Antioxidant and bioactive compounds of Finger Root fermented by lactic acid bacteria against Methicillin – resistant Staphylococcus aureus (MRSA)

Abstract

This work aimed to study antioxidant activities and antimicrobial activity against Meticillin-resistance Staphylococcus aureus (MRSA) of Boesenbergia rotunda (L.) Mansf. (Krachai) fermented with 10 strains of lactic acid bacteria, namely Lactobacillus pentosus JM085, Lactobacillus pentosus JM0812, Lactobacillus pentosus UM055, Lactobacillus pentosus UM054, Lactobacillus pentosus YM122, Lactobacillus pentosus VM095, Lactobacillus pentosus VM096, Lactobacillus pentosus DM068, Enterococcus faecalis YM126 and Lactococcus lactis A7 during 0, 24, 48, and 72hours fermentation. The results showed that when fermentation time increased, the numbers of all strains of LAB increased; whereas, pH values decreased. The study of antioxidant activities and bioactive compound contents found that DPPH and FRAP increased significantly (p <0.05) when the time of fermentation increased. The highest DPPH (83.42±1.30 μg TE/mL) was found in sample fermented with L. pentosus DM068 at 72 hours; while, the highest FRAP (295.82±2.15 μg Fe(II)/ mL), total flavonoid content (226.43±14.29 μg RE/ mL), total phenolic content (276.01±9.72 μg GAE/ mL) were reported in samples fermented with L. pentosus VM09, E. faecalis YM126, Lc. lactis A7 at 72 hours, respectively. For antimicrobial activity investigation, it found that Krachai fermented with LAB was not able to inhibit tested MRSA strains. To conclude, LAB fermentation of Krachai resulted in an increase of antioxidant activities and bioactive compound contents but unable to inhibit MRSA. For further study, it might be interesting to screen other herbs and optimize fermentation conditions to obtain potential extract for MRSA inhibition.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาสารต้านอนุมูลอิสระและสารออกฤทิ์ทางชีวภาพจากกระชายขาวหมักด้วยแบคทีเรียผลิตกรดแลคติก (lactic acid bacteria) ซึ่งปัจจัยที่ศึกษา 2 ปัจจัย ได้แก่ สายพันธุ์ของเชื้อเชื้อแบคทีเรียผลิตกรดแลคติก 10 สายพันธุ์ ได้แก่ Lactobacillus pentosus JM085, Lactobacillus pentosus JM0812, Lactobacillus pentosus UM055, Lactobacillus pentosus UM054, Lactobacillus pentosus YM122, Lactococcus lactis A7, Lactobacillus pentosus VM096, Lactobacillus pentosus DM068, Enterococcus faecalis YM126 และ Lactobacillus pentosus VM095 และระยะเวลาในการหมัก ได้แก่ 0, 24, 48 และ 72 ชั่วโมง ผลการทดลอง พบว่า กระบวนการหมักกระชายขาวด้วยแบคทีเรียผลิตกรดแลคติก ส่งผลให้จำนวนเชื้อ lactic acid bacteria เพิ่มขึ้น และค่าพีเอชลดลง (ที่เวลาในการหมัก 72 ชั่วโมง จำนวนเชื้อ มีค่าระหว่าง Log 4.0 -6.8 CFU/ml และค่า pH 2.8-3.7) ตามระยะเวลาในการหมัก กระชายขาวที่หมักกับเชื้อแบคทีเรียผลิตกรดแลคติกสายพันธุที่แตกต่างกันและระยะเวลาในการหมักที่แตกต่างกันส่งผลต่อกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ทางชีวภาพแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (p <0.05) ฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH และวิธี FRAP เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ พบว่า ระยะเวลาในการหมักเพิ่มขึ้นจะส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของการยับยั้งกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระอย่างมีนัยสำคัญ และกระชายขาวที่เสริมด้วยฤทธิ์ด้วย L. pentosus DM068 ที่ระยะเวลาในการหมัก 72 ชั่วโมง ส่งผลต่กการยับยั้งกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุดเท่ากับ 83.42±1.30 μg TE/mL และฤทธิ์การต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี FRAP พบว่า กระชายขาวที่เสริมด้วยฤทธิ์ด้วย L. pentosus VM095 ที่ระยะเวลาในการหมัก 72 ชั่วโมง ส่งผลต่กการยับยั้งกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระสูงที่สุดเท่ากับ 295.82±2.15 μg Fe(II)/ mL ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดผลการทดลอง พบว่า ปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ระยะเวลาในการหมักเพิ่มขึ้นจะส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมด และพบว่ากระชายขาวที่เสริมด้วยฤทธิ์ด้วยเชื้อ E. faecalis YM126 ที่ระยะเวลา 72 ชั่วโมง มีปริมาณฟลาโวนอยด์ทั้งหมดสูงที่สุดเท่ากับ 226.43±14.29 μg RE/ mL และปริมาณฟีนอลิกทั้งหมดพบว่ากระชายขาวที่เสริมด้วยฤทธิ์ด้วยเชื้อ L. lactis A7 และสายพันธุ L. pentosus DM068 มีปริมาณฟีนอลิกทั้งหมดสูงที่สุดเท่ากับ 298.85±1.89, 281.83±1.76 μg GAE/ mL ที่ระยะเวลา 72 ชั่วโมง และการทดสอบการยับยั้งแบคทีเรีย MRSA พบว่า น้ำหมักกระชายขาวที่หมักด้วยแบคทีเรียผลิตกรดแลคติกไม่สามารถยับยั้งแบคทีเรีย MRSA ได้ ดังนั้นการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าการเสริมด้วยฤทธิ์ด้วยเชื้อแบคทีเรียผลิตกรดแลคติก และระยะเวลาในการหมักสามารถเพิ่มกิจกรรมการต้านอนุมูลอิสระและฤทธิ์ทางชีวภาพและของกระชายขาวได้