Ulva intestinalis Effect of Extraction Methods on ... - CRDC

Agricultural Sci. J. 42(2)(Suppl.): 325-328 (2011) ว. วิทย์. กษ. 42(2)(พิเศษ): 325-328 (2554)
อิทธิพลของวิธีการสกัดต่อคุณสมบัติทางกายภาพ และเคมีของพอลิแซคคาไรด์ จาก <strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong>
<strong>Effect</strong> <strong>of</strong> <strong>Extraction</strong> <strong>Methods</strong> on Physicochemical Characteristics <strong>of</strong> Polysaccharide from <strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong>
นภัสสร เพียสุระ 1 ณัฎฐา เลาหกุลจิตต์1 และ อรพิน เกิดชูชื น 1
Peasura, N. 1 , Laohakunjit, N. 1 and Kerdchoechuen, O. 1
Abstract
This research was studied the effect <strong>of</strong> the extraction methods on chemical properties <strong>of</strong> the
polysaccharide from <strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong> by water at 40°C, 60°C and 80°C for 1, 3 and 5 h and alkali (NaOH) at
concentration 0.001 N (pH11) and 0.1 N (pH14) for 2 and 4 h, extraction time 80°C. For water extraction, when
extraction time and temperature increased the amount <strong>of</strong> polysaccharide extracted was increased. Water
extraction at 80°C for 5 hours gave the highest yield was 12.49 % and alkali extraction at 0.001 N (pH11) for 2
hours gave the highest yield was 9.99. Total sugar gave the highest amount at 80°C for 1h was 48.85 (g/100g)
and alkali extraction was 50.19 (g/100g) at 0.001N (pH11) for 4 hours. Sulphate content extracted by water at
80°C for 5 h gave the highest amount was 3.33% and alkali extraction at 0.1N for 4 h was 4.47. However,
water extraction gave the higher yield than alkali extraction but total sugar and sulphate content by alkali
extraction was higher amount than water extraction. In addition color <strong>of</strong> polysaccharide were extracted with
water had a brighter green more than extracted alkali when the pH <strong>of</strong> the extraction were increase color <strong>of</strong> the
polysaccharide was growing darker.
Keywords: polysaccharide, <strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong>
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี เป็ นการศึกษาอิทธิพลของวิธีการสกัดต่อคุณสมบัติทางกายภาพเคมีของพอลิแซคคาไรด์จาก <strong>Ulva</strong>
<strong>intestinalis</strong> ด้วยนํ าทีอุณหภูมิ 40°C, 60°C และ 80°C เวลาในการสกัด 1, 3 และ 5 ชัวโมง และด่าง (NaOH) ทีความ
เข้มข้น 0.001 นอร์มัล (pH11) และความเข้มข้น 0.1 นอร์มัล (pH14) เวลาในการสกัด 2 และ 4 ชัวโมง อุณหภูมิการสกัด
80°C พบว่า การสกัดด้วยนํ าเมือเวลาและอุณหภูมิในการสกัดเพิมขึ นปริมาณพอลิแซคคาไรด์ทีสกัดได้มีค่าสูงขึ น โดยมี
ค่าสูงสุดทีอุณหภูมิสกัด 80°C นาน 5 ชัวโมง เท่ากับร้อยละ 12.49 ส่วนการสกัดด้วยด่าง พบว่าทีความเข้มข้น 0.001 นอร์
มัล (pH11) นาน 2 ชัวโมง มีปริมาณพอลิแซคคาไรด์ทีสกัดได้สูงทีสุด เท่ากับร้อยละ 9.99 ปริมาณนํ าตาลมีค่าสูงสุดที
อุณหภูมิในการสกัดด้วยนํ าเท่ากับ 80°C เวลาในการสกัด 1 ชัวโมง เท่ากับ 48.85 (g/100g) และการสกัดด้วยด่างทีความ
เข้มข้น 0.001นอร์มัล (pH11) นาน 4 ชัวโมง มีค่าสูงสุดเท่ากับ 50.19 (g/100g) ปริมาณซัลเฟตทีสกัดด้วยนํ าทีอุณหภูมิ
80°C นาน 5 ชัวโมง มีค่าสูงสุดเท่ากับร้อยละ 3.33 และการสกัดด้วยด่างทีความเข้มข้น 0.1N นาน 4 ชัวโมง มีค่าเท่ากับ
ร้อยละ 4.47 โดยการสกัดด้วยนํ าให้ปริมาณพอลิแซคคาไรด์สูงกว่าการสกัดด้วยด่าง แต่ปริมาณนํ าตาลและปริมาณซัลเฟ
ตจากการสกัดด้วยด่างมีค่าสูงกว่าการสกัดด้วยนํ า สีของพอลิแซคคาไรด์ทีได้จากการสกัดด้วยนํ ามีสีเขียวสว่างกว่าพอลิ
แซคคาไรด์ทีสกัดด้วยด่าง โดยพบว่าเมือ pH ของการสกัดเพิมขึ น พอลิแซคคาไรด์ทีได้มีสีคลํ ามากขึ น
คําสําคัญ: พอลิแซคคาไรด์ สาหร่ายไส้ไก่
คํานํา
<strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong> จัดเป็ นสาหร่ายสีเขียวทีสามารถพบได้ในนํ าเค็มจนถึงนํ ากร่อย และไม่ค่อยมีการนํามาใช้
ประโยชน์ (Mabeau และ Fleurence, 1993) Ray และ Lahaye (1995) รายงานว่า สาหร่ายชนิดนี มีพอลิแซคคาไรด์เป็ น
ส่วนประกอบประมาณร้อยละ 38-54 ของนํ าหนักแห้ง ซึงสามารถแบ่งได้เป็ น 2 ประเภทหลัก คือ พอลิแซคคาไรด์ทีละลาย
นํ าได้ และส่วนทีละลายนํ าไม่ได้ จากการศึกษาของ Lahaye และ Rubic (2007) พบว่าพอลิแซคคาไรด์จากสาหร่ายสีเขียว
ทีสกัดด้วยตัวทําละลายต่างชนิดกันมีคุณสมบัติทางกายภาพเคมี เช่น %yield และ สี ต่างกัน เป็ นต้น และยังมี
1
สาขาวิชาเทคโนโลยีชีวเคมี คณะทรัพยากรชีวภาพและเทคโนโลยี 83 หมู ่ 8 ท่าข้าม บางขุนเทียน กรุงเทพมหานคร 10105
1
Biochemical Technology School <strong>of</strong> Bioresources and Technology 83 Moo 8 Thakam, Bangkhuntein, Bangkok 10150

326 6 ปี ที 42 ฉบับที 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 ว. วิทยาศาสตร์เกษตร
ความสามารถในการออกฤทธิ ทางชีวภาพทีน่าสนใจ เช่น เป็ นสารต้านการอักเสบ และกระตุ ้นภูมิคุ ้มกัน (Ivanova และ
คณะ, 1994) ซึงวิธีการสกัดพอลิแซคคาไรด์โดยทัวไปใช้นํ า ทีอุณหภูมิประมาณ 80-90˚C ปริมาณพอลิแซคคาไรด์ทีได้
ประมาณร้ อยละ 8-29 ของนํ าหนักแห้ง (Lahaye, 2007) การใช้สารละลายกรดในการสกัด โดยกรดไปตัดหมู ่ฟังก์ชันทีต่อ
กับพอลิแซคคาไรด์ ทําให้ได้องค์ประกอบทีต่างกัน (Aspinall, 1977) ส่วนการสกัดด้วยด่างใช้สกัดพอลิแซคคาไรด์ทีไม่
สามารถย่อยด้วยกรดได้ (Whistler และ BeMiller, 1993) โดยพอลิแซคคาไรด์ทีได้จากวิธีการสกัดทีแตกต่างกัน มี
คุณสมบัติทางกายภาพเคมีทีต่างกันด้วย (Aspinall, 1977) ดังนั นงานวิจัยนี จึงศึกษาอิทธิพลของวิธีการสกัดต่อคุณสมบัติ
ทางกายภาพเคมีของพอลิแซคคาไรด์จาก <strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong>
อุปกรณ์และวิธีการ
<strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong> บดละเอียดขนาด 80 เมช จากจังหวัดปัตตานี นํามาสกัด 2 วิธีการ คือสกัดด้วยนํ า และด่าง
โดยการสกัดด้วยนํ า แปรอุณหภูมิการสกัดที 40°C, 60°C และ 80°C และแปรเวลาการสกัด 1, 3 และ 5 ชัวโมง ส่วนการ
สกัดด้วยด่าง (NaOH) แปรความเข้มข้นด่างที 0.001 นอร์มัล (pH11) และ 0.1 นอร์มัล (pH14) แปรเวลาการสกัด 2 และ 4
ชัวโมง ทีอุณหภูมิการสกัด 80°C การสกัดทั ง 2 วิธี ใช้ปริมาณสาหร่าย 10 กรัม โดยใช้อัตราส่วนระหว่างสาหร่ายและตัวทํา
ละลายเท่ากับ 1:20 ๖(%w/W) หลังจากนั นกรองผ่านไนล่อนขนาด 80 เมช แยกตะกอนและส่วนใส โดยนําส่วนใสมา
ตกตะกอนด้วยเอธานอล 95% ปริมาตร 3 เท่าของสารสกัด ทิ งไว้เป็ นเวลา 1 คืน หลังจากนั นระเหยเอธานอลออก นํา
ตะกอนพอลิแซคคาไรด์ ทีได้ไปอบทีอุณหภูมิ 50°C เป็ นเวลา 3 ชัวโมง บดละเอียด เก็บใส่ขวดสีชา นําพอลิแซคคาไรด์ที
สกัดได้ มาวิเคราะห์ % yield ของพอลิแซคคาไรด์หยาบ (crude polysaccharide) ปริมาณนํ าตาลทั งหมด (total sugar)
ด้วยวิธี phenol-sulfuric acid (Dubois และคณะ,1956) ปริมาณซัลเฟต (AOAC, 2000) และวัดค่าสีด้วยเครือง
Colorimeter การสกัดพอลิแซคคาไรด์ด้วยนํ า วางแผนการทดลองแบบ 3X3 Factorial in Completely Randomized
Design (CRD) ส่วนการสกัดด้วยด่าง วางแผนการทดลองแบบ 2X2 Factorial in CRD ทดลอง 3 ซํ า วิเคราะห์ความ
แปรปรวนและความแตกต่างทางสถิติทีระดับความเชือมันร้อยละ 95 โดยใช้ SAS program (1997)
ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง
<strong>Ulva</strong> <strong>intestinalis</strong> การสกัดด้วยนํ าเมือเวลาและอุณหภูมิในการสกัดเพิมขึ น % yield ของพอลิแซคคาไรด์หยาบที
สกัดได้มีค่าสูงขึ น โดยมีค่าสูงสุดทีอุณหภูมิ 80°C นาน 5 ชัวโมง เท่ากับร้อยละ 12.49 และมีค่าตําสุดเท่ากับ ร้อยละ 4.98
ทีอุณหภูมิ 40°C นาน 1 ชัวโมง เมืออุณหภูมิและเวลาในการสกัดนานขึ น โดย %yield ของพอลิแซคคาไรด์หยาบมีค่ามาก
ทีสุด เมืออุณหภูมิในการสกัดเท่ากับ 80°C (Table 1) เนืองจากอุณหภูมิทีสูงขึ นทําให้เกิดการถ่ายเทมวลสาร (mass
transfer) มากขึ น โดยทําให้ผนังเซลล์แตกออกจากกันมากขึ น ส่งผลให้ได้ปริมาณพอลิแซคคาไรด์ทีได้สูงขึ น (Qiao และ
คณะ, 2009) ปริมาณนํ าตาลมีค่าสูงสุดทีอุณหภูมิในการสกัดด้วยนํ าเท่ากับ 80°C เวลาในการสกัด 1ชัวโมง เท่ากับ 48.85
(g/100g) ส่วนปริมาณซัลเฟต ทีได้จากการสกัดด้วยนํ าทีอุณหภูมิ 80°C นาน 5 ชัวโมง มีค่าเท่ากับร้อยละ 3.33 และมีค่า
เท่ากับร้อยละ 0.77 ทีอุณหภูมิการสกัด 40°C นาน 1 และ 3 ชัวโมง ตามลําดับ ส่วนการสกัดด้วยด่าง พบว่าทีความเข้มข้น
0.001 นอร์มัล (pH11) นาน 2 ชัวโมง ได้ %yield ของพอลิแซคคาไรด์หยาบทีสกัดได้สูงทีสุด เท่ากับร้อยละ 9.99 และการ
สกัดด้วยด่างทีความเข้มข้น 0.001นอร์มัล (pH11) นาน 4 ชัวโมง มีค่าสูงสุดเท่ากับ 50.19 (g/100g) และปริมาณซัลเฟตที
ได้จากการสกัดด้วยด่างทีความเข้มข้น 0.1N นาน 4 ชัวโมง มีค่าเท่ากับร้อยละ 4.47 และมีค่าเท่ากับร้อยละ 3.3 ทีความ
เข้มข้นของด่างในการสกัด 0.001N นาน 4 ชัวโมง (Table 2) โดยการสกัดด้วยนํ าให้ปริมาณพอลิแซคคาไรด์สูงกว่าการสกัด
ด้วยด่าง และปริมาณนํ าตาลจากการสกัดด้วยด่างมีค่าสูงกว่าการสกัดด้วยนํ า เมือเปรียบเทียบปริมาณซัลเฟตของพอลิแซ
คาไรด์ทีสกัดได้จากการสกัดด้วยนํ าและด่างพบว่า การสกัดด้วยด่างให้พอลิแซคคาไรด์ทีมีปริมาณซัลเฟตสูงกว่า เนืองจาก
ด่างสามารถตัดพันธะของหมู ่ซัลเฟตทีต่ออยู ่กับหมู ่ไฮดรอกซีและ หมู ่คาร์บอกซิลิกของ sulphated ได้ดีกว่าการสกัดด้วยนํ า
ทําให้ sulphated polysaccharide ทีสกัดด้วยด่างมีปริมาณซัลเฟตมากกว่าการสกัดด้วยนํ า (Whistler และ BeMiller,
1993) และเมือความเข้มข้นของด่างสูงขึ นประสิทธิภาพการตัดพันธะสูงขึ นตามไปด้วย ส่วนสีของพอลิแซคคาไรด์ทีได้จาก
การสกัดด้วยนํ ามีสีเขียวสว่างกว่าพอลิแซคคาไรด์ทีสกัดจากด่าง โดยพบว่าเมือ pH ของการสกัดเพิมขึ นสีของพอลิแซคคา
ไรด์คลํ ามากขึ น (Table 3 และ 4)

ว. วิทยาศาสตร์เกษตร ปี ที 42 ฉบับที 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 327
สรุปผล
การสกัดพอลิแซคคาไรด์ด้วยนํ าทีอุณหภูมิ 80°C นาน 5 ชัวโมง มี %yield ของพอลิแซคคาไรด์สูงกว่าการสกัด
ด้วยด่างทีความเข้มข้น 0.001N นาน 2 ชัวโมง เท่ากับร้อยละ 12.49 และ ร้อยละ 9.99 ตามลําดับ ส่วนปริมาณนํ าตาล และ
ปริมาณซัลเฟตจากกการสกัดด้วยด่างมีค่าสูงกว่าการสกัดด้วยนํ า โดยปริมาณนํ าตาลมีค่าสูงสุดเท่ากับ 48.85g/100g ที
อุณหภูมิ 80°C เวลาในการสกัด 1ชัวโมง และสกัดด้วยด่าง ทีความเข้มข้น 0.001N นาน 4 ชัวโมง มีค่าเท่ากับ 50.19
g/100g ปริมาณซัลเฟต สูงสุดทีได้จากการสกัดด้วยด่างทีความเข้มข้น 0.1N นาน 4 ชัวโมง เท่ากับร้ อยละ 4.47 และสกัด
ด้วยนํ าทีอุณหภูมิ 80°C นาน 5 ชัวโมง มีค่าเท่ากับร้อยละ 3.33
เอกสารอ้างอิง
A0AC, 2000, Association <strong>of</strong> <strong>of</strong>ficial analytical chemists 14 th , Association <strong>of</strong> <strong>of</strong>ficial analytical chemists
Washington D.C.
.Aspinall, D. and Dagless, E.L., 1977, Introduction to Microprocessor. Book illustrated 162 pages.
Dubois, M., Gilles, K.A., Hamilton, J.K., Rebers, P.A. and Smith, E., 1956, Calorimetric Method for
Determination <strong>of</strong> Sugars and Related Substances, Analytical Chemistry, 28: 350-356.
Ivanova, V., Rouseva, M., Bobin-Dubin-Dubigeon, C. and Quemener, B., 1998, Functional Properties <strong>of</strong> No-
Digestible Carbohydrates, France, Nantes: INRA., pp. 32-45.
Lahaye, M. and Robic, A., 2007, Structure and Functional Properties <strong>of</strong> <strong>Ulva</strong>n, a Polysaccharide from Green
Seaweeds, Journal <strong>of</strong> Biomacromolecules, 8: 1765-1774.
Mabeau, S. and Fleurence, J., 1993, Seaweed in Food Products: Biochemical and Nutritional Aspects, Trends
in Food Science and Technology, 4: 103-107.
Qiao, Y., Minematsu, N. and Hirose, K., 2009, On Invariant Structural Representation for Speech Recognition:
Theoretical Validation and Experimental Improvement, In INTERSPEECH-2009, 3055-3058.
Ray, B. and Lahaye, M., 1995, Cell-wall Polysaccharide from the Marine Green Algae <strong>Ulva</strong> rigida (<strong>Ulva</strong>less,
Chlorophyta)-2 Chemical structure <strong>of</strong> ulvan, Carbohydrate Research, 274: 313-318.
Whistler, R.L. and BeMiller, J.N., 1993, Industrial Gums; Polysaccharides and their Derivatives, 3rd Academic
Press, London.
Table 1 %Yield <strong>of</strong> crude polysaccharide,Total sugar and sulphate content by water extraction at 40˚C,
60˚C and 80˚C for 1,3 and 5 hours
Temperature Time %Yield Total sugar (g/100g) Sulphate content
40˚C 1 4.94±0.27 e 17.01±2.24 d 0.76±0.07 e
3 5.76±0.79 e 17.67±2.28 d 0.76±0.03 e
5 7.33±0.95 d 25.57±1.64 c 0.91±0.02 ed
60˚C 1 7.58±0.74 cd 26.87±1.77 c 0.83±0.02 e
3 8.55±0.21 cd 28.42±0.36 c 0.81±0.02 e
5 8.69±0.88 c 27.14±1.53 c 1.05±0.02 d
80˚C 1 11.29±0.43 ab 48.85±2.51 a 1.77±0.06 c
3 11.0±0.21 b 43.32±1.99 b 2.66±0.03 b
5 12.49±1.26 a 44.26±3.15 a 3.33±0.33 a
F-test * ** **
C.V% 8.45 6.72 8.18
L.S.D 1.25 3.57 0.02
a, b, c
…Different superscripts in the same column indicated that means were significantly different (p≤0.05)

326 328 6 ปี ที 42 ฉบับที 2 (พิเศษ) พฤษภาคม - สิงหาคม 2554 ว. วิทยาศาสตร์เกษตร
Table 2 %Yield <strong>of</strong> crude polysaccharide,Total sugar and sulphate content by alkali extraction at 0.001N
(pH 11) and 0.1N (pH 14) for 2 and4 hours, extraction temperature 80˚C.
Temperature Time %Yield Total sugar (g/100g) Sulphate content
0.1N 2 7.41±0.52 b 39.77±0.34 c 4.46±0.43 a
4 7.04±0.27 b 39.94±0.64 c 4.47±0.21 a
0.001N 2 9.99±0.75 a 47.96±1.16 b 3.53±0.35 b
4 7.51±0.43 b 50.19±0.24 a 3.3±0.17 b
F-test ** ** **
C.V% 6.58 1.56 1.32
L.S.D 0.99 1.31 1.29
a, b, c
…Different superscripts in the same column indicated that means were significantly different (p≤0.05)
Table 3 Color <strong>of</strong> crude polysaccharide by water extraction at 40˚C, 60˚C and 80˚C for 1,3 and 5 hours
Temperature Time L * a * b *
40˚C 1 62.48±0.32 e 0.22±0.01 d 7.3±0.15 a
3 63.31±0.12 d 0.22±0.01 d 7.63±0.15 a
5 65.65±0.37 c 0.46±0.02 a 5.13±0.15 b
60˚C 1 66.29±0.14 b 0.38±0.02 b 4.56±0.42 b
3 67.41±0.42 a 0.47±0.02 a 4.95±1.75 b
5 63.43±0.35 d 0.27±0.02 c 6.79±0.56 a
80˚C 1 58.41±0.45 g 0.39±0.01 b 7.42±0.32 a
3 600.06±0.15 f 0.46±0.01 a 7.29±0.19 a
5 58.54±0.35 g 0.38±0.07 b 7.51±0.07 a
F-test ** ** **
C.V% 0.51 7.75 9.9
L.S.D 0.55 0.05 1.11
a, b, c
…Different superscripts in the same column indicated that means were significantly different (p≤0.05)
Table 4 Color <strong>of</strong> crude polysaccharide by alkali extraction at 0.001N (pH 11) and 0.1N (pH 14) for 2
and 4 hours, extraction temperature 80˚C
Concentration Time L * a * b *
0.1N 2 65.52±0.41 a 0.65±0.04 b 7.48±0.15 c
4 62.34±0.14 b 1.20±0.04 a 12.0±0.04 b
0.001N 2 61.63±0.37 b 1.23±0.07 a 14.54±0.35 d
4 65.65±0.16 a 1.27±0.02 a 10.58±0.42 a
F-test ** ** **
C.V% 0.46 4.39 2.44
L.S.D 0.39 0.06 0.37
a, b, c …Different superscripts in the same column indicated that means were significantly different (p≤0.05)