ปฏิกิริยาของความร้อนและ pH ต่อเม็ดสีของพืช

บทนำ

chlorophyll / คลอโรฟิลส์

       คลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุหรือสารสี (pigment) ที่มีสีเขียวอยู่ในคลอโรพลาสต์ (chloroplast) มีความสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์แสงของพืช เพื่อสร้างเป็นน้ำตาลกลูโคส ซึ่งเป็นสารอาหารที่ให้พลังงานในเซลล์ของพืช

คลอโรฟิลล์มีโครงสร้างเป็นวงโพรไพริน (prophyrin) ประกอบด้วยวงแหวนไพร์โรล (pyrrole) 4 วง เรียงติดกัน มี Mg⁺² อยู่ตรงกลาง

       คลอโรฟิลล์ที่พบในพืชมี 2 ชนิด คือ คลอโรฟิลล์ เอ (chlorophyll A) และ คลอโรฟิลล์ บี (chlorophyll B) ในอัตราส่วน 3:1 คลอโรฟิลล์ทั้งสองชนิดมีโครงสร้างเหมือนกัน แตกต่างกันที่หมู่ในบางตำแหน่งของโครงสร้างโมเลกุล

คลอโรฟิลล์ไม่คงตัวต่อความร้อน เมื่อได้รับความร้อนจะเปลี่ยนเป็นฟีโอไฟติน (pheophytin) ทำให้สีเขียวเปลี่ยนเป็นสีเขียวน้ำตาล

       คลอโรฟิลล์พบมากในพืชชั้นสูง เช่น ผักใบเขียวและเปลือกผลไม้ดิบ รวมทั้ง สาหร่ายสีเขียว เช่น spirulina

anthocyanin / แอนโทไซยานิน

       แอนโทไซยานิน เป็นรงควัตถุหรือสารสี (pigment) ที่ให้สีแดง ม่วง และน้ำเงิน ใช้เป็นสารให้สี (coloring agent)  ธรรมชาติในอาหาร สารสกัดแอนโทไซยานิน มีสมบัติเป็นโภชนะเภสัช (nutraceutical) เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ (antioxidant) ช่วยชะลอความเสื่อมของเซลล์ ช่วยลดอัตราเสี่ยงของการเกิดโรคหัวใจและเส้นเลือดอุดตันในสมอง ด้วยการยับยั้งไม่ให้เลือดจับตัวเป็นก้อน ชะลอความเสื่อมของดวงตา ช่วยยับยั้งจุลินทรีย์ก่อโรค (pathogen) อีโคไล (Escherichia coli) ในระบบทางเดินอาหาร ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคท้องร่วงและอาหารเป็นพิษด้วย 

อาหารที่เป็นแหล่งสำคัญของแอนโทไซยานิน ได้แก่

• ผลไม้ เช่น องุ่น ทับทิม และผลไม้ในกลุ่มเบอร์รี่ เช่น สตรอเบอรี่ (strawberry)  ผลหม่อน (mulberry) บลูเบอรี่ (blueberry)  แครนเบอรี่ (cranberry)  เชอรี่ (cherry)  ราสเบอรี่ (raspberry) เป็นต้น
• ผัก เช่น กะหล่ำปลีสีม่วง (red cabbage) และเรดิชสีแดง (red radish)
• เมล็ดธัญพืช เช่น ข้าวก่ำ หรือข้าวสีนิล ข้าวโพดสีม่วง
• พืชหัว ได้แก่ มันเทศสีม่วง
• ดอกไม้ เช่น กระเจี๊ยบแดง และดอกอัญชัน เป็นต้น
•  แหล่งของแอนโทไซยานิน ได้แก่ มันเทศสีม่วง ชมพู่มะเหมี่ยว ชมพู่แดง ลูกหว้า ข้าวแดง ข้าวนิล ข้าวเหนียวดำ ถั่วแดง ถั่วดำ หอมแดง ดอกอัญชัน น้ำว่าน-กาบหอย เผือก หอมหัวใหญ่สีม่วง มะเขือม่วง พริกแดง องุ่นแดง-ม่วง แอปเปิลแดง ลูกไหน ลูกพรุน ลูกเกด ลูกหม่อน (มัลเบอรี่) บลูเบอรี่ เชอรี่ แบล็กเบอรี่ ราสเบอรี่ สตรอเบอรี่

 โมเลกุลของแอนโทไซยานิน

แอนโทไซยานิน (anthocyanins) จัดอยู่ในกลุ่มสารประกอบฟีนอล (phenolic compounds) กลุ่มพอลิฟีนอล (polyphenol)

สีของแอนโทไซยานิน

แอนโทไซยานิน เป็นสารสีที่พบได้ทั่วไปในดอกไม้ ผลไม้บางชนิด ใบหรือลำต้นของพืชบางชนิดที่มีสีตั้งแต่สีแดงถึงน้ำเงินเข้ม ในสภาพที่เป็นกรดมีค่า pH ต่ำกว่า 3 (เป็นกรดสูง) จะทำให้แอนโทไซยานินมีสีแดง ในสภาพที่ค่อนข้างเป็นกลาง หรือมีค่า pH ประมาณ 7-8 แอนโทไซยานินจะมีสีม่วง และเมื่อสภาพเป็นเบสหรือมีค่า pH มากกว่า 11 (เป็นเบสสูง) แอนโทไซยานินจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน 

วัตถุประสงค์

1. เพื่อศึกษาปฏิกิริยาของความร้อนและ pH ต่อเม็ดสีคลอโรฟิลล์ และแอนโทไซยานิน

ตัวอย่างอาหาร  ถั่วลันเตา และน้ำสตรอเบอร์รี่

อุปกรณ์และสารเคมี

น้ำส้มสายชู

1 N NaOH

NaHCO₃

วิธีการทดลอง : Chlorophyll

     1.       ต้มน้ำกลั่น 150 ml. ให้เดือดจากนั้นใส่ผัก 15 กรัมลงไปต้มนาน 7 นาที แยกผักออกจากน้ำใส่บีกเกอร์

     2.       เติมน้ำส้ม 10 ml ใส่ในบีกเกอร์น้ำกลั่น 150 ml แล้วต้มให้เดือดจากนั้นนำผักใส่ลงไปต้มนาน 7 นาที แยกผักออกน้ำใส่บีกเกอร์

     3.       เติม 2g NaHCO₃ ลงในน้ำกลั่น 150 ml ต้มในน้ำกลั่น 150 ml จากนั้นนำผักใส่ลงไปต้มนาน 7 นาทีและแยกผักออกจากน้ำใส่บีกเกอร์

     4.       เติม 10 ml N NaOH ลงในน้ำกลั่น 150 ml ต้มให้เดือดจากนั้นใส่ผักลงไปต้มนาน 7 นาที แยกผักออกจากน้ำใส่บีกเกอร์

     5.       สังเกตผลการทดลองและบันทึกผล

ตารางบันทึกผลการทดลอง

Beaker no.	pH	Color & Texture
1	7.00	เนื้อนุ่ม สีเปลี่ยน
2	3.02	เนื้อนุ่มเหี่ยว สีซีดจางลง
3	8.06	เนื้อสัมผัสเละ สีสดสวย
4	11.93	เนื้อสัมผัสเละแต่น้อยกว่าบีกเกอร์ 3 สีสดสวย
5	6.5	เนื้อสัมผัสแน่น สีสด

สรุปผลและวิจารณ์ผลการทดลอง

      จากการทดลองต้มถั่วลันเตาในสภาวะ pH ที่ต่างกันจะทำให้ลักษณะทางเนื้อสัมผัสและสีเปลี่ยนแปลงไปตามทฤษฎี คือเมื่อ pH สูงหรือเป็นด่าง จะทำให้สีของถั่วลันเตายิ่งสวยแต่ถ้าเป็นอ่อนเนื้อสัมผัสจะเละ แต่ถ้าต้มในสภาวะที่เป็นกรดสีก็จะไม่สวย สีซีดลง การเติมด่างเพื่อลดกรดในผักจะทำให้สีของผักสวยขึ้น

วิธีการทดลอง : Anthocyanins

     1.       บีกเกอร์ที่ 1  ใส่ Strawberry  juice 25 ml ลงในบีกเกอร์ วัดค่า pH

     2.       บีกเกอร์ที่2    ใส่ Strawberry  juice 25 ml ลงในบีกเกอร์ ปรับ pH เป็น 5

     3.       บีกเกอร์ที่3    ใส่ Strawberry  juice 25 ml ลงในบีกเกอร์ ปรับ pH เป็น 7

     4.       บีกเกอร์ที่4    ใส่ Strawberry  juice 25 ml ลงในบีกเกอร์ ปรับ pH เป็น 10

     5.       สังเกตสีและบันทึกผลการทดลอง

ตารางบันทึกผลการทดลอง

Beaker no.	pH	Color
1	3.35	สีโอรสปนแดง
2	5.29	สีจางลง
3	7.45	สีม่วงอ่อนๆ
4	10.20	สีม่วงเข้ม

สรุปผลและวิจารณ์ผลการทดลอง

       จากการทดลอง สีของแอนโทไซยานิน เปลี่ยนแปลงไปตาม pH ที่ต่างกัน ซึ่งถ้าเป็นกรดจะไปทางสีแดง แต่ถ้าเป็นเบสสีจะเปลี่ยนไปทางสีม่วงน้ำเงิน ดังนั้น สีของแอนโทไซยานิน สามารถบอกค่า pH ของน้ำได้

อ้างอิง :  http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1341/chlorophyll-%E0%B8%84%E0%B8%A5%E0%B8%AD%E0%B9%82%E0%B8%A3%E0%B8%9F%E0%B8%B4%E0%B8%A5%E0%B8%AA%E0%B9%8C
http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1103/anthocyanin-%E0%B9%81%E0%B8%AD%E0%B8%99%E0%B9%82%E0%B8%97%E0%B9%84%E0%B8%8B%E0%B8%A2%E0%B8%B2%E0%B8%99%E0%B8%B4%E0%B8%99

หนังสือ FTH312 เคมีอาหาร 2 (Food Chmistry II) คณะเทคโนโลยีอาหาร มหาวิทยาลัยรังสิต