การแยกองค์ประกอบทางเคมีของใบชาเมี่ยง


ใบชาเมี่ยงแห้งปั่นละเอียด จำนวน 1 กิโลกรัม สกัดด้วยตัวทำละลายเอทานอล 4 ลิตร ด้วยการแช่ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 3 วัน ทำการสกัดซ้ำอีก 3 ครั้ง กรองแล้วนำไประเหยตัวทำละลายออกด้วยเครื่องระเหยแบบสุญญากาศ ได้สารสกัดหยาบใบชาเมี่ยง 82.17 กรัม จากนั้น นำสารสกัดหยาบใบชาเมี่ยงแยกด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทราฟีเฟสคงที่ซิลิกาเจล (คอลัมน์ความสูง 12 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เซนติเมตร) เฟสเคลื่อนใช้ตัวทำละลายแบบเพิ่มขั้ว (แกรเดี่ยน) เริ่มจาก EA: Hexane (0: 100) ถึง EA: Hexane (100:0) และ MeOH: EA (100:0) เก็บสารละลายในภาชนะใบละ 50 ml เมื่อระเหยตัวทำละลายออกและทำการรวมแฟลกชันสารด้วย TLC ได้ทั้งหมด 12 แฟลกชัน ดังแผนภาพที่ 9 ภายใต้แสงยูวี 254 นาโนเมตร (A) และ พ่นด้วยสารละลาย ?-anisaldehyde (B) จากนั้นทำการการเก็บน้ำหนักและลักษณะทางกายภาพ ดังตารางที่ 4

ภาพที่ 9 การสกัดและการแยกองค์ประกอบทางเคมีจากใบชาเมี่ยง

 

 

การแยก Fractions CS-9
ทำการแยกด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทราฟีอีกครั้งด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทรกราฟี (คอลัมน์ สูง 16 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 เซนติเมตร) เฟสคงที่ที่ใช้คือ ซิลิกาเจล เฟสเคลื่อนที่ใช้ตัวทำละลายแบบเพิ่มขั้ว (แกรเดี่ยน) ใช้โมบายเฟส 10%EA: Hexane เพิ่มขั้วของสารละลายไปจนถึง 100%EA: Hexane และ 10% MeOH: EA ได้ทั้งหมด 8 แฟลกชัน จากนั้นทำการการเก็บน้ำหนักและลักษณะทางกายภาพ ดังตารางที่ 5 
นำแฟรกชัน CS9-3 ระเหยตัวทำละลาย นำเอทิล อะซิเตท กำจัดคลอโรฟิลได้ตะกอนสีเหลือง ตกผลึกใหม่ด้วยเอทานอล ได้สารบริสุทธิ์น้ำหนัก 0.7293 และนำผลึกที่ได้ยืนยันโครงสร้างด้วยการใช้เทคนิคนิวเคลียร์แม็กเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy; NMR) ได้สเปกตรัมดังแสดงในภาพที่ 10

 

 

 

 

 

ภาพที่ 10 สเปกตรัม 1H และ 13C-NMR ของสารอิพิคาเทชิน (isolated)

จากภาพที่ 10 แสดงสเปคตรัม 1H-NMR ค่าตำแหน่งของสัญญาณ (Chemical shift, ? ) ค่า การอินทิเกรตพื้นที่ใต้พีคที่สอดคล้องกับจำนวนโปรตอน และลักษณะการแยกของพีค (Peak splitting) ของสารสามารถอธิบายได้ดังนี้  

 

ภาพที่ 11 โครงสร้างของสารอิพิคาเทชิน 

จากการระบุเอกลักษณ์ด้วย 1H-NMR พบสัญญาณดังนี้สัญญาณที่ตำแหน่ง ?H (ppm) 4.81 (s, 1H, CH-2), 4.17 (br, s, 1H, CH-3), 2.86 (dd, J = 16.8, 4.6 Hz, 1H, CH-4a) และ 2.74 (dd, J = 16.8, 3.0 Hz, 1H, CH-4b) ของวงแหวน tetrahydro-2H-pyran (วงแหวน C) สัญญาณที่ ?H 5.92 (d, J = 2.4 Hz, 1H, CH-6) และ 5.95 (d, J = 2.4 Hz, 1H, CH-8) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน A) สัญญาณที่ ?H 6.98 (d, J = 1.9 Hz, 1H, CH-2?), 6.76 (d, J = 8.1 Hz, 1H, CH-5?) และ 6.80 (dd, J = 8.2, 1.9 Hz, 1H, CH-6?) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน B) 3จากการระบุเอกลักษณ์ด้วย 13C-NMR พบสัญญาณดังนี้สัญญาณที่ตำแหน่ง ?C (ppm) 79.82 (C-2), 67.44 (C-3) และ 29.22 (C-4) ของวงแหวน tetrahydro-2H-pyran (วงแหวน C) สัญญาณที่ ?C 157.93 (C-5), 95.89 (C-6) 157.58 (C-7), 96.39 (C-8) 157.32 (C-9) และ 100.07 (C-10) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน A)สัญญาณที่ ?C 132.24 (C-1?), 115.29 (C-2?) 145.87 (C-3?), 145.71 (C-4?) 115.89 (C-5?) และ 119.40 (C-6?) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน B) เมื่อทำการผลของ 1H และ13C-NMR ของสาร CS9-3 กับงานวิจัยก่อนหน้านี้ของคุณคิมและคณะ ดังตารางที่ 6 พบว่าสารที่แยกได้คือสารอิพิคาเทชิน แสดงโครงสร้างดังภาพที่ 11

 

การแยก Fractions CS-11
ทำการแยกด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทราฟีด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทรกราฟี (คอลัมน์ สูง 10 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 เซนติเมตร) เฟสคงที่ที่ใช้คือ ซิลิกาเจล เฟสเคลื่อนที่ใช้ตัวทำละลายแบบเพิ่มขั้ว (แกรเดี่ยน) ใช้โมบายเฟส 30%EA: Hexane ได้ทั้งหมด 4 แฟลกชัน จากนั้นทำการการเก็บน้ำหนักและลักษณะทางกายภาพ ดังตารางที่ 7
นำแฟรกชัน CS11-4* ระเหยตัวทำละลาย นำเอทิล อะซิเตท กำจัดคลอโรฟิลได้ตะกอนสีเหลือง ตกผลึกใหม่ด้วยเอทานอล ได้สารบริสุทธิ์น้ำหนัก 0.8951 และนำผลึกที่ได้ยืนยันโครงสร้างด้วยการใช้เทคนิคนิวเคลียร์แม็กเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี (Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy; NMR) ได้สเปกตรัม ดังแสดงในภาพที่ 12

 

ภาพที่ 12 สเปกตรัม 1H และ 13C-NMR ของสารสารคาเทชิน (isolated)

จากภาพที่ 12 แสดงสเปคตรัม 1H-NMR ค่าตำแหน่งของสัญญาณ (Chemical shift, ? ) ค่า การอินทิเกรตพื้นที่ใต้พีคที่สอดคล้องกับจำนวนโปรตอน และลักษณะการแยกของพีค (Peak splitting) ของสาร สามารถอธิบายได้ดังนี้  

ภาพที่ 13 โครงสร้างของสารคาเทชิน 

จากการระบุเอกลักษณ์ด้วย 1H-NMR พบสัญญาณดังนี้สัญญาณที่ตำแหน่ง ?H (ppm) 4.58 (d, J = 7.6 Hz, 1H, CH-2), 3.99 (td, J = 7.8, 5.4 Hz, 1H, CH-3), 2.86 (dd, J = 16.2, 5.4 Hz, CH-4a) และ 2.52 (dd, J = 16.1, 8.1 Hz, CH-4b) ของวงแหวน tetrahydro-2H-pyran (วงแหวน C) สัญญาณที่ ?H 5.94 (d, J = 2.3 Hz, 1H, CH-6) และ 5.87 (d, J = 2.4 Hz, 1H, CH-8) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน A) และ สัญญาณที่ ?H 6.85 (d, J = 1.8 Hz, 1H, CH-2?), 6.78 (d, J = 8.1 Hz, 1H, CH-5?) และ 6.73 (dd, J = 8.1, 2.0 Hz, 1H, CH-6?) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน B) 
จากการระบุเอกลักษณ์ด้วย 13C-NMR พบสัญญาณดังนี้สัญญาณที่ตำแหน่ง ?C (ppm) 82.81 (C-2), 68.77 (C-3) และ 28.47 (C-4) ของวงแหวน tetrahydro-2H-pyran (วงแหวน C) สัญญาณที่ ?C 157.77 (C-5), 95.52 (C-6) 157.52 (C-7), 96.31 (C-8) 156.87 (C-9) และ 100.84 (C-10) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน A)สัญญาณที่ ?C 132.18 (C-1?), 115.25 (C-2?) 146.21 (C-3?), 146.18 (C-4?) 116.10 (C-5?) และ 120.04 (C-6?) ของวงแหวนเบนซีน (วงแหวน B)
    เมื่อทำการผลของ 1H และ13C-NMR ของสาร CS11-4 กับงานวิจัยก่อนหน้านี้ของคุณคิมและคณะ ดังตารางที่ 3.X พบว่าสารที่แยกได้คือสารคาเทชิน โครงสร้างแสดงในภาพที่ 13
 

 

ข้อมูลเกี่ยวข้อง

การวิจัยการใช้ประโยชน์และนิเวศวิทยาของชาเมี่ยงในพื้นที่ภาคเหนือ

บทที่5

สรุปและข้อเสนอแนะ สรุปผลการศึกษา        การใช้ประโยชน์และนิเวศวิทยาของชาเมี่ยงในพื้นที่ภาคเหนือ พบว่า มีการแบ่งการใช้ประโยชน์ที่ดินทั้งหมด 4 แบบ ได้แก่ พื้นที่สวนชาเมี่ยง พื้นที่หย่อมป่า พื้นที่สวนเกษตร และพื้นที่สวนหลังบ้าน ด้านพรรณไม้บ้านห้วยน้ำขุ่น จังหวัดเชียงราย ที่ปารกฎในสวนชาเมี่ยงเท่ากับ 8 ชนิด 8 สกุล 7 วงศ์ ความหลากหลายของพรรณไม้ยืนต้นค่อนข้างน้อยมีค่าเท่ากับ 0.78 พรรณไม้บ้านกอก จังหวัดพะเยา ที่ปารกฎในสวนชาเมี่ยงเท่ากับ 14 ชนิด 14 สกุล 12 วงศ์ ความหลากหลายของพรรณไม้ยืนต้นค่อนข้างน้อยมีค่าเท่ากับ 0.92 และพรรณไม้บ้านไม้ฮุง จังหวัดแม่ฮ่องสอน ที่ปารกฎในสวนชาเมี่ยงเท่ากับ 15 ชนิด 15 สกุล 11 วงศ์ ความหลากหลายของพรรณไม้ยืนต้นค่อนข้างน้อยมีค่าเท่ากับ 0.34 เนื่องจากสวนชาเมี่ยงทั้ง 3 พื้นที่มีการจัดการโดยเจ้าของแปลงมีการตัดสางต้นไม้ใหญ่ออกเป็นบางส่วน และมีการเหลือไว้ซึ่งต้นไม้ใหญ่เป็นที่คอยให้ร่มเงาแก่ต้นชาเมี่ยงเนื่องจากชาเมี่ยงต้องการร่มเงาเพื่อการเติบโตค่อนข้างสูง และจะได้ผลผลิตของชาเมี่ยงจำนวนมาก ถ้ามีต้นไม้ใหญ่มากจนเกินไปก็จะทำให้ผลผลิตของชาเมี่ยงลดลง ถ้าไม่มีต้นไม้ใหญ่ที่คอยให้ร่มเงาแก่ต้นชาเมี่ยงเลยก็จะทำให้ไม่ได้ผลผลิต สายลม และคณะ (2551) และพื้นที่สวนชาเมี่ยงยังเป็นพื้นที่แนวกันชนระหว่างพื้นที่ทำการเกษตรกับพื้นที่ป่าต้นน้ำเป็นอย่างดี มีการป้องกันพื้นที่ ทำแนวกันไฟ อนุรักษ์พื้นที่ป่า รักษ์และหวงแหนในพื้นที่ป่าที่ตนทำสวนชาเมี่ยง ส่วนด้านคุณสมบัติของดินทางเคมี พบว่าทั้ง 3 พื้นที่ คุณสมบัติของดินมีความเป็นกรดสูง ถึงกรดจัด ดินชั้นบนมีอินทรียวัตถุสูงกว่าดินชั้นล่าง ส่วนธาตุอาหารหลักและธาตอาหารรอง มีลักษณะใกล้เคียงกันทั้ง 3 พื้นที่ และแสดงออกเด่นชัดในคุณสมบัติของดินเหนียว และคุณสมบัติของดินทางกายภาพ ความแข็งของดินในแนวนอน พบว่าชั้นล่างมีความแข็งของดินมากกว่าชั้นบน ส่วนความชื้นของดิน และค่าการนำไฟฟ้า ดินชั้นล่างที่ความลึกดินที่ระดับ 20-25 เซนติเมตร มีค่ามากกว่า ดินชั้นบนที่ความลึกดินที่ระดับ 0-5 เซนติเมตร        การนำสารสกัดชั้นเอทานอลของใบชาเมี่ยงอบแห้ง (Camellia sinensis var. assamica) มาศึกษาฤทธิ์ทางชีวภาพเบื้องต้นในฤทธิ์ต้านออกซิเดชันและฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย S. mutans และ Lactobacillus spp. และนำสารสกัดไปตรวจสอบองค์ประกอบในใบชาเมี่ยงอบแห้ง จากนั้นนำสารสกัดหยาบมาศึกษาฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย S. mutans สายพันธุ์ DMST18777 และ Lactobacillus spp.  สารสกัดหยาบใบชาเมี่ยงอบแห้งจากจังหวัดแม่ฮ่องสอน แสดงโซนใสการยับยั้งได้ดีที่สุด เท่ากับ 14.50 ± 0.70 และ 21.30 ± 0.60 มิลลิเมตร ตามลำดับ รองลงมา คือ สารสกัดหยาบใบชาเมี่ยงอบแห้งจากจังหวัดพะเยา แสดงโซนใสการยับยั้งเท่ากับ 12.30 ± 0.80 และ 18.00± 0.50 มิลลิเมตร ตามลำดับ โดยมียาปฎิชีวนะเตตระไซคลินเป็นสารมาตรฐานแสดงการยับยั้งเชื้อทั้ง 2 ชนิด เท่ากับ 15.50 ± 0.57 และ 18.25 ± 0.45 มิลลิเมตร ตามลำดับ เมื่อหาความเข้มข้นต่ำสุดที่ยับยั้งการเจริญ (MIC) และการฆ่าเชื้อ (MBC) พบว่าสารสกัดเอทานอลให้ค่า MIC และ MBC อยู่ระหว่าง 16-125 µg/mL สารสกัดใบชาเมี่ยงอบแห้งจึงมีประโยชน์ในการควบคุมการสร้างคราบจุลินทรีย์และป้องกันการเกิดโรคฟันผุ สำหรับงานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยที่สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการควบคุมคุณภาพของใบเมี่ยงอบแห้งได้และนำไปประยุกต์ใช้ในการทำผลิตภัณฑ์จากใบชาเมี่ยงอบแห้ง        การหาสภาวะการสกัดสาร CAF, EGCG และ EC จากตัวอย่างใบเมี่ยง โดยการสกัดแบบรีฟลักซ์ด้วยเครื่องไมโครเวฟ (Microwave-assisted extraction) พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดสาร CAF, EGCG และ EC ได้มากและเหมาะสมที่สุด คือ ใช้ตัวทำละลายเอทานอล อัตราส่วนตัวอย่างใบชาเมี่ยงต่อตัวทำละลายเอทานอล 1:25 (g/mL) กำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการสกัด 350 วัตต์ และสกัดโดยใช้เวลา 20 นาที         การวิเคราะห์หาปริมาณสารคาเฟอีน (CAF) อิพิแกลโลคาเทชินแกลเลต (EGCG) และอิพิคาเทชิน (EC) พบว่าใบชาเมี่ยงจากจังหวัดเชียงราย มีปริมาณสารสำคัญ CAF และ EGCG เท่ากับ 5.27 และ 2.51 mg ต่อ 1 g ของใบชาเมี่ยงแห้ง ตามลำดับ ใบชาเมี่ยงจากจังหวัดพะเยา มีปริมาณสารสำคัญ CAF และ EGCG เท่ากับ 11.71 และ 0.33 mg ต่อ 1 g ของใบชาเมี่ยงแห้ง ตามลำดับ และใบชาเมี่ยงจากจังหวัดแม่ฮ่องสอน มีปริมาณสารสำคัญ CAF และ EGCG เท่ากับ 10.11 และ 1.50 mg ต่อ 1 g ของใบชาเมี่ยงแห้ง ตามลำดับ       การแยกองค์ประกอบทางเคมีของใบชาเมี่ยง ด้วยการสกัดด้วยตัวทำละลายเอทานอล แยกสารให้บริสุทธิ์ด้วยเทคนิคโครมาโทรกราฟี และการยืนยันโครงสร้างสารด้วยเทคนิคทางสเปกโทรสโกปี พบว่าสามารถแยกสารอิพิคาเทชิน (epicatechin) ได้น้ำหนัก 0.7293 กรัม และสารคาเทชิน (catechin) ได้น้ำหนัก 0.8951 กรัม ข้อเสนอแนะ     1. ควรมีการศึกษาการเพิ่มมูลค่าในพื้นที่สวนชาเมี่ยงรูปแบอื่นๆ เช่นการปลูกกาแฟ การเลี้ยงผึ้ง และ
การวิจัยการใช้ประโยชน์และนิเวศวิทยาของชาเมี่ยงในพื้นที่ภาคเหนือ

การแยกองค์ประกอบทางเคมีของใบชาเมี่ยง

ใบชาเมี่ยงแห้งปั่นละเอียด จำนวน 1 กิโลกรัม สกัดด้วยตัวทำละลายเอทานอล 4 ลิตร ด้วยการแช่ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 3 วัน ทำการสกัดซ้ำอีก 3 ครั้ง กรองแล้วนำไประเหยตัวทำละลายออกด้วยเครื่องระเหยแบบสุญญากาศ ได้สารสกัดหยาบใบชาเมี่ยง 82.17 กรัม จากนั้น นำสารสกัดหยาบใบชาเมี่ยงแยกด้วยเทคนิคคอลัมน์โครมาโทราฟีเฟสคงที่ซิลิกาเจล (คอลัมน์ความสูง 12 เซนติเมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เซนติเมตร) เฟสเคลื่อนใช้ตัวทำละลายแบบเพิ่มขั้ว (แกรเดี่ยน) เริ่มจาก EA: Hexane (0: 100) ถึง EA: Hexane (100:0) และ MeOH: EA (100:0) เก็บสารละลายในภาชนะใบละ 50 ml เมื่อระเหยตัวทำละลายออกและทำการรวมแฟลกชันสารด้วย TLC ได้ทั้งหมด 12 แฟลกชัน ดังแผนภาพที่ 9 ภายใต้แสงยูวี 254 นาโนเมตร (A) และ พ่นด้วยสารละลาย ?-anisaldehyde (B) จากนั้นทำการการเก็บน้ำหนักและลักษณะทางกายภาพ ดังตารางที่ 4