การวิจัยและนวัตกรรมเพื่อสร้างองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาชุมชนอย่างยั่งยืน

บทคัดย่อ

โครงการชุดวิจัย เรื่องการวิจัยและนวัตกรรมเพื่อสร้างองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีเพื่อพัฒนาชุมชนอย่างยั่งยืน ประกอบด้วย โครงการวิจัยย่อย 3 เรื่อง โดยมีการสรุปผลงานวิจัยดังต่อไปนี้โครงการองค์ความรู้ทางชีวภาพของพืชสกุลมะเฟืองเพื่อการประยุกต์ใช้และการอนุรักษ์อย่างยั่งยืนพบว่าพืชสกุลซึ่งเป็นไม้ผลในวงศ์กระทืบยอดได้รับความสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากมีความสำคัญทางเศรษฐกิจและคุณสมบัติทางเภสัชวิทยา ในประเทศไทยพบสองชนิดที่นิยมนำมาเพาะปลูกได้แก่ ตะลิงปลิงและมะเฟือง ซึ่งสันนิษฐานว่าพืชทั้งสองชนิดมีถิ่นกำเนิดในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิด แต่พืชสกุลมะเฟืองทั้งสองสายพันธุ์ก็มีลักษณะ การออกดอก ลักษณะการติดผล รสชาติ และการใช้งานที่แตกต่างกันมาก นอกจากนี้ยังไม่มีการศึกษาเกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพและข้อมูลทางพันธุกรรมและความสัมพันธ์ของพืชในสกุลมะเฟืองยังมีน้อยมาก ซึ่งองค์ความรู้ที่ได้นับเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการพัฒนากลยุทธ์ที่เหมาะสมสำหรับการอนุรักษ์และการใช้ทรัพยากรพันธุกรรมพืชกลุ่มนี้ ในการศึกษานี้ศึกษาจาก 65 ตัวอย่าง จากชุมชนของทุกภาคในประเทศไทย โดยใช้เครื่องหมายไอพีบีเอส เมื่อนำข้อมูลมาวิเคราะห์หาความคล้ายทางพันธุกรรมโดยใช้รูปแบบของสายสัมพันธ์แบบ UPGMA และสร้างกลุ่มความสัมพันธ์แบบ PCoA ผลการศึกษาสามารถแบ่งพืชสกุลมะเฟืองออกเป็น 2 กลุ่ม โดยรวมสรุปได้ว่าเครื่องหมายไอพีบีเอสได้รับการพิสูจน์ว่าสามารถใช้เป็นเครื่องหมายทางพันธุกรรมในพืชในสกุลมะเฟืองได้ เนื่องจากให้ข้อมูลความหลากหลาย แล้วยังสะดวกต่อการใช้ เมื่อทำการทดลองซ้ำแล้วได้ผลที่เหมือนเดิมโครงการเทคโนโลยีการชักนำสารสำคัญทางชีวภาพของมะเฟืองด้วยการกระตุ้นจากสภาวะปราศจากออกซิเจนระยะสั้นเพื่อส่งเสริมและพัฒนาให้เป็นพืชเศรษฐกิจของชุมชนอย่างยั่งยืน พบว่าการพัฒนาและศึกษาเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยวเพื่อชักนำให้มีการสารสำคัญ เช่น สารต้านอนุมูลอิสระ ในผลิตผลทางการเกษตร โดยการใช้วิธีการปฏิบัติก่อนการเก็บรักษา และขณะเก็บรักษา ได้แก่การเก็บรักษาภายใต้สภาพบรรยากาศควบคุมหรือดัดแปลง การให้ความร้อน และการใช้สารเคมี ซึ่งการให้สภาวะปราศจากออกซิเจนเป็นระยะเวลาสั้น ๆ เป็นอีกหนทางหนึ่ง งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาถึงผลของวิธีการปฏิบัติก่อนการเก็บรักษาต่อวัยของมะเฟือง และระยะเวลาในการให้สภาวะปราศจากออกซิเจนโดยแบ่งการทดลองออกเป็น 2 การทดลองดังนี้การทดลองที่ 1 เพื่อศึกษาผลของการใช้สภาวะปราศจากออกซิเจนต่อวัยของผลมะเฟืองในการชักนำการสร้าง/สังเคราะห์สารสำคัญและสมบัติการต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งใช้มะเฟืองในวัยแตกต่างกัน ได้แก่ ระยะ green, color break และ ripening โดยใช้เวลาที่ 0 (ชุดควบคุม) และ 24 ชั่วโมงโดยการไล่อากาศในภาชนะด้วยก๊าซไนโตรเจน อัตราการไหล 100 ml min-1ภายหลังจาก 24 ชั่วโมง จึงนำผลมะเฟืองมาทำการบรรจุในถุงพลาสติกโพลีเอทิลีน (PE) ขนาด 6 x 14 นิ้ว (จำนวน 1 ผลต่อถุง) แล้วทำการปิดปากถุงเสมือนการขายในตลาด แล้ววางในตะกร้าพลาสติก จากนั้นจึงนำไปเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 25?2 ?C และทำการตรวจประเมินคุณภาพทุก ๆ 4 วัน เป็นเวลา 16 วันพบว่า มะเฟืองระยะ green มีอายุการเก็บรักษานานที่สุด ตามด้วยระยะ color break และ ripening โดยมีอายุการเก็บรักษาเท่ากับ 16, 8 และ 4 วัน ตามลำดับ การใช้สภาวะปราศจากออกซิเจนกับมะเฟืองระยะ color break ตอบสนองความสามารถในการต้านทางอนุมูลอิสระด้วยวิธี ABTS และ hydrogen peroxide ได้ดีที่สุด แต่ไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการต้านทานอนุมูลอิสระโดยวิธี DPPH และ superoxide radical l ในส่วนของการสูญเสียน้ำหนักพบว่าสภาวะปราศจากออกซิเจนมีแนวโน้มช่วยชะลอการสูญเสียน้ำหนัก และกระตุ้นการสะสมฟลาโวนอยด์ในมะเฟืองทั้งสามระยะ นอกจากนี้ยังช่วยกระตุ้นการสะสมสารประกอบฟีนอลิกในมะเฟืองระยะ green และ color break ส่วนปริมาณแอสคอร์บิคพบว่าสภาวะปราศจากออกซิเจนช่วยกระตุ้นให้มีการสะสมเพิ่มขึ้นในระยะ green เท่านั้น การทดลองที่ 2; เพื่อศึกษาผลของระยะเวลาในการให้สภาวะปราศจากออกซิเจนที่เหมาะสมต่อการชักนำการสร้าง/สังเคราะห์สารสำคัญและสมบัติการต้านอนุมูลอิสระในผลมะเฟือง ซึ่งใช้ระยะเวลาที่แตกต่างกันได้แก่ 0 (ชุดควบคุม) 12 24 และ 36 ชั่วโมง โดยการไล่อากาศในภาชนะด้วยก๊าซไนโตรเจน อัตราการไหล 100 ml min-1ภายหลังจาก 36 ชั่วโมง ปฏิบัติเช่นเดียวกับการทดลองที่ 1 พบว่าการให้สภาวะปราศจากออกซิเจนมีแนวโน้มช่วยชะลอการสูญเสียน้ำหนัก ช่วยลดการสะสมปริมาณแคโรทีนอยด์ และวิตามินอี กระตุ้นการสะสมฟลาโวนอยด์ ปริมาณฟีนอลิก ปริมาณแอสคอร์บิค การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี ABTS และ superoxide radical ได้ดีที่สุด ในขณะที่การใช้สภาวะปราศจากออกซิเจนเป็นระยะเวลา 24 ชั่วโมง กระตุ้นการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี Hydrogen peroxide radical แต่ทั้งสองชุดการทดลองไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระด้วยวิธี DPPH งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาสมบัติการทนต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันจากสภาพแวดล้อมของฟิล์มบางเงินโดยการสร้างฟิล์มบางอัลลอยของเงิน คือ ฟิล์มบางเงินแทนทาลัม (AgTa) ฟิล์มบางเงินไทเทเนียม (AgTi) และฟิล์มบางเงินทองแดง (AgCu) ซึ่งใช้การเคลือบฟิล์มด้วยเทคนิคสปัตเตอริงค์ โดยทำการศึกษาตัวแปล คือ พลังงานที่จ่ายให้กับเป้าสปัตเตอริงค์ คือ เป้าเงิน เป้าแทนทาลัม เป้าไทเทเนียน และเป้าทองแดง ขึ้นอยู่กับชนิดของฟิล์มบางที่ต้องการ โครงการนวัตกรรมการพัฒนาฟิล์มบางนาโนของโลหะอัลลอยสำหรับใช้ในกระจกชนิดแผ่รังสีความร้อนต่ำโดยวิธีการเคลือบในสุญญากาศเพื่อลดการใช้พลังงานในชุมชนอย่างยั่งยืน พบว่าผลจากการวิจัยที่เก็บข้อมูลเป็นระยะเวลาช่วงเวลา 120 วัน พบว่าฟิล์มบางอัลลอยของเงินทุกชนิดทนต่อปฏิกิริยาออกซิเดชันจากสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น โดยสามารถส่งผ่านรังสีอินฟราเรดได้ในระดับต่ำและให้แสงช่วงความยาวคลื่นที่ตามองเห็นส่องผ่านได้ดี โดยเฉพาะฟิล์มบางเงินแทนทาลัมที่ใช้กำลังไฟฟ้าเป้าแทนทาลัมที่ 50 วัตต์ จะทำให้ฟิล์มบางเงินแทนทาลัมมีการส่องผ่านแสงความยาวคลื่นในช่วงที่ตามองเห็นที่ 70 เปอร์เซ็นต์ และการส่องผ่านแสงในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ 55 เปอร์เซ็นต์ ดีกว่าฟิล์มเงินบริสุทธิ์ซึ่งการส่องผ่านแสงความยาวคลื่นในช่วงที่ตามองเห็นที่ 60 เปอร์เซ็นต์ และการส่องผ่านแสงในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ 85 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าฟิล์มเงินบริสุทธิ์นั้นเกิดการเสื่อมสภาพจากปฏิกิริยาออกซิเดชันจากสภาพแวดล้อมนั้นเองจากนั้นนักวิจัยได้นำฟิล์มที่มีสมบัติการป้องกันรังสีได้ดีไปทำการวิเคราะห์สมบัติเชิงลึก คือ ภาพถ่ายลักษณะพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) โครงสร้างผลึกด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ (XRD) และส่วนประกอบธาตุของฟิล์มด้วยเทคนิคสเปกโตรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนด้วยรังสีเอ๊กซ์ (XPS) ซึ่งแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงสอดคล้องกับผลการวิเคราะห์เปอร์เซ็นต์การส่องผ่านแสง (%T) ของฟิล์มบางอัลลอยของเงิน คำสำคัญ: : ความหลากหลายทางพันธุกรรม เครื่องหมายไอพีบี ตะลิงปลิง มะเฟือง มะเฟือง สภาวะปราศจากออกซิเจน ระยะ สารต้านอนุมูลอิสระ อนุมูลอิสระ ฟิล์มบางอัลลอยของเงิน กระจกที่มีคุณสมบัติสะท้อนความร้อนต่ำ สปัตเตอริง

คำสำคัญ