แบบจำลองพื้นผิวตอบสนองและการหาสูตรอาหารที่เหมาะสมสำหรับการเพิ่มการผลิตกรดแกมมา-ไลโนเลนิกในมอส Physcomitrella patens โดยใช้วิธีพื้นผิวตอบสนอง
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้เพื่อสร้างแบบจำลองสำหรับการผลิตกรดแกมมา-ไลโนเลนิก (GLA) สูงสุดโดยมอส Physcomitrella patens ด้วยวิธีพื้นผิวตอบสนอง (RSM) การทดลองด้วยวิธี RSM ร่วมกับการวางแผนการทดลองแบบเซ็นทรัลคอมโพสิต 3 ปัจจัย (ความเข้มข้นของซูโครส โพแทสเซียมไนเทรต และกลูตาเมต) และ 5 ระดับ (-2, -1, 0, +1 และ +2) ประกอบด้วย 20 การทดลองเพื่อใช้หาสูตรอาหารที่เหมาะสม ผลจากการทดลอง พบว่าข้อมูลจากการทดลองสามารถนำไปใช้สร้างแบบจำลองพหุนามกำลังสองด้วยสัมประสิทธิ์การตัดสินใจ (R2) มากกว่า 0.95 สำหรับการผลิต GLA การวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองมีนัยสำคัญยิ่งทางสถิติ (p<0.0001) และความเข้มข้นของซูโครส (20-100 กรัมต่อลิตร) และกลูตาเมต (0.5-2.5 กรัมต่อลิตร) มีผลต่อการผลิต GLA อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p<0.05) ซึ่งการผลิต GLA เพิ่มขึ้น 4.61 เท่า ในสูตรอาหารที่ปรับปรุงให้เหมาะสมด้วยวิธี RSM (ซูโครส 62.92 กรัมต่อลิตร โพแทสเซียมไนเทรต 0.80 กรัมต่อลิตร และกลูตาเมต 1.42 กรัมต่อลิตร) เมื่อเปรียบเทียบกับสูตรอาหารพื้นฐาน BCD ซึ่งค่าที่ได้จากการทดลองนี้ (16.37 มิลลิกรัม GLA ต่อลิตร) ใกล้เคียงกับค่าที่ได้จากการทำนาย (16.20 มิลลิกรัม GLA ต่อลิตร)
Article Details
เอกสารอ้างอิง
S. Sergeant, E. Rahbar and F.H. Chilton, “Gamma-linolenic acid, dihommo-gamma linolenic, eicosanoids and inflammatory processes,” European Journal of Pharmacology, vol. 785, pp. 77-86, Aug. 2016.
K. Youn, J. Lee, E.-Y. Yun, C.-T. Ho, M.V. Karwe, W.-S. Jeong and M. Jun, “Biological evaluation and in silico docking study of γ-linolenic acid as a potential BACE1 inhibitor,” Journal of Functional Foods, vol. 10, pp. 187-191, Sep. 2014.
K. Youn, S. Lee and M. Jun, “Gamma-linolenic acid ameliorates Aβ-induced neuroinflammation through NF-κB and MAPK signalling pathways,” Journal of Functional Foods, vol. 42, pp. 30-37, Mar. 2018.
W.H. Choi, “Evaluation of anti-tubercular activity of linolenic acid and conjugated-linoleic acid as effective inhibitors against Mycobacterium tuberculosis,” Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, vol. 9, no. 2, pp. 125-129, Feb. 2016.
G.J. Macfarlane, A. El-Metwally, V. De Silva, E. Ernst, G.L. Dowds and R.J. Moots, “Evidence for the efficacy of complementary and alternative medicines in the management of rheumatoid arthritis: a systematic review,” Rheumatology, vol. 50, pp. 1672-1683, Sep. 2011.
A. Kawamura, K. Ooyama, K. Kojima, H. Kachi, T. Abe, K. Amano and T. Aoyama, “Dietary supplementation of gamma-linolenic acid improves skin parameters in subjects with dry skin and mild atopic dermatitis,” Journal of Oleo Science, vol. 60, no. 12, pp. 597-607, 2011.
D. Simon, P.A. Eng, S. Borelli, R. Kägi, C. Zimmermann, C. Zahner, J. Drewe, L. Hess, G. Ferrari, S. Lautenschlager, B. Wüthrich and P. Schmid-Grendelmeier, “Gamma-linolenic acid levels correlate with clinical efficacy of evening primrose oil in patients with atopic dermatitis,” Advances in Therapy, vol. 31, pp. 180-188, Jan. 2014.
M. Chas, C. Goupille, F. Arbion, P. Bougnoux, M. Pinault, M.L. Jourdan, S. Chevalier and L. Ouldamer, “Low eicosapentaenoic acid and gamma-linolenic acid levels in breast adipose tissue are associated with inflammatory breast cancer,” The Breast, vol. 45, pp. 113-117, Jun. 2019.
K. Kavanagh, D.M. Flynn, K.A. Jenkins, M.D. Wilson and F.H. Chilton, “Stearidonic and γ-linolenic acids in echium oil improves glucose disposal in insulin resistant monkeys,” Prostaglandins, Leukotrienes and Essential Fatty Acids, vol. 89, no. 1, pp. 39-45, Jul. 2013.
A. Freije, J. Alkhuzai and A.A. Al-Laith, “Fatty acid composition of three medicinal plants from Bahrain: New potential sources of γ-linolenic acid and dihomo-γ-linolenic,” Industrial Crops and Products, vol. 43, pp. 218- 224, May 2013.
J.L. Guil-Guerrero, F. Gómez-Mercado, R.P. Ramos-Bueno, M.J. González-Fernández, M. Urrestarazu and M.A. Rincón-Cervera, “Sardinian Boraginaceae are new potential sources of gamma-linolenic acid,” Food Chemistry, vol. 218, pp. 435-439, Mar. 2017.
J.L. Guil-Guerreroa, F. Gómez-Mercadob, R.P. Ramos-Buenoa, M.J. González-Fernándeza, M. Urrestarazuc, S. Jiménez-Beckerc and G. de Bélair, “Fatty acid profiles and sn-2 fatty acid distribution of γ-linolenic acid-rich Borago species,” Journal of Food Composition and Analysis, Anal, vol. 66, pp. 74-80, Mar. 2018.
S. Piskernik, R. Vidrih, L. Demšar, D. Koron, M. Rogelj and T.P. Žontar, “Fatty acid profiles of seeds from different Ribes species,” LWT, vol. 98, pp. 424-427, Dec. 2018.
J.L. Guil-Guerrero, M.A. Rincon-Cervera, F. Gomez-Mercado, R.P. Ramos-Bueno and E. Venegas-Venegas, “New seed oils of Boraginaceae rich in stearidonic and gamma-linolenic acids from the Maghreb region,” Journal of Food Composition and Analysis, vol. 31, no. 1, pp. 20-23, Aug. 2013.
S. Lyashenko, M.J. González-Fernández, F. Gómez-Mercado, S. Yunusova, O. Denisenko and J.L. Guil-Guerrero, “Ribes taxa: A promising source of γ-linolenic acid-rich functional oils,” Food Chemistry, vol. 301, pp. 125309, Dec. 2019.
S.U. Ahmed, K.K. Reddy, S.L. Swathy, S.K. Singh, S. Kanjilal, R.B.N. Prasad and A. Pandey, “Enrichment of γ-linolenic acid in the lipid extracted from Mucor zychae MTCC 5420,” Food Research International, vol. 42, no. 4, pp. 449-453, May. 2009.
M.G. Sajilata, R.S. Singhal and M.Y. Kamat, “Fractionation of lipids and purification of γ-linolenic acid (GLA) from Spirulina platensis,” Food Chemistry, vol. 109, no. 3, pp. 580-586, Aug. 2008.
M.L. Sun, C. Madzak, H.H. Liu, P. Song, L.J. Ren, H. Huang and X.J. Ji, “Engineering Yarrowia lipolytica for efficient γ-linolenic acid production,” Biochemical Engineering Journal, vol. 117, pp. 172-180, Jan. 2017.
Y. Zhang, X. Luan, H. Zhang, V. Garre, Y. Song and C. Ratledge, “Improved γ-linolenic acid production in Mucor circinelloides by homologous overexpressing of delta-12 and delta-6 desaturases,” Microbial Cell Factories, vol. 16, pp. 113, Jun. 2017.
S. Jeennor, J. Anantayanon, S. Panchanawaporn, S., Khoomrung, C. Chutrakul and K. Laoteng, “Reengineering lipid biosynthetic pathways of Aspergillus oryzae for enhanced production of γ-linolenic acid and dihomo-γ-linolenic acid,” Gene, vol. 706, pp. 106-114, Jul. 2019.
S. Kaewsuwan, N. Bunyapraphatsara, D.J. Cove, R.S. Quatrano and P. Chodok, “High level production of adrenic acid in Physcomitrella patens using the algae Pavlova sp. ∆5-elongase gene,” Bioresource Technology, vol. 101, no. 11, pp. 4081-4088, Jun. 2010.
P. Chodok, A. Kanjana-Opas and S. Kaewsuwan, “The plackett–burman design for evaluating the production of polyunsaturated fatty acids by Physcomitrella patens,” Journal of the American Oil Chemists' Society, vol. 87, pp. 521-529, Jan. 2010.
P. Chodok, “Optimization of culture media for enhanced production of dihomo-γ-linolenic acid and eicosatetraenoic acid in Physcomitrella patens using multi-response surface methodology,” Songklanakarin Journal of Plant Science, vol. 5, no. 4, pp. 48-61, Oct.-Dec. 2018.
O. Tehlivets, K. Scheuringer and S.D. Kohlwein, “Fatty acid synthesis and elongation in yeast,” Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids, vol. 1771, no. 3, pp. 255-270, Mar. 2007.
M.-J. Jin, H. Huang, A.-H. Xiao, Z. Gao, X. Liu, and C. Peng, “Enhancing arachidonic acid production by Mortierella alpina ME-1 using improved mycelium aging technology,” Bioprocess and Biosystems Engineering, vol. 32, pp. 117-122, May 2008.
J.P. Wynn, A.A. Hamid and C. Ratledge, “The role of malic enzyme in the regulation of lipid accumulation in filamentous fungi,” Microbiology, vol. 145, no. 8, pp. 1911-1917, Aug. 1999.
