การศึกษาสารสกัดจากผักแขยงต่อการควบคุมโรคเชื้อราของถั่วงอก

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

วิลัยลักษ์ นามทอง, ดารารัตน์ มงคลศิลป์, รัศญาภรณ์ ลำแพน

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ตฤษยา จินาพร

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนอำนาจเจริญ

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2564

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

บทนำ

ผักแขยง เป็นพืชที่สามารถพบได้ในท้องถิ่นอำนาจเจริญ มีชื่อวิทยาศาสตร์ Limnophila aromatica (Lam.) Merr. จัดอยู่ในวงศ์เทียนเกล็ดหอย (PLANTAGINACEAE) มีชื่อท้องถิ่นอื่น ๆ ว่า ผักพา (ภาคเหนือ), ผักกะแยง แขยง คะแยง ผักกะออม มะออม ผักลืมผัว ควันเข้าตา อีผวยผาย เป็นต้น ผักแขยงเป็นพืชไม้ล้มลุกฤดูเดียว ลำต้นเรียวยาว ตั้งตรง กลมกลวง อวบน้ำ มีขนแน่น ใบเดี่ยว เรียงตรงข้าม ทุกข้อ ตลอดลำต้น รูปขอบขนานแกมใบหอกขอบใบหยักมนแกมฟันเลื่อย ปลายใบแหลม โคนใบห่อติดลำ (กานดา และคณะ, 2557) ผักแขยงมีกลิ่นแรง หอมฉุนและเผ็ดร้อน จึงถูกนำมาใช้เพิ่มกลิ่นหรือดับกลิ่นคาวในอาหารคาว เช่น แกงปลา แกงหน่อไม้ แกงอ่อมต่างๆ เป็นต้น โดยทั่วไปจะนำใบและต้นผักแขยงสดมาใช้ในการประกอบอาหาร (สำนักการแพทย์พื้นบ้านไทยกรมพัฒนาการแพทย์แผนไทยและการแพทย์ทางเลือกกระทรวงสาธารณสุข, 2554) และในต้นผักแขยงยังมีน้ำมันหอมระเหย ซึ่งมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมันสน อยู่ประมาณ 0.13% และยังประกอบไปด้วย d-limonene และ d-perillaldehyde มีฤทธิ์ต่อต้านจุลินทรีย์ และมีคุณสมบัติเป็นยาฆ่าแมลง โดยเฉพาะแมลงในกลุ่มทำลายผลไม้ และยังมีงานวิจัยที่พบว่า น้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้ซึ่งมีกลิ่นคล้ายกับน้ำมันสน และสารสกัดด้วยไอน้ำสามารถช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่มักพบปนเปื้อนในผลิตภัณฑ์อาหารและนม รวมถึงเนื้อสัตว์และไข่ไก่ ซึ่งทำให้เกิดอาหารเป็นพิษ (สำนักงานเกษตรและสหกรณ์ จังหวัดสุรินทร์, 2563)

ถั่วเขียวเป็นพืชเศรษฐกิจสำคัญของไทยชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้บริโภคทั้งภายในประเทศและส่งต่างประเทศ ส่วนถั่วเขียวที่ใช้บริโภคภายในประเทศมักบริโภคในรูปของถั่วงอก ซึ่งจัดเป็นผักชนิดหนึ่ง เพาะได้ง่ายโดยไม่ต้องลงทุนมาก และได้กำไรดี จึงมีผู้เพาะถั่วงอกเป็นอาชีพจำนวนมาก แต่ก็มีปัญหาที่เกิดเชื้อราขณะเพาะ (สุชาติ, 2528)

เชื้อรา M. phaselina เป็นสาเหตุของโรคลำต้นเน่าดำหรือ Charcoal rot หรือ Ashy stem rot เป็นโรคทางลำต้นที่สำคัญโรคหนึ่งที่มีพืชอาศัยมากกว่า 500 ชนิด ทั้งพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งพืชในกลุ่มพืชไร่เศรษฐกิจ เช่น ถั่วเขียว ถั่วเหลือง ข้าวฟ่าง ทานตะวัน ข้าวโพด และงา เชื้อราชนิดนี้ทำลายระบบท่อน้ำ ท่ออาหารของพืชและ เปลี่ยนภายในลำต้นพืชเป็นสีน้ำตาลไหม้ถึงดำ สภาพแวดล้อมที่ร้อนและแห้งเป็นปัจจัยหนึ่งที่เหมาะสมต่อการเกิดโรค และโรคจะระบาดมากขึ้นเมื่อมีการปลูกพืชชนิดเดิมซ้ำในพื้นที่ที่มีประวัติการระบาดของโรค เนื่องจาก M. phaseolina สามารถอยู่ข้ามฤดูได้ในรูป sclerotia ในเศษซากพืชในดิน และลำต้นพืชจากปีที่ผ่านมา ทำให้ความรุนแรงของโรคเพิ่มมากขึ้น ในประเทศไทยมีรายงานการระบาดของโรคกับข้าวโพด ถั่วเหลือง และข้าวฟ่าง การเกิดโรคของพืชมีรายงานไว้แต่เดิม อาจเกิดการเปลี่ยนแปลง เนื่องจากหลายสาเหตุอาทิเช่น สภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม (พจนา และคณะ, 2553) สำหรับการป้องกันกำจัดโรคนี้ในปัจจุบัน คือ การป้องกันกำจัดโดยชีววิธี การปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน การอบฆ่าเชื้อในดินปลูกโดยวิธี solarization การใช้พันธุ์ต้านทาน การเลือกระยะเวลาเก็บเกี่ยว การใช้เทคนิคทางชีวโมเลกุล การใช้เมล็ดพันธุ์ที่สะอาด การปลูกพืชหมุนเวียน และการใช้สารเคมีกำจัดเชื้อรา (มัทนา, 2548)

จังหวัดอำนาจเจริญ เป็นพื้นที่ที่สามารถพบผักแขยงได้ ทั้งยังมีเกษตรกร และพ่อค้า แม่ค้าที่ได้รับความเสียหายจากโรคเชื้อราของถั่วงอก ดังนั้นการศึกษาสารสกัดจากผักแขยงในการควบคุมเชื้อรา M. phaseolina จึงเป็นข้อมูลพื้นฐานที่สำคัญต่อการนำไปใช้ประโยชน์ และพัฒนาในการควบคุมโรคลำต้นเน่าดำของถั่วงอกต่อไปในอนาคต

ปัญหา

เกษตรกรผู้เพาะปลูกถั่วงอก พบปัญหาเชื้อรา มีการนำสารเคมีมาใช้ในการควบคุม ซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้บริโภคและสิ่งแวดล้อม

สมมติฐานการศึกษา

สารสกัดจากผักแขยงที่มีความเข้มข้น 30,000 ppm สามารถควบคุมเชื้อรา

  1. phaseolina ในถั่วงอกได้ดีที่สุด

ขั้นตอนการดำเนินงาน

การเตรียมอาหารเลี้ยงเชื้อ สูตร PDA (Potato Dextrose Agar)

นำมันฝรั่งมาปอกเปลือก แล้วหั่นให้เป็นชิ้นเล็กๆ ขนาดเท่ากับลูกเต๋า จำนวน 200 กรัม ผสมน้ำกลั่น 800 มิลลิลิตร นำเข้าไมโครเวฟที่ความร้อน 800 วัตต์ เป็นเวลา 10 นาที จนกว่าน้ำจะเดือด จากนั้นกรองเอากากมันฝรั่งออก ผสมน้ำตาลกลูโคส จำนวน 20 กรัม วุ้นทำขนม จำนวน 15 กรัม และเติมน้ำกลั่นจนอาหารมีปริมาตร 1 ลิตร ลงไป นำเข้าไมโครเวฟจนเดือด สลับกับนำออกมาคนเป็นระยะ จนใส แล้วจึงนำอาหารมาบรรจุขวดแก้ว ประมาณขวดละ 20-30 ซีซี. จากนั้นนำก้อนสำลีปิดปากขวด แล้วหุ้มด้วยถุงพลาสติก ใช้ยางรัดให้เรียบร้อย นำขวดอาหารวุ้นมานึ่งฆ่าเชื่อด้วยหม้อนึ่งความดัน โดยใช้ความดันที่ 15 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว นาน 15นาที

การเตรียมเชื้อรา M. phaseolina จากถั่วงอกที่เกิดโรค

เตรียมเมล็ดถั่วเขียว เลือกที่สีเขียว ขนาดกำลังพอดีไม่เล็กเกินไป จากนั้นนำมาล้างน้ำให้สะอาด แล้วสะเด็ดน้ำ นำกระดาษทิชชู่ จำนวน 4 แผ่น มาวางในกล่องพลาสติก นำเมล็ดถั่วเขียวใส่ลงไปด้านบน วางกระจายๆ ให้ทั่วๆกล่องพลาสติก ฉีดน้ำลงไปพอประมาณ ปิดฝากล่องพลาสติก แล้วใช้ลวดเย็บกระดาษเย็บขอบกล่องสามด้าน เหลือไว้หนึ่งด้านให้สามารถรดน้ำได้ สังเกตจนมีเส้นใยของเชื้อราขึ้น จากนั้นทำการเลี้ยงเชื้อบนอาหาร PDA นำฟอร์เซปชุบแอลกอฮอล์ เผาไฟ ฆ่าเชื้อ แล้วคีบเอาเชื้อรามาเลี้ยงบนอาหาร PDA ภายในตู้เขี่ยเชื้อ บ่มที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 วัน

การสกัดสารในผักแขยง

นำผักแขยงไปตัดรากและล้างน้ำให้สะอาดขจัดสิ่งแปลกปลอมออกให้หมด แล้วนำมาผึ่งลมให้แห้ง หั่นเป็นชิ้น แล้วนำไปปั่นในเครื่องปั่นให้ละเอียด จากนั้นนำผักแขยง 200 กรัมไปแช่ในตัวทำละลายเอทานอล 600 มิลลิลิตร ปิดฝา นำไปแช่ไว้เป็นเวลา 24 ชั่วโมง นำสารสกัดไประเหย

เอทานอลออกที่อ่างน้ำควบคุมอุณหภูมิ (Water Bath) ที่อุณหภูมิ 65 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 48 ชั่วโมง แล้วนำไประเหยน้ำกลั่นออกที่ตู้อบลมร้อน (Hot air oven) อุณหภูมิ 65 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 48 ชั่วโมง นำสารสกัดที่ได้เก็บไว้ในขวดแก้ว และแช่ในตู้เย็น

การทดสอบสารสกัดจากผักแขยงต่อการควบคุมโรคในถั่วงอก

การเตรียมความเข้มข้นของสารสกัดจากผักแขยง

ในการทดลองใช้ความเข้มข้นของสารสกัดที่ระดับความเข้มข้นคือ 0 ppm, 10,000 ppm, 20,000 ppm และ 30,000 ppm โดยนำมาปรับความเข้มข้นร่วมกับน้ำที่ผ่านการนึ่งฆ่าเชื้อแล้วเพื่อให้ได้ความเข้มข้นที่ต้องการเมื่อผสมลงในอาหาร PDA

การศึกษาประสิทธิภาพในการควบคุมเชื้อรา M.phaseolina

นำสารสกัดจากผักแขยงมาทดสอบฤทธิ์ในการควบคุมเชื้อรา M.phaseolina ด้วยวิธีPoisoned food technique บนอาหารเลี้ยงเชื้อ โดยนำเชื้อราที่เจริญบนอาหารเลี้ยงเชื้อมาผสมสารสกัดจากผักแขยงที่ความเข้มข้น 0 ppm, 10,000 ppm, 20,000 ppm และ 30,000 ppm โดยปลูกตรงกึ่งกลางของจานอาหาร PDA ทำ 4 ซ้ำ บ่มไว้ที่อุณหภูมิหอง จากนั้นวัดขนาดโคโลนีของเชื้อรา ในแต่ละวัน

การวิเคราะห์ข้อมูล

สูตรคำนวณเปอร์เซ็นต์การยับยั้ง (percent inhibition of radial growth; PIRG)

เปอร์เซ็นต์การยับยั้ง(%) = ((A - B))/A x 100

A = ค่าเฉลี่ยการเจริญเติบโตของเชื้อราบนอาหาร (ชุดควบคุม)

B = ค่าเฉลี่ยการเจริญเติบโตของเชื้อราบนอาหารที่ผสมสารสกัดหยาบ (ชุดทดสอบ)

วางแผนการทดลองแบบ CRD (Completely Randomized Design)

มีจำนวนการศึกษาประสิทธิภาพในการควบคุมเชื้อรา M.phaseolina จำนวน 4 กรรมวิธี (Treatment)

T1 = ชุดควบคุม (Control) มีสารสกัดจากผักแขยง 0 ppm

T2 = PDA + 10,000 ppm (สารสกัดจากผักแขยง)

T3 = PDA + 20,000 ppm (สารสกัดจากผักแขยง)

T4 = PDA + 30, 000 ppm (สารสกัดจากผักแขยง)

ประโยชน์ที่คาดว่าได้รับ

  1. สามารถนำผักแขยงมาใช้ให้เกิดประโยชน์ได้มากขึ้น

  2. สามารถนำสารสกัดจากผักแขยงมาใช้ในการควบคุมเชื้อรา M. phaseolina ได้

  3. ได้ทราบว่าที่ความเข้มข้นเท่าใดมีผลต่อการควบคุมเชื้อรา M. phaseolina ได้ดีที่สุด

  1. ได้แนวทางการป้องกันเชื้อราที่เป็นสาเหตุของโรคลำต้นเน่าดำในถั่วงอก โดยชีววิธี

บรรณานุกรม

กานดา วุฒิเศลาและคณะ. (2557). สารออกฤทธิ์จากผักแขยง. ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏอุบลราชธานี.

พิพัฒน์ เหลืองลาวัลย์และวิศิษฐิพร สุขสมบัติ. (2557). การคัดกรองสารสกัดจากสมุนไพรไทยต่อกระบวนการหมักย่อยของจุลินทรีย์ในกระเพาะหมักของสัตว์เคี้ยวเอื้องในห้องปฏิบัติการ. รายงานการวิจัย. มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี. พจนา ตระกูลสุขรัตน์และคณะ. (2553). สํารวจ รวบรวม และจําแนกราสกุล Macrophomina สาเหตุโรคพืชเศรษฐกิจ. กลุมวิจัยโรคพืช สำนักวิจัยพัฒนาการอารักขาพืช.

มัทนา ศรีหัตถกรรม. (2548). เอกสารวิชาการ Macrophomina phaseolina และการป้องกันกำจัด. กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพทางการเกษตร สำนักวิจัยพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพ. กรมวิชาการเกษตร.

วิภาวรรณ นีละพงษ์และคณะ. (2561). การสกัดสารสำคัญจากสมุนไพร. วารสารวิชาการพระจอมเกล้า พระนครเหนือ ปีที่ 28 ฉบับที่ 4 ต.ค. – ธ.ค. 2561. ศิรประภา ลำภา. (2550). การทดสอบทางพฤกษเคมีและการออกฤทธิ์ทางชีวภาพของสารสกัดจากพืช. สายวิชาวิทยาศาสตร์ คณะศิลปศาสตรและวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.

ศิริวัลย์ สร้อยกล่อม. (ม.ป.ป.). การสกัดสารสำคัญจากสมุนไพร. สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก. ม.เกษตรศาสตร์.

สำนักการแพทย์พื้นบ้านไทยกรมพัฒนาการแพทย์แผนไทยและการแพทย์ทางเลือกกระทรวงสาธารณสุข. (2554). ผักพื้นบ้านและอาหารพื้นบ้าน.นนทบุรี. โรงพิมพ์ชุมชนสหกรณ์การเกษตรแห่งประเทศไทย.

สำนักงานเกษตรและสหกรณ์ จังหวัดสุรินทร์. (2563). ผักแขยง สรรพคุณและประโยชน์ของผักแขยง. 23 มีนาคม 2564. จากเว็บไซต์: https://www.opsmoac.go.th/.

สุชาติ แซ่เซ่ง. (2528). ผลของการใช้ด่างทับทิมและน้ำปูนใสที่ความเข้มข้นต่างๆเพื่อป้องกันเชื้อราในขณะเพาะถั่วงอก. ปัญหาพิเศษปริญญาตรี. ภาควิชาพืชสวน คณะเกษตรมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.