Effect of Spirulina platensis extract on inhibition of Microorganisms and Antioxidants

Abstract

This study aims to determine the efficacy of Spirulina platensis extracts on microbial inhibition and antioxidative activity based on green solvent and green chemistry with chemical composition analysis. The Spirulina was extracted with six different solvents, i.e. water, 95% ethanol, methanol, water and 95% ethanol ratio 3:1, 1:1 and 1:3. As the results, only extracts from water and 95% ethanol in the ratios of 1:1, 3:1 and 1:3 were able to inhibit Ps. aeruginosa respectively. Ps. aeruginosa was considered a resistant strain and causes a high mortality rate. Therefore, Spirulina extract may be an alternative for control or inhibition in order to reduce the hazard of infection. The chemical composition analysis of spirulina extract by TLC technique (Silica gel, 100% methanol) found that Spirulina extracts showed activity against Ps. aeruginosa with Rf 0.15, which were not found in all inactive extracts. So, it was indicated that the compound was an active compound against Ps. aeruginosa. Moreover, the compound at Rf 0.15 assumed was an alkaloid by Dragendroff's reagent test and also showed DPPH antioxidant activity with the TLC technique. The antioxidant activity test of ABTS and DPPH by absorbance was reported as IC50 (ug/ml) so it was found that spirulina extracts using water and ethanol at the ratio of 1:3 gave the best antioxidant activity, followed by 3:1 and 1:1, respectively. Analysis of the pigment content of the Spirulina extract was found the highest phycocyanin content using water extraction. While, ethanol and methanol as an extractant gave high amounts of chlorophyll A and carotenoids. This clearly showed the difference in the amount of pigment in different solvents which was useful for application in the future. In addition, TLC fingerprint could also be used to facilitate simple qualitative analysis for S. spirulina extracts.

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของสารสกัดสไปรูลินาต่อการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์และการยับยั้งอนุมูลอิสระโดยกระบวนการสกัดที่เป็นมิตรต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม พร้อมกับการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี โดยสกัดผงสไปรูลินาด้วยตัวทำละลาย ต่างกัน 6 ชนิด ได้แก่ น้ำและเอทานอล 95% อัตราส่วน 3:1, น้ำและเอทานอล 95% อัตราส่วน 1:1, น้ำและเอทานอล 95% อัตราส่วน 1:3, น้ำ, เอทานอล 95% และเมทานอล ในการศึกษาครั้งนี้พบว่ามีเพียงสารสกัดจากน้ำและเอทานอล 95% ในอัตราส่วน 1:1 3:1 และ 1:3 ที่สามารถ ยับยั้งเชื้อ Pseudomanas aeruginosa ได้ ตามลำดับ ซึ่ง Ps. aeruginosa ถือเป็นเชื้อดื้อยาและทำให้เกิดอัตราการเสียชีวิตสูง ดังนั้นสารสกัดสไปรูลินาอาจเป็นทางเลือกสำหรับควบคุมหรือยับยั้งเพื่อลดความอันตรายของเชื้อลงได้ และจากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี ของสารสกัดจากสไปรูลินาด้วยเทคนิค TLC (Silica gel, 100% เมทานอล) พบว่าสารสกัดสไปรูลินากลุ่มที่แสดงการออกฤทธิ์ต้านเชื้อ Ps. aeruginosa มีองค์ประกอบของจุดสารที่ค่า Rf 0.15 ซึ่งไม่พบในกลุ่มที่ไม่ออกฤทธิ์ จึงอนุมานได้ว่าสารชนิดนี้มีองค์ประกอบทางเคมีที่แสดงฤทธิ์ในการต้านเชื้อแบคทีเรีย Ps. aeruginosa และสันนิษฐาณได้ว่าเป็นสารในกลุ่มแอลคาลอยด์เมื่อทดสอบด้วย Dragendroff's reagent ทั้งยังแสดงฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระเมื่อทดสอบด้วยสารละลาย DPPH ด้วย เทคนิค TLC ส่วนการทดสอบฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ABTS และ DPPH ด้วยการวัดการดูดกลืนแสงรายงานผลเป็นค่า IC50 (ug/ml) พบว่าสารสกัดสไปรูลินาที่ใช้น้ำและเอทานอลอัตราส่วน 1:3 ให้ผลการต้านอนุมูลอิสระดีที่สุด รองลงมาคือ 3:1 และ 1:1 ตามลำดับ ส่วนการวิเคราะห์ปริมาณรงควัตถุของสารสกัดสไปรูลินาพบว่าที่ใช้น้ำเป็นตัวสกัดให้ปริมาณไฟโคไซยานินสูงสุด ส่วนที่ใช้เอทานอลและเมทานอลเป็นตัวสกัดให้ปริมาณคลอโรฟิลล์ เอ และแคโรทีนอยด์สูง แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของปริมาณรงควัตถุในตัวทำละลายที่ต่างกันได้อย่างชัดเจน ซึ่งถือว่าเป็นประโยชน์ต่อการนำไปประยุกต์ใช้ในอนาคต นอกจากนี้ยังสามารถใช้ TLC fingerprint เข้ามาช่วยในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพอย่างง่ายสำหรับการสกัดสารจากสไปรูลินาได้อีกด้วย