Caulerpa Racemosa บริเวณชายฝั่งอันดามัน Biochemistry Composition and Utilization from a Marine Macroalgae, Caulerpa Racemosa in Andaman Coast
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
รายงานการวิจัย องค์ประกอบทางชีวเคมีและการใช้ประโยชน์จากสาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ Caulerpa racemosa บริเวณชายฝั่งอันดามัน Biochemistry composition and utilization from a marine macroalgae, Caulerpa racemosa in Andaman coast สมรักษ์ รอดเจริญ Somrak Rodjaroen สุนันทา ข้องสาย Sunanta Khongsai พชร เพ็ชรประดับ Patchara Pedpradab ชุตินุช สุจริต Chutinut Sujarit อุไรวรรณ วัฒนกุล Uraiwan Wattanakul วัฒนา วัฒนกุล Wattana Wattanakul คณะวิทยาศาตร์และเทคโนโลยีการประมง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ได้รับทุนอุดหนุนการวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย งบประมาณแผ่นดิน ประจ าปี 2558 2 กิตติกรรมประกาศ โครงการวิจัยนี้ ส าเร็จลุล่วงไปได้โดยได้รับทุนสนับสนุนการวิจัยงบประมาณแนดินประจ าปี 2558 ของ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ขอขอบคุณนักศึกษาปริญญาตรีและนักศึกษาปริญญาโท คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการประมง มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลศรีวิชัย ที่ช่วยเก็บตัวอย่างและเป็นผู้ช่วยในการวิเคราะห์ตัวอย่าง สุดท้ายขอกราบขอบคุณบิดา มารดา และครอบครัว ที่เป็นก าลังใจในการท าวิจัยเสมอมา คณะผู้วิจัย สิงหาคม 2558 3 สารบัญ หน้า กิตติกรรมประกาศ 2 สารบัญ 3 บทน า 4 วัตถุประสงค์ 5 1. การศึกษาองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ 6 Caulerpa racemosa บริเวณชายฝั่งอันดามัน 2. การทดสอบเบื้องต้นทางพฤกษเคมี ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ยับยั้งการเจริญ 23 ของแบคทีเรียก่อโรคผิวหนังของสารสกัดจากสาหร่ายทะเล Caulerpa racemosa 3. สารเมแทบอไลต์ทุติยภูมิจากสาหร่าย Caulerpa racemosa และฤทธิ์ทางชีวภาพ 60 4. ผลของการดองเกลือ แคลเซียมคลอไรด์และสารละลายโอโซนต่ออายุการเก็บรักษา 78 และสารต้านอนุมูลอิสระของสาหร่ายทะเล 5. ผลิตภัณฑ์และคุณค่าทางโภชนาการที่ได้จากการแปรรูปสาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ 108 Caulerpa racemosa 6. การประยุกต์ใช้สาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ Caulerpa racemosa 171 เป็นแหล่งคาร์โบไฮเดรตและสารเหนียวในอาหารปลาทับทิม 4 บทน า สาหร่ายทะเล Caulerpa racemosa เป็นกลุ่มสาหร่ายสีเขียว มักพบตามธรรมชาติบริเวณฝั่งอันดา มัน แถบจังหวัดสตูล ตรัง พังงา กระบี่ มีลักษณะทัลลัสเป็นท่อติดต่อกันตลอด ประกอบด้วย ไรซอยด์ (rhizoid) ท าหน้าที่ยึดเกาะคล้ายรากส่วนที่ทอดแขนงซึ่งมีลักษณะคล้ายไหลเรียกว่า “สโตลอน” (stolon) ส่วนที่ท าหน้าที่สังเคราะห์แสงมีลักษณะคล้ายใบเรียกว่า “รามูลัส” (ramulus) เป็นแท่งกลมยาวประมาณ 1 เซนติเมตร ตรงปลายพองออกเป็นกระเปาะ สีเขียวสด ขึ้นบนพื้นกรวดปนทรายและโคลนในคลองบริเวณป่า ชายเลน สาหร่ายชนิดนี้มีการเจริญเติบโตหนาแน่นในบริเวณที่มีปริมาณสารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจน (แอมโมเนีย ไนไตรท์ ไนเตรท) และธาตุอาหารอนินทรีย์อื่นๆ สูง และขึ้นอยู่ได้ในช่วงความเค็มค่อนข้างแคบ โดยสามารถเจริญเติบโตได้ในช่วงความเค็ม 30 – 40 ppt.สาหร่ายทะเลมีการน ามาใช้ประโยชน์อย่างกว้าง เช่น ใช้เป็นอาหารในหลายประเทศแถบเอเซีย (Darcy-Vrillon, 1993; Indergaard and Minsaas, 1991) แต่ ในหลายประเทศแถบยุโรปน ามาใช้ในอุตสาหกรรมยาและเครื่องส าอางค์ (Lewis, Stanley and Guist, 1988; Stephen, 1995; Zilinskas and Lundin, 1993) ปัจจุบันจึงมีงานวิจัยที่จะคัดเลือกสายพันธุ์สกุล Caulerpa ที่มีศักยภาพสามารถผลิตสาร antioxidant (Cavas and Yurdakoc, 2005) antiviral activity (Adhikari et al., 2006; Duarte et al., 2004) และสาร secondary metabolite ซึ่งมารายงานว่าสามารถแสดง antineoplastic, antibacterial และantiproliferative activities (Barbier et al., 2001; Cavas et al., 2006) การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาองค์ประกอบทางชีวเคมี ฤทธิ์ทางชีวภาพของสารเมแท โบไลด์ทุติยภูมิ สมบัติการเป็นสารต้านอนุมูลอิสระและการออกฤทธิ์ยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียก่อโรค ผิวหนังของสารสกัดจากสาหร่ายทะเล Caulerpa racemosa เพื่อเป็นข้อมูลในการส่งเสริมให้มีการใช้ สาหร่ายทะเล Caulerpa racemosa เป็นผลิตภัณฑ์เชิงพานิชย์ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ รวมถึงการศึกษา การยืดอายุการเก็บสาหร่ายด้วยการดอสาระลายเกลือ สาระลายโอโซน แคลเซียมคลอไรด์ เพื่อหาสภาวะที่ เหมาะสมน าไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ 5 วัตถุประสงค์หลักของแผนงานวิจัย 1. เพื่อการศึกษาองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่ายทะเล C. racemosa บริเวณชายฝั่งอันดามัน 2. เพื่อศึกษาผลของฤดูกาลต่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่ายทะเล C. racemosa 3. เพื่อศึกษาองค์ประกอบเบื้องต้นทางพฤกษเคมีและสมบัติการเป็นสารต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดจาก สาหร่ายทะเล Caulerpa racemosa 4. เพื่อศึกษาการออกฤทธิ์ยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียก่อโรคผิวหนังของสารสกัดจากสาหร่ายทะเล Caulerpa racemosa 5. เพื่อศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพของสารเมแทโบไลด์ทุติยภูมิจากสาหร่าย C. racemosa 6. เพื่อพิสูจน์ทราบโครงสร้างสารบริสุทธิ์จาก C. racemosa 7. ศึกษาความเข้มข้นของสาระลายเกลือ สาระลายโอโซน แคลเซียมคลอไรด์ ที่เหมาะสมต่อคุณภาพของ สาหร่ายขนนก 8. ศึกษาสารต้านอนุมูลอิสระที่ได้จากการดองสาหร่ายขนนกโดยการใช้สารละลายเกลือ สารละลาย โอโซน แคลเซียมคลอไรด์ 9. ศึกษาสาหร่ายที่ผ่านการดองในสภาวะที่เหมาะสมน ามาพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์ 6 การศึกษาองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ Caulerpa racemosa บริเวณชายฝั่งอันดามัน Biochemistry composition of marine macroalgae, Caulerpa racemosa in Andaman coast สมรักษ์ รอดเจริญ Somrak Rodjaroen ชุตินุช สุจริต Chutinut Sujarit 7 บทคัดย่อ สาหร่ายทะเลมีการน ามาใช้ประโยชน์อย่างแพร่หลายทั้งด้านอาหาร การเพาะเลี้ยงสัตว์น้ า อุตสาหกรรมยาและเครื่องส าอางค์ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาคุณภาพน้ าและองค์ประกอบทางชีวเคมี ของสาหร่ายทะเลขนาดใหญ่ Caulerpa racemosa บริเวณชายฝั่งอันดามัน โดยเก็บตัวอย่างสาหร่าย 3 บริเวณ คือ จังหวัดสตูล ตรัง และกระบี่ ในเดือนมกราคม พ.ศ 2558 ผลการศึกษาพบว่า อุณหภูมิ ความเค็ม ความเป็นกรดเบส แอมโนเนีย ไนไตรท์ ไนเตรท และฟอสเฟตทั้งหมด อยู่ในช่วง 28.5-29.4 องศาเซลเซียส, 30-33 ppt, 7.69-8.85, 0.08-0.10 มิลลิกรัมต่อลิตร, 0.08-0.11 มิลลิกรัมต่อลิตร, 0.15-0.23 มิลลิกรัมต่อ ลิตร และ 0.02-0.04 มิลลิกรัมต่อลิตร องค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่าย C. racemosa พบว่า ปริมาณ โปรตีน ไขมัน ไนโตรเจนฟรีเอกซ์แทรกท์ (nitrogen free extract; NFE) เส้นใย เถ้า เกลือ พลังงานรวมและ ความชื้น มีค่าเท่ากับ 6.52+0.29-9.01+0.06 เปอร์เซนต์, 0 เปอร์เซนต์, 20.02+0.14-23.26+0.14 เปอร์เซนต์, 0.88+0.35-4.01+0.12 เปอร์เซนต์, 63.72+0.01-71.92+0.10 เปอร์เซนต์, 53.01+1.29- 59.43+2.17 เปอร์เซนต์, 125.90+0.33-162.27+0.14 กิโลจูนต่อกรัม และ 96.82+0.03-97.25+0.07 กรัม ต่อกิโลกรัม ตามล าดับ ผลการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าสาหร่าย C. racemosa จากบริเวณจังหวัดตรังมีปริมาณ โปรตีน ไนโตรเจนฟรีเอกซ์แทรกท์ เส้นใยและพลังงานมีค่าสูงสุดและและมีความแตกต่างอย่างมีนัยส าคัญทาง สถิติ (p<0.05) กับทุกแหล่ง ผลของฤดูการต่อองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่าย C. racemosa พบว่า ปริมาณโปรตีน ไขมัน ไนโตรเจนฟรีเอกซ์แทรกท์และพลังงานรวมสูงสุดในเดือนธันวาคม ดังนั้นสาหร่าย C. racemosa จากบริเวณจังหวัดตรังจึงมีความเหมาะสมส าหรับน าไปใช้ประโยชน์ทางพานิชย์ต่อไป ค าส าคัญ: ทรัพยากรธรรมชาติ, องค์ประกอบทางชีวเคมี, สาหร่ายทะเล 8 Abstract Seaweed has been used widely useful in food, aquaculture, drug and cosmetic industry. This research aims to study water quality and biochemical composition of the seaweed, Caulerpa racemosa at the Andaman Coast. Seaweed samples were collected from three areas at Krabi, Trang and Satun provinces in January 2015. The results showed that temperature, salinity, pH, nitrite, ammonia, nitrate and total phosphate in the range of 28.5 to 29.4 °C, 30-33 ppt, 7.69-8.85, 0.08-0.10 mg/l, 0.08.-0.11 mg/l, 0.15-0.23 mg/l and 0.02- 0.04 mg/l, respectively. Biochemical composition of the seaweed, C. racemosa found that crude protein, nitrogen free extract (NFE), fiber, ash, salt, gross energy and moisture in the range of 6.52+0.29-9.01+0.06 %, 0 %, 20.02+0.14-23.26+0.14 %, 0.88+0.35-4.01+0.12 %, 63.72+0.01-71.92+0.10 %, 53.01+1.29-59.43+2.17 %, 125.90+0.33-162.27+0.14 kJ g-1 และ 96.82+0.03-97.25+0.07 g.kg-1, respectively. These results suggest that seaweed, C. racemosa from Trang province was the highest of protein, NFE, fiber, and energy and was statistically significant (p <0.05) with all sources. Effect of season on biochemical composition of the seaweed, C. racemosa found that crude protein, nitrogen free extract (NFE) and gross energy were the higest in December. So, seaweed C. racemosa from Trang province is considered suitable for use by commercial interests further. Keywords: Natural resources, Biochemical composition, Seaweed 9 บทน า สาหร่ายทะเลมีการน ามาใช้ประโยชน์อย่างกว้าง เช่น ใช้เป็นอาหารในหลายประเทศแถบเอเซีย (Darcy-Vrillon, 1993; Indergaard and Minsaas, 1991) แต่ในหลายประเทศแถบยุโรปน ามาใช้ใน อุตสาหกรรมยาและเครื่องส าอางค์ (Lewis, et al., 1988; Renn, 1997; Skjak-Braek and Martinsen, 1991; Stephen, 1995; Zilinskas and Lundin, 1993) ปัจจุบันจึงมีงานวิจัยที่จะคัดเลือกสายพันธุ์สกุล Caulerpa ที่มีศักยภาพสามารถผลิตสาร antioxidant (Cavas and Yurdakoc, 2005) antiviral activity (Adhikari et al., 2006; Duarte et al., 2004; Franz, et al., 2000; Ghosh et al., 2004; Gunay and Linhardt, 1999; Iqbal, Flick-Smith and McCauley, 2000; Mazumder et al., 2002; Ponce, et al., 2003; Witvrow and De Clercq, 1997) และสาร secondary metabolite ซึ่งมารายงานว่าสามารถแสดง antineoplastic, antibacterial และantiproliferative activities (Barbier et al., 2001;Cavas et al., 2006) สาหร่าย Caulerpa racemosa เป็นสาหร่ายทะเลสีเขียวที่สามารถแพร่กระจายได้ในบริเวณกว้าง ตั้งแต่เขตร้อนถึงเขตอบอุ่น ในทะเลเมอร์ดิเตอร์เรเนียนพบสาหร่ายชนิดนี้ครั้งแรกบริเวณ Sousse Harbour ประเทศ Tunisia (Hamel, 1926) ซึ่งเชื่อว่าน่าจะอพยพมาจากทะเลแดง ต่อมาพบว่ามีการแพร่กระจายไปยัง 11 ประเทศในทะเลเมอร์ดิเตอร์เรเนียนคือ ประเทศ Albania, Croatia, Cyprus, France, Greece, Italy, Libya, Malta, Spain, Tunisia and Turkey รวมทั้งเกาะใหญ่ทั้งหมด (Balearic Islands, Corsica, Crete, Cyprus, Sardinia and Sicily) (Verlaque, 2003, 2004) ส าหรับประเทศไทย สาหร่าย C. racemosa สามารถพบการแพร่กระจายในชายฝั่งทะเลอันดา เช่น จังหวัดสตูล ตรังและกระบี่ โดยมีการน ามาบริโภคสด เป็นหลักและมีรายงานน าไปใช้บ าบัดน้ าเสีย นอกนั้นไม่มีการน าไปใช้ประโยชน์ด้านอื่นน้อยมาก การวิจัยนี้เป็นการศึกษาองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่ายทะเล C. racemosa บริเวณชายฝั่งอัน ดามัน โดยเปรียบเทียบ 3 บริเวณ คือ จังหวัดสตูล ตรังและกระบี่ จากนั้นศึกษาผลของฤดูกาลต่อการ เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางชีวเคมีของสาหร่ายทะเล C. racemosa เพื่อน าผลจากการศึกษาไปใช้ประโยชน์ ในอุตสาหกรรมเครื่องส าอางค์และทางด้านเภสัช รวมทั้งในธุรกิจสัตวน์น้ า เช่น น าสาหร่าย C. racemosa ไป เสริมในอาหารสัตว์น้ า เพื่อเพิ่มการเจริญเติบโต อัตราการรอด