การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดโอลิโกแซ็กคาไรด์จากบวบหอมโดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนองและประเมินคุณสมบัติพรีไบโอติก
Optimization of Oligosaccharide Extraction from Sponge Gourd Using Response Surface Methodology and Evaluation of Prebiotic Properties
คำสำคัญ:
การสกัด, บวบหอม, พรีไบโอติก, โอกิโกแซ็กคาไรด์บทคัดย่อ
บวบหอม (Luffa aegyptica หรือ Luffa cylindrica (L.) M. roem) เป็นพืชท้องถิ่นตระกลูแตงที่มีการบริโภคในประเทศไทย จากการศึกษาก่อนหน้าแสดงถึงศักยภาพของสารสกัดจากบวบหอมในการปรับสมดุลจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหารของสัตว์ทดลอง งานวิจัยนี้จึงศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดโอลิโกแซ็กคาไรด์จากบวบหอมด้วยน้ำร้อนเพื่อประเมินคุณสมบัติการเป็นพรีไบโอติก โดยศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการสกัด ได้แก่ 1) อุณหภูมิ (X1) ที่ 50, 70 และ 90 องศาเซลเซียส 2) อัตราส่วนระหว่างบวบต่อน้ำ (X2) ที่ 1:10, 1:20 และ 1:30 และ 3) ค่าพีเอช (X3) ที่ 2, 5 และ 8 โดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนองแบบบ็อก-เบห์นเคน ผลการศึกษาพบว่า การเพิ่มอุณหภูมิและค่าพีเอชมีผลดีต่อผลผลิต โอลิโกแซ็กคาไรด์ ขณะที่อัตราส่วนระหว่างบวบต่อน้ำไม่มีผลต่อผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญ สภาวะการสกัดที่ให้ผลผลิตสูงสุดคือ ที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียสและพีเอช 8 เมื่อนำสารสกัดที่ได้ไปทดสอบคุณสมบัติพรีไบโอติกพบว่า สารสกัดบวบหอมที่ผ่านการย่อยในสภาวะจำลองของกระเพาะอาหารถึงลำไส้เล็กมีปริมาณน้ำตาลที่ไม่ถูกรีดิวซ์คงเหลือร้อยละ 87.72 นอกจากนี้ยังส่งเสริมการเจริญเติบโตของโพรไบโอติกทั้ง 3 สายพันธุ์ (Lactobacillus plantarum 299V, Lactobacillus casei Shirota และ Lactobacillus rhamnosus LGG) ซึ่งแสดงถึงศักยภาพในการเป็นพรีไบโอติกได้ดีเทียบเท่ากับพรีไบโอติกเชิงพาณิชย์อย่างไรก็ตามการศึกษาถัดไปควรมุ่งเน้นการทำให้โอลิโกแซ็กคาไรด์บริสุทธิ์และศึกษาคุณสมบัติเชิงหน้าที่ของสารสกัดบวบหอมร่วมกับโพรไบโอติกเพิ่มเติม เพื่อพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์อาหารสุขภาพ
Downloads
References
Portincasa P, Bonfrate L, Vacca M, De Angelis M, Farella I, Lanza E, et al. Gut Microbiota and Short Chain Fatty Acids: Implications in Glucose Homeostasis. Int J Mol Sci. 2022;23(3):1105.
Slavin J. Fiber and prebiotics: mechanisms and health benefits. Nutrients. 2013;5(4):1417–35.
Davani-Davari D, Negahdaripour M, Karimzadeh I, Seifan M, Mohkam M, Masoumi SJ, et al. Prebiotics: Definition, Types, Sources, Mechanisms, and Clinical Applications. Foods. 2019;8(3):92.
Pokusaeva K, Fitzgerald GF, van Sinderen D. Carbohydrate metabolism in Bifidobacteria. Genes Nutr. 2011;6(3):285–306.
Buddington KK, Donahoo JB, Buddington RK. Dietary oligofructose and inulin protect mice from enteric and systemic pathogens and tumor inducers. J Nutr. 2002;132(3):472–7.
de Vrese M, Schrezenmeir J. Probiotics, prebiotics, and synbiotics. Adv Biochem Eng Biotechnol. 2008;111:1–66.
Ibrahim OO. Functional Oligosaccharide: Chemicals Structure, Manufacturing, Health Benefits, Applications and Regulations. Food Chem Nanotechnol. 2018;4(4):65–76.
Huang H, Huang G. Extraction, separation, modification, structural characterization, and antioxidant activity of plant polysaccharides. Chem Biol Drug Des. 2020;96(5):1209–22.
กลุ่มวิจัยอาหารเพื่อโภชนาการ สำนักโภชนาการ กรมอนามัย กระทรวงสาธารณสุข. บวบหอม [อินเทอร์เน็ต]. 2561 ก.ย. 1 [เข้าถึงเมื่อ 2567 พ.ย. 27]. เข้าถึงได้จาก: https://thaifcd.anamai.moph.go.th/nss/view.php?fID=04084
Wu H, Zhao G, Gong H, Li J, Luo C, He X, et al. A high-quality sponge gourd(Luffa cylindrica) genome. Hortic Res. 2020;7(1):128.
Abdel-Salam IM, Awadein NE, Ashour M. Cytotoxicity of Luffa cylindrica (L.) M. Roem. extract against circulating cancer stem cells in hepatocellular carcinoma. J Ethnopharmacol. 2019;229:89–96.
S AS, Vellapandian C. Phytochemical Studies, Antioxidant Potential, and Identification of Bioactive Compounds Using GC-MS of the Ethanolic Extract of Luffa cylindrica (L.) Fruit. Appl Biochem Biotechnol. 2022;194(9):4018–32.
Zhang L, Shi M, Ji J, Hu X, Chen F. Gut microbiota determines the prevention effects of Luffa cylindrica (L.) Roem supplementation against obesity and associated metabolic disorders induced by high-fat diet. Faseb j. 2019;33(9):10339–52.
Wang B, Liu Q, Huang Y, Yuan Y, Ma Q, Du M, et al. Extraction of Polysaccharide from Spirulina and Evaluation of Its Activities. Evid Based Complement Alternat Med. 2018;2018:3425615.
Chen J, Liang R-h, Liu W, Li T, Liu C-m, Wu S-s, et al. Pectic-oligosaccharides prepared by dynamic high-pressure microfluidization and their in vitro fermentation properties. Carbohydr Polym. 2013;91(1):175–82.
Thirugnanasambandham K, Sivakumar V, Prakash Maran J. Process optimization and analysis of microwave assisted extraction of pectin from dragon fruit peel. Carbohydr Polym. 2014;112:622–6.
Wong Y-H, Tan C-P, Long K, Nyam K-L. In vitro simulated digestion on the biostability of Hibiscus cannabinus L. seed extract. Czech J Food Sci. 2014;32(2):177–81.
Lakho AB, Soomro AH, Hamed H. Effects of Pectin on the Reducing and Non-Reducing Sugar and Total Sugar Percentage of Date Jam. IISTE. 2017;7(3):84–7.
DuBois M, Gilles KA, Hamilton JK, Rebers Pt, Smith F. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Anal Chem. 1956;28(3):350–6.
Miller GL. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar. Anal Chem. 1959;31(3):426–8.
Kaushik P, Dowling K, Adhikari R, Barrow CJ, Adhikari B. Effect of extraction temperature on composition, structure and functional properties of flaxseed gum. Food Chem. 2017;215:333–40.
Li M, Heckwolf M, Crowe JD, Williams DL, Magee TD, Kaeppler SM, et al. Cell-wall properties contributing to improved deconstruction by alkaline pre-treatment and enzymatic hydrolysis in diverse maize (Zea mays L.) lines. J Exp Bot. 2015;66(14):4305–15.
Hu JL, Nie SP, Min FF, Xie MY. Artificial simulated saliva, gastric and intestinal digestion of polysaccharide from the seeds of Plantago asiatica L. Carbohydr Polym. 2013;92(2):1143–50.
Liang L, Liu G, Zhang F, Li Q, Linhardt RJ. Digestibility of squash polysaccharide under simulated salivary, gastric and intestinal conditions and its impact on short-chain fatty acid production in type-2 diabetic rats. Carbohydr Polym. 2020;235:115904.
Losada MA, Olleros T. Towards a healthier diet for the colon: the influence of fructooligosaccharides and lactobacilli on intestinal health. Nutr Res. 2002;22(1–2):71–84.
Iliev I, Vasileva T, Bivolarski V, Momchilova A, Ivanova I. Metabolic Profiling of Xylooligosaccharides by Lactobacilli. Polymers. 2020;12(10):2387.
Pérez-Juárez CM, García Ortiz JD, Flores-Gallegos AC, Herrera-Gonzalez SM, Cruz-Requena M, Sáenz-Galindo A, et al. Prebiotic potential of melon (Cucumis melo L.) and watermelon (Citrullus lanatus) shell flours. Bioact Carbohydr Diet Fibre. 2024;32:100428.
Molan AL, Lila M, Ravindran G. Blueberries: Genotype-dependent variation in antioxidant, free-radical scavenging, and prebiotic activities. In: Mendez-Vilas A, editor. Current Research, Technology and Education Topics in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology. Spain: Formatex Research Center; 2010. p. 427–434.
Bilraheem S, Srinuanpan S, Cheirsilp B, Upaichit A, Kawai F, Thumarat U. Optimization of pectin extraction from melon peel as a new source of pectin and pectin hydrolysate with prebiotic potential. Foods. 2024;13(16):2554.
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2025 วารสารก้าวทันโลกวิทยาศาสตร์
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
