คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) สารสกัดจากพืช

2314
คลอโรฟิลล์ (Chlorophyll) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พบได้ทั่วไปในทุกส่วนที่เป็นสีเขียวของพืช มักพบมากในใบ และในส่วนอื่นๆ เช่น ลำต้น กิ่ง ดอก ผล และรากที่มีสีเขียว โดยเฉพาะในพืชตระกูลผักที่มีสีเขียวเกือบทุกส่วน นอกจากนั้น ยังพบได้ในสาหร่ายทุกชนิด และแบคทีเรียบางชนิด

คลอโรฟิลล์เป็นสารสำคัญในพืชที่ทำหน้าที่รับพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์เพื่อไปใช้ในการสร้างพลังงานในกระบวนการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างสารอินทรีย์ เช่น น้ำตาล คลอโรฟิลล์เป็นสารที่ดูดกลืนแสงในช่วงแสงสีฟ้า และสีแดง และดูดกลืนแสงสีเหลือง และสีเขียวได้น้อย ดังนั้น เราจึงมองเห็นใบพืชมีสีเขียวได้ เนื่องจากคลอโรฟิลล์ดูดกลืนแสงสีฟ้า และสีแดงไว้ ส่วนแสงสีเขียวจะสะท้อนออกมาทำให้ตามองเห็น

advertisement
Chlorophyll.gif
องค์ประกอบสำคัญคลอโรฟิลล์จะประกอบด้วยธาตุไนโตรเจน (N) ดังนั้น ถ้าในดินขาดธาตุธาตุไนโตรเจนจะทำให้พืชขาดคลอโรฟิลล์ด้วย ทำให้การสังเคราะห์แสงของพืชลดลง พืชมีการเจริญเติบโตน้อย ลำต้นแคระแกร็น ใบหยิกงอ หากขาดมากจะทำให้พืชหยุดการเจริญเติบโต และตายได้ นอกจากนี้ ยังพบธาตุอื่นที่มีความจำเป็นต่อการสร้างคลอโรฟิลล์ เช่น เหล็ก (Fe)
Chlorophyll1
คลอโรฟิลล์ที่พบในธรรมชาติพบได้ในพืชหลายชนิด ทำให้คลอโรฟิลล์ที่พบมีความแตกต่างกัน แต่จะมีโครงสร้างที่เหมือนกัน คือ ประกอบด้วยวงแหวนไพรอล (Pyrrole ring) จำนวน 4 วง ส่วนที่ทำให้แตกต่างกัน คือ คลอโรฟิลล์ที่ต่างกันจะมีโซ่ข้าง (Side Chain) ที่แตกต่างกัน เช่น โครงสร้างโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ เอ (Chlorophyll a) และคลอโรฟิลล์ บี (Chlorophyll b) จะแตกต่างกันที่ตำแหน่งวงแหวนไพรอล ตำแหน่งที่ 3 (Carbon C-3) นับจากตำแหน่งอะตอมไนโตรเจนล่างสุดเวียนขึ้นด้านบน โดยโซ่ต่อด้านข้างคลอโรฟิลล์ เอ เป็นหมู่เมททิล (-CH3) ส่วนโซ่ต่อด้านข้างของคลอโรฟิลล์ บี เป็นหมู่อัลดีไฮด์ (-CHO) ทำให้โมเลกุลของคลอโรฟิลล์ เอ มีขั้ว จึงละลายในสารละลายที่มีขั้ว เช่น น้ำ และเมทิลแอลกอฮอล์ ได้ดีกว่าคลอโรฟิลล์ บี มีหมู่อัลดีไฮด์ที่ไม่มีขั้ว จึงละลายได้ดีในสารที่ไม่มีขั้ว เช่น อีเทอร์ และคีโตน เป็นต้น นอกจากนี้ ยังทำให้สีที่มองเห็นแตกต่างกัน คือ คลอโรฟิลล์ เอ จะมีสีเขียวเข้ม ส่วนคลอโรฟิลล์ บี จะมีสีเขียวอ่อน
คลอโรฟิลล์ เอ และคลอโรฟิลล์ บี จะพบได้ในพืชที่มีสีเขียว มีอัตราส่วนคลอโรฟิลล์ เอ : คลอโรฟิลล์ บี ที่ 3:1
Chlorophyll
 ที่มา : ภาคภูมิ, 2550.(1)
สูตรโครงสร้างโมเลกุลของคลอโรฟิลล์จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนหัว ที่ประกอบด้วยวงแหวนไพรอล (Pyrrole ring) โดยมีไนโตรเจน และแมกนีเซียมเชื่อมพันธะเป็นองค์ประกอบอยู่ตรงกลาง และส่วนที่ 2 คือ ส่วนหางที่มีไฮโดรคาร์บอนสายยาว เรียกว่า ไฟทอล (Phytol)
จากสูตรโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ที่เหมือนกัน พบว่า ในองค์ประกอบของโมเลกุลจะมีไนโตรเจนจำนวน 4 อะตอม จึงถือได้ว่าธาตุไนโตรเจนมีความสำคัญต่อการสร้างสารสีเขียวของคลอโรฟิลล์สำหรับการเจริญเติบโตของพืชเป็นอย่าง ยิ่ง
ชนิดคลอโรฟิลล์
1. Chlorophyll a
– สูตรโมเลกุล : C55H72O5N4Mg
– หมู่ C3 : -CH = CH2
– หมู่ C7 : -CH3
– หมู่ C8 : -CH2CH3
– หมู่ C17 : -CH2CH2COO-Phytyl
– พันธะ C17-C18 : เดี่ยว
– แหล่งที่พบ : พบได้ทั่วไป
2. Chlorophyll b
– สูตรโมเลกุล : C55H70O6N4Mg
– หมู่ C3 : -CH = CH2
– หมู่ C7 : -CHO
– หมู่ C8 : -CH2CH3
– หมู่ C17 : -CH2CH2COO-Phytyl
– พันธะ C17-C18 : เดี่ยว
– แหล่งที่พบ : ส่วนใหญ่พบในพืช
3. Chlorophyll c1
– สูตรโมเลกุล :
– หมู่ C3 : -CH = CH2
– หมู่ C7 : -CH3
– หมู่ C8 : -CH2CH3
– หมู่ C17 : -CH =CHCOOH
– พันธะ C17-C18 : คู่
– แหล่งที่พบ : สาหร่ายหลายชนิด
4. Chlorophyll c2
– สูตรโมเลกุล :
– หมู่ C3 : -CH = CH2
– หมู่ C7 : -CH3
– หมู่ C8 : -CH = CH2
– หมู่ C17 : -CH =CHCOOH
– พันธะ C17-C18 : คู่
– แหล่งที่พบ : สาหร่ายหลายชนิด
5. Chlorophyll d
 – สูตรโมเลกุล :
– หมู่ C3 : -CHO
– หมู่ C7 : -CH3
– หมู่ C8 : -CH2CH3
– หมู่ C17 : -CH2CH2COO-Phytyl
– พันธะ C17-C18 : เดี่ยว
– แหล่งที่พบ : แบคทีเรียที่สังเคราะห์ด้วยแสงได้ (Cyanobacteria)
การสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ในพืช
การสังเคราะห์คลอโรฟิลล์เกิดขึ้นบริเวณคลอโรพลาสต์ (Chloroplast) ที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ประกอบด้วย Matrix เรียกว่า สโทรมา (Stroma) มีโครงสร้างเป็นเยื่อหุ้ม 2 ชั้น ได้แก่ ชั้นไทราคอยด์ (Tyrokoid) และชั้นกรานา (Grana) โดยมีสโทรมอลไทราคอยด์ (Stromal tyrokoid) เป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างกัน นอกจากนี้ ยังประกอบด้วยโครงสร้างที่เป็นทรงกลมที่มีควิโนน (Quinone) จำนวนมาก และยังพบไรโบโซมดีเอ็นเอ และเม็ดแป้งที่ได้จากการสังเคราะห์แสง องค์ประกอบคลอโรพลาสต์ประกอบด้วยน้ำ 70–80% ส่วนที่เหลือจากน้ำทั้งหมดจะประกอบด้วยโปรตีน 60% ไขมัน 30–40% และสารสี 5–10%
การวัดคลอโรฟิลล์ในใบพืช
1. การวัดแบบทำลายใบ
การวัดคลอโรฟิลล์แบบทำลายใบ เป็นการวัดที่ต้องตัดส่วนของใบพืชมาวิเคราะห์การดูดซับแสงด้วยเครื่องสเปคโตรโฟโตมิเตอร์ในห้องปฏิบัติการ ด้วยการตัดใบพืชเป็นชิ้นเล็กๆ 1-2 เซนติเมตร แล้วเติมสาร Dimethyl Sulfoxide ประมาณ 7 มิลลิลิตร ปล่อยให้ใบพืชถูกย่อยที่อุณหภูมิ 65 องศาเซลเซียส จนเนื้อเยื่อเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีขาว หลังจากนั้น นำมากรองเอาสารละลายเข้าเครื่องวิเคราะห์การดูดซับแสงเพื่อคำนวณหาปริมาณคลอโรฟิลล์
2. การวัดแบบไม่ทำลายใบ
การวัดคลอโรฟิลล์แบบไม่ทำลายใบ เป็นวิธีที่นิยมในปัจจุบัน เนื่องจากสะดวก และประหยัดเวลา และค่าใช้จ่ายได้มาก การวัดจะใช้ปากคีบของเครื่อง คีบหนีบที่ใบพืช โดยให้ตำแหน่งหัววัดอยู่บริเวณส่วนกลางใบมากที่สุด และไม่ควรให้ตรงเส้นใบหรือก้านใบ
การสกัดคอลโรฟิลล์
คอลโรฟิลล์เป็นส่วนที่อยู่บริเวณลาเมลลาระหว่างเซลล์ออร์แกเนลล์ของพืช ที่เรียกว่า คลอโรพลาสต์ (Chloroplasts) โดยสามารถสกัดคอลโรฟิลล์ เอ ได้ด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีขั้ว เช่น น้ำ เอทานอล เมทานอล อะซิโตน เอทิลอะซิเตท และไพริดิน เป็นต้น ส่วนคอลโรฟิลล์ บี สามารถสกัดได้ดีด้วยตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว เช่น อีเทอร์ และคีโตน
ประโยชน์ของคอลโรฟิลล์
ปัจจุบัน คลอโรฟิลล์ที่สกัดได้จากส่วนสีเขียวของพืชกำลังเป็นที่นิยมนำมารับประทาน เพื่อเป็นอาหารเสริมสำหรับสุขภาพเป็นอย่างมาก
1. ประโยชน์ต่อร่างกาย
– เป็นสารอาหารประเภทให้พลังงานแก่ร่างกาย ประกอบด้วยโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต
– ช่วยเพิ่มปริมาณเม็ดเลือดแดง ป้องกันโรคโลหิตจาง
– ช่วยเสริมสร้างภูมิต้านทาน
– ช่วยป้องกันตับอักเสบ และเสริมการทำงานของตับ
– ช่วยป้องกันแผลอักเสบ และระงับเชื้อ
– ช่วยป้องกันโรคมะเร็งต่างๆ เช่น มะเร็งกระเพราะอาหาร มะเร็งลำไส้ เป็นต้น
– ช่วยให้มีระบบขับถ่ายที่ดีขึ้น
– ช่วยควบคุมความเป็นกรดในกระเพราะอาหาร และส่งเสริมการย่อยอาหาร
– ช่วยรักษาสมดุลจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ในระบบทางเดินอาหาร
– ป้องกันโรคท้องร่วง โรคติดเชื้อในระบบทางเดินอาหาร
– ช่วยในการดูดซึมน้ำ และแร่ธาตุในลำไส้
– ช่วยป้องกันโรคริดสีดวงทวารหนัก
– ช่วยลดกลิ่นตัวเหม็น
– ช่วยให้ผิวพรรณแลดูเปล่งปรั่งสดใส
– เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ทำให้แลดูอ่อนกว่าวัย
การรักษาสภาพคลอโรฟิลล์
1. การลวกหรือให้ความร้อน
การลวกผักหรือสมุนไพร เป็นการให้ความร้อนเพื่อให้เนื้อผักอ่อนนุ่ม แต่การลวกถือเป็นการให้ความร้อนที่มีน้ำเป็นตัวทำละลายทำให้คลอโรฟิลล์ละลายใน้ำออกมาในรูปของสารละลาย โดยสารละลายคลอโรฟิลล์สีเขียวที่ให้ความร้อนจะเป็นการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ และการกำจัดคุณสมบัติของเอนไซม์บางชนิดที่ย่อยสลายคลอโรฟิลล์ทำให้สารละลายคลอโรฟิลล์สามารถเก็บไว้ได้นานขึ้น
2. การเติมด่าง
น้ำลวกผักหรือสารละลายคลอโรฟิลล์มักมีสภาพเป็นกรดเล็กน้อย ดังนั้น การเติมสารที่เป็นด่างจะช่วยปรับสภาพความเป็นกรด-ด่างให้เป็นกลาง ซึ่งจะช่วยป้องกันการเกิดฟีโอไฟตินของคลอโรฟิลล์ได้ เช่น การเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งจะช่วยรักษาสภาพของสารสกัดให้คงสีเขียวของคลอโรฟิลล์เหมือนเดิมในระหว่างการเก็บรักษา
3. การเติมเอนไซม์
เอนไซม์ที่ใช้สำหรับรักษาสภาพของคลอโรฟิลล์ คือ เอนไซม์คลอโรฟิลเลสเพื่อเปลี่ยนสภาพคลอโรฟิลล์เป็นคลอโรฟิลล์ไลด์ที่สามารถละลายในน้ำได้ดีมากกว่าคลอโรฟิลล์
4. การเติมแร่ธาตุ
การเติมแร่ธาตุบางชนิด เช่น สังกะสีไอออน (Zn2+) และคอปเปอร์ไอออน (Cu2+) ในรูปของเกลือคลอไรด์ และซัลเฟต สามารถรักษาสภาพของคลอโรฟิลล์หรือสารสกัดคลอโรฟิลล์ได้นานขึ้น
เอกสารอ้างอิง
1. ภาคภูมิ พระประเสริฐ, 2550. สรีรวิทยาของพืช.
advertisement