การสกัด Silicon Bodies จากพืชโดยใช้เอนไซม์และวิธีทางกายภาพ

Abstract

Silicon bodies in leaves of rice were characterized by Scanning Electron Microscopy and X-ray microanalysis. It was found that rice leaves contained 6 types of silicon bodies, namely, X-structure, corn-seed shape, shark-saw nose shape, trichome, perforated plate, and irregular shape. X-ray microanalysis of all shapes of silicon bodies revealed that they all contained Si as the major element. Extraction procedures through enzymatic and physical means were employed to liberate silicon bodies from rice leaves. It was found that an optimum method was to, first, autoclaved rice leaves, followed by digestion with 5 % (w/v) cellulase, incubated at 37 �C with continuous shaking at 120 r.p.m. for 5 days, then finished with sonication for 1.5 hr. However, this method yielded polymer with high viscosity as a by-product. Together with the remnants of fibers from rice leaves, made it impossible to filter out the silicon bodies,even though heat was also used. It was found also that centrification affected the integrity of Silicon bodies.Conc. HNO3 and a mixture of conc. HNO3 : conc. HCl were used to extract silicon bodies. It was found that the use of only conc. HNO3 yielded significantly higher amount of SiO2 than the use of the mixture of acids (p<0.05). The amount of SiO2 extracted were 0.6114 � 0.0364 g / g dried wt. (mean � S.D.) and 0.4853 � 0.0212 g / g dried wt. (mean � S.D.), respectively. Extractions of silicon bodies by heating rice leaves in furnace using different parameters were attempted. It was found that all methods yielded significantly different amount of silicon bodies (p<0.05). The method that liberated silicon bodies the most is heating at 700� C. The amount of SiO2 obtained was 0.6334 � 0.0468 g / g dried wt. (mean � S.D.). However, that was no statistically significantly significant difference between the use of acid and heating (p>0.05).Factors inducing precipitation of silicon in vitro were extracted from two-month-old rice leaves. The inducing factors were able to precipitate silicon in vitro in the from of hexagon-column bodies. SEM-EDS analysis of the pecipitates revealed that it contained Si to Na at 1 : 1.

การศึกษาลักษณะและรูปร่างของ silicon bodies จากใบข้าว โดยใช้กล้อง จุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบว่า silicon bodies ในใบข้าวมี 6 ลักษณะ ดังนี้คือ X-structure รูปเม็ดข้าวโพด รูปฟันปลาฉนาก รูปขนบนใบข้าว รูปแผ่นที่มีรูพรุน และ ไม่มีรูปที่แน่นอน การศึกษาวิธี การสกัด silicon bodies ออกจากใบข้าวโดยใช้เอนไซม์และวิธีทางกายภาพ พบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดคือ การนึ่งใบข้าวที่ความดันสูง ย่อยใบ ข้าวด้วย 5 % (w/v) เซลลูเลส แล้ว incubated ที่ 37 ฐC เขย่า 120 รอบ / นาที เป็นเวลา 5 วัน จากนั้นโซนิเคทด้วยคลื่นความถี่สูงเป็น เวลา 1.5 ชั่วโมง จะสามารถสกัด silicon bodies ออกจากใบข้าวได้ มากที่สุด อย่างไรก็ตามจากการสกัดโดยวิธีนี้จะเกิด พอลิเมอร์หนืดข้น และเศษซากเส้นใยของใบข้าวที่เหลือ ทำให้การกรอง และการให้ความร้อน ไม่สามารถแยก silicon bodies ออกจากพอลิเมอร์หนืดข้นได้ การ centrifuge มีผลต่อการคงรูปของ silicon bodiesศึกษาวิธีการสกัด silicon bodies โดยใช้กรด คือ ใช้กรดไนตริกเข้มข้น เปรียบเทียบกับกรดผสมระหว่างกรดไฮ โดรคลอริกเข้มข้น : กรดไนตริกเข้มข้น ในอัตราส่วน 1 : 1 พบว่ามีความ แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) คือการสกัด silicon bodies จากใบข้าวด้วยกรดไนตริกเข้มข้น จะได้ผลดีกว่า กรดผสมระหว่างกรดไฮโดร คลอริกเข้มข้น : กรดไนตริกเข้มข้น ในอัตราส่วน 1 : 1 ทั้งนี้การสกัด silicon bodies ด้วยกรดไนตริก เข้มข้น ให้ปริมาณซิลิกาที่มากกว่า คือ 0.6114 ฑ 0.0364 g SiO2 / g dried weight (mean ฑ S.D.) และ 0.4853 ฑ 0.0212 g SiO2 / g dried weight (mean ฑ S.D.) ตามลำดับ เมื่อเปรียบ เทียบการสกัด silicon bodies จากใบข้าวด้วยวิธีการเผาที่ใช้ 7 วิธี พบว่า ทั้ง 7 วิธีมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) วิธีที่ดีที่สุดในกลุ่มการเผา คือ การเผาใบข้าวธรรมดาที่ 700 ฐC เนื่อง จากให้ปริมาณซิลิกามากที่สุด คือ 0.6334 ฑ 0.0468 g SiO2 / g dried weight (mean ฑ S.D.) เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการใช้กรดและการเผา พบว่าทั้ง 2 วิธีไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P>0.05) ทำการแยกองค์ประกอบจากใบข้าวสดอายุ 2 เดือน ที่มีผลเหนี่ยวนำการ ตกตะกอนในหลอดทดลองได้สำเร็จ แล้วทำการศึกษาตะกอนที่ได้ โดยใช้กล้อง จุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด พบตะกอนสีขาว มีลักษณะเป็นแท่งหกเหลี่ยม มีรูพรุน เมื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของตะกอนด้วยเทคนิค SEM-EDS พบว่า ตะกอนนี้ประกอบด้วยโซเดียมและซิลิคอนด้วยอัตราส่วน 1 : 1