การศึกษาและเปรียบเทียบความสามารถของพืชที่มีสารแอนโทไซยานินในการเป็นอินดิเคเตอร์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

กัญญาณัฐ นุชารัมย์, อัจฉริยา โตฉ่ำ

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

สุวิภา เกตุทัต

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนวิทยาศาสตร์จุฬาภรณราชวิทยาลัย พิษณุโลก

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

แอนโทไซยานินเป็นรงควัตถุที่พบในพืช ทั้งในดอกและในผล ให้สีแดง น้ำ เงิน ม่วง ละลายน้ำได้ดีสามารถพบได้ทั่วไปในแวคิวโอลและเซลล์เนื้อเยื่อชั้นนอกของดอก ผล และใบของพืชดอกยกเว้นในพืชพวกตะบองเพชร ผักกาดหัว ผักขม และพืชพวกสาหร่าย บางครั้งปรากฏในส่วนเนื้อเยื่อพืช ได้แก่ ราก หัวใต้ดินของพืช ลําต้น หน่อย่อยและพืชเมล็ดเปลือยต่างๆ เช่น เฟิร์นและไบโอไฟต์ (กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2553 : 2 )

ประกอบทั้งการทดลองทางวิทยาศาสตร์มักมีเรื่องของค่า pH มาเกี่ยวข้อง และวิธีการทดสอบที่เป็นที่นิยม คือ การทดสอบด้วยอินดิเคเตอร์ชนิดต่างๆ ซึ่งสีของอินดิเคเตอร์จะเปลี่ยนในช่วงค่า pH ที่แตกต่างกัน โดยอินดิเคเตอร์ส่วนใหญ่เป็นสารอินทรีย์ที่มีสมบัติเป็นกรดอ่อน นิยมใช้สารละลายที่มีน้ำหรือเอทานอลเป็นตัวทำละลาย มีโครงสร้างซับซ้อน เป็นสารที่มีสีและสามารถเปลี่ยนสีได้เมื่อค่า pH ของสารละลายเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งอินดิเคเตอร์ดังกล่าวเมื่อมีการสัมผัสโดยตรง อาจจะเป็นอันตรายต่อเนื้อเยื่อบริเวณที่สัมผัสและมีแนวโน้มที่ราคาจะเพิ่มสูงขึ้น แต่นอกจากอินดิเคเตอร์ กรด-เบสจากสารอินทรีย์ที่ได้กล่าวมาแล้ว ในธรรมชาติยังมีสารหลายชนิดที่สามารถนำมาสกัดเป็นอินดิเคเตอร์ได้ด้วยการเลือกตัวทำละลายที่เหมาะสมมีสมบัติเหมาะสม ซึ่งสามารถสกัดจากส่วนต่างๆ ของพืชได้และควรเลือกใช้พืชจากธรรมชาติที่มีสารแอนโทไซยานิน ซึ่งเป็นรงควัตถุหรือสารสี ที่ให้สีแดง ม่วง และน้ำเงิน ที่มีคุณสมบัติเป็นอินดิเคเตอร์ในตัวเอง เช่น สารสกัดดอกอัญชันมีการเปลี่ยนแปลงเฉดสีในสารละลายที่มีค่าพีเอชที่แตกต่างกัน และสามารถนำมาประยุกต์ใช้เป็นอินดิเคเตอร์ธรรมชาติได้ การเปลี่ยนแปลงเฉดสีขึ้นอยู่กับความเป็นกรด-เบสของสารที่นำมาทำปฏิกิริยากับสารสกัดดอกอัญชัน ทั้งนี้เพราะแอนโทไซยานินมีลักษณะเป็นประจุ สีที่เกิดขึ้นจะขึ้นอยู่กับค่า pH ของสารละลาย ในสารละลายที่เป็นกรดแอนโทไซยานินจะให้สีแดงปนส้ม ในสารละลายที่เป็นกลางจะไม่มีสี ในด่างจะให้สีม่วง-เขียว (เฉลิมพร ทองพูน และปิยะวัฒน์ ไกรสร, 2558 : 1 ) และจากงานวิจัยที่ได้ศึกษามา พบว่าข้าวก่ำมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างไปจากข้าวทั่วไปที่เห็นอย่างชัดเจนคือการปรากฏของสีม่วงบน ส่วนต่าง ๆ ของต้น สีดำ ปนม่วงที่ปรากฏเป็นแหล่งของสารกลุ่มฟลาโวนอยด์โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารแอนโทไซยานิน พบอยู่ในส่วนของผิวเมล็ดจนถึงเยื่อหุ้มเมล็ดชั้น (พรพาชื่น ชูเชิด,ศิริพร เรียบร้อย คิม และ อัญชนีย์ อุทัยพัฒนาชีพ, 2560 : 272 ) อีกทั้งที่เปลือกของเมล็ดถั่วดํา (Vigna sinensis ) พบรงควัตถุของแอนโธไซยานินชนิด delphinidin-3-glucoside ( ทิพวดี จิตพิศุทธ และคณะ ) และข้าวโพดสีม่วงก็ประกอบไปด้วยสารอาหารสำคัญโดยเฉพาะสารแอนโธไซยานิน (รัตนา ม่วงรัตน์ , กรวิกา สกุลไกรพีระ, ธัญญารัตน์ บุระคา และ ลีลาวดี ชมนาน , 2557 : 370)

จากคุณสมบัติที่สำคัญของแอนโทไซยานินดังที่กล่าวมาแล้วนี้ทำให้คณะผู้จัดทำโครงงานจึงศึกษาและเปรียบเทียบความสามารถในการเป็นอินดิเคเตอร์ของพืชในท้องถิ่น จังหวัดพิษณุโลก เช่น ข้าวก่ำ ข้าวโพดสีม่วง มันเทศสีม่วง ถั่วแดง ทับทิม กะหล่ำปลีสีม่วง มะเขือม่วง แก้วมังกรสีแดง กระเจี๊ยบแดง และถั่วดำ มาทำเป็นอินดิเคเตอร์ แล้วทดลองหาช่วงที่อินดิเคเตอร์เปลี่ยนสีโดยใช้สารละลายมาตรฐาน pH 1-14 และได้เปรียบเทียบอินดิเคเตอร์จากพืชในท้องถิ่นที่ได้ศึกษากับอินดิเคเตอร์สังเคราะห์ เช่นฟีนอฟทาลีน เมธิลเรด และ โบโมไทมอลบลู ถึงการเปลี่ยนสีที่ค่า pH ต่างๆ ในข้างต้นเพื่อที่ในการอนาคตจะได้พัฒนาเพื่อให้สามารถนำมาเป็นสื่อประกอบการเรียนการสอนให้ผู้เรียนเกิดความรู้ความเข้าใจในการปฏิบัติการทดลองมากขึ้น อีกทั้งยังเป็นการนำพืชที่มีอยู่ในท้องถิ่นมาใช้ประโยชน์ในการศึกษาและช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในการซื้ออินดิเคเตอร์จากสารอินทรีย์อีกด้วย