ปริมาณและการสังเคราะห์วิตามินบี 1 ของข้าวไทยและกิจกรรมของเอนไซม์ Thiamine phosphate phosphorylase ในระหว่างการเจริญของเมล็ดข้าว

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาปริมาณและการสังเคราะห์วิตามินบี 1 (ไทอะมีน thiamine) และศึกษากิจกรรมของเอนไซม์ Hydroxymethylpyrimidine kinase/ Thiamine phosphate phosphorylase (HMPK/TPP) ของข้าวไทย ซึ่งจากการวิเคราะห์หาปริมาณไทอะมีนโดยวิธีทางสเปคโตรโฟโตเมตรี พบว่า ข้าวไทย 30 พันธุ์ มีความผันแปรของปริมาณไทอะมีนอยู่ระหว่าง 0.144 0.447 มิลลิกรัมต่อ 100 กรัม โดยมีไทอะมีนรวมเฉลี่ยเท่ากับ 0.274 มิลลิกรัมต่อ 100 กรัม และจากการวิเคราะห์ทางสถิติ พบว่า ข้าว 5 พันธุ์ ได้แก่ กข7 กข15 กข23 กข41 และกข43 มีปริมาณไทอะมีนสูงที่สุด ส่วนข้าวพันธุ์ กข11 กข 31 และพิษณุโลก 2 จัดอยู่ในกลุ่มข้าวที่มีปริมาณไทอะมีนต่ำที่สุด โดยข้าวที่มีปริมาณไทอะมีนต่ำสุดมีปริมาณไทอะมีนต่ำกว่าพันธุ์ที่มีสูงที่สุดประมาณ 3 เท่า จากการทดลองดังกล่าวได้คัดเลือกข้าวจำนวน 6 พันธุ์ ได้แก่ กลุ่มที่มีไทอะมีนสูง (กข41 และ กข43) กลุ่มที่มีไทอะมีนปานกลาง (สุพรรณบุรี 1 และ กข29) และกลุ่มที่มีปริมาณไทอะมีนต่ำ (กข11 และพิษณุโลก 2) เพื่อนามาศึกษาปริมาณไทอะมีนในแต่ระระยะการเจริญของดอกและผล โดยเก็บตัวอย่างในระยะดอกบาน ระยะน้ำนม ระยะข้าวเม่า และระยะเก็บเกี่ยว พบว่าเมื่อเมล็ดมีพัฒนาการการสะสมไทอะมีนในเมล็ดมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นด้วย ในระยะดอกบานมีปริมาณไทอะมีนน้อยที่สุด และหลังจากนั้นจึงมีการสร้างและสะสมปริมาณไทอะมีนเพิ่มมากขึ้นอย่างชัดเจนในระยะน้ำนม จากนั้นจะมีปริมาณเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยจนถึงระยะเก็บเกี่ยวซึ่งเป็นระยะที่พบปริมาณของไทอะมีนมากที่สุดในข้าวพันธุ์ กข41 กข43 สุพรรณบุรี 1 กข29 และกข11 ส่วนพันธุ์พิษณุโลก 2 มีปริมาณไทอะมีนสูงที่สุดในระยะน้ำนม และมีปริมาณลดลงในระยะข้าวเม่าจากนั้นปริมาณจะคงที่จนกระทั่งถึงระยะเก็บเกี่ยว ทั้งนี้พบว่าโปรตีน Thiamine phosphate phosphorylase (TPP) เป็นโปรตีนที่ทาหน้าที่เร่งปฏิกิริยาได้ 2 หน้าที่ คือ Hydroxymethylpyrimidine kinase (HMPK) และ TPP ดังนั้นเพื่อให้การวัดกิจกรรมสอดคล้องกับการทำงานในเนื้อเยื่อจริง จริงทำการวัดกิจกรรมของเอนไซม์ในการทำหน้าที่ทั้งสองอย่างพร้อมกัน คือ HMPK/TPP พบว่า ในเมล็ดข้าวที่ระยะการพัฒนาของเมล็ดทั้ง 4 ระยะ พบว่า ในระยะดอกบานกิจกรรมของเอนไซม์ HMPK/TPP น้อยที่สุด และมีกิจกรรมสูงขึ้นและสูงที่สุดในระยะข้าวเม่าจากนั้นลดลงในระยะเก็บเกี่ยว เมื่อเปรียบเทียบในข้าวทั้ง 6 พันธุ์ พบว่ากิจกรรมของเอนไซม์ HMPK/TPP มีแนวโน้มที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งแต่ละระยะมีกิจกรรมของเอนไซม์เฉลี่ยในข้าว 6 พันธุ์ เท่ากับ 0.14, 0.24, 0.32 และ 0.28 นาโนโมลไทอะมีน/นาที/มิลลิกรัมโปรตีน ตามลำดับ อย่างไรก็ตามจากการวิจัยทำให้เห็นความเป็นไปได้ในการพัฒนาพันธุ์ข้าวให้มีความสามารถในการสร้างและสะสมไทอะมีนเพื่อเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ