ดอกพุดตานเปลี่ยนสี: การสร้างสรรค์จากธรรมชาติ
ดร.วนิดา ธนประโยชน์ศักดิ์
บ่อยครั้งเวลาที่ต้นพุดตานออกดอก ผู้เขียนมักจะเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนสีของดอกในรอบวัน ช่างสวยงามยิ่งนัก เมื่อดอกบานตอนเช้าจะมีสีงาช้างหรือสีขาว พอสายหน่อยดอกจะเริ่มมีสีชมพูอ่อนๆ จนเที่ยงวันดอกจะมีสีชมพูชัดเจน และในช่วงเย็นดอกจะเปลี่ยนเป็นสีชมพูแดงหรือสีบานเย็น ในตอนค่ำเมื่อดอกหุบสีดอกก็ยังคงเป็นสีชมพูแดงและดอกที่หุบนี้จะยังคงติดอยู่ที่ต้นอีกประมาณ 2-3 วันจึงร่วงหลุดจากต้น จึงอดสงสัยไม่ได้ว่าทำไมดอกพุดตานจึงสามารถเปลี่ยนสีในดอกเดียวกันได้หลายสีในช่วงเวลาต่างๆ กันของวัน ซึ่งความมหัศจรรย์ของการเปลี่ยนสีของดอกพุดตานนี้เกิดจากการสร้างสรรค์ของธรรมชาติโดยแท้ ซึ่งเราจะได้ทราบกันต่อไป
|
|
|
|
ในตอนเช้า (08.00 น.) ดอกมีสีงาช้างหรือสีขาว |
ช่วงสาย (10.30น.) ดอกจะเปลี่ยนสีเป็นสีชมพูอ่อน |
|
|
|
|
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
|
|
|
|
|
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
|
|
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
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
36,324 total views, 3 views today