การสกัดสีและตรวจสอบความเป็นพิษในระดับยีนของสีที่สกัดจากพืชและไซยาโนแบคทีเรียเพื่อพัฒนาไปใช้ในระดับอุตสาหกรรม

บทคัดย่อ

ตอนที่ 1 การสกัดสีจากไซยาโนแบคทีเรีย วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือ ศึกษาวิธีการสกัดสารสีจากสาหร่ายสไปรูลิน่าเพื่อนำมาใช้เป็นสีย้อม สาหร่ายสไปรูลิน่าเจริญอยู่ในอาหารเหลวสูตร Zarrouk ที่อุณหภูมิ 27-32 องศาเซลเซียส pH 9-11 พบว่าช่วงเวลา 4 สัปดาห์ของการเลี้ยงสาหร่าย ความหนาแน่นของเซลล์ ปริมาณน้ำหนักแห้งเซลล์และปริมาณคลอโรฟิลล์มีปริมาณเพิ่มขึ้นและสาหร่ายมีการเจริญสูงสุดในวันที่ 18 ของการเลี้ยง การสกัดสารสีจากสาหร่ายสไปรูลิน่านั้นใช้อัตราส่วนเซลล์สาหร่ายสดต่อตัวทำละลายหลายชนิดในอัตราส่วน 1 กรัมต่อ 10มิลลิลิตร เขย่าที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ช่วงเวลา 24, 48 และ 72 ชั่วโมง พบว่าตัวทำละลายที่ใช้ CaCl2 ความเข้มข้น 0.1 และ 0.09 โมลาร์ ได้ปริมาณไฟโคไซยานินสารสีน้ำเงินอ่อน และเมื่อใช้อัตราส่วนเซลล์สาหร่ายสดต่อตัวทำละลาย 1 กรัมต่อ 5 มิลลิลิตร แช่แข็งแล้วละลาย พบว่า CaCl2 ความเข้มข้น 0.1 และ 0.09 โมลาร์ 50 มิลลิโมลาร์ ฟอสเฟสบัฟเฟอร์pH 6.8 และเอนไซม์ไลโซไซม์ ได้ปริมาณไฟโคไซยานินสารสีน้ำเงิน ส่วนตัวทำละลายชนิดอื่นได้สารสีเขียว ตอนที่ 2 การศึกษาโครงสร้างทางเคมีของแอนโทไซยานินที่สกัดจากพืช เพื่อย้อมโครโมโซม การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะสกัดสีจากพืชธรรมชาติเพื่อทดแทนสีทางเคมีที่มีความอันตรายและมีราคาที่สูงกว่า และเพื่อศึกษาโครงสร้างทางเคมี โดยใช้พืช ได้แก่ หม่อน (ผล) หว้า (ผล) แก้วมังกร (ผล) และกะหล่ำปลีสีม่วง (ใบ) นำมาสกัดสีด้วยกรดไฮโดรคลอริก 0.1% ในเมทานอล และกรดอะซิติก 0.1% ในเมทานอล ที่อัตราสวนต่างๆ กัน คือ 1:1 , 1:2 และ 1:3 พบว่า หม่อนที่สกัดจากกรดไฮโดรคลอริก 0.1% ในเมทานอล 1:1 สามารถย้อมติดสีโครโมโซมได้ดีที่สุด รองลงมาคืออัตราส่วน 1:2 และ 1:3 ส่วนสารสกัดสีจากหว้า แก้วมังกร สามารถย้อมติดสีโครโมโซมได้น้อยกว่าสีเคมี และกะหล่ำปลีสีม่วงไม่สามารถย้อมติดสีโครโมโซมได้ นำสีที่ได้จากพืชตัวอย่างทุกชนิดที่สกัดด้วยกรดไฮโดรคลอริก 0.1% ในเมทานอล อัตราส่วน 1:1 มาทำให้บริสุทธิ์ แล้วย้อมปลายรากหอม พบว่า หม่อนสามารถย้อมติดเซลล์โครโมโซมได้ดีที่สุด รองลงมาเป็น กะหล่ำปลีสีม่วง หว้า และแก้วมังกร ตามลำดับ ซึ่งผลที่ได้ไม่แตกต่างจากก่อนการทำบริสุทธิ์ จากนั้นนำแอนโทไซยานินบริสุทธิ์ที่ได้จากหม่อนมาศึกษาโครงสร้างทางเคมีด้วยเครื่อง NMR Spectrometer โดยค่าเคมิคัลชิฟท์ ที่ได้บ่งบอกถึงจำนวนของหมู่ Hydroxyl ในโครงสร้างของแอนโทไซยานิน ซึ่งเมื่อนำมาเปรียบเทียบกับมาตรฐานแล้ว สามารถสรุปได้ว่าเป็นแอนโทไซยานิน ในกลุ่มของ ไซยานิดิน(Cyanidin) ตอนที่ 3 ผลทางไซโตจินิติคของสีสกัดจากพืช(ลูกหม่อน) สีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรีย (Spirulina platensis)และสีสังเคราะห์เคมี( Erythrosine)ต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวของคนในอาหารเพาะเลี้ยง ในปัจจุบันได้มีการใช้สีผสมอาหารอินทรีย์สังเคราะห์กับอาหารที่เราบริโภคกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งสีที่ใช้เหล่านี้เมื่อได้รับในปริมาณที่มากเกินอาจส่งผลให้เกิดความผิดปกติต่อร่างกายได้ การทดลองนี้ได้เลือกสีชมพูที่มีสารเออริโธรซินเป็นองค์ประกอบ รวมทั้งสีสกัดจากพืชคือลูกหม่อนและ สีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรีย(Spirulina platensis) มาศึกษาผลทางไซโตจินิติคต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวของมนุษย์ในอาหารเพาะเลี้ยง โดยได้ทำการใส่สีสกัดจากพืช ที่ระดับความเข้มข้นต่างกัน 4 ระดับ คือ 1 1.5 2 2.5 และ 3 มิลลิลิตรต่ออาหารเลี้ยงเซลล์ 5 มิลลิลิตร และสีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรียที่ระดับความเข้มข้นต่างกัน 4 ระดับ คือ 1 2 3 4 และ 5 มิลลิลิตรต่ออาหารเลี้ยงเซลล์ 5 มิลลิลิตร และสีผสมอาหารชนิดอินทรีย์สังเคราะห์เออริโธรซินที่ระดับความเข้มข้นต่างกัน 4 ระดับ คือ 3 4 5 และ 6 มิลลิกรัมต่ออาหารเลี้ยงเซลล์ 5 มิลลิลิตร ผลของสีสกัดจากพืช และสีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรียที่มีต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวเมื่อทำการตรวจอัตราการแบ่งเซลล์พบว่าสีผสมอาหารในทุกระดับความเข้มข้นไม่มีผลต่ออัตราการแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดขาวและไม่มีความแตกต่างจากกลุ่ม negative control แต่มีความแตกต่างจากกลุ่ม positive control อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ และพบว่าสีที่สกัดจากพืช และสีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรียทั้ง 2 ชนิดไม่ก่อให้เกิดความผิดปกติของโครโมโซมในรูปแบบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ความผิดปกติของโครโมโซม การหัก แบบหดสั้น แบบไม่คงรูปและเกาะกลุ่มเหนียว ไม่มีความแตกต่างกับ negative control แต่มีความแตกต่างกับ positive control ในการก่อให้เกิดความผิดปกติของโครโมโซมแบบหัก จึงไม่จัดเป็นสาร Mutagen ซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดความผิดปกติต่อโครโมโซม ส่วนผลของสารเออริโธรซินที่มีต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวเมื่อทำการตรวจอัตราการแบ่งเซลล์พบว่าสีผสมอาหารในทุกระดับความเข้มข้นมีผลทำให้อัตราการแบ่งเซลล์ของเซลล์เม็ดเลือดขาวลดลงและมีความแตกต่างจากกลุ่มnegative control อย่างมีนัยสำคัญทางสถิตตอนที่ 1 การสกัดสีจากไซยาโนแบคทีเรีย วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือ ศึกษาวิธีการสกัดสารสีจากสาหร่ายสไปรูลิน่าเพื่อนำมาใช้เป็นสีย้อม สาหร่ายสไปรูลิน่าเจริญอยู่ในอาหารเหลวสูตร Zarrouk ที่อุณหภูมิ 27-32 องศาเซลเซียส pH 9-11 พบว่าช่วงเวลา 4 สัปดาห์ของการเลี้ยงสาหร่าย ความหนาแน่นของเซลล์ ปริมาณน้ำหนักแห้งเซลล์และปริมาณคลอโรฟิลล์มีปริมาณเพิ่มขึ้นและสาหร่ายมีการเจริญสูงสุดในวันที่ 18 ของการเลี้ยง การสกัดสารสีจากสาหร่ายสไปรูลิน่านั้นใช้อัตราส่วนเซลล์สาหร่ายสดต่อตัวทำละลายหลายชนิดในอัตราส่วน 1 กรัมต่อ 10มิลลิลิตร เขย่าที่อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส ช่วงเวลา 24, 48 และ 72 ชั่วโมง พบว่าตัวทำละลายที่ใช้ CaCl2 ความเข้มข้น 0.1 และ 0.09 โมลาร์ ได้ปริมาณไฟโคไซยานินสารสีน้ำเงินอ่อน และเมื่อใช้อัตราส่วนเซลล์สาหร่ายสดต่อตัวทำละลาย 1 กรัมต่อ 5 มิลลิลิตร แช่แข็งแล้วละลาย พบว่า CaCl2 ความเข้มข้น 0.1 และ 0.09 โมลาร์ 50 มิลลิโมลาร์ ฟอสเฟสบัฟเฟอร์pH 6.8 และเอนไซม์ไลโซไซม์ ได้ปริมาณไฟโคไซยานินสารสีน้ำเงิน ส่วนตัวทำละลายชนิดอื่นได้สารสีเขียว ตอนที่ 2 การศึกษาโครงสร้างทางเคมีของแอนโทไซยานินที่สกัดจากพืช เพื่อย้อมโครโมโซม การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ที่จะสกัดสีจากพืชธรรมชาติเพื่อทดแทนสีทางเคมีที่มีความอันตรายและมีราคาที่สูงกว่า และเพื่อศึกษาโครงสร้างทางเคมี โดยใช้พืช ได้แก่ หม่อน (ผล) หว้า (ผล) แก้วมังกร (ผล) และกะหล่ำปลีสีม่วง (ใบ) นำมาสกัดสีด้วยกรดไฮโดรคลอริก 0.1% ในเมทานอล และกรดอะซิติก 0.1% ในเมทานอล ที่อัตราสวนต่างๆ กัน คือ 1:1 , 1:2 และ 1:3 พบว่า หม่อนที่สกัดจากกรดไฮโดรคลอริก 0.1% ในเมทานอล 1:1 สามารถย้อมติดสีโครโมโซมได้ดีที่สุด รองลงมาคืออัตราส่วน 1:2 และ 1:3 ส่วนสารสกัดสีจากหว้า แก้วมังกร สามารถย้อมติดสีโครโมโซมได้น้อยกว่าสีเคมี และกะหล่ำปลีสีม่วงไม่สามารถย้อมติดสีโครโมโซมได้ นำสีที่ได้จากพืชตัวอย่างทุกชนิดที่สกัดด้วยกรดไฮโดรคลอริก 0.1% ในเมทานอล อัตราส่วน 1:1 มาทำให้บริสุทธิ์ แล้วย้อมปลายรากหอม พบว่า หม่อนสามารถย้อมติดเซลล์โครโมโซมได้ดีที่สุด รองลงมาเป็น กะหล่ำปลีสีม่วง หว้า และแก้วมังกร ตามลำดับ ซึ่งผลที่ได้ไม่แตกต่างจากก่อนการทำบริสุทธิ์ จากนั้นนำแอนโทไซยานินบริสุทธิ์ที่ได้จากหม่อนมาศึกษาโครงสร้างทางเคมีด้วยเครื่อง NMR Spectrometer โดยค่าเคมิคัลชิฟท์ ที่ได้บ่งบอกถึงจำนวนของหมู่ Hydroxyl ในโครงสร้างของแอนโทไซยานิน ซึ่งเมื่อนำมาเปรียบเทียบกับมาตรฐานแล้ว สามารถสรุปได้ว่าเป็นแอนโทไซยานิน ในกลุ่มของ ไซยานิดิน(Cyanidin) ตอนที่ 3 ผลทางไซโตจินิติคของสีสกัดจากพืช(ลูกหม่อน) สีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรีย (Spirulina platensis)และสีสังเคราะห์เคมี( Erythrosine)ต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวของคนในอาหารเพาะเลี้ยง ในปัจจุบันได้มีการใช้สีผสมอาหารอินทรีย์สังเคราะห์กับอาหารที่เราบริโภคกันอย่างแพร่หลาย ซึ่งสีที่ใช้เหล่านี้เมื่อได้รับในปริมาณที่มากเกินอาจส่งผลให้เกิดความผิดปกติต่อร่างกายได้ การทดลองนี้ได้เลือกสีชมพูที่มีสารเออริโธรซินเป็นองค์ประกอบ รวมทั้งสีสกัดจากพืชคือลูกหม่อนและ สีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรีย(Spirulina platensis) มาศึกษาผลทางไซโตจินิติคต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวของมนุษย์ในอาหารเพาะเลี้ยง โดยได้ทำการใส่สีสกัดจากพืช ที่ระดับความเข้มข้นต่างกัน 4 ระดับ คือ 1 1.5 2 2.5 และ 3 มิลลิลิตรต่ออาหารเลี้ยงเซลล์ 5 มิลลิลิตร และสีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรียที่ระดับความเข้มข้นต่างกัน 4 ระดับ คือ 1 2 3 4 และ 5 มิลลิลิตรต่ออาหารเลี้ยงเซลล์ 5 มิลลิลิตร และสีผสมอาหารชนิดอินทรีย์สังเคราะห์เออริโธรซินที่ระดับความเข้มข้นต่างกัน 4 ระดับ คือ 3 4 5 และ 6 มิลลิกรัมต่ออาหารเลี้ยงเซลล์ 5 มิลลิลิตร ผลของสีสกัดจากพืช และสีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรียที่มีต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวเมื่อทำการตรวจอัตราการแบ่งเซลล์พบว่าสีผสมอาหารในทุกระดับความเข้มข้นไม่มีผลต่ออัตราการแบ่งตัวของเซลล์เม็ดเลือดขาวและไม่มีความแตกต่างจากกลุ่ม negative control แต่มีความแตกต่างจากกลุ่ม positive control อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ และพบว่าสีที่สกัดจากพืช และสีสกัดจากไซยาโนแบคทีเรียทั้ง 2 ชนิดไม่ก่อให้เกิดความผิดปกติของโครโมโซมในรูปแบบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น ความผิดปกติของโครโมโซม การหัก แบบหดสั้น แบบไม่คงรูปและเกาะกลุ่มเหนียว ไม่มีความแตกต่างกับ negative control แต่มีความแตกต่างกับ positive control ในการก่อให้เกิดความผิดปกติของโครโมโซมแบบหัก จึงไม่จัดเป็นสาร Mutagen ซึ่งเป็นสารที่ก่อให้เกิดความผิดปกติต่อโครโมโซม ส่วนผลของสารเออริโธรซินที่มีต่อเซลล์เม็ดเลือดขาวเมื่อทำการตรวจอัตราการแบ่งเซลล์พบว่าสีผสมอาหารในทุกระดับความเข้มข้นมีผลทำให้อัตราการแบ่งเซลล์ของเซลล์เม็ดเลือดขาวลดลงและมีความแตกต่างจากกลุ่มnegative control อย่างมีนัยสำคัญทางสถิต

คำสำคัญ