ผลของสารสกัดหยาบจากดอกถั่งเช่าสีทองต่อการยับยั้งแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Pornpan Ruttanasutja and Samart Taikhao
รับบทความ: 15 มกราคม 2567; แก้ไขบทความ: 20 เมษายน 2567; ยอมรับตีพิมพ์: 23 เมษายน 2567; ตีพิมพ์ออนไลน์: 16 พฤษภาคม 2567
บทคัดย่อ
การศึกษาวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสารสกัดหยาบจากดอกของถั่งเช่าสีทอง (Cordyceps militaris) ต่อการยับยั้งแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของมนุษย์ โดยสกัดสารจากดอกของ C. militaris อบแห้งด้วยเอทานอลความเข้มข้นร้อยละ 99.8 และนำไปวิเคราะห์ปริมาณสารคอร์ไดเซปินและอะดีโนซีนด้วยเครื่องโครมาโทกราฟีของเหลวสมรรถนะสูง ผลการทดลองพบว่ามีปริมาณสารคอร์ไดเซปินและสารอะดีโนซีนในสารสกัดหยาบเท่ากับ 2,588.60±58.68 และ 33.70±3.03 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ตามลำดับ เมื่อนำสารที่ได้ไปทดสอบการยับยั้งแบคทีเรียก่อโรค จำนวน 11 ชนิดได้แก่ Escherichai coli Enterobacter aerogenes Klebsiella pneumoniae Proteus vulgaris Pseudo-monas aeruginosa Salmonella Typhi Sal. Typhimurium Shigella dysenteriae Bacillus cereus B. subtilis และ Staphylococcus aureus ด้วยวิธี paper disc diffusion method พบว่าสามารถยับยั้งแบคทีเรียก่อโรคได้ 9 ชนิด (คิดเป็นร้อยละ 81.81) และให้วงใสการยับยั้งที่มีขนาด 10.06±0.04 – 13.67±1.97 มิลลิเมตร เมื่อทดสอบปริมาณความเข้มข้นน้อยที่สุดของสารต่อการยับยั้ง (MIC) และ ปริมาณความเข้มข้นน้อยที่สุดที่มีผลต่อการฆ่าเชื้อแบคทีเรียก่อโรค (MBC) พบว่าแบคทีเรียแกรมลบ E. coli Ent. aerogenes Pro. vulgaris Sal. Typhi Sal. Typhimurium และ Shi. dysenteriae มีค่า MIC และ MBC เท่ากันที่ความเข้มข้น 100 และ 200 ppm ตามลำดับ ส่วนแบคทีเรีย K. pneumoniae มีค่า MIC และ MBC ที่ความเข้มข้น 1,000 และ 2,000 ppm ตามลำดับ และแบคทีเรีย Ps. aeruginosa มีค่า MIC และ MBC ที่ความเข้มข้น 200 และ 400 ppm ตามลำดับ ทั้งนี้แบคทีเรียแกรมบวก S. aureus มีผลของค่า MIC และ MBC ที่ความเข้มข้น 500 และ 600 ppm ตามลำดับ จากผลการศึกษาสามารถใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นในการศึกษาเพิ่มเติมสำหรับการนำไปใช้ในการป้องกันการเกิดโรคในระบบทางเดินอาหารอันมีสาเหตุมาจากจุลินทรีย์ดังกล่าวได้
คำสำคัญ: คอร์ไดเซปิน ถั่งเช่าสีทอง แบคทีเรียก่อโรค สารยับยั้งแบคทีเรีย โรคทางเดินอาหาร
Abstract
The objective of this research was to study the crude extract from the stroma of Cordyceps militaris, which was tested for its inhibition of enteropathogenic bacteria. The crude extract was obtained from the dry stroma of C. militaris with 99.8% ethanol solvent. Cordycepin and adenosine were analyzed by high–performance liquid chromatography. The results showed that the cordycepin and adenosine concentrations in the crude extract were 2,588.60±58.68 and 33.70±3.03 mg/kg, respectively. Then, the crude extract was tested for the inhibition of 11 bacterial pathogen, including Escherichai coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Typhi, Sal. Typhimurium, Shigella dy-senteriae, Bacillus cereus, B. subtilis and Staphylococcus aureus using the paper disc diffusion method. It exhibited antimicrobial activity against only 9 bacterial pathogens (81.81%) with halo zone sizes ranging from 10.06±0.04 – 13.67±1.97 mm. However, the minimum inhibitory concen-tration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) tests showed that Gram–negative bacteria such as E. coli, Ent. aerogenes, Pro. vulgaris, Sal. Typhi, Sal. Typhimurium and Shi. dysenteriae had the same MIC and MBC values at concentrations of 100 and 200 ppm, re-spectively. K. pneumoniae had MIC and MBC values at concentrations of 1,000 and 2,000 ppm, respectively. Ps. aeruginosa exhibited MIC and MBC values at concentrations of 200 and 400 ppm, respectively. Finally, Gram–positive bacteria such as S. aureus had the MIC and MBC at concentrations of 500 and 600 ppm, respectively. The results of this study can be used as preliminary information for the prevention of gastrointestinal disease caused by such microorganisms.
Keywords: Cordycepin, Cordyceps militaris, Bacterial pathogen, Antimicrobial, Gastrointestinal disease
Downloads
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
References
Ahn, Y. J., Park, S. J., Lee, S. G., Shin, S. C. and Choi, D. H. (2000). Cordycepin: Selective growth inhibition derived from liquid culture of Cordyceps militaris against Clostridium spp. Journal of Agricultural and Food Chemistry 48: 2744–2748.
Ashraf, S. A., Elkhalifa, A. E. O., Siddiqui, A. J., Patel, M., Awadelkareem, A. M., Anoussi, M., Ashraf, M.S., Adnan, M. and Hadi, S. (2020). Cordycepin for health and wellbeing: A potent bioactive metabolite of an entomopathogenic medicinal fungus Cordyceps with its nutraceutical and therapeutic potential. Molecules 25(12): 2735–2756.
Bibi, S., Hasan, M. M., Wang, Y. B., Papadakos, S. P., and Yu, H. (2021). Cordycepin as a promising inhibitor of SAR–CoV–2 RNA dependent RNA polymerase (RdRp). Current Medicinal Chemistry 28: 1–11.
Burakorn, J., and Praphruet, R. (2012). Antibacterial activities of seven indigenous vegetable. Journal of Thai Traditional & Alternative Medicine 10(1): 11–21. (in Thai)
Chen, J., Chen, G., Cheng, C., Cong, Y., Li, X., and Zhao, H. (2017). Equilibrium solubility, dissolution thermodynamics and preferential solvation of adenosine in aqueous solutions of N,N–dimethylformamide, N–methyl–2–pyrrolidone, dimethylsulfoxide and propylene glycol. The Journal of Chemical Thermodynamics 15: 52–62.
Choi, M. A., Lee, W. K., and Kim, M. S. (1999). Identification and antibacterial activity of volatile flavor components of Cordyceps militaris. Journal of Food Science and Nutrition 4(1): 18–22.
Dang, H. N., Wang, C. L., and Lay, H. L. (2018). Effect of nutrition, vitamin, grains, and temperature on the mycelium growth and antioxidant capacity of Cordyceps militaris (strains AG–1 and PSJ–1). Journal of Radiation Research and Applied Sciences 11(2): 130–138.
Deshmukh, N., and Bhaskaran, L. (2023). Comparative analysis of the antioxidant and antibacterial activity of methanolic mycelium extract from Cordyceps militaris: A comprehensive study. Biological Forum – An International Journal 15(5): 1681–1686.
Dong, C., Yang, T., and Lian, T. (2014). A comparative study of the antimicrobial, antioxidant, and cytotoxic activities of methanol extracts from fruit bodies and fermented mycelia of cateroillar medicinal mushroom Cordyceps militaris (Ascomycetes). International Journal of Medicinal Mushrooms 16(5): 485–495.
Du, J., Kan, W., Bao, H., Jia, Y., Yang, J. and Jia, H. (2021). Interactions between adenosine receptors and cordycepin (3'-deoxyadenosine) from Cordyceps Militaris: Possible pharmacological mechanisms for protection of the brain and the amelioration of COVID–19 pneumonia. Journal of Biotechnology and Biomedicine 4(2): 26–62.
Eiamthaworn, K., Kaewkod, T., Bovonsombut, S., and Tragoolpua, Y. (2022). Efficacy of Cordyceps militaris Extracts against some skin pathogenic bacteria and antioxidant activity. Journal of Fungi 8(4): 327–341.
Fan, B., and Zhu, H. (2012). Cordycepin: Pharmacological properties and their relevant mechanisms. Association of Humanitas Medicine 2(2): e14–20.
Gawas, G., Ayyanar, M., Gurav, N., Hase, D., Murade, V., Nadaf, S., Khan, M.S., Chikhale, R., Kalaskar, M., and Gurav, S. (2023). Process optimization for the bioinspired synthesis of gold nanoparticles using Cordyceps militaris, its characterrization, and assessment of enhanced therapeutic efficacy. Pharmaceuticals 16(9): 1–16.
Hong, I. P., Kang, P. D., Kim, K. Y., Nam, S. H., Lee, M. Y., Choi, Y. S., Kim, N. S., Kim, H. K., Lee, K. G., and Humber, R. A. (2010). Fruit body formation on silkworm by Cordyceps militaris. Mycobiology 38: 128–132.
Huang, L., Li, Q., Chen, Y., Wang, X., and Zhou, X. (2009). Determination and analysis of cordycepin and adenosine in the products of Cordyceps spp. African Journal of Microbiology Research 3(12): 957–961.
Imtiaj, A., and Lee, T. S. (2007). Screening of antifungal activities from Korean wild mushrooms. World Journal of Agricultural Sciences 3(3): 316–321.
Jedrejko, K. J., Lazur, J., and Muszynska, B. (2021). Cordyceps militaris: An overview of its chemical constituents in relation to biological activity. Foods 10: 2634–2658.
Joshi, M., Sagar, A., Kanwar, S. S., and Singh, S. (2019). Anticancer, antibacterial and antioxidant activities of Cordyceps militaris. Indian Journal of Experimental Biology 57(1): 15–20.
Kang, N., Lee, H. H., Park, I., and Seo, Y. S. (2017). Development of High Cordycepin–producing Cordyceps militaris strains. Microbiology 45(1): 31–38.
Kato, T., Ahmad, S., and Park, E. Y. (2017). Functional analysis of ribonucleotide reductase from Cordyceps militaris expressed in Escherichia coli. Applied Biochemical Biotechnology 182: 1307–1317.
Kim, S. B., Ahn, B., Kim, B., Ji, H. J., Shin, S. K., Hing, I. P., Kim, C. Y., Hwang, B. Y., and Lee, M. K. (2014). Effect of Cordyceps militaris extract and active constituents on metabolic parameters of obesity induced by high–fat diet in C58 BL/6 mice. Journal of Ethnopharmacology 151(1): 478–484.
Kontogiannatos, D., Koutrotsios, G., Xekalaki, S., and Zervakis, G. I. (2021). Biomass and cordycepin production by the medicinal mushroom Cordyceps militaris – A review of various aspects and recent trends towards the exploitation of a valuable fungus. Journal of Fungi 7: 986–1014.
Laohaphatanalert, K., and Gavinlertvatana, P. (2020). Potential of Chinese herb “Cordyceps militaris” as a medicinal food. RICE Journal of Creative Entrepreneurship and Management 1(3): 23–35.
Li, L., Zuo, J. H., Yang, Y. L., Dong, Y. M., Li, Q. Y., and Li, M.H. (2021). Improved bioactivity and composition of Cordyceps militaris cultured with Panax ginseng. Food Science and Technology (Campinas) 41(2): 660–666.
Lim, L., Lee, C., and Chang, E. (2012). Optimization of solid stage culture condi-tions for the production of adenosine, cordycepin and D–mannitol in fruiting body of medicinal caterpillar fungus Cordyceps militaris (L.:Fr) Link (Ascomycetes). International Journal of Medicinal Mushrooms 14: 181–187.
Liu, J. Y., Feng, C. P., Li, X., Chang, M. C., Meng, J. L., and Xu, L. J. (2016). Immunomodulatory and antioxidative activity of Cordyceps militaris polysaccharides in mice. International Journal of Biological Macromolecules 86: 594–598.
Liu, Y., Wang, W., Zhang, H., Zang, X., and Han, C. (2015). The chemical constituents and pharmacological actions of Cordyceps sinensis. Evidence–Based Complementary and Alternative Medicine 2015: 1–12.
Marsup, P., Yeerong, K., Neimkhum, W., Sirithynyalug, J., Anuchapreeda, S., To–auun, C., and Chaiyana, W. (2020). Enhancement of chemical stability and dermal delivery of Cordyceps militais extracts by nanoemulsion. Nanomaterial 10: 1565–1590.
Ng, T. B., and Wang, H. X. (2005). Pharmacological action of Cordyceps, a prized folk medicine. Journal of Pharmacy and Pharmacology 57: 1509–1519.
Oh, J., Yoon, D. H., Shrestha, B., Choi, H. K., and Sung, G. H. (2019). Metabolomic profiling reveals enrichment of cordycepin in senescence–process of Cordyceps militaris fruit bodies. Journal of Microbiology 57(1): 54–63.
Patel, K. J., and Ingalhalli, R. S. (2013). Cordyceps militaris (L.: Fr.) Link – An important medicinal mushroom. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry 2(1): 315–319.
Quy, T. N., Xuan, T. D., Andriana, Y., Tran, H. D., and Khanh, T. D. (2019). Cordycepin isolated from Cordyceps militaris: Its newly discovered herbicidal property and potential plant–based novel alternative to glyphosate. Molecules 24(16): 2901–2918.
Rabie, A. M. (2022). Potent inhibitory activities of the adenosine analogue cordycepin on SARS–CoV–2 replication. ACS Omega 7: 2960–2969.
Reis, F. S., Barros, L., Calhelha, R. C., Ciric, A., Griensven, L. J. L. D., Sokovic, M., and Ferreira, I. C. F. R. (2013). The methanolic extract of Cordyceps militaris (L.) Link fruiting body shows antioxidant, antimicrobial, antifungal and antihuman tumor cell line properties. Food and Chemical Toxicology 62: 91–98.
Singpoonga, N., Sang–on, B. and Chaiprasart, P. (2019). Effects of preservation method on fruiting body formation and cordycepin production of Cordyceps militaris culture. Agriculture and Nature Resources 53(2): 106–113.
Sornprasert, R., and Hambananda, A. (2016). Cultivation of Cordyceps militaris using different cereal grains and local insect and inhibition efficiency against Trichopgyton rubrum and Staphylococcus aureus. The Journal of KMUTNB 26(2): 239–251. (in Thai)
Tapingkae, T. (2016). Cordyceps Mushroom Cultivation 2nd ed. Bangkok: Frame–up design.
Tiwari, P., Kumar, B., Kaur, M., Kaur, G., and Kaur, H. (2011). Phytochemical screening and extraction: A review. Internationale Pharmaceutica Sciencia 1(1) 98–106.
Verma, A. K. (2020). Cordycepin: A bioactive metabolite of Cordyceps militaris and polyadenylation inhibitor with therapeutic potential against COVID–19. Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 40(8): 3745–3752.
Wen, T., Li, G., Kang, J., Kangand, C., and Hyde K. D. (2014). Optimization of solid–state fermentation for fruiting body growth and cordycepin production by Cordyceps militaris. Chiang Mai Journal of Science 41(4): 858–872.
Zhou, X., Gong, Z., Su, Y., Lin, J., and Tang, K. (2009). Cordyceps fungi: Natural products, pharmacological functions and developmental products. Journal of Pharmacy and Pharmacology 61: 279–291.