ความคืบหน้าการวิจัยเทคโนโลยีการสกัดและฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของสารออกฤทธิ์ของสารสกัดจากพืช

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารสกัดจากพืชซึ่งเป็นสารเติมแต่งอาหารที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปราศจากมลพิษ และไร้สารตกค้าง ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางเนื่องจากสารต้านอนุมูลอิสระ ควบคุมภูมิคุ้มกัน และผลส่งเสริมการเจริญเติบโต [1-2] การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสารสกัดจากพืชไม่เพียงแต่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นอันตรายจากภายนอกเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงการทำงานของลำไส้และภูมิคุ้มกันของร่างกายด้วยการควบคุมองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ [3-4] บทความนี้ทบทวนความคืบหน้าการวิจัยเกี่ยวกับกระบวนการสกัดและฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของส่วนประกอบออกฤทธิ์หลักในสารสกัดจากพืชเป็นหลัก และให้พื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการพัฒนาและการใช้ประโยชน์จากสารสกัดจากพืชอย่างครอบคลุม

Click to cistanche สารสกัดจากคุณประโยชน์สำหรับผู้ชาย

1 ขั้นตอนการสกัดสารสกัดจากพืชและสารออกฤทธิ์

พืชทั้งหมดหรือบางส่วนของวัสดุจากพืชได้รับการบำบัดด้วยวิธีสกัดหรือสกัดทางกายภาพ วิธีการแช่สารเคมี และวิธีการหมักชีวภาพ เพื่อให้ได้สารที่เป็นของเหลวหรือของแข็งซึ่งโครงสร้างสารออกฤทธิ์ไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งเรียกว่าสารสกัดจากพืช ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ สารสกัดจากพืชถูกนำมาใช้เป็นสารปรุงแต่งอาหารสัตว์เนื่องจากข้อได้เปรียบของสารที่คงตัว ปลอดภัย ประสิทธิภาพสูง ไม่มีมลพิษ ไม่มีสารตกค้าง และไม่ดื้อยา แหล่งที่มาของสารสกัดจากพืชที่นำมาศึกษาส่วนใหญ่ ได้แก่ พืชสมุนไพร ยาสมุนไพรจีน ผักและผลไม้

กระบวนการสกัดพืชที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การสกัดด้วยน้ำแบบดั้งเดิม การสกัดด้วยแอลกอฮอล์ และวิธีที่ใช้ไมโครเวฟช่วย วิธีอัลตราโซนิกช่วย วิธีทำให้เป็นกรด วิธีไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ และวิธีการสกัดคาร์บอนไดออกไซด์วิกฤตยิ่งยวด (CO2) ที่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ วิธีการเหล่านี้มีข้อดีและข้อเสีย วิธีการแบบดั้งเดิมมีข้อดีทั่วไปคือการใช้งานที่ง่ายและต้นทุนต่ำ วิธีการสกัดด้วยน้ำยังมีลักษณะของความปลอดภัย การปกป้องสิ่งแวดล้อม และการปกป้องโครงสร้างของพอลิแซ็กคาไรด์สูงสุด [5] สำหรับวิธีการสกัดแอลกอฮอล์นั้นง่ายกว่าในการผลิตเชิงอุตสาหกรรม[ 6] แต่ทั้งสองวิธีนี้มีข้อเสียที่ไม่ควรมองข้าม เช่น ใช้เวลาในการสกัดนาน ต้องใช้ตัวทำละลายจำนวนมาก อัตราการสกัดต่ำ และสิ่งเจือปนจำนวนมาก ในสารสกัด [7-8]

กระบวนการสกัดอื่นๆ ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าก็มีจุดแข็งเช่นกัน นอกจากข้อดีของการสกัดน้ำแล้ว วิธีการกลั่นด้วยไอน้ำยังมีข้อดีตรงที่เข้าถึงอุปกรณ์กลั่นได้ง่าย และแยกส่วนประกอบที่ได้รับออกจากน้ำได้ง่าย อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการแยกส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ ส่วนประกอบที่ไม่เสถียรทางความร้อน เช่น โพลีแซคคาไรด์จะถูกทำลายได้ง่าย และน้ำมันที่ระเหยง่าย จะให้ความชุ่มชื้นด้วยน้ำและทำให้เกิดกลิ่นได้ง่าย นอกจากนี้ อุปกรณ์กำจัดน้ำยังมีราคาสูงและผลิตน้ำเสียที่มีความต้องการออกซิเจนทางชีวภาพสูง [9-10] วิธีที่ใช้ไมโครเวฟช่วยมีข้อได้เปรียบของเวลาในการสกัดที่สั้น อัตราการใช้ตัวทำละลายสูง และประสิทธิภาพการสกัดสูง แต่จะมีความเสียหายมากกว่าต่อโครงสร้างเซลล์ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดสารตกค้างของตัวทำละลายและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพอลิแซ็กคาไรด์ นอกจากนี้ อุปกรณ์ไมโครเวฟยังมีราคาสูงและปัจจุบันจำกัดไว้สำหรับการศึกษาในห้องปฏิบัติการ [6-7, 11-13]

ในขณะที่ยังคงข้อดีของวิธีไมโครเวฟไว้ วิธีอัลตราโซนิกช่วยไม่สามารถทำลายโครงสร้างของสารออกฤทธิ์ได้ อุณหภูมิในการสกัดต่ำและการใช้พลังงานต่ำ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสกัดส่วนประกอบที่มีขั้วและไม่เสถียรทางความร้อน อย่างไรก็ตาม กำลังการผลิตที่มีอยู่ของเครื่องดนตรีอัลตราโซนิกไม่สามารถผลิตในเชิงอุตสาหกรรมได้ [8, 14-16] วิธีการสกัด CO2 ที่วิกฤติยิ่งยวดมีข้อได้เปรียบของทั้งวิธีไมโครเวฟและอัลตราโซนิก ซึ่งสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันและการกระจายตัวของสารที่ไวต่อความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เนื่องจากไม่มีตัวทำละลายตกค้าง วัตถุดิบที่สกัดได้จึงสามารถใช้เป็นอาหารสัตว์หรือแยกส่วนประกอบอื่นๆ ต่อไปได้ แต่ด้วยวิธีนี้ เนื่องจากความดันสูง ข้อมูลคุณสมบัติทางกายภาพจะสูญหาย และต้นทุนการลงทุนคือ สูงมาก และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยก็สูง [12-13]

แม้ว่าผลลัพธ์ของวิธีการทำให้เป็นกรดจะเชื่อถือได้ แต่สารสกัดจำนวนมากทำให้ความเข้มข้นทำได้ยาก และมีสารเจือปนที่ละลายน้ำได้จำนวนมาก ดังนั้นการทำให้บริสุทธิ์และการเพิ่มคุณค่าจึงยังมีความจำเป็น [12] การไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์เป็นอีกวิธีหนึ่งที่มีอุณหภูมิในการสกัดต่ำ และสภาวะการสกัดนั้นอ่อนโยนที่สุด ความเร็วของปฏิกิริยานั้นเร็วมาก และมีสิ่งเจือปนออกได้ง่าย อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีค่าใช้จ่ายสูง อุปกรณ์สูง และข้อกำหนดทางเทคนิค และมีข้อจำกัดอย่างมาก[ 7-8]

ส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพหลักในสารสกัดจากพืชที่ได้จากวิธีการข้างต้น ได้แก่ น้ำมันระเหยง่าย, โพลีแซคคาไรด์, ฟลาโวนอยด์, โพลีฟีนอล, อัลคาลอยด์, ไตรเทอร์พีนอยด์, กรดอินทรีย์, ซาโปนิน และแทนนินจากพืช เป็นต้น และส่วนใหญ่เป็นสารทุติยภูมิที่ค่อนข้างเสถียร ผลิตภัณฑ์. โครงสร้างทางเคมีของพวกมันมักประกอบด้วยกลุ่มต่างๆ เช่น ฟีนอล อีเทอร์ เทอร์พีน และคีโตน [17] และหมู่ฟังก์ชันอินทรีย์เหล่านี้ แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันทางเคมี แต่ก็สามารถโต้ตอบเพื่อรักษาสุขภาพของสิ่งมีชีวิตได้

2 ฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของสารสกัดจากพืช

การศึกษาพบว่าการเพิ่มสารสกัดจากพืชในอาหารสัตว์สามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันของสัตว์ได้ สาเหตุหนึ่งอาจเป็นเพราะสารสกัดจากพืชส่งผลต่อการทำงานของจุลินทรีย์ในลำไส้ Wei Bin และคณะ [26] เลือกที่จะต้ม Coptis chinensis, สายน้ำผึ้ง, Artemisia argyi และ Gallnut และสารสกัดที่ได้รับไม่เพียงแต่ยับยั้งการทำงานของ Escherichia coli แต่ยังทำให้การดื้อยาของแบคทีเรียนี้ต่อ Gentamicin ลดลงด้วย และ Zhou Yangyang et al [27] นับวัสดุยาจีนทั้งหมด 96 ชนิดสำหรับล้างความร้อนและล้างพิษ และมีรายงานว่า 57 ชนิดมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรีย โดย 42 ชนิดได้มาจากวิธีการสกัดที่แตกต่างกัน (การต้มน้ำ, การสกัดด้วยเอทานอล และการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์) ทั้งสองชนิดมีความทนทานต่อแบคทีเรียทั้งแกรมบวกและลบทั่วไป เช่น Staphylococcus aureus และ Escherichia coli

ในบรรดายาเหล่านี้ ยาต้มน้ำของคอปทิส สคิวเทลลาเรีย แดนดิไลออน และสายน้ำผึ้งล้วนมีคุณสมบัติในการต้านแบคทีเรียในวงกว้าง ในขณะที่ยาต้มน้ำของฟอร์ซิเทียสามารถต้านการทำงานของแบคทีเรียแกรมลบทั่วไปได้มากกว่า 5 ชนิด ยาต้มของ scrophulariae ที่มีรสขมและสารสกัดเอทานอลของ scrophulariae ที่มีรสขมและดอกเบญจมาศมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียต่อแบคทีเรียแกรมบวก 3-4 ชนิด การศึกษาจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพในสารสกัดจากพืชมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย แต่กลไกการต้านแบคทีเรียโดยละเอียดยังไม่ชัดเจนนัก เท่าที่เกี่ยวข้องกับผลการวิจัยในปัจจุบัน สารสกัดจากพืชอาจมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียด้วยวิธีต่อไปนี้ 1) ทำลายและย่อยสลายเพคตินและเซลลูโลสในผนังเซลล์ของแบคทีเรียหรือยับยั้งการสังเคราะห์เพปทิโดไกลแคนในผนังเซลล์[28]; 2) การเปลี่ยนแปลงเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย 3) ทำให้การเคลื่อนที่ของโปรตอนลดลงในระดับโมเลกุล และทำให้กิจกรรมของแบคทีเรียลดลง[31-32]; 4) รวมไซโตพลาสซึมและยับยั้งแบคทีเรีย[33];5 ) ยับยั้งหรือแม้แต่ฆ่าแบคทีเรียโดยออกฤทธิ์ต่อระบบเอนไซม์ โปรตีนที่ทำหน้าที่ได้ สารพันธุกรรม หรือโครงสร้างอนุภาคพันธุกรรมในเซลล์แบคทีเรีย [34-35]; 6) เพิ่มความต้านทานของเซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้ [36] ต่อไปนี้จะจัดประเภทตามส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ของสารสกัดจากพืช และจะมีการอธิบายผลการยับยั้งของส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์หลักในสารสกัดจากพืชต่อพืชจุลินทรีย์ในประเทศและต่างประเทศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

2.1 น้ำมันระเหยง่าย

สารน้ำมันที่มีกลิ่นหอมที่สกัดและแยกได้จากพืชคือน้ำมันหอมระเหยหรือที่เรียกว่าน้ำมันหอมระเหยจากพืช ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการศึกษามากขึ้นเรื่อย ๆ ที่มุ่งเน้นไปที่ผลต้านเชื้อแบคทีเรียของน้ำมันระเหยง่าย Pan Baiming และคณะ [19-20] ใช้อัลตราซาวนด์เพื่อสกัด Artemisia argyi และขมิ้น และน้ำมันหอมระเหยที่ได้รับสามารถยับยั้งแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค เช่น Staphylococcus aureus, Escherichia coli และ Staphylococcus albus นอกจากนี้ น้ำมันหอมระเหยของ Forsythia ยังมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่กว้างขวางกว่า และน้ำมันหอมระเหยของ Forsythia จากแหล่งกำเนิดต่างๆ สามารถยับยั้งแบคทีเรียได้[37] [38] พบว่าสารประกอบหลักในน้ำมันหอมระเหยเป็นกุญแจสำคัญในการออกแรงต้านเชื้อแบคทีเรีย เช่น ไทมอลและคาร์วาครอลในน้ำมันหอมระเหยโหระพา ยูจีนอลในน้ำมันหอมระเหยลูกจันทน์เทศ เพอริลอัลดีไฮด์ในน้ำมันหอมระเหยเพอริลลา ซินนามาลดีไฮด์ในน้ำมันหอมระเหยจากอะเกราทัม อบเชย และไฮยาซินธ์ ยูจีนอล รูบิเดียม และแอนทราควิโนนหลายชนิดในน้ำมันหอมระเหยแมดเดอร์ ผลการทดสอบข้างต้นสะท้อนให้เห็นถึงฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของน้ำมันระเหยในสารสกัดจากพืชชนิดเดียว ในขณะที่ Han Ganjie et al. [39] ผสมน้ำมันหอมระเหยจากพืชกับโซเดียมบิวทิเรตเพื่อศึกษาฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่เสริมฤทธิ์กัน ผลการวิจัยพบว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการเติมน้ำมันระเหยเพียงอย่างเดียว สารผสมนี้มีฤทธิ์ยับยั้งเชื้อ E. coli ได้ดีขึ้น แต่ไม่มีผลต่อแบคทีเรียกรดแลคติก

Quan Meiping [31] ใช้วิธีการสกัดด้วยการกลั่นด้วยไอน้ำและวิธีการสกัดของเหลว CO2 ที่วิกฤติยิ่งยวดเพื่อรักษาแมดเดอร์ และผลการทดสอบต้านแบคทีเรียในหลอดทดลองพบว่าน้ำมันหอมระเหยของแมดเดอร์ที่ได้จากทั้งสองวิธีมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียในวงกว้าง และเปรียบเทียบ เมื่อใช้แบคทีเรียแกรมลบ น้ำมันหอมระเหยจากพืช Rubia มีฤทธิ์ในการทำลายและต้านแบคทีเรียในแบคทีเรียแกรมบวกได้ดีกว่า จากนั้นจึงสรุปกลไกการต้านแบคทีเรียของน้ำมันหอมระเหย: ด้วยระยะเวลาที่ยาวนานขึ้นเมื่อน้ำมันหอมระเหย Rubia ออกฤทธิ์ต่อเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย ความสามารถในการซึมผ่าน ของเยื่อหุ้มเซลล์จะค่อยๆ ดีขึ้น ซึ่งจะนำไปสู่ภายในเซลล์ การรั่วไหลของโซเดียม โพแทสเซียม และแคลเซียมไอออนจะเพิ่มการนำไฟฟ้าของสารละลายแบคทีเรียและแบคทีเรียจะตาย สามารถสังเกตได้ผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดว่าน้ำมันหอมระเหย Coptidis ยังทำหน้าที่บนเยื่อหุ้มเซลล์เมื่อออกแรงต้านเชื้อแบคทีเรียต่อ Escherichia coli การรั่วไหลและการปล่อยไอออนของโพแทสเซียมจึงฆ่า E. coli

สาเหตุของการแตกของเยื่อหุ้มเซลล์อาจเป็นเพราะน้ำมันหอมระเหยของ Coptis chinensis ทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เสียหายโดยส่งผลต่อการก่อตัวของรูพรุนบนผิวของเยื่อหุ้มเซลล์ และความเสียหายต่อเยื่อหุ้มเซลล์จะชัดเจนยิ่งขึ้นด้วย เพิ่มความเข้มข้นของน้ำมันหอมระเหยจาก Coptis chinensis[32] กลไกการต้านแบคทีเรียของน้ำมันหอมระเหยโรโดเดนดรอนมี 3 ประการ คือ ในแง่หนึ่ง สามารถทำลายโครงสร้างเซลล์ได้ ไม่เพียงแต่มีฤทธิ์ทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียที่เป็นอันตรายซึ่งคล้ายกับน้ำมันหอมระเหยแมดเดอร์และคอปทิสเท่านั้น แต่ยังมีฤทธิ์ ในการทำลายโครงสร้างและการทำงานของผนังเซลล์ของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย การรั่วไหลของกรดนิวคลีอิก ในทางกลับกัน สามารถป้องกันการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพใหม่โดยลดมวลของฟิล์มชีวภาพและกิจกรรมของเซลล์ฟิล์มชีวภาพ ซึ่งจะเป็นการทำลายฟิล์มชีวภาพที่ก่อตัวไว้ล่วงหน้า ความสามารถในการยึดเกาะ [29]. เส้นทางการออกฤทธิ์เฉพาะของกลไกการต้านแบคทีเรียข้างต้นยังไม่ชัดเจนและจำเป็นต้องสำรวจเพิ่มเติม

2.2 โพลีแซคคาไรด์

พอลิแซ็กคาไรด์เป็นโพลิเมอร์โมเลกุลสูงที่เชื่อมโยงกันด้วยหมู่อัลดีไฮด์และคีโตนผ่านพันธะไกลโคซิดิก และพบมากในเยื่อหุ้มเซลล์สัตว์และผนังเซลล์ของพืชและจุลินทรีย์ [40] การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโพลีแซคคาไรด์ที่สกัดจากพืชยังมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่รุนแรง และโพลีแซ็กคาไรด์ที่ได้จากการรักษาด้วยอัลตราโซนิกของเชื้อรามีผลต้านเชื้อแบคทีเรียต่อเชื้อ Escherichia coli ได้ดีกว่า [41] สารสกัด Yubai polysaccharide 150~300 มก./มล. ยังมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ชัดเจนต่อ Escherichia coli แต่ฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียต่อ Pseudomonas aeruginosa ไม่ชัดเจน[42] Xue Shujing et al [43] ยังพบว่า polysaccharide สีแดงของเมล็ดบัวสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของ Escherichia coli และ Staphylococcus aureus ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และผลการยับยั้งของ polysaccharide สีแดงของเมล็ดบัวต่อ Escherichia coli นั้นแข็งแกร่งกว่าของ Staphylococcus aureus ภายใต้สภาวะที่เป็นกรด ซึ่งบ่งชี้ว่า ว่าโพลีแซ็กคาไรด์มีผลในการคัดเลือกยับยั้งแบคทีเรียต่างสายพันธุ์ อย่างไรก็ตาม Du et al. [44] พบว่า 10-100 mg/mL polysaccharides ของ Enteromorpha ไม่มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียต่อ Escherichia coli, Staphylococcus aureus และ Salmonella นอกจากนี้ จากการศึกษาพบว่าความเข้มข้นของเอธานอลจะส่งผลต่อฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของโพลีแซคคาไรด์ในกะเพรา พอลิแซ็กคาไรด์ที่ตกตะกอนด้วยแอลกอฮอล์ 30 เปอร์เซ็นต์สามารถยับยั้งแบคทีเรียก่อโรคทั่วไปได้ 8 ชนิด พอลิแซ็กคาไรด์ที่ตกตะกอนด้วยแอลกอฮอล์ 50 เปอร์เซ็นต์มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่อ่อนแอ และพอลิแซ็กคาไรด์ที่ตกตะกอนแอลกอฮอล์ 80 เปอร์เซ็นต์มีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่อ่อนแอที่สุด [45]

ไม่เพียงแค่นั้น ฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของโพลีแซคคาไรด์ที่มีกำมะถันจาก Codonopsis pilosula นั้นสูงกว่าโพลีแซ็กคาไรด์ที่มีกำมะถันมาก ซึ่งบ่งชี้ว่าฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของโพลีแซ็กคาไรด์จากพืชก็สัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างของมันเช่นกัน [46] กลไกของ Dendrobium polysaccharides ที่ควบคุมแบคทีเรียจุลินทรีย์นั้นเกี่ยวข้องกับวิถีเมแทบอลิซึม Dendrobium polysaccharides ถูกย่อยสลายเป็น -D-glucopyranose ที่ตกค้างในทางเดินอาหารของหนู และส่วนที่ไม่ถูกดูดซึมของโมเลกุลขนาดเล็กเหล่านี้จะถูกดูดซึมโดยลำไส้ การใช้จุลินทรีย์ในลำไส้ทำให้ปริมาณกรดไขมันสายสั้นที่ผลิตโดยจุลินทรีย์เพิ่มขึ้น จึงช่วยปรับปรุงสภาพแวดล้อมในการดำรงชีวิตของจุลินทรีย์ในลำไส้ เพิ่มจำนวนแบคทีเรียที่มีประโยชน์ เช่น ไบฟิโดแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ให้กลายเป็นแบคทีเรียเด่นและมีประโยชน์ แบคทีเรียสามารถยับยั้งแบคทีเรียที่เป็นอันตราย เช่น การเจริญเติบโตของเชื้อ Escherichia coli ดังนั้นจึงช่วยปรับปรุงองค์ประกอบและโครงสร้างของจุลินทรีย์ในลำไส้[47]

2.3 ฟลาโวนอยด์

ในปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับฟลาโวนอยด์จากพืชส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การทดสอบฟลาโวนอยด์ในหลอดทดลองกับแบคทีเรียภายนอก แต่มีรายงานเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับส่วนประกอบเฉพาะและการทดสอบต้านแบคทีเรียในร่างกาย 30 และสารสกัดฟลาโวนอยด์จากใบบัว 40 มก./มล. สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อ Staphylococcus aureus และ Pseudomonas ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตามลำดับ และยังสามารถส่งเสริมฤทธิ์ทางชีวภาพของแลคโตบาซิลลัสและบิฟิโดแบคทีเรีย และความเข้มข้นขั้นต่ำในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียสำหรับยีสต์คือ 0.626 มิลลิกรัม/ลิตร [48]. Purslane flavonoids มีฤทธิ์ยับยั้งแบคทีเรียและเชื้อราหลายชนิด และเป็นที่รู้จักกันในนาม "สารปฏิชีวนะตามธรรมชาติ" สารสกัด Purslane flavonoids สามารถกระตุ้นการตายของ Staphylococcus aureus ผ่านทาง apoptosis pathway นั่นคือ purslane flavonoids เข้าสู่ไซโตพลาสซึมผ่านรูขุมขนเยื่อหุ้มเซลล์ของ Staphylococcus aureus จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาคู่ขนานกัน 2 ปฏิกิริยาเกิดขึ้น นั่นคือการสะสมของออกซิเจนที่ใช้งานและการแตกตัวของ DNA ซึ่งนำไปสู่ การจับกุมวัฏจักรเซลล์และการตายตามมา [49]

งานวิจัยของ Chen Guoni [30] แสดงให้เห็นว่า purslane flavonoids สามารถยับยั้ง Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Saccharomyces cerevisiae และ Aspergillus niger โดยการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย ด้วยการทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียอย่างค่อยเป็นค่อยไป อิเล็กโทรไลต์โมเลกุลขนาดเล็กจะซึมออกมาก่อน การนำไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การเจริญเติบโตของเซลล์จะถูกขัดขวาง จากนั้นน้ำตาลรีดิวซ์ที่หลั่งออกมาจะค่อยๆ รั่วไหลออกมา และในที่สุด โปรตีนโมเลกุลใหญ่จะสมบูรณ์ ปล่อยแล้ว. นอกจากนี้ ราก Scutellaria baicalensis ยังมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียในวงกว้าง กลุ่มสารสกัด Scutellaria baicalensis ที่มีความเข้มข้นต่ำ ปานกลาง และสูงจาก Lilynjacenta baicalensis ทั้งหมดยับยั้งการเจริญเติบโตของ Escherichia coli และ Staphylococcus aureus และความเข้มข้นต่ำสุดในการยับยั้งคือ 12.50 และ 6.25 มก./มล.[50] สารออกฤทธิ์หลักของ Scutellaria baicalensis, baicalein เป็นสารประกอบฟลาโวนอยด์ กลไกการออกฤทธิ์ของไบคาลีนคือ ไบคาเลนใช้ ATP synthase บนผิวเซลล์เป็นเป้าหมายระดับโมเลกุล เชื่อมต่อกับตำแหน่งที่จับตัวยับยั้งของเอนไซม์นี้ แล้วยับยั้ง ATP synthase โคไลไม่สามารถผลิตพลังงานสำหรับการเจริญเติบโตและเมแทบอลิซึมผ่านออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชั่นหรือโฟโตฟอสโฟรีเลชั่น ซึ่งทำให้อีโคไลตาย[51] โดยสรุป สารฟลาโวนอยด์ในสารสกัดจากพืชมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย แต่พืชชนิดเดียวกันอาจมีกลไกต้านแบคทีเรียมากกว่าหนึ่งชนิดต่อแบคทีเรียชนิดเดียวกัน และพืชต่างชนิดกันอาจมีกลไกต้านแบคทีเรียชนิดเดียวกันต่างกัน

2.4 โพลีฟีนอล

ตามโครงสร้างแล้ว โพลีฟีนอลแบ่งออกเป็นฟลาโวนอยด์และไม่ใช่ฟลาโวนอยด์ กลุ่มแรกประกอบด้วยแอนโทไซยานิน ฟลาโวนอล ฟลาโวโนน ฯลฯ และกลุ่มหลังประกอบด้วยกรดฟีนอลิกโมเลกุลเล็ก เช่น กรดคาเฟอิก กรดเฟรูลิก และกรดคลอโรเจนิก ตลอดจนข้อดีและข้อเสีย เรสเวอราทรอล เป็นต้น [52] โพลีฟีนอลส่วนใหญ่ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ใหญ่และกลายเป็นสารโมเลกุลขนาดเล็กที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพสูงขึ้น ในทางกลับกัน ส่วนผสมของโพลีฟีนอลและโมโนเมอร์จะส่งผลต่อองค์ประกอบของพืชในลำไส้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งในบรรดา Bifidobacterium นั้นมีจำนวนมากที่สุด มันง่ายที่จะเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ และการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์อื่นๆ แบคทีเรียกรดแลคติคและ Akkermansia muciniphila ก็จะได้รับการส่งเสริมอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน ในขณะที่ การเจริญเติบโตของแบคทีเรียก่อโรคเช่น Escherichia coli และ Clostridium จะถูกยับยั้ง และการแสดงออกทางการเผาผลาญของพืชในลำไส้ก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน[53 ] Xue et al[54] ได้เพิ่มโมโนเมอร์โพลีฟีนอลจากพืช 3 ชนิด ได้แก่ คาเทชิน เควอซิติน และพิวเอริน ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่เป็นของเหลวและหมักร่วมกับพืชในอุจจาระของมนุษย์เป็นเวลา 1 วัน และศึกษาความแตกต่างของแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค แบคทีเรียที่อยู่ร่วมกัน และโปรไบโอติก ผลลัพธ์ที่ได้ แสดงให้เห็นว่าโพลีฟีนอลจากพืชทั้งสามชนิดไม่เพียงแต่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของ Bacteroidetes และ Firmicutes เท่านั้น แต่ยังลดสัดส่วนของแบคทีเรียทั้งสองชนิดลงด้วย โดย catechin มีฤทธิ์ในการยับยั้งที่แข็งแกร่งที่สุด และ quercetin เป็นรองจากชนิดแรกเท่านั้น แต่การศึกษาอื่นพบว่าเควอซิตินและนาริงเจนินมีความสามารถในการต้านเชื้อแบคทีเรียที่แข็งแกร่งที่สุด ในขณะที่รูตินมีความสามารถในการต้านเชื้อแบคทีเรียที่อ่อนแอที่สุด นอกจากนี้ พวกเขายังตั้งข้อสังเกตด้วยว่าโพลีฟีนอลมีประสิทธิภาพในการต่อต้านแบคทีเรียแกรมบวกมากกว่าแบคทีเรียแกรมลบ บทบาทของความไวมากขึ้นจะยับยั้งการเจริญเติบโตได้ง่ายกว่า [55] นอกเหนือจากรายงานข้างต้นแล้ว Firrman et al. [56] พบว่าเควอซิทินมีกลุ่มที่ไม่ชอบน้ำ ด้วยการจับกับเป้าหมายบนเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรีย phospholipid bilayer จะเปิดขึ้น โครงสร้างของเซลล์จะถูกทำลาย และเนื้อหาจะรั่วไหลออกมา Escherichia coli, enterococcus และ Clostridium histolyticum เสียชีวิต

2.5 อัลคาลอยด์

อัลคาลอยด์ส่วนใหญ่มีอยู่ในพืช Solanaceae และ Liliaceae อัลคาลอยด์ตามธรรมชาติทั้งหมดมาจากพืช แต่ไม่ใช่ว่าพืชทุกชนิดจะสร้างอัลคาลอยด์ได้ [57] ส่วนประกอบหลักของฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของ Coptidi คืออัลคาลอยด์ ฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของอัลคาลอยด์ทั้งหมดของ Coptis นั้นรุนแรงมาก แต่จะแสดงฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่แตกต่างกันสำหรับแบคทีเรียแต่ละชนิด ที่ความเข้มข้นเดียวกัน ฤทธิ์ยับยั้งเชื้อ Escherichia coli นั้นอ่อนแอกว่าเชื้อ Staphylococcus aureus อย่างมีนัยสำคัญ อัลคาลอยด์สี่ชนิดที่แยกได้จากอัลคาลอยด์ทั้งหมดของ Coptidis Rhizoma, berberine, coptisine, palmatine และ epi berberine มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่แตกต่างกัน ซึ่งในบรรดา berberine และ coptisine มีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่แข็งแกร่งที่สุด[58] berberine สามารถเพิ่มฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียของยาปฏิชีวนะ [59]. การศึกษาเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าหนึ่งในกลไกของฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของ strychnine alkaloids และ ampicillin ต่อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อ ampicillin คือการทำให้แบคทีเรียดื้อยาเสียหายทางสัณฐานวิทยา ทำลายเยื่อหุ้มเซลล์และยับยั้งเปปไทด์ในผนังเซลล์ การสังเคราะห์ไกลแคนเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการต่อต้านแบคทีเรีย [28]

2.6 ไตรเทอร์พีนอยด์

Triterpenoids หรือที่เรียกว่า Ganoderma acid พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ และสารสกัดจากพืชหลายชนิด เช่น Antrodia camphorata, Acacia และ perilla leaf ก็มีสารไตรเทอร์พีนอยด์เป็นส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ Yang Kai et al [16] แสดงให้เห็นว่า Triterpenes ทั้งหมดของ Antrodia Cinnamomea สามารถยับยั้ง Gram และฤทธิ์ต้านแบคทีเรียคือ: Escherichia coli > Staphylococcus aureus > Bacillus subtilis และฤทธิ์ต้านแบคทีเรียจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ Amoussa และคณะ [60] ศึกษาฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของ Total Triterpenes ใน Acacia Spinosa และพบว่าสามารถยับยั้ง Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa และ Enterococcus ได้ หลังจากนั้น Jing Bingnian et al[25] ได้รับไตรเทอร์พีนอยด์ทั้งหมดโดยการสกัดด้วยอัลตราโซนิกของ Chao Wang Bu Liu Xing และศึกษาผลการยับยั้งไตรเทอร์พีนอยด์ต่อแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคทั่วไป 10 ตัว และผลการวิจัยพบว่าช่วงความเข้มข้นต่ำสุดในการยับยั้ง คือ 1.25~20.00 มก./มล. ซึ่งการผลิต Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumonia และ Streptococcus pyogenes มีประสิทธิภาพสูงสุด อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นต่ำสุดในการยับยั้งของไตรเทอร์พีนอยด์ทั้งหมดของใบเพอริลลาเทียบกับ Escherichia coli และ Staphylococcus aureus คือ 0.48 และ 0.97 มก./มล. ตามลำดับ[15] ซึ่งแสดงว่าไตรเทอร์พีนอยด์ทั้งหมดของใบเพอริลลามีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่แรงกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าต่อแกรมทั้งสอง แบคทีเรียบวกและลบมีฤทธิ์ยับยั้งที่ดี เชื้อราส่วนใหญ่ที่ไตรเทอร์พีนอยด์สามารถยับยั้งได้คือแบคทีเรียแกรมบวก แต่ผลการยับยั้งแบคทีเรียแกรมลบนั้นอ่อนแอ เฉพาะแบคทีเรีย Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumonia และ pyogenic สเตรปโตคอคคัสและแบคทีเรียเชิงลบอื่น ๆ มีผลในการยับยั้ง และควรมีการเสริมสร้างการวิจัยและพัฒนาสารสกัดจากพืชเพื่อต่อต้านแบคทีเรียแกรมลบในอนาคต

3 สรุป

ใช้วิธีการสกัดแบบต่างๆ เช่น การสกัดด้วยน้ำ การสกัดด้วยแอลกอฮอล์ วิธีโดยใช้ไมโครเวฟช่วย วิธีอัลตราโซนิกช่วย วิธีทำให้เป็นกรด วิธีไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์ และวิธีสกัด CO2 ที่วิกฤติยิ่งยวด สามารถสกัดน้ำมันหอมระเหยจากพืชสมุนไพร รวมทั้งยาสมุนไพรจีน ผลไม้ และ ผัก ฯลฯ โพลีแซคคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ โพลีฟีนอล อัลคาลอยด์ ไตรเทอร์พีนอยด์ กรดอินทรีย์ ซาโปนินและแทนนินจากพืช และส่วนประกอบทางชีวภาพหลักอื่นๆ สารออกฤทธิ์หลายชนิดมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียและสามารถยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคในสัตว์ เช่น Staphylococcus aureus, Escherichia coli และ Salmonella ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มลงในอาหารสัตว์เพื่อใช้ทดแทนยาปฏิชีวนะในอาหารสัตว์ได้ โอกาสสดใสมาก อย่างไรก็ตามในปัจจุบันยังมีปัญหามากมายในการนำสารสกัดจากพืชมาประยุกต์ใช้ ตัวอย่างเช่น ผลของสารสกัดจะแตกต่างกันเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น พันธุ์พืช ส่วนของพืช ระยะเวลาการเก็บเกี่ยวและกระบวนการสกัด และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ไม่สม่ำเสมอ 1. กลไกการออกฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างสมบูรณ์ อีกทั้งยังไม่มีการกำหนดมาตรฐานการตรวจสอบและควบคุมคุณภาพของสารสกัด จึงมีความจำเป็นต้องเพิ่มความพยายามในการวิจัยในด้านต่างๆ ข้างต้นในอนาคต

สารสกัดจาก Cistanche คืออะไร?

สารสกัดจาก Cistanche เป็นรูปแบบเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ที่พบในพืช Cistanche สารสกัดถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวทำละลายเพื่อแยกสารประกอบที่ออกฤทธิ์ออกจากวัสดุจากพืช ส่งผลให้คุณสมบัติทางยาของพืชมีความเข้มข้นสูง

สารสกัดจาก Cistanche มักใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร มันมีอยู่ในรูปแบบแคปซูลหรือผงและมักจะนำมารับประทาน เชื่อกันว่าสารสกัดนี้มีประโยชน์ต่อสุขภาพหลายอย่างเช่นเดียวกับพืชทั้งต้น รวมถึงคุณสมบัติต้านการอักเสบ สารต้านอนุมูลอิสระ

ข้อดีอย่างหนึ่งของการใช้สารสกัด Cistanche คือมีความเข้มข้นมากกว่าการใช้พืชทั้งต้น ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องใช้ปริมาณที่น้อยลงเพื่อให้ได้ผลเช่นเดียวกับการบริโภคพืชในรูปแบบธรรมชาติ นอกจากนี้ยังหมายความว่าสารสกัดสามารถกำหนดมาตรฐานได้ง่ายกว่าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการใช้ยาที่สม่ำเสมอ

สารสกัดจาก Cistanche มักใช้เป็นยาธรรมชาติสำหรับสภาวะสุขภาพที่หลากหลาย โดยทั่วไปจะใช้เพื่อปรับปรุงสมรรถภาพทางเพศ เนื่องจากเชื่อกันว่ามีสรรพคุณในการกระตุ้นความรู้สึกทางเพศ นอกจากนี้ยังอาจใช้เพื่อปรับปรุงภาวะเจริญพันธุ์ในทั้งชายและหญิง

สารสกัดนี้ยังเชื่อว่ามีคุณสมบัติต้านการอักเสบซึ่งอาจช่วยลดความเจ็บปวดและการอักเสบในร่างกายได้ นอกจากนี้ยังอาจมีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระซึ่งสามารถช่วยปกป้องร่างกายจากความเสียหายจากอนุมูลอิสระ

สารสกัดจาก Cistanche อาจมีผลป้องกันระบบประสาท ช่วยปกป้องสมองจากความเสียหายและปรับปรุงการทำงานของสมอง นอกจากนี้ยังอาจมีคุณสมบัติต่อต้านริ้วรอยและช่วยให้สุขภาพผิวดีขึ้น

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่า แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วสารสกัด Cistanche จะถือว่าปลอดภัย แต่ก็อาจมีปฏิกิริยากับยาบางชนิด สิ่งสำคัญคือต้องพูดคุยกับผู้ให้บริการด้านการดูแลสุขภาพของคุณก่อนที่จะรับประทานอาหารเสริมหรือสมุนไพรใหม่ ๆ

โดยสรุป สารสกัด Cistanche เป็นรูปแบบที่มีความเข้มข้นสูงของสารออกฤทธิ์ที่พบในพืช Cistanche เชื่อกันว่ามีประโยชน์ต่อสุขภาพหลายประการเช่นเดียวกับพืชทั้งต้น ได้แก่ คุณสมบัติต้านการอักเสบ สารต้านอนุมูลอิสระ ปรับภูมิคุ้มกัน ป้องกันระบบประสาท และฤทธิ์กระตุ้นความรู้สึกทางเพศ สารสกัดจาก Cistanche มักใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและอาจเป็นประโยชน์ต่อสภาวะสุขภาพที่หลากหลาย