBCs of PG were 25.6 mg/ml against S. aureus, S. epidermidis, B. subtilis, E. coli and P. valgaris; and 51.2 mg/ml against L. pentosus. Time kill analysis was also determined. Low concentration of 0.02%PG increased rate of bactericidal activity of PG against S. aureus and E. coli in NSS after 24 hours incubation, where those of bacteria incubated for 3 days in NSS without PG were survived. Bacterial cells surface in non viable bacterial culture in NSS after exposured to PG for 24 hours was determined under scanning electron microscope. Adhesion of PG on bacterial cell surface was observed, cells of S. aureus was aggregated whereas fragella of E. coli were disappeared. PG was resisted to enzyme alpha-amylase digestion, trace of reducing sugar products after enzyme digestion was produced compared to substantial amount produced in the soluble starch control. PG was also resisted to diluted 0.01-0.1 M HCl hydrolysis after incubation at 37 C for 4 hours. The results implicated that PG was resisted to enzyme and acid hydrolysis in gastrointestinal tract. Sugars, glucose and sucrose, were trapped in PG and allowed it to release lesser than without PG by dialysis technique in vitro using semipermeable membrane as well as everted jejunal sac of rat intestine. The results suggested that sugars in intestine in the present of PG can be trapped and decreased in releasing from intestine. Rheological profile of PG aqueous mixture showed a non-newtonian flow with pseudoplastic behavior, increasing shear rate resulted in decreasing viscosity. The results indicate that PG can be used as a bactericidal agent and as an excipient as well, in pharmaceuticals and cosmetics. Preparation of PG gel, vitamin E gel and vitamin C gel were successfully prepared, satisfactory and stable products were obtained. The products have potential application as a disinfected skin moisturizing gel for topical use.
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/2155
Type: Technical Report
Appears in Collections:Pharm - Research Reports

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
SunantaStu.pdf5.17 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.