การใช้ก๊าซคลอรีนไดออกไซด์เพื่อควบคุมคุณภาพหลังการเก็บเกี่ยวของผลลำไย: บทบาทต่อภาวะรีดอกซ์ของกระบวนการผลิตพลังงานและการต้านออกซิเดชันระดับเซลล์

บทคัดย่อ

ภาวะหรือสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานของไมโทคอนเดรียและการกำจัดอนุมุลอิสระมีบทบาทสำคัญในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาและสภาพแวดล้อม รวมทั้งต่อการควบคุมเมแทบอลิซึม การเปลี่ยนแปลงศักยภาพรีดอกซ์ในไมโทคอนเดรียและการกำจัดอนุมุลอิสระอาจเกี่ยวข้องกับความเครียดออกซิเดชันซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของพืช ดังนั้นการศึกษาครั้งนี้ต้องการแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานและการกำจัดอนุมูลอิสระกับการเสื่อมสภาพของผลลำไยพันธุ์ดอระหว่างการเก็บรักษา รวมทั้งศึกษาผลของก๊าซคลอรีนไดออกไซด์ (chlorine dioxide, ClO2) ต่อสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานและการกำจัดอนุมุลอิสระ และต่อการชะลอการเสื่อมสภาพ การทดลองแรกเป็นการศึกษาผลของก๊าซ ClO2 ต่อสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานระหว่างการเก็บรักษาผลลำไยพันธุ์ดอ โดยนำผลลำไยมารมด้วยก๊าซ ClO2 ความเข้มข้น 0 (ชุดควบคุม), 5, 10 และ 25 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็นเวลา 10 นาที แล้วเก็บรักษาผลในกล่องกระดาษที่อุณหภูมิ 25?1 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 82?5% เป็นเวลา 7 วัน พบว่าปริมาณอะดิโนซีนไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate, ATP) และค่าการผลิตพลังงาน (energy charge, EC) รวมทั้งกิจกรรมของเอนไซม์ในการหายใจ ได้แก่ ซักซิเนตดีไฮโดรจิเนส (succinate dehydrogenase, SDH) และไซโทโครมซีออกซิเดส (cytochrome c oxidase, CCO) ของผลลำไยในชุดควบคุมลดลงตลอดการเก็บรักษา การลดลงนี้สัมพันธ์กับการลดลงของสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานซึ่งวัดจากสัดส่วนปริมาณของนิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ (nicotinamide adenine dinucleotide, NAD+/NADH) และยูบิควิโนน (ubiquinone, Q/QH2) รวมทั้งยังสัมพันธ์กับการเสื่อมสภาพของผลลำไยซึ่งประเมินจากการเกิดสีน้ำตาลและการเกิดโรค อย่างไรก็ตามในชุดที่รมด้วยก๊าซ ClO2 มีปริมาณ ATP และ EC กิจกรรมของ SDH และ CCO รวมทั้งสัดส่วนปริมาณ NAD+/NADH เพิ่มสูงขึ้นทันทีอย่างชัดเจนภายหลังการรมก๊าซและปรากฏผลอยู่เป็นเวลาถึง 4 วัน ในขณะที่สัดส่วนปริมาณ Q/QH2 ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในช่วงแรก แต่เพิ่มขึ้นหลังการรมก๊าซแล้ว 4 วัน ทั้งนี้การรมด้วยก๊าซ ClO2 ความเข้มข้นสูง (10 และ 25 มิลลิกรัมต่อลิตร) มีประสิทธิภาพสูงกว่าการรมด้วยความเข้มข้นต่ำ (5 มิลลิกรัมต่อลิตร) แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสถานะรีดอกซ์และพลังงานที่เพิ่มขึ้นโดยก๊าซ ClO2 นี้เกี่ยวข้องกับการชะลอการเสื่อมสภาพของผลลำไยในระหว่างการเก็บรักษา การทดลองถัดมาเป็นการศึกษาผลของก๊าซ ClO2 ต่อสถานะรีดอกซ์ในการกำจัดอนุมุลอิสระระหว่างการเก็บรักษาผลลำไยพันธุ์ดอที่อุณหภูมิ 25?1 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ 82?5% โดยนำผลลำไยมารมด้วยก๊าซ ClO2 ความเข้มข้น 0 (ชุดควบคุม), 5, 10 และ 25 มิลลิกรัมต่อลิตร เป็นเวลา 10 นาที แล้วเก็บรักษาผลในกล่องกระดาษเช่นเดียวกับการทดลองแรก พบว่าสถานะรีดอกซ์ในการกำจัดอนุมูลอิสระซึ่งวัดจากสัดส่วนปริมาณของแอสคอร์เบท (ascorbate, ASA/DHA) กลูตาไธโอน (glutathione, GSH/GSSG) และนิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH/NADP+) ของผลลำไยในชุดควบคุมลดลงตลอดการเก็บรักษา ขณะที่ในชุดที่รมด้วยก๊าซ ClO2 มีสัดส่วนเหล่านี้เพิ่มขึ้นทันทีอย่างชัดเจนหลังการรม แต่ลดลงหลังจากนั้น นอกจากนี้กิจกรรมของเอนไซม์ในการสร้าง NADPH ได้แก่ กลูโคส-6-ฟอสเฟต ดีไฮโดรจีเนส (glucose-6-phosphate dehydrogenase) และ 6-ฟอสโฟกลูโคเนท ดีไฮโดรจีเนส (6-phosphogluconate dehydrogenase) และกิจกรรมของเอนไซม์ในวัฏจักรแอสคอร์เบท-กลูตาไธโอน ได้แก่ แอสคอร์เบท เปอร์ออกซิเดส (ascorbate peroxidase) ดีไฮโดรแอสคอร์เบท รีดักเทส (dehydroascorbate reductase) โมโนดีไฮโดรแอสคอร์เบท รีดักเทส (monodehydroascorbate reductase) และกลูตาไธโอน รีดักเทส (glutathione reductase) เพิ่มสูงขึ้น โดยขึ้นอยู่กับระดับความเข้มข้นของก๊าซ ClO2 นอกจากนี้ก๊าซ ClO2 ยังมีผลลดปริมาณไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และการเสื่อมสภาพของผลในเรื่องการเกิดสีน้ำตาลและการเกิดโรคระหว่างการเก็บรักษา ซึ่งการใช้ก๊าซ ClO2 ความเข้มข้นสูง (10 และ 25 มิลลิกรัมต่อลิตร) มีประสิทธิภาพสูงกว่าความเข้มข้นต่ำ (5 มิลลิกรัมต่อลิตร) ผลการทดลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่า สมดุลของสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานและการกำจัดอนุมูลอิสระเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเสื่อมสภาพของผลลำไย และก๊าซ ClO2 มีผลปรับสมดุลของสถานะรีดอกซ์ในการผลิตพลังงานและการกำจัดอนุมูลอิสระ ทำให้สามารถลดและชะลอการเสื่อมสภาพของผลลำไยพันธุ์ดอระหว่างการเก็บรักษาได้

คำสำคัญ