ดอกพุดตานเปลี่ยนสี: การสร้างสรรค์จากธรรมชาติ

เขียนโดย biology เมื่อ . หัวข้อ บทความ, บทความปี 2553

ดร.วนิดา  ธนประโยชน์ศักดิ์

 

                บ่อยครั้งเวลาที่ต้นพุดตานออกดอก    ผู้เขียนมักจะเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนสีของดอกในรอบวัน  ช่างสวยงามยิ่งนัก  เมื่อดอกบานตอนเช้าจะมีสีงาช้างหรือสีขาว พอสายหน่อยดอกจะเริ่มมีสีชมพูอ่อนๆ  จนเที่ยงวันดอกจะมีสีชมพูชัดเจน และในช่วงเย็นดอกจะเปลี่ยนเป็นสีชมพูแดงหรือสีบานเย็น ในตอนค่ำเมื่อดอกหุบสีดอกก็ยังคงเป็นสีชมพูแดงและดอกที่หุบนี้จะยังคงติดอยู่ที่ต้นอีกประมาณ 2-3 วันจึงร่วงหลุดจากต้น  จึงอดสงสัยไม่ได้ว่าทำไมดอกพุดตานจึงสามารถเปลี่ยนสีในดอกเดียวกันได้หลายสีในช่วงเวลาต่างๆ กันของวัน  ซึ่งความมหัศจรรย์ของการเปลี่ยนสีของดอกพุดตานนี้เกิดจากการสร้างสรรค์ของธรรมชาติโดยแท้  ซึ่งเราจะได้ทราบกันต่อไป

                พุดตาน  มีชื่อสามัญเรียกกันหลากหลาย เช่น Cotton rose, Confederate rose และ Changeable rose   เป็นต้น สำหรับชื่อวิทยาศาสตร์ คือ Hibiscus mutabilis L.  จัดเป็นพืชไม้พุ่มขนาดกลาง  มีขนตามลำต้น กิ่ง และใบ  ลักษณะของใบเป็นใบเดี่ยวคล้ายใบฝ้าย ดอกมีลักษณะคล้ายดอกชบาซ้อน หรือกุหลาบ สามารถเปลี่ยนสีของดอกได้หลายสีภายในวันเดียวกัน ดังภาพ

 

 53-4-1

 53-4-2

 ในตอนเช้า (08.00 น.) ดอกมีสีงาช้างหรือสีขาว

 ช่วงสาย (10.30น.) ดอกจะเปลี่ยนสีเป็นสีชมพูอ่อน

 

 

           

 53-4-3

 53-4-4

 ช่วงเที่ยง (12.00 น.) ดอกจะเปลี่ยนสีเป็นสีชมพู

 ช่วงเย็น (16.00 น.) ดอกจะเปลี่ยนสีเป็นสีชมพูแดง

           

 

ทำไมดอกพุดตานจึงเปลี่ยนสีดอกได้หลายสีภายในวันเดียวกัน

                ในดอกพุดตานจะมีสารสี (pigment) ในกลุ่มสารประกอบฟลาโวนอยด์ (flavonoids) ซึ่งสารสีในกลุ่มนี้มีสูตรโครงสร้างเป็นรูปวงแหวนคาร์บอน (carbon ring) 6 เหลี่ยมจำนวน 3 วง  โดยสารสีในกลุ่มฟลาโวนอยด์ประกอบด้วย ฟลาโวน (flavones) ฟลาโวนอล (flavonols) และแอนโทไซยานิน (anthocyanins) ซึ่งมีโครงสร้างทางเคมี  ดังภาพ

 

 

 

 53-4-5

 53-4-6

 53-4-7

ฟลาโวน 

 ฟลาโวนอล

 แอนโทไซยานิน

 

                       

ในดอกพุดตานจะพบสารแอนโทไซยานินในปริมาณที่มากกว่าฟลาโวนและฟลาโวนอล  ซึ่ง                    ฟลาโวนและฟลาโวนอลจะให้สีเหลือง  ส่วนแอนโทไซยานินจะให้สีได้ในเฉดสีที่กว้าง คือตั้งแต่สีแดง   น้ำเงิน  ม่วง ไปจนถึงม่วงแดง ซึ่งเฉดสีดังกล่าวนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ ซึ่งจะได้กล่าวต่อไป แอนโทไซยานินเป็นสารสีที่ละลายน้ำได้ พบในแวคิวโอล (vacuole) ของพืช  เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีมีกลูโคสมายึดเกาะอยู่ด้วย  จึงเป็นแหล่งผลิตน้ำหวานอย่างดีสำหรับพวกแมลงทั้งหลาย 

 

ปัจจัยที่มีผลต่อการเปลี่ยนสีของดอกพุดตาน

                สาเหตุที่ดอกพุดตานสามารถเปลี่ยนสีได้นั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในดังต่อไปนี้

                1.  การมีปริมาณของสารแอนโทไซยานินในปริมาณที่มากกว่าสารสีอื่น ๆ จึงทำให้แอนโทไซยานินมีบทบาทที่เด่นชัด

                2.  การมีสารสีในกลุ่มฟลาโวนอยด์เป็นสารสีร่วม (copigmentation) โดยพบว่าสารฟลาโวน หรือฟลาโวนอลที่อยู่ร่วมกันกับแอนโทไซยานินนี้จะมีผลต่อปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้น  ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งทำให้แอนโทไซยานินเปลี่ยนเฉดสีได้

                3.  ความสามารถในการจับกับอะตอมของโลหะหรือไอออนในโครงสร้างทางเคมีของแอนโทไซยานิน  จะทำให้สารสีในเฉดสีแดงมีบทบาทมากขึ้น

                4.  ความเป็นกรด-เบสของสารละลายภายในเซลล์  เนื่องจากแอนโทไซยานินละลายน้ำได้ดี  ดังนั้นสารละลายในแวคิวโอลที่มีค่าความเป็นกรด-เบส หรือค่า pH ต่าง ๆ จะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาในโครงสร้างทางเคมี  โดยพบว่าในสภาพที่เป็นกรดมีค่า pH ต่ำกว่า 3 (เป็นกรดสูง) จะทำให้แอนโทไซยานินมีสีแดง  ในสภาพที่ค่อนข้างเป็นกลาง หรือมีค่า pH ประมาณ 7-8  แอนโทไซยานินจะมีสีม่วง  และเมื่อสภาพเป็นเบสหรือมีค่า pH มากกว่า 11 (เป็นเบสสูง) แอนโทไซยานินจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน ดังสมการการเปลี่ยนแปลงดังนี้

 

 53-4-8

 

pH < 3,  สีแดง                                    pH 7-8,  สีม่วง                                 pH > 11,  สีน้ำเงิน

 

นอกจากนี้พบว่าปัจจัยภายนอกบางประการ เช่น อุณหภูมิ ยังมีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนสีของดอกพุดตานด้วย โดยนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองเก็บดอกพุดตานสีขาวไปไว้ในที่มีอุณหภูมิต่ำ เช่น ในตู้เย็นและสังเกตการเปลี่ยนสีของดอก พบว่าในตู้เย็นมีอุณหภูมิต่ำดอกพุดตานจะไม่เปลี่ยนสียังคงมีสีขาว แต่เมื่อนำดอกพุดตานออกจากตู้เย็นไปไว้ข้างนอกที่อุณหภูมิห้อง  พบว่าสีของดอกจะเริ่มมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นกลายเป็นสีชมพูอ่อน ๆ และเมื่อนำไปไว้ในที่มีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิห้อง สีของดอกก็จะเปลี่ยนเป็นสีชมพูเข้มขึ้น  แต่การเปลี่ยนสีของดอกที่ทำภายในห้องปฏิบัติการนี้จะเกิดการเปลี่ยนแปลงช้ากว่าที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ

นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาหาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิกับสารสีในดอก  โดยได้ทดลองสกัดสารสีในดอกพุดตานที่มีการเปลี่ยนแปลงสีในช่วงเวลาต่าง ๆ พบว่าดอกที่มีสีขาวหรือสีงาช้างเมื่อเก็บจากต้นในตอนเช้า (08.00 น.) มาทำการสกัดสารสี จะไม่พบแอนโทไซยานินแต่จะพบสารฟลาโวนอลแทน  เมื่อสกัดสารสีในดอกที่มีสีชมพูที่เก็บมาจากต้นในตอนเที่ยง (12.00 น.) จะพบแอนโทไซยานินในปริมาณเพียง 1 ใน 3 เมื่อเปรียบเทียบกับดอกที่มีสีชมพูแดงที่เก็บมาจากต้นในตอนเย็น (16.00 น.)ซึ่งจะพบแอนโทไซยานินในปริมาณที่เข้มข้นมากที่สุด   ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของแอนโทไซยานิน 

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังได้ศึกษาหาความสัมพันธ์ระหว่างสารสีในดอกกับน้ำหนักของดอก ซึ่งพบว่าในขณะที่ดอกมีการเปลี่ยนสี  น้ำหนักของดอกก็จะมีการเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย  โดยได้ทดลองชั่งน้ำหนักของดอกในขณะที่ดอกมีสีขาว (มีสารฟลาโวนอล) จะได้น้ำหนัก 15.6 กรัม  เมื่อดอกเปลี่ยนสีเป็นสีชมพู(มีสารแอนโทไซยานินอยู่แต่ยังไม่มาก) จะมีน้ำหนัก 12.7 กรัม  และเมื่อดอกกลายเป็นสีชมพูแดง (มีสารแอนโทไซยานินมาก) จะมีน้ำหนัก 11.0 กรัม  เป็นต้น แสดงให้เห็นว่าน้ำหนักของดอกจะลดลงเมื่อปริมาณความเข้มข้นของแอนโทไซยานินมากขึ้น

เมื่ออ่านบทความมาถึงตรงนี้แล้วคงจะหายสงสัยกันแล้วว่าทำไมดอกพุดตานจึงเปลี่ยนสีได้  นั่นเป็นเพราะธรรมชาติสร้างสรรค์เป็นปรากฏการณ์มหัศจรรย์ภายใต้กลไกทางเคมีที่เกิดขึ้น ซึ่งอาจยังมีปัจจัยอื่นๆ อีกที่มาเกี่ยวข้องซึ่งต้องอาศัยความรู้ในระดับโมเลกุลมาอธิบายต่อไป และเป็นเรื่องที่นักวิทยาศาสตร์ยังให้ความสนใจที่จะศึกษาต่อไปอีกด้วย

ท่านทราบหรือไม่ว่าดอกพุดตานก็มีสรรพคุณทางยาหรือสมุนไพรได้ด้วย โดยใช้ดอกสดตำผสมกับน้ำผึ้งทาบริเวณที่มีอาการบวมจากการถูกแมลงกัดต่อย ก็สามารถลดอาการปวดแสบได้เนื่องจากมีสรรพคุณเป็นยาเย็น  หรือใช้ทาบริเวณที่เป็นฝีจากการติดเชื้อที่ผิวหนังก็สามารถลดการอักเสบจากการติดเชื้อได้ เป็นต้น

 

เอกสารอ้างอิง

Wong, SK., Lim, YY and Chan, EWC. 2009. Antioxidant Properties of Hibiscus: Species Variation, Attitudinal Change, Coastal Influence and Floral Colour Change. Journal of Tropical Forest Science.  21(4) :307-315.

Alkerma, J. and Seager, S.L. 1982.  The Chemical Pigments of Plants. Journal of Chemical Education. 59(3): 183-186.

Yeh, Ping-Yuan  et al.  Pigments in the Flower of “Fu-Yong” (Hibiscus mutabilis L.).  Online available : http://www.sciencemag.org/cgi/pdf_extract/128/3319/312 Retrieved 16/2/2010

Perry, L.P. Color in Flowers OH 24. Online available : http://www.uvm.edu/pss/ppp/pubs/oh24color.htm  Retrieved 14/2/2010

Hibiscus mutabilis.  Online available : http://en.wikipedia.org/wiki/Hibiscus_mutabilis Retrieved 16/2/2010

Anthocyanin. Online available : http://bornnaturalist.org/essays/anthocyanin Retrieved 17/2/2010

A Note on The Colour Change of The Flowers of Hibiscus Mutabilis Online available : http://www.ias.ac.in/j-archive/currsci/39/14/323-324/viewpage.html Retrieved 14/2/2010

Anthocyanins and Anthocyanidins.  Online available : http://www.food-info.net/ k/colour/anthocyanin.htm  Retrieved 14/2/2010

19,443 total views, 0 views today