การเพิ่มปริมาณสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ การลดโลหะหนัก และฤทธิ์ต้านเชื้อราของสารสกัดว่านน้ำ (Acorus calamus) ที่สกัดด้วยเทคนิคคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤตในสภาวะ ที่เหมาะสม
คำสำคัญ:
ว่านน้ำ, ฤทธิ์ต้านเชื้อรา, การสกัดด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เหนือวิกฤต, การกำจัดโลหะหนัก, การตรวจสอบความถูกต้องของวิธี, วิธีวิเคราะห์โครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูงบทคัดย่อ
ปัญหาการดื้อยาต้านเชื้อราที่เพิ่มขึ้นทำให้พืชที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในการนำมาศึกษา ว่านน้ำเป็นพืชสมุนไพรที่ใช้ในทางการแพทย์ตามภูมิปัญญา โดยมีเบตาอะซาโรนเป็นสารสำคัญที่มีศักยภาพในการออกฤทธิ์ต้านเชื้อรา การศึกษานี้พัฒนาวิธีการสกัดว่านน้ำด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาวะเหนือวิกฤตเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการสกัดสารออกฤทธิ์และลดการปนเปื้อนของโลหะหนักเนื่องจากเหง้าของว่านน้ำมีแนวโน้มสูงต่อการสะสมโลหะหนักผ่านกลไกการเลือกจำเพาะของกระบวนการสกัด การตรวจสอบความถูกต้องของวิธีโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง (HPLC) ในการวิเคราะห์เบตาอะซาโรนพบว่าวิธีที่ใช้มีความแม่นยำ ความเที่ยงตรง และความคงทนของวิธีสูง และมีค่าขีดจำกัดการตรวจพบและขีดจำกัดการวัดเชิงปริมาณเท่ากับ 0.378 และ 1.149 มิลลิกรัม/ลิตร ตามลำดับ การศึกษาสภาวะการสกัดที่ความดัน 15 MPa ภายใต้สภาวะที่กำหนดคงที่ที่อุณหภูมิ 45 องศาเซลเซียส อัตราการไหลคาร์บอนไดออกไซด์ 20 กิโลกรัม/ชั่วโมง และเวลาการสกัด 120 นาที พบว่ามีประสิทธิภาพในการสกัดสูงขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับการสกัดที่ความดัน 33 MPa โดยให้เปอร์เซ็นต์ผลต่างเท่ากับร้อยละ 10.34 และร้อยละ 4.26 ตามลำดับ และยังได้ปริมาณสารเบตาอะซาโรนสูงกว่าที่ 193.64 กรัม/ลิตร ในขณะที่ 33 MPa ได้เพียง 10.32 กรัม/ลิตร และลดปริมาณโลหะหนักได้ถึงร้อยละ 75-97 การทดสอบฤทธิ์ต้านเชื้อราต่อ Candida albicans, Trichophyton rubrum, และ Nannizzia gypsea ด้วยวิธีการแพร่สารบนจานเพาะเชื้อ และการเจือจางในอาหารเหลวพบว่าสารสกัดมีฤทธิ์ยับยั้งและฆ่าเชื้อราได้อย่างมีนัยสำคัญและสูงกว่ายาแอมโฟเทอริซิน บี โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อเชื้อ T. rubrum และ N. gypsea สารสกัดที่ได้จากการสกัดที่ 33 MPa แม้จะมีปริมาณเบตาอะซาโรนต่ำกว่า แต่มีฤทธิ์ในการต้านเชื้อราที่สูงกว่าในหลายการทดสอบ แสดงถึงอาจมีสารออกฤทธิ์อื่นที่มีอยู่ในสารสกัดช่วยเสริมประสิทธิภาพเบตาอะซาโรน ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าสารสกัดจากเหง้าว่านน้ำที่ได้จากการสกัดด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ในภาวะเหนือวิกฤตในสภาวะที่เหมาะสม มีศักยภาพในการเป็นสารต้านเชื้อราจากธรรมชาติสำหรับการรักษาโรคผิวหนังจากเชื้อรา อย่างไรก็ตาม ควรมีการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ ภายใต้สภาวะการสกัดที่แตกต่างกัน กลไกการออกฤทธิ์ ความคงตัวของสูตรตำรับ และความปลอดภัยต่อร่างกาย เป็นต้น เพื่อยืนยันศักยภาพทางการรักษาของว่านน้ำ
เอกสารอ้างอิง
Rajput SB, Tonge MB, Karuppayil SM. An overview on traditional uses and pharmacological profile of Acorus calamus Linn. (Sweet flag) and other Acorus species. Phytomedicine 2014; 21: 268-76.
Zhao Y, Li J, Cao G, et al. Ethnic, Botanic, Phytochemistry and Pharmacology of the Acorus L. Genus: A Review. Molecules 2023; 28: 7117.
Sharma V, Singh I, Chaudhary P. Acorus calamus (The Healing Plant): a review on its medicinal potential, micropropagation and conservation. Nat Prod Res 2014; 28: 1454-66.
Herbal Product Division, Food and Drug Administration. National Herbal Medicine List of Thailand B.E. 2566 (2023). 1st ed. Pathum Thani, Thailand: Mini Group Co., Ltd.; 2023. (in Thai)
Ravindran PN, Pillai GS, Babu KN. Under-utilized herbs and spices. In: Peter KV, editor. Handbook of Herbs and Spices. Woodhead Publishing; 2004: p.53-103.
Miao JK, Shi RH, Li C, Li XW, Chen QX. Sweet Flag (Acorus calamus) Oils. In: Preedy VR, editor. Essential oils in food preservation, flavor and safety. Academic Press; 2016: p.775-82.
Kumar R, Prakash O, Pan AK, Hore SK, Chanotiya CS, Mathela CS. Compositional variations and antihelmentic activity of essential oils from rhizomes of different wild populations of Acorus calamus L. and its major component, beta-Asarone. Nat Prod Commun 2009; 4: 275-8.
Joshi RK. Acorus calamus Linn.: phytoconstituents and bactericidal property. World J Microbiol Biotechnol 2016; 32: 164.
Raina VK, Srivastava SK, Syamasunder K V. Essential oil composition of Acorus calamus L. from the lower region of the Himalayas. Flavour Fragr J 2003; 18: 18-20.
Liu XC, Zhou LG, Liu ZL, Du SS. Identification of Insecticidal constituents of the essential Oil of Acorus calamus rhizomes against Liposcelis bostrychophila Badonnel. Molecules 2013; 18: 5684.
Aryal S, Poudel A, Kafle K, Aryal LN. Insecticidal toxicity of essential oil of Nepalese Acorus calamus (Acorales: Acoraceae) against Sitophilus zeamais (Coleoptera: Curculionidae). Heliyon 2023; 9: e22130.
Yingjuan Y, Wanlun C, Changju Y, Hongyu Z, Hongxia H. Fumigant toxicity of β-asarone extracted from Acorus calamus against the adults and immature stages of Sitophilus zeamais. Chinese Bull Entomol 2009; 46: 453-60.
Yao Y, Cai W, Yang C, Hua H. Supercritical fluid CO2 extraction of Acorus calamus L. (Arales: Araceae) and its contact toxicity to Sitophilus zeamais Motschusky (Coleoptera: Curculionidae). Nat Prod Res 2012; 26: 1498-503.
Hannok P, Singhabumreung P, Thonnarak T, Kaewjai W, Agri Prod J. Preliminary effects of calamus powder (Acorus calamus L.) on storage pests infestation in corn seeds [in Thai]. Maejo J Agric Prod 2019; 1: 85-95.
Phongpaichit S, Pujenjob N, Rukachaisirikul V, Ongsakul M. Antimicrobial activities of the crude methanol extract of Acorus calamus Linn. Songklanakarin J Sci Technol 2004; 27: 517-23.
Begum J, Sohrab H, Yusuf M, et al. In vitro antifungal activity of Azaron isolated from the rhizome extract of Acorus calamus L. Pakistan J Biol Sci 2004; 7: 1376-9.
Rajput SB, Karuppayil SM. β-Asarone, an active principle of Acorus calamus rhizome, inhibits morphogenesis, biofilm formation and ergosterol biosynthesis in Candida albicans. Phytomedicine 2013; 20: 139-42.
Dhivya V, Nelson SJ, Nelson J, Paramasivam M. Comparing extraction efficacy of different solvents to extract Acorus calamus by using HPLC. J Pharmacogn Phytochem 2019; 8: 3074-8.
Vijayakumar KB, Bannimath G, Koganti VS, Iyer VB. Gas chromatographic method for analysis
β-Asarone in rhizome extracts of Acorus calamus and Their microbiological evaluation. Pharm Methods 2016; 7: 121-6.
Mejri J, Aydi A, Abderrabba M, Mejri M. Emerging extraction processes of essential oils: A review. Asian J Green Chem 2018; 2: 246-67.
Sánchez-Camargo AP, Mendiola JA, Ibáñez E, Herrero M. Supercritical fluid extraction. In: Reference module in chemistry, molecular sciences and chemical engineering. Elsevier; 2014.
Herrero M, Mendiola JA, Cifuentes A, Ibáñez E. Supercritical fluid extraction: recent advances and applications. J Chromatogr A 2010; 1217: 2495-511.
Mendiola JA, Herrero M, Cifuentes A, Ibañez E. Use of compressed fluids for sample preparation: food applications. J Chromatogr A 2007; 1152: 234-46.
Lin F, Liu D, Das SM, Prempeh N, Hua Y, Lu J. Recent progress in heavy metal extraction by supercritical CO₂ fluids. Ind Eng Chem Res 2014; 53: 1866-77.
Halili J, Mele A, Arbneshi T, Mazreku I. Supercritical CO₂ extraction of heavy metals Cu, Zn and Cd from aqueous solution using D ithizone as chelating agent. Am J Appl Sci 2015; 12: 284-9.
laxmi S, Sharanagouda H, Ramachandra CT, Roopa RS, Hanchinal SG. Supercritical fluid extraction of oil from sweet flag rhizome (Acorus calamus L.) and its insecticidal activity on pulse beetles (Callosobruchus maculatus). Int J Curr Microbiol Appl Sci 2017; 6: 3608-15.
Moskaluk AE, VandeWoude S. Current topics in dermatophyte classification and clinical diagnosis. Pathogens 2022; 11: 957.
Dias MFRG, Quaresma-Santos MVP, Bernardes-Filho F, Amorim AG da F, Schechtman RC, Azulay DR. Update on therapy for superficial mycoses: review article part I. An Bras Dermatol 2013; 88: 764-74.
Fisher MC, Alastruey-Izquierdo A, Berman J, et al. Tackling the emerging threat of antifungal resistance to human health. Nat Rev Microbiol 2022; 20: 557-71.
Rabaan AA, Sulaiman T, Al-Ahmed SH, et al. Potential Strategies to control the risk of antifungal resistance in humans: A comprehensive review. Antibiotics 2023; 12: 608.
United States Environmental Protection Agency (USEPA). Method 3051A: Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, and oils. Washington, DC; 2007.
AOAC INTERNATIONAL. Appendix K: Guidelines for Dietary Supplements and Botanicals. 20th ed.; 2013.
International Conference on Harmonization (ICH). Q2 (R1): Validation of analytical procedures-test and methodology. Geneva, Switzerland; 2005.
Boukhatem MN, Ferhat MA, Kameli A, Saidi F, Kebir HT. Lemon grass (Cymbopogon citratus) essential oil as a potent anti-inflammatory and antifungal drugs. Libyan J Med 2014; 9: 25431.
Espinel-Ingroff A, Chaturvedi V, Fothergill A, Rinaldi MG. Optimal testing conditions for determining MICs and Minimum Fungicidal Concentrations of new and established antifungal agents for uncommon molds: NCCLS Collaborative Study. J Clin Microbiol 2002; 40: 3776.
Ministry of Public Health [Thailand]. Standards for Purity and Other Quality Attributes for Registered Herbal Products 2021; 138: 6-7. (in Thai)
Brunner G. Supercritical fluids: technology and application to food processing. J Food Eng 2005; 67: 21-33.
Sugimoto N, Mikage M, Ohtsubo H, Kiuchi F, Tsuda Y. Pharmacognostical investigations of Acori Rhizomes (1) histological and chemical studies of Rhizomes of A. calamus and A. gramineus distributed in Japan. Nat Med 1997; 51: 259-64.
Rita WS, Kawuri R, Swantara IMD. Essential oil composition of Jeringau (Acorus calamus L.) rhizomes and their antifungal activity against Candida albicans. J Health Sci Med 2017; 1: 33-8.
Kim WJ, Hwang KH, Park DG, et al. Major constituents and antimicrobial activity of Korean herb Acorus calamus. Nat Prod Res 2011; 25: 1278-81.
Zhang AY, Camp WL, Elewski BE. Advances in tropical and systemic antifungals. Dermatol Clin 2007; 25: 165-83.
Dixon DM, Walsh TJ. Antifungal agents. In: Baron S, editor. Medical Microbiology. 4th ed. University of Texas Medical Branch at Galveston, 1996, Chapter 76.
Berg K, Bischoff R, Stegmüller S, Cartus A, Schrenk D. Comparative investigation of the mutagenicity of propenylic and allylic asarone isomers in the Ames fluctuation assay. Mutagenesis 2016; 31:
-51.
Uebel T, Wilken M, Vu Chi H, Esselen M. In vitro combinatory cytotoxicity of hepatocarcinogenic asarone isomers and flavonoids. Toxicol Vitr 2019; 60: 19-26.
Uebel T, Hermes L, Haupenthal S, Müller L, Esselen M. α-Asarone, β-asarone, and γ-asarone: Current status of toxicological evaluation. J Appl Toxicol 2021; 41: 1166-79.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2026 วารสารเทคนิคการแพทย์
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
