เคมีอาหาร (food chemistry)
บทบาทของน้ำในอาหาร
น้ำเป็นส่วนประกอบหลัก ของอาหาร โดยเฉพาะอาหารสด เช่น ผัก ผลไม้ เนื้อสัตว์ ไข่ นม น้ำมีที่มีอิทธิพลต่อสมบัติ และคุณภาพด้านต่างๆ ของอาหาร ทั้งสมบัติทางกายภาพ (physical properites) ความหนืด (viscosity) สมบัติด้านเนื้อสัมผัส (textural properties) ตัวอย่างบทบาทที่สำคัญของน้ำที่มีต่ออาหาร ได้แก่
| 1 น้ำมีผลต่อการเสื่อมเสียของอาหาร (food spoilage) |
| 1 น้ำเป็นตัวทำละลาย |
| น้ำมีผลต่อเนื้อสัมผัสของอาหาร |
น้ำเป็นตัวกระจายส่วนประกอบของอาหาร เช่น กรดและเบส สามารถแตกตัวเป็นไอออนได้ในน้ำ ดังนั้นในส่วนผสมของขนมปังเมื่อใส่ผงฟูลงไปในน้ำจึงทำให้กรดและเบสที่มีอยู่ในผงฟูเกิดการแตกตัว ทำปฏิกิริยาให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ซึ่งจะช่วยให้ขนมปังขึ้นฟู
1. น้ำเป็นตัวกลางสำคัญในการถ่ายเทความร้อน จากบริเวณที่มีความร้อนไปสู่อาหาร เช่น ถ้าให้ความร้อนแก่อาหารในกระทะโดยตรง กระทะและอาหารจะร้อนขึ้นเรื่อยๆ อาหารส่วนที่สัมผัสกับกระทะจะไหม้เกรียมก่อนที่อาหารจะร้อนทั่วทั้งหมด แต่ถ้าใส่น้ำลงไปในกระทะด้วย น้ำจะดูดความร้อน และช่วยกระจายความร้อนไปทั่วทุกส่วนของอาหาร เพราะน้ำเป็นตัวนำความร้อนที่ดี และจะช่วยถ่ายเทความร้อนไปสู่อาหารที่สัมผัสกับน้ำ
2. น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดี หรืออาจเรียกว่า ตัวทำละลายไอออนไนซ์ (Ionixing solvent) หรือตัวทำละลายแบบมีขั้ว เพราะน้ำสามารถละลายสารประกอบอิเล็กโตรวาเลนท์ (electrovalent) ได้ เช่น กรดและเกลือ เป็นต้น นอกจากนี้น้ำยังสามารถละลายสารประกอบโควาเลนท์ (covalent compound) ได้ เช่น น้ำตาล และยูเรีย เป็นต้น ความสามารถในการละลายสารพวกโควาเลนท์ได้ ทำให้น้ำมีความสำคัญต่อร่างกายของคน และสัตว์มาก เพราะเมื่อสารเหล่านั้นถูกย่อยให้เป็นโมเลกุลมีขั้วขนาดเล็กๆ เช่น น้ำตาล กรดแอมิโน เป็นต้น โมเลกุลขนาดเล็กเหล่านี้จะละลายได้ดีในน้ำหรือของเหลวในร่างกาย และมีการเคลื่อนที่ภายในร่างกายในรูปของสารละลาย
3. น้ำเป็นตัวทำละลายที่มีขั้วอย่างแรง จึงสามารถจับไอออนต่างๆ ในสารละลายได้ ทำให้ไม่มีไอออนอิสระในสารละลาย สารต่างๆ ในรูปของสารประกอบที่มีขั้วเป็นองค์ประกอบ สารจะรวมอยู่กับโมเลกุลต่ำแม้ว่าจะไม่เป็นสารอิออนนิค แต่ก็มีประจุมีขั้วที่สามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนได้ น้ำละลายได้ในแอลกอฮอล์ที่มีโมเลกุลต่ำได้ดีกว่าแอลกอฮอล์พวกที่มีโมเลกุลสูง เพราะแอลกอฮอล์โมเลกุลต่ำ มีหมู่ไฮดรอกซิลที่มีขั้ว ส่วนแอลกอฮอล์ที่มีโมเลกุลสูงมีอัตราส่วนของโซ่ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่มีขั้วเพิ่มขึ้น ทำให้ละลายน้ำได้น้อยลง โดยโมเลกุลของสารที่มีหมู่ไฮดรอกซิลจำนวนมากจะละลายในน้ำได้ดี เพราะมีหมู่ที่มีขั้วมาก การดึงดูดกันระหว่างโมเลกุลของสารกับโมเลกุลของน้ำจึงมีมากขึ้น เช่น การละลายของน้ำตาลในน้ำ เป็นต้น
4. การเกิดคอลลอยด์ สารประกอบหลายชนิดในอาหารจะถูกแพร่กระจายในน้ำเกิดเป็นคอลลอยด์ ตัวอย่างได้แก่ โปรตีนซึ่งเป็นสารอาหารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่และมีพื้นที่ผิวมาก มีขนาดของอนุภาคอยู่ระหว่าง 0.001 ถึง 0.1 ไมโครเมตร ไม่สามารถเกิดเป็นสารละลายได้ แต่จะเกิดเป็นคอลลอยด์แพร่กระจายในน้ำ ปัจจัยที่ทำให้คอลลอยด์แพร่กระจายได้ คือ การมีชั้นของโมเลกุลของน้ำมาล้อมรอบผิวของอนุภาคคอลลอยด์ และการเกิดแรงผลักกันระหว่างประจุที่เหมือนกันของอนุภาค ทำให้มันแยกห่างจากกัน เช่น โปรตีนในน้ำนมจะแพร่กระจายอยู่ในน้ำรูปของคอลลอยด์ เป็นต้น
5. การเกิดโด (dough) องค์ประกอบของอาหารอาจรวมอยู่กับโมเลกุลของน้ำด้วยพันธะไฮโดรเจน เมื่อมีการเติมน้ำลงไปในอาหาร ส่วนประกอบของอาหารจะไม่แพร่กระจาย เช่น ในการทำขนมปัง แป้งและโปรตีนที่มีอยู่ในส่วนผสมของแป้งจะถูกเติมน้ำเพื่อผสมกับส่วนอื่นๆ ถ้าเติมน้ำลงไปในแป้ง ส่วนผสมจะไม่สามารถรวมตัวกันเกิดเป็นโดได้
6. การเกิดเจลาติไนซ์ (gelatinization) แป้งจะไม่ละลายในน้ำเย็น ทั้งนี้เพราะที่ผิวหน้าของเม็ดแป้งมีการเรียงตัวกันของอนุภาคของแป้งอย่างเป็นระเบียบ และหนาแน่น แต่ถ้าน้ำแป้งได้รับความร้อน น้ำจะแพร่ผ่านผนังของเม็ดแป้งเข้าไป ทำให้เม็ดแป้งพองตัวขึ้นเป็น 5 เท่า เม็ดแป้งจะมีการขยายตัว และเบียดตัวกันมากขึ้น ในที่สุดน้ำแป้งจะเปลี่ยนเป็นของเหลวข้น เรียกว่า โซล (sol) และจะกลายเป็นเจลเมื่ออุณหภูมิลดลงขบวนการเกิดเจลนี้ เรียกว่า เจลาติไนเซชัน
7. การเกิดเจลในแยมและเยลลี่ เจลเป็นอาหารที่มีลักษณะของแข็งแขวนลอยอยู่ในส่วนของน้ำ ซึ่งน้ำเป็นตัวทำละลายที่สำคัญในอาหารประเภทเจล การทำเจลในระยะแรกจะมีปริมาณน้ำมาก และจะลดลงเมื่อความร้อนเพิ่มขึ้นจนกระทั่งเกิดเป็นโซล และด้วยปริมาณความชื้นที่จำกัด โซลจะเปลี่ยนเป็นเจลในลักษณะเป็นวุ้นแข็ง ในทางตรงกันข้ามเจลสามารถรับน้ำได้อีก ถ้าหากมีความร้อน และความดันสูงขึ้น นอกจากนี้การบ่มเจลนี้ไว้ที่อุณหภูมิต่ำอาจเกิดการเยิ้ม (syneresis) ขึ้นได้
ความชื้น (moisture content)
เป็นค่าที่บ่งชี้ปริมาณน้ำที่มีอยู่ในอาหาร เป็นสมบัติที่สำคัญมากที่สุดอย่างหนึ่งของอาหาร เนื่องจาก
- ความชื้นมีผลต่อการเสื่อมเสียของอาหาร (food spoilage) โดยเฉพาะการเสื่อมเสียเนื่องจากจุลินทรีย์ (microbial spoilage) ซึ่งกระทบต่ออายุการวางจำหน่าย (shelf life) อาหารที่มีความชื้นหรือปริมาณน้ำสูงจะเป็นอาหารที่เสื่อมเสียง่าย (perishable food) เนื่องจากมีสภาวะเหมาะสมกับการเจริญของจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเสื่อมเสีย เช่น แบคทีเรีย ยีสต์ และรา
- ความชื้นมีผลต่อความปลอดภัยทางอาหาร (food safety) อาหารที่มีน้ำสูงเหมาะกับการเจริญของจุลินทรีย์ก่อโรค (pathogen) และการสร้างสารพิษ (toxin) ที่ก่อให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษ รวมถึงการสร้างสารพิษของรา (mycotoxin) เช่น aflatoxin และ patulin ซึ่งเป็นอันตรายต่อผู้บริโภค
- ความชื้นมีผลต่อสมบัติทางกายภาพ และสมบัติเชิงความร้อนของอาหารด้านต่างๆ เช่น จุดหลอมเหลว จุดเดือด การนำความร้อน (thermal conductivity) ความร้อนจำเพาะ (specific heat)
- ความชื้นมีผลต่อคุณภาพทางประสาทสัมผัส ซึ่งมีผลต่อการยอมรับของอาหาร ได้แก่ เนื้อสัมผัส (texture) เช่น ความกรอบ ความหนืด (viscosity) การเกาะติดกันเป็นก้อน (caking)
- ความชื้นมีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ที่มีผลกระทบทางลบต่ออาหารระหว่างการเก็บรักษา เช่น ปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาล (browning reaction) ปฏิกิริยาออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation)
- ความชื้นมีผลต่อการกำหนดราคาสินค้า เช่น ข้าว เมล็ดธัญพืช กำหนดราคารับซื้อผันแปรตามปริมาณความชื้น
การแสดงค่าความชื้นของอาหาร
ปริมาณความชื้น นิยมบอกเป็นเปอร์เซ็นต์มี 2 รูปแบบคือ
1.ความชื้นฐานเปียก (wet basis) เป็นค่าความชื้นที่มักใช้ในทางการค้า เป็นค่าที่ใช้บ่งชี้ความชื้นโดยทั่วไปในชีวิตประจำวัน มักบอกเป็นเปอร์เซ็นต์
2. ความชื้นฐานแห้ง (dry basis) เป็นค่าที่นิยมใช้กันในการวิเคราะห์กระบวนการอบแห้ง (dehydration) เพราะช่วยให้คำนวณได้สะดวก เนื่องจากน้ำหนักแห้งของอาหารจะคงที่ อาจบอกเป็นเปอร์เซ็นต์ หรือ จำนวนกรัมของน้ำต่อจำนวนกรัมของของแข็ง (g H2O/ g solid)
การวัดความชื้นของอาหาร
น้ำที่มีอยู่ในอาหารแต่ละชนิดมีการยึดติดอยู่ในโครงสร้าง หรือโมเลกุลของสารอื่นๆ ที่เป็นส่วนประกอบของอาหารในรูปแบบ และความแข็งแรงต่างกัน ทำให้เทคนิคที่ใช้สำหรับการหาความชื้นของอาหารแต่ละชนิดแตกต่างกันไป ทั้งความยากง่าย ความซับซ้อนของอุปกรณ์ และความถูกต้องแม่นยำของค่าที่ได้ วัตถุประสงค์หลักของบทนี้จึงเป็นการแนะนำให้รู้จักวิธีการหาความชื้นในอาหารแบบต่างๆ ข้อดีและข้อเสียของแต่ละวิธี เพื่อสามารถเลือกนำไปใช้งานได้อย่างเหมาะสม
1. การวัดความชื้นโดยตรง (direct method) เป็นการวัดปริมาณที่มีอยู่ในอาหารโดยตรง สามารถทำได้หลายวิธี ได้แก่ การแยกเอาน้ำออกด้วยวิธีทางกายภาพ เช่น การอบแห้งทำให้น้ำระเหยออกไป การกลั่นแยกเอาน้ำออกจากอาหาร หรือการใช้วิธีการทางเคมี โดยการใช้สารเคมีทำปฏิกิริยากับน้ำ เป็นต้น วิธีการวัดโดยตรงเป็นการวัดที่ทำลายตัวอย่าง แต่ละวิธีจะมีความถูกต้องแตกต่างกัน วิธีที่มีการยอมรับกันทั่วไปว่ามีความถูกต้องแม่นยำสูง จะนิยมใช้เป็นค่าความชื้นมาตรฐานเพื่อใช้ปรับเทียบค่าที่ได้จากการวัดด้วยวิธีการอื่นๆ ก่อนนำค่าที่ได้ไปใช้ประโยชน์
- Karl fischer method การทำปฏิกิริยาเคมี (chemical reaction)
- การวิเคราะห์ความชื้นด้วยการอบแห้ง
- การวิเคระห์ความชื้นด้วยการกลั่น (distillation) นำตัวอย่างเมล็ดพืชที่บดเป็นแป้งผสมกับตัวทำละลายโทลูอีน (toluene) แล้วนำไปต้ม น้ำจะระเหยออกมาและควบแน่นเป็นหยดน้ำ ซึ่งวัดเป็นปริมาตรและน้ำหนักได้
- การใช้รังสีอินฟราเรดหรือคลื่นไมโครเวฟ (infrared and microwave radiation) เป็นการใช้รังสีอินฟราเรดหรือคลื่นไมโครเวฟ เพื่อระเหยน้ำในแป้งที่ได้จากการบดตัวอย่างเมล็ดพืช วิธีวัดความชื้นเหล่านี้มีจุดเด่นที่ให้ผลการวัดถูกต้อง แต่จุดด้อยสำคัญคือ อุปกรณ์และเครื่องมือมีราคาแพง การใช้งานต้องเตรียมอุปกรณ์หลายชิ้น และการวัดแต่ละครั้งใช้เวลานาน
2. การวัดโดยอ้อม (indirect methods) เป็นการวัดสมบัติทางไฟฟ้าของเมล็ดพืชด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น วัดค่าความจุไฟฟ้า การวัดความชื้นโดยทางอ้อมมีจุดเด่นตรงรู้ผลเร็ว สะดวก และทำได้บ่อย จุดด้อยคือ ค่าที่ได้จากการวัดเป็นค่าโดยประมาณการ
การวัดโดยอ้อมวัดได้หลายวิธีเช่นกันคือ
1). การวัดความต้านทานไฟฟ้า (resistance) อุปกรณ์วัดความต้านทานไฟฟ้าของเมล็ดพืช ทำได้โดยบรรจุเมล็ดพืชตัวอย่างลงช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าในภาชนะปิดแน่น ค่าความต้านทานไฟฟ้าที่วัดได้จะแปรเป็นค่าปริมาณความชื้น
2). ความจุไฟฟ้า (capacitance) ตัวอย่างจะถูกบรรจุในภาชนะปิด โดยผนังภาชนะทำหน้าที่ปล่อยกระแสไฟฟ้าความถี่สูงออกมา การวัดวิธีนี้จำเป็นต้องใช้ตารางคาลิเบรชัน (calibration) ประกอบด้วยค่าความชื้นที่ได้จากการวัดด้วยวิธีนี้จะมีความแม่นยำมากกว่าการวัดจากค่าความต้านทานไฟฟ้า
3). ความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) เป็นวิธีหาค่าความชื้นในเมล็ดพืชจากการวัดความชื้นสัมพัทธ์ในช่องอากาศระหว่างเมล็ด เนื่องจากปริมาณความชื้นในเมล็ดจะทำให้ความชื้นสัมพัทธ์ในช่องอากาศระหว่างเมล็ดเปลี่ยนแปลง ซึ่งความถูกต้องของค่าความชื้นที่วัดได้จากวิธีนี้ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของความชื้น ดังนั้นการวัดด้วยวิธีนี้ต้องรอเวลานานประมาณ 1-2 ชั่วโมงเพื่อให้ความชื้นสัมพัทธ์ในช่องอากาศต่างๆ เกิดสมดุลก่อนวัดเพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้อง
กลับไปที่เนื้อหา
คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate) คือ สารอาหารที่ประกอบด้วยคาร์บอน ( C ) ไฮโดรเจน ( H ) และออกซิเจน ( O )
คาร์โบไฮเดรต ได้แก่ พวกแป้ง ข้าว น้ำตาล เผือก มัน ฯลฯ มี 2 ประเภท ดังนี้
1. น้ำตาล ได้แก่ คาร์โบไฮเดรตที่มีรสหวาน ละลายน้ำได้ ได้แก่
ก. น้ำตาลเชิงเดี่ยว ( Mono saccharide ) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดโมเลกุลเล็ก คาร์โบไฮเดรตแต่ละชนิดมีสมบัติแตกต่างกัน คือ กลูโคสทำปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต์ได้เร็วกว่า ซูโครส แป้งไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต์ แต่ทำปฏิกิริยากับสารละลายไอโอดีน ส่วยเซลลูโลสไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายทั้งสองชนิดนี้
อาหารที่นำมาทดสอบจะให้ผล ดังนี้
- เส้นก๋วยเตี๋ยว ขนมปัง วุ้นเส้น กล้วยน้ำว้า ทดสอบโดยใช้สารละลายไอโอดีน ให้สีน้ำเงินแสดงว่า มีแป้ง
- แบะแซ น้ำผึ้ง น้ำตาลกรวด กล้วยน้ำว้า ขนมปัง ( ถ้ามีรสหวาน ) ทดสอบโดยใช้สารละลายเบเนดิกต์ ถ้าเปลี่ยนสีของสารละลายจากฟ้าเป็นเขียว แล้วเหลืองในที่สุด ได้ตะกอนสีแดงส้ม แสดงว่ามีน้ำตาล
1. คาร์โบไฮเดรตต่างชนิดกันมีสมบัติต่างกัน
2. การทดสอบน้ำตาลใช้สารละลายเบเนดิกต์ คือ เปลี่ยนสีของสารละลายเบเนดิกต์จากสีฟ้าเป็นสีเขียวแล้วเหลือง ในที่สุดจะได้ตะกอนสีส้มแดง ตามลำดับ
3. แป้งไม่ทำปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต์ แต่ทำปฏิกิริยากับสารละลายไอโอดีนให้สีน้ำเงิน
4. เซลลูโลสไม่ทำปฏิกิริยาทั้งสารละลายเบเนดิกต์และสารละลายไอโอดีน
5. แป้งสามารถย่อยให้เป็นน้ำตาลได้ โดยการต้มกับกรดไฮโดรคลอริก
ในการแช่สารละลายของน้ำตาลซูโครสและน้ำแป้ง กับสารละลายเบเนดิกต์ในน้ำเดือด ให้แช่ไว้ภายในเวลาที่กำหนด ถ้าแช่นานเกินไป ซูโครสหรือน้ำแป้งบางส่วนจะถูกเบสในสารละลายเบเนดิกต์ทำให้แตกตัวเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว และเกิดปฏิกิริยากับสารละลายเบเนดิกต์ทำให้เกิดตะกอนสีส้มแดงเล็กน้อย
การต้มสารละลายกลูโคส ซูโครส แป้ง และ สำลี กับ กรดไฮโดรคลอริก เพื่อทำให้สารละลายเป็นกลางด้วยสารละลายโซเดียวไฮดรอกไซด์ แล้วทดสอบด้วยสารละลายเบเนดิกต์ ปรากฏว่า น้ำตาลซูโครส และ น้ำแป้งมีตะกอนสีส้มแดงหรือสีแดงอิฐเกิดขึ้น แสดงว่ากรดไฮโดรคลอริกทำให้น้ำตาลซูโครสและแป้งแตกตัวเป็นน้ำตาลโมเลกลุเดี่ยวได้
1.1.1 น้ำตาล
ร่างกายย่อยสลาย และ ดูดซึมได้ง่าย เช่น
- กลูโคส ( Glucose ) เด็กซ์โทรส น้ำตาลองุ่น ( Grape Sugar )
- ฟรุคโตส ( Fructose ) หรือ น้ำตาลผลไม้ ( Fruit Sugar ) พบในผลไม้และน้ำผึ้ง
- กาแลคโตส ( Galactose ) ไม่ปรากฎอิสระในธรรมชาติ แต่มีสูตรโครงสร้างแตกต่างกัน
น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) เป็น หน่วยเล็กที่สุดของคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) ไม่สามารถถูกไฮโดรไลซ์ (hydrolysis) ให้เล็กลงได้อีก ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 3-9 อะตอม
น้ำตาลเพนโทส (pentose) หมายถึง น้ำตาลโมเกลุลเดี่ยว ที่มีคาร์บอน 5 อะตอม เช่น แอราบิโนส (arabinose) ไซโลส (xylose)
น้ำตาลเฮกโซส (hexose) หมายถึง น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว ที่มีคาร์บอน 6 อะตอม ใช้เป็นสารให้ความหวาน (sweetener) ได้แก่
น้ำตาลเฮกโซสที่ไม่พบอิสระ แต่มักพบเป็นส่วนประกอบของ polysaccharide ได้แก่
- น้ำตาลแมนโนส (mannose)
น้ำตาลกลูโคส (glucose)
คาร์บอน 6 อะตอม (hexose) ชนิดแอลโดส (aldose) ลักษณะเป็นของแข็งสีขาว จุดหลอมเหลว (melting point) ที่ 146 องศาเซลเซียส พบมากในผลองุ่นสุก น้ำผึ้ง และผลไม้ที่มีรสหวาน มีรสหวานน้อยกว่าน้ำตาลทราย เป็นน้ำตาลรีดิวซ์ (reducing sugar)
น้ำตาลฟรักโทส (fructose)
เป็นคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) ประเภท น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) มีคาร์บอน
6 อะตอม (hexose) ชนิดคีโทเฮกโซส (keto hexose) ลักษณะเป็นของแข็งสีขาว จุดหลอมเหลว
(melting point) ที่ 102 องศาเซลเซียส พบมากในผลองุ่นสุก น้ำผึ้ง และผลไม้ที่มีรสหวาน มีรสหวานมากกว่าน้ำตาลทราย
น้ำตาลกาแล็กโทส
มีคาร์บอน 6 อะตอม เป็นน้ำตาลชนิดแอลโดส (aldose) ลักษณะเป็นของแข็งสีขาว จุดหลอมเหลว (melting point) 165 ํ-168 องศาเซลเซียส มีรสหวานน้อยกว่าน้ำตาลทราย เป็นน้ำตาลรีดิวซ์ (reducing sugar) ไม่พบอิสระในพืชและสัตว์ แต่พบโมเลกุลของน้ำตาลกาแล็กโทส รวมกับโมเลกุลของกลูโคส (glucose) เป็นโมเลกุลของน้ำตาลแล็กโทส (lactose) ซึ่งมีอยู่ในน้ำนมเท่านั้น และพบ
D-galactose ในโครงสร้างของพอลิแซ็กคาไรด์ (polysaccharide) เช่น เพกทิน (pectin) คาร์ราจีแนน (carrageenan) กัม (gum) อะการ์ (agar)
การทดสอบน้ำตาลกลูโคส
ทดสอบโดยใช้สารละลายเบเนดิกต์ ( Benedict s solution ) เติมลงในสารที่ต้องการทดสอบ นำไปต้ม ถ้าเป็น กลูโคส จะเปลี่ยนสี จากสีฟ้าเป็นตะกอนสีส้มอิฐ
ข. น้ำตาลเชิงคู่ (Disaccharide ร่างกายเมื่อได้รับจะไม่สามารถใช้ได้ทันที ต้องเปลี่ยนเป็นน้ำตาลเชิงเดี่ยวก่อน ได้จากการรวมตัวของน้ำตาลเชิงเดี่ยว 2 โมเลกุลและเกิดการควบแน่นได้น้ำ 1 โมเลกุล
ตัวอย่าง
- ซูโครส ( Sucrose ) หรือ น้ำตาลทราย น้ำตาลอ้อย หรือ น้ำตาลหัวผักกาดหวาน ประโยชน์ใช้ทำลูกอม เป็นสารถนอมอาหาร ได้จากน้ำตาลเชิงเดี่ยว 2 ตัว ดังสมการ
กลูโคส + ฟรุคโตส --> ซูโคส + น้ำ
- มอลโตส ( Maltose ) หรือ น้ำตาลมอลล์ มีในข้าวบาร์เลย์ หรือ ข้าวมอลล์ ที่กำลังงงอกประโยชน์ ใช้ทำเบียร์ ทำเครื่องดื่ม และอาหารเด็ก ได้จากน้ำตาลเชิงเดี่ยว 2 ตัว ดังสมการ
กลูโคส + กลูโคส --> มอลโตส + น้ำ
- แลคโตส ( Lactose ) หรือ น้ำตาลนม ผลิตภัณฑ์จากต่อมน้ำนมของสัตว์ ประโยชน์ใช้ทำขนมปัง อาหารเด็กอ่อน ได้จากน้ำตาลเชิงเดี่ยว 2 ตัว ดังสมการ
กลูโคส + กาแลคโตส --> แลคโตส + น้ำ
1. น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวและโมเลกุลคู่ในปริมาณน้ำหนักต่อโมลเท่าๆ กัน จะมีความหวานต่างกัน ฟรุกโทส เป็นน้ำตาลตามธรรมชาติที่มีความหวานมากที่สุด ฟรุกโทสมีรสหวานมากกว่าซูโครส ส่วนซูโครสมีรสหวานมากกว่ากลูโคสและมอลโทส ในองุ่นมีกลูโคสอยู่มาก ฟรุกโทสมีมากในน้ำผึ้ง ซูโครสพบมากในอ้อยและหัวบีท นอกจากนี้นผลไม้ที่มีรสหวานเกือบทุกชนิดจะมีซูโครสอยู่ด้วย ส่วนมอลโทสพบในข้าวมอลล์ที่กำลังงอก
2. ซูโครส เป็นน้ำตาลโมเลกุลคูที่ร่างกายดูดซึมได้ ก่อนที่ร่างกายจะนำไปใช้ ซูโครสจะถูกเอนไซม์ในลำไส้ย่อยให้สลายตัวเป็นน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว คือ กลูโคสและฟรุกโทส แล้วร่างกายจึงนำไปใช้
ไดแซ็กคาไรด์ หรือน้ำตาลโมเลกุลคู่ (disacchaide) หมายถึงน้ำตาลที่ประกอบด้วยน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) 2 โมเลกุล ซึ่งอาจเป็นชนิดเดียวกัน หรือต่างชนิดกันก็ได้เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ (glycosidic bond) เมื่อผ่านการไฮโดรไลซ์ (hydrolysis) จะให้น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว 2 โมเลกุล
น้ำตาลโมเลกุลคู่ที่พบในอาหาร ได้แก่
น้ำตาลโมเลกุลคู่ที่พบทั่วไปในอาหาร
โอลิโกแซ็กคาไรด์ คือคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) ที่ประกอบด้วย น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) 3-10 โมเลกุลเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ (glycosidic bond)
ตัวอย่างของโอลิโกแซ็กคาไรด์ ได้แก่
- ฟรักโท-โอลิโกแซ็กคาไรด์ (fructo-oligosaccharide)
- แรฟฟิโนส (raffinose)
- สแตชิโอส (stachyose)
- แล็กทูโลส (lactulose)
- กาแล็กโท-โอลิโกแซ็กคาไรด์ (galacto-oligosaccharide (GOS))
- โอลิโกแซ็กคาไรด์ถั่วเหลือง (soybean oligosaccharide)
- แล็กโทซูโครส (lactosucrose)
- ไอโซมอลโท-โอลิโกแซ็กคาไรด์ (isomalto-oligosaccharide)
- กลูโค-โอลิโกแซ็กคาไรด์ (gluco-oligosaccharide)
- ไซโล-โอลิโกแซ็กคาไรด์ (xylo-oligosaccharide)
- พาลาทิโนส (palatinose)
1.1.2 แป้งและเซลลูโลส สรุปได้ว่าทั้งแป้งและเซลลูโลส ต่างประกอบด้วยโมเลกุลของกลูโคสจำนวนมากมายนับพันโมเลกุล แต่สารทั้งสองมีสมบัติต่างกัน เนื่องจากโครงสร้างไม่เหมือนกัน
พวกที่ไม่ใช่น้ำตาล เป็นคาร์โบไฮเดรตทีไม่มีรสหวาน และไม่ละลายน้ำ เรียกว่า คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน ( Polysaccharide )
ตัวอย่าง เช่น แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส ไคติน
- แป้ง พบในเมล็ด ราก หรือหัว และใบของพืข เช่น ข้าว มัน เผือก กลอย
- ไกลโคเจน มีในร่างกายมนุษย์ถูกสะสมไว้ที่ตับและกล้ามเนื้อ เมื่อร่างกายขาดแคลน เปลี่ยนเป็นกลูโคสได้
กลูโคส --> ไกลไคเจน
- เซลลูโลส พบที่ผนังเซลล์ของพืชทุกชนิด เอนไซม์ในร่างกายมนุษย์ย่อยไม่ได้ แต่ช่วยเพิ่มกากอาหร
- ไคติน เป็นสารที่พบในเปลืองกุ้ง และ แมลง
ส่วนของพืชที่ประกอบด้วย แป้ง ได้แก่ เมล็ด ราก และลำต้นใต้ดิน ส่วนของพืชที่ประกอบด้วยเซลลูโลส คือ โครงสร้างเกือบทั้งหมดของพืช โดยเฉพาะที่เปลือก ใบ และเส้นใยที่ปนในเนื้อผลไม้
ข้าวที่หุงดิบๆ สุกๆ หรือ ข้าวโพดดิบ เมื่อกินเข้าไปแล้วอาจมีอาการท้องอืด ท้องเฟ้อ เพราะแป้งย่อยสลายเป็นกลูโคสได้ยาก
ในร่างกายของมนุษย์ไม่มีเอนไซม์สำหรับย่อยอาหารของสัตว์ที่กินพืชจะมีสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจำพวกโปรโตชัวอาศัยอยู่เป็นจำนวนมาก โปรโตซัวเหล่านี้สามารถปผลิตเอนไซม์ออกมาย่อยสลายเซลลูโลสให้เป็นกลูโคสได้ สัตว์จำพวกดังกล่าว เช่น วัว ควาย ปลวก จึงสามารถใช้ประโยชน์จากเซลลูโลสได้
ไกลโคเจน ซึ่งเป็นคาร์โบไฮเดรตประเภทแป้งที่สะสมในร่างกาย คนและสัตว์
การทดสอบแป้ง
ทดสอบโดยใช้สารละลายไอโอดีน มีสีเหลือง น้ำตาล ถ้าเป็นแป้งและเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินเข้ม หรือ ม่วงดำ
หน้าที่และประโยชน์ของคาร์โบไฮเดรต
1. ให้พลังงานและความร้อน (1 กรัม ให้พลังงาน 4 แคลอรี่ )
2. ช่วยสงวนโปรตีนให้ร่างกายนำไปใช้ในทางที่เป็นประโยชน์มากที่สุด
3. คาร์โบไฮเดรตที่เหลือใช้ เปลี่ยนเป็นไขมันสะสมในร่างกายได้
|
ความหมายของพอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide) |
|
พอลิแซ็กคาไรด์ เป็นคาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน ซึ่งในโมเลกุลประกอบด้วยมอโนแซ็กคาไรด์ที่เป็นชนิดเดียวกัน (homopolysaccharide) หรือต่างชนิดกัน (heteropolysaccharide) เรียงต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์เป็นสายยาวตั้งแต่ 10 โมเลกุลขึ้นไปถึงจำนวนหลายร้อยโมเลกุล เช่น สตาร์ช เซลลูโลส เพกทิน และกัม (ยางของพืช) เป็นต้น |
|
ประเภทของพอลิแซ็กคาไรด์ |
|
Homopolysaccharide เป็น พอลิแซ็กคาไรด์ที่ในโมเลกุลเป็น monosaccharide ชนิดเดียวกันเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ (glycosidic bond) ได้แก่ สตาร์ซ (starch) ซึ่งประกอบด้วย อะไมโลส (amylose) อะไมโลเพกทิน (amylopectin) เซลลูโลส (cellulose) พืชสร้างพอลิแซ็กคาไรด์ได้จากกระบวนการสังเคราะห์แสง สะสมเป็นแหล่งพลังงานในส่วนต่างๆ homopolysacchardie ที่พบในสัตว์ คือ ไกลโคเจน (glycogen)
|
|
Heteropolysaccharide เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่ในโมเลกุลเป็น monosaccharide มากกว่า 1 ชนิด เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ (glycosidic bond) ตัวอย่างได้แก่
รูปแสดงโครงสร้างของ Xanthan gum เป็นตัวอย่างของ heteropolysaccharide ที่ผลิตได้จากแบคทีเรีย |
|
การใช้พอลิแซ็กคาไรด์ในอุตสาหกรรมอาหาร |
|
ในอุตสาหกรรมอาหารใช้พอลิแซ็กคาไรด์ เพื่อ
|
กลับไปที่เนื้อหา
โปรตีน
โปรตีน เป็นสารประกอบอินทรีย์ ซึ่งเป็นพอลิเมอร์สายยาวของกรดแอมิโน (amino acid) ในแง่โภชนาการ โปรตีนเป็นสารอาหาร ที่ให้พลังงาน คือโปรตีน 1 กรัมให้พลังงาน 4 แคลอรี (calorie)
โปรตีนเป็นส่วนประกอบของร่างกาย ที่มีปริมาณมากเป็นอันดับสองรองจากน้ำ โดยเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของเซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตทุกชนิด เช่น เอนไซม์ (enzyme) ฮอร์โมน ซึ่งจำเป็นต่อการทำงาน และการดำรงชีวิต มีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตและการเสริมสร้างเนื้อเยื่อส่วนที่สึกหรอของสัตว์ เมื่อรับประทานอาหารที่มีโปรตีน ร่างกายจะย่อยสลายโปรตีนได้เป็นกรดแอมิโน และกรดแอมิโนที่ร่างกายได้รับจากอาหารจะนำไปใช้ประโยชน์ต่างๆ ดังนี้
- สังเคราะห์โปรตีนที่เป็นโครงสร้างต่างๆ ขึ้นใหม่ตามที่ร่างกายต้องการ เช่น สร้างกล้ามเนื้อ โครงกระดูก
- สังเคราะห์สารอื่น เช่น เป็นสารตั้งต้นของการสร้างสารส่งสัญญาณประสาท (Neurotransmitter) สังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอกซิน (thyroxine) และเอนไซม์เป็นต้น
- เป็นสารตั้งต้นหรือตัวกลางในการสังเคราะห์กรดแอมิโนชนิดอื่น ๆ
- ช่วยเพิ่มการสะสมไกลโคเจน (glycogenesis) และไขมัน
- สร้างน้ำตาลกลูโคสในยามที่ร่างกายขาดแคลนน้ำตาลกลูโคส (gluconeogenesis)
- ให้พลังงานแก่ร่างกาย เมื่อร่างกายขาดคาร์โบไฮเดรตและไขมัน
ในการประเมินคุณภาพโปรตีน ใช้วิธี Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score โดยดูจากค่า amino acid score ซึ่งเป็นค่าเปรียบเทียบปริมาณกรดcอมิโนในอาหารกับกรดแอมิโนจากโปรตีนอ้างอิง อัตราส่วนของกรดแอมิโนจำเป็นชนิดใดมีค่าน้อยที่สุด ตัวเลขนั้นคือ amino acid score ของอาหารนั้น และเรียกกรดแอมิโนที่มีค่าน้อยที่สุดว่า กรดแอมิโนจำกัด (limiting amino acid)
แหล่งของโปรตีนในอาหาร
พืชสังเคราะห์โปรตีนได้จากไนโตรเจน ส่วนคนและสัตว์ชั้นสูงอาศัยกรดแอมิโนที่ได้รับจากอาหาร แหล่งอาหารโปรตีนที่มีคุณภาพดีและสำคัญของมนุษย์และสัตว์ ได้แก่ เนื้อสัตว์ (meat) น้ำนม (milk) ไข่ (egg) ถั่ว (legume) เช่น ถั่วเหลือง เมล็ดธัญพืช (cereal grain) นอกจากนี้ จุลินทรีย์ เช่น ยีสต์ สาหร่ายเห็ด หนอน แมลงที่กินได้ก็เป็นแหล่งของโปรตีนที่ดี
โมเลกุลของกรดแอมิโนซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของโปรตีน ประกอบด้วยธาตุหลักคือ คาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน ไฮโดรเจน และกำมะถัน ภายในโมเลกุลของกรดแอมิโนทุกชนิด มีหมู่แอมิโน (-NH2) และหมู่กรดคาร์บอกซิล (COOH) อย่างละ 1 หมู่ กรดแอมิโนแต่ละชนิดแตกต่างกันที่หมู่ R (side chain) ซึ่งมีกรดแอมิโนที่แตกต่างกันประมาณ 20 ชนิด (ดูรายละเอียด amino acid) โมเลกุลของกรดแอมิโน เชื่อมต่อกันด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) ซึ่งเป็นพันธะโควาเลนท์ ได้เป็นสายยาวของกรดแอมิโน เรียกว่าพอลิเพปไทด์ (polypeptide)
- โครงสร้างของโปรตีน (protein structure)
- การสูญเสียสภาพธรรมชาติของโปรตีน (protein denaturation)
- สมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีน (functional properties of protein)
กรดอะมิโน
กรดอะมิโนเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของโปรตีน (protein) โครงสร้างโมเลกุลของกรดอะมิโนประกอบด้วยหมู่อะมิโน (amino group, NH2) หมู่คาร์บอกซิล (carboxyl group,COOH) และ หมู่ - R (side chain) กรดอะมิโนส่วนใหญ่ได้จากการไฮโดรไลซ์ (hydrolyze) โปรตีนอย่างสมบูรณ์ มีทั้งหมด 20 ชนิด
หมู่ R (side chain) ของกรดแอมิโน
กรดแอมิโนแต่ละชนิดจะแตกต่างกันที่ หมู่ R มีผลให้สมบัติของกรดแอมิโน เช่น การชอบน้ำหรือไม่ชอบน้ำแตกต่างกัน โดยหมู่ R ของกรดแอมิโนแบ่งออกได้เป็นกลุ่มต่างๆ ได้ดังนี้
1. หมู่ R ที่โมเลกุล มีขั้วและไม่มีประจุ (polar, uncharged) จะเป็นกรดแอมิโนที่ชอบน้ำ (hydrophilic) สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนกับน้ำได้ เช่น
- Hydroxyl amino acid กรดแอมิโนที่มี หมู่ R มีหมู่ไฮดรอกซิล (hydroxyl group, OH) ได้แก่ Serine , Threonine และ Tyrosine
- Amide amino acid หมู่ R มีหมู่เอไมด์ (amide group, -CO-NH2) ได้แก่ Asparagineและ Glutamine ( Asparagine ถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายในสภาวะที่เป็นกรดได้เป็นกรดแอสพาร์ติก (aspartic acid) ส่วน glutamine ถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายในสภาวะที่เป็นด่างได้เป็นกรดกลูตามิก (glutamic acid)
- Thiol amino acid หมู่ R มีหมู่ไทออล (thiol group, -SH) ได้แก่ ซิสเตอีน (cysteine)
-กรดแอมิโน glycine มีหมู่ R เป็นไฮโดรเจน เป็นกรดแอมิโนที่มีขนาดเล็กและมีน้ำหนักโมเลกุลน้อยที่สุด (ไกลซีนไม่มีขั้วแต่ชอบน้ำ มักจัดรวมอยู่ในกลุ่มแอมิโนที่ชอบน้ำ)
2. หมู่ R มีประจุ มีทั้งที่เป็นประจุบวกและประจุลบ เป็นกรดแอมิโนที่ชอบน้ำมาก (highly hydrophilic)
2.1 หมู่ R ที่มีประจุบวก (positively charge) ซึ่งเป็นกรดแอมิโนที่มีสมบัติเป็นด่างหรือเบสในหมู่ R มีหมู่เอมีน (amine) ได้แก่ไลซีน (lysine) อาร์จินีน (arginine) และฮิสทิดีน (histidine)
2.2 หมู่ R ที่มีประจุลบ (negatively charge) ซึ่งเป็นกรดแอมิโนที่มีสมบัติเป็นกรด ที่หมู่ R มีหมู่คาร์บอกซิล (carboxyl group,COOH) ได้แก่กรดแอสพาร์ติก (aspartic acid) และ กรดกลูตามิก (glutamic acid)
3. หมู่ R เป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว (non polar) จะเป็นกรดแอมิโนที่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) เช่น แอลานีน (alanine) วาลีน (valine) ลูซีน (leucine) ไอโซลูซีน (isoleucine) ฟีนิลแอลานีน (phenylalanine) เมไทโอนีน (methionine) ทริพโตแฟน (tryptophan) และโพรลีน (proline)
กรดอะมิโนจำเป็น (essential amino acid) หมายถึง กรดแอมิโน (amino acid) ซึ่งเป็นองต์ประกอบในโมเลกุลของโปรตีน เป็นกรดแอมิโนที่ร่างกายสร้างเองไม่ได้ต้องได้รับจากการรับประทานอาหารการขาดกรดอะมิโนที่จำเป็นชนิดใดชนิดหนึ่งมีผลทำให้ร่างกายไม่สามารถซ่อมแซมโปรตีนส่วนที่สึกหรอได้ หรือการทำงานของเอนไซม์ในเมแทบอลิซึมไม่ปกติซึ่งกรด แอมิโนจะไม่สะสมในร่างกายเหมือนคาร์โบไฮเดรต และ ไขมัน ดังนั้นจึงต้องรับประทานโปรตีนที่มีคุณภาพดีทุกวันเพื่อให้ร่างกายได้รับกรดอะมิโนจำเป็นอย่างเพียงพอ แตกต่างจากกรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น (non essential amino acid) ซึ่งเป็นกรดอะมิโนที่ร่างกายสังเคราะห์ได้จากสารอาหารอื่น
กรดแอมิโนที่จำเป็น มี10 ชนิด สำหรับเด็ก (*) และมี 8 ชนิดสำหรับผู้ใหญ่ ได้แก่
| Non essential amino acid | Essential amion acid |
| Alanine | Arginine* |
| Asparagine | Histidine* |
| Aspartate | Isoleucine |
| Cysteine | Leucine |
| Glutamate | Lysine |
| Glutamine | Methionine |
| Glycine | Phenylalanine |
| Proline | Threonine |
| Serine | Tyrptophan |
| Tyrosine | Valine |
โปรตีนจากสัตว์ เช่น เนื้อสัตว์ (meat) ไข่ขาว (egg) และน้ำนม (milk) มีกรดแอมิโนที่จำเป็นครบทุกชนิด
ส่วนโปรตีนจากถั่วต่างๆ และพืชผัก อาจมีกรดแอมิโนจำเป็นบางชนิดปริมาณน้อย เช่น
- ถั่วเหลืองมีเมไทโอนีน (methionine) ต่ำ
- ข้าวโพดมีไลซีน (lysine) และทริพโตเฟน (tryptophane) ต่ำ
- ข้าวสาร ที่ผ่านการสีแล้วมีไลซีน (lysine) และทรีโอนีน (threonine) ต่ำ
- ข้าวสาลีมีไลซีน (lysine) ต่ำ
กรดแอมิโนที่จำเป็น (%) ในแหล่งโปรตีนจากอาหารต่างๆ
| Amino-acid (%) |
Egg |
|||
| Lysine |
8.8 |
8.1 |
9.3 |
6.8 |
| Tryptophan |
1.0 |
1.6 |
1.1 |
1.9 |
| Histidine |
2.0 |
2.6 |
3.8 |
2.2 |
| Phenylalanine |
3.9 |
5.3 |
4.5 |
5.4 |
| Leucine |
8.4 |
10.2 |
8.2 |
8.4 |
| Isoleucine |
6.0 |
7.2 |
5.2 |
7.1 |
| Threonine |
4.6 |
4.4 |
4.2 |
5.5 |
| Methionine-cystine |
4.0 |
4.3 |
2.9 |
3.3 |
| Valine |
6.0 |
7.6 |
5.0 |
8.1 |
กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น (non essential amino acid) หมายถึง กรดอะมิโน (amino acid) ที่ร่างกายสังเคราะห์ได้เอง จากกระบวนการเมแทบอลิซึมต่าง ๆ ภายในร่างกาย เช่น การสังเคราะห์ซิสตีน (cystine) จากเมไทโอนีน (methionine) สังเคราะห์ไทโรซีน (tyrosine) จากฟีนิลแอลานีน (phenylalanine)
กรดอะมิโนที่ไม่จำเป็น แตกต่างจากกรดอะมิโนที่จำเป็น (essential amino acid) ซึ่งร่างการยสังเคราะห์เองไม่ได้ ต้องได้รับจากการบริโภคอาหารเท่านั้น
กลับไปที่เนื้อหา
ลิพิด (lipid) คือ สารอินทรีย์ที่ประกอบด้วย คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเป็นหลัก มีฟอสฟอรัสในโมเลกุลของฟอสโฟลิพิด
สมบัติของลิพิด
- ไม่มีขั้ว (nonpolar)
- ส่วนใหญ่ไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) ไม่ละลายในน้ำแต่ละลายได้ดีในตัวทำละลายอินทรีย์ทีไม่มีขั้ว (เช่น เฮกเซน แอลอกฮอล์ )
- เป็นองค์ประกอบท่ีสำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane)
- เป็นสารอาหารที่ ให้พลังงานแก่ร่างกายได้มากที่สุด
- เป็นตัวละลายวิตามิน ที่ละลายได้ในไขมัน เช่น Vitamin A, Vitamin D, Vitamin E และ Vitamin K
ประเภทของลิพิด
1. Simple lipids ได้แก่ ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) เช่น น้ำมัน ไขมัน และแวกซ์ (wax)
2. Compound lipids ได้แก่
- ฟอสโฟลิพิด (phospholipid)
- ไกลโคลิพิด (glycolipid)
- ลิโพโปรตีน (lipoprotein)
3. Derived lipids ได้แก่
- กลีเซอรอล (glycerol)
- กรดไขมัน (fatty acid)
- มอโนกลีเซอไรด์ (monoglyceride)
- ไดกลีเซอไรด์ (diglyceride)
- เทอร์ปีน (terpene) และ เทอร์พินอยด์ (terpenoid)
- สเตอรอยด์ (steroid) ไข (wax)
ปฏิกิริยาของลิพิด
- Saponification
- Halogenation
- Lipid oxidation
- Interesterification
การตรวจสอบคุณภาพของลิพิด
- Smoke point
- Peroxide value
- Acid value
- Saponification number
- Iodine value
- Polenske number
- Reichert Meissl Number
ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) หรืออาจเรียกว่า ไตรเอซีลกลีเซอรอล (triacylglycerol) เป็นสารในกลุ่มลิพิด (lipid) ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำมันและไขมันที่ใช้เป็นอาหาร
โมเลกุลของไตรกลีเซอไรด์ เกิดจากการรวมตัวของกรดไขมัน (fatty acid) 3 โมเลกุล กับกลีเซอรอล 1 โมเลกุลด้วยพันธะเอสเทอร์ โดยที่กรดไขมันทั้งสามโมเลกุล (R1, R2, R3) ในโมเลกุลของไตรกลีเซอไรด์ หากเหมือนกัน เรียกว่า simple trigleyceride หรือหากแตกต่างกัน เรียกว่า mixed triglyceride
ปฏิกิริยาของไตรกลีเซอไรด์
- ปฏิกิริยาไฮโดรไลซีส (hydrolysis) เป็นปฏิกิริยาการย่อยสลายพันธะเอสเทอร์ใน โมเลกุลของไตรกลีเซอรไรด์ด้วยน้ำ ทำให้ได้กรดไขมันอิสระ (free fatty acid) โดยมีเอนไซม์ลิเพส (lipase) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ทำให้มีค่าความเป็นกรด (acid value) สูงขึ้น
- ปฏิกิริยาอินเตอร์เอสเทอริฟิเคชัน (interesterification) เป็นปฏิกิริยาที่ใช้ดัดแปลงโครงสร้างไตรกลีเซอไรด์ ในน้ำมันหรือไขมัน ใช้เอนไซม์ลิเพส (lipase) ป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เพื่อเปลี่ยนแปลงชนิด หรือตำแหน่งของกรดไขมัน (fatty acid) ในโมเลกุลของไตรกลีเซอไรด์ ทำให้ได้ผลิตภัณใหม่ที่เรียกว่า structure triglyceride
- วัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงคุณค่าทางโภชนาการ ปรับเปลี่ยนสมบัติทางกายภาพ เช่น จุดหลอมเหลว (meling point) ตัวอย่างเช่น เนยโกโก้เทียม (Cocoa butter equivalent) สารทดแทนไขมันในน้ำนมแม่ (human breast milk fat substitutes) ไขมันพลังงานต่ำ (low-calories fat) และน้ำมันที่อุดมด้วยกรดไขมันจำเป็น (oil enriched essential fatty acid) เป็นต้น
- ปฏิกิริยาการเกิดออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation) เกิดกับไตรกลีเซอไรด์ที่มีกรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid) เป็นส่วนประกอบทำให้เกิดการเหม็นหืน (rancidity)
การย่อยสลายในร่างกาย
ไตรกลีเซอไรด์จะถูกย่อยด้วยเอนไซม์ลิเพล (lipase) ได้กรดไขมันอิสระ (fatty acid) และกลีเซอรอล (glycerol) เมื่อลำเลียงเข้าสู่เซลล์ กรดไขมันจะถูกเปลี่ยนเป็นแอซีทิลโคเอนไซม์เอ (acetyl CoA) โดยกระบวนการบีตา-ออกซิเดชัน (β-oxidation) แล้วนำเข้าสู่วัฏจักรเครบส์ (Krebs' cycle) ส่วนกลีเซอรอลจะถูกเปลี่ยนเป็น glyceraldehyde-3-phoshate (PGAL) และเข้าสู่วิถีไกลโคไลซิส (glycolysis) ต่อไป
กรดไขมันอิสระ (free fatty acid) หมายถึงกรดไขมัน (fatty acid) ที่ไม่ได้รวมอยู่เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride)
โดยปกติ กรดไขมันซึ่งจัดเป็นลิพิด (lipid) มักพบอยู่ในน้ำมันและไขมันท่ี่ใช้ปรุงอาหารบริโภค โดยจะรวมกันในรูปของไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) หากถูกแยกออกมาโดยการไฮโดรไลซ์ จะอยู่ในรูปของกรดไขมันอิสระ
การเกิดกรดไขมันอิสระในอาหาร เป็นดัชนีบ่งชี้คุณภาพของน้ำมันพืช (vegetable oil) ไขมันและน้ำมันทอดซ้ำ รวมทั้งอาหารที่มีไขมันสูง ปริมาณกรดไขมันอิสระ เป็นต้นเหตุสำคัญของการเสื่อมเสียอาหาร (food spoilage) คือการเกิดกลิ่นผิดปกติ (off flavour) ที่เรียกว่า กลิ่นหืน (rancidity) และทำให้ค่าความเป็นกรด (acid value, AV) ของน้ำมันสูงขึ้น
กรดไขมันอิสระ ที่เป็นกรดไขมันที่มีสายสั้น (short chain fatty acid) เช่น butyric acid ตัวมันเองมีกลิ่นเมื่อหลุดออกมาเป็นโมเลกุลอิสระทำให้เกิดกลิ่นผิดปกติในอาหาร นอกจากนี้ กรดไขมันอิสระ ประเภทกรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid) เป็นสาเหตุเบื้องต้นของการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation) ซึ่งเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ทำให้การเหม็นหืนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและรวดเร็ว
สาเหตุของการเกิดกรดไขมันอิสระ
- ไตรกลีเซอไรด์ ถูกย่อยด้วยเอนไซม์ไลเพสโดยมีน้ำ เป็นส่วนร่วมในปฏิกิริยา เรียกว่า hydrolytic rancidity
จุดเกิดควัน (smoke point) คืออุณหภูมิที่น้ำมัน หรือไขมันที่ใช้บริโภค หรือปรุงอาหาร เช่น น้ำมันพืช ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) เริ่มสลายตัว ได้เป็นกลีเซอรอล (glycerol) และกรดไขมันอิสระ (free fatty acid)
เมื่อเริ่มกระบวนการทอด (frying) น้ำมันจะมีอุณหภูมิเพิ่มสูงขึ้น โมเลกุลของกลีเซอรอลจะเปลี่ยนเป็น อะโครลีน (acrolein) ซึ่งเป็นสารที่เป็นส่วนประกอบของสารเกิดควัน ควันที่เกิดขึ้นทำให้เกิดการแสบตา แสบคอ
การเกิดควันของน้ำมันเกิดขึ้นเมื่อน้ำมันได้รับความร้อนสูงกว่าจุดเกิดควัน เช่น การทอดแบบน้ำมันท่วม (deep frying) การผัดด้วยไฟแรง (stir fry)
น้ำมันทอดซ้ำ เป็นสาเหตุของการเสื่อมเสียของน้ำมัน สูญเสียคุณค่าทางโภชนาการ และทำให้น้ำมันเกิดกลิ่นหืน (rancidity) ได้ง่าย น้ำมันที่ใช้สำหรับทอด หรือปรุงอาหารด้วยไฟแรง จึงแนะนำให้ใช้น้ำมันที่มีจุดเกิดควันสูง
ซาพอนนิฟิเคชัน (saponification) เป็นปฏิกิริยาของลิพิด (lipid) เช่น ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ถูกสลายพันธะเอสเทอร์ด้วยด่าง เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ หรือ โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ จะได้กลีเซอรอลและเกลือของกรดไขมัน หรือสบู่ (soap) สบู่ที่เกิดขึ้นนี้มีสมบัติละลายในน้ำได้
ปฏิกิริยา saponificationลิพิดที่ถูกไฮโดรไลซ์ได้ด้วยด่าง เรียกว่า ซาพอนนิฟิเคชัน แมทเทอร์ (saponifiable matter) เช่น ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) ฟอสโฟลิพิด (phospholipid) ขี้ผึ้ง (wax) เป็นต้น ส่วนลิพิดที่ไม่ถูกไฮโดรไลซ์ด้วยด่าง จัดเป็น unsaponifiable matter หรือ non-saponifiable matter
กลับไปที่เนื้อหา
วัตถุเจือปนอาหาร
วัตถุเจือปนอาหาร (food additive) หมายถึง วัตถุที่ตามปกติมิได้ใช้เป็นอาหาร หรือเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของอาหาร ไม่ว่าวัตถุนั้นจะมีคุณค่าทางโภชนาการหรือไม่ก็ตาม แต่ใช้เจือปนในอาหารเพื่อประโยชน์ทางเทคโนโลยีการผลิต การบรรจุ การเก็บรักษา หรือการขนส่ง ซึ่งมีผลต่อคุณภาพหรือมาตรฐานหรือลักษณะของอาหาร และให้หมายความรวมถึงวัตถุที่มิได้ใช้เจือปนในอาหาร แต่ใช้รวมอยู่กับอาหารเพื่อประโยชน์ดังกล่าวข้างต้นด้วย" (ประกาศกระทรวงสาธารณสุขฉบับที่ 119 (พ.ศ.2532) เรื่อง วัตถุเจือปนอาหาร (ฉบับที่ 2)
- วัตถุประสงค์ของการใช้วัตถุเจือปนอาหาร
- ประเภทของวัตถุเจือปนอาหาร
วัตถุประสงค์ของการใช้วัตถุเจือปนอาหาร
การใช้วัตถุเจือปนอาหารมีจุดประสงค์การใช้หลักดังนี้
- เพื่อให้อาหารมีความคงตัว เช่นการใช้อิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier) ทำให้อาหารมีสภาพเป็นอิมัลชัน (emulsion) ลักษณะเนื้อสัมผัสคงตัวและป้องกันน้ำและน้ำมันไม่ให้เกิดการแยกชั้น (stabilizing agent) และ เพิ่มความหนืด (thickening agent) ทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารมีลักษณะเนื้อสัมผัสคงตัวและเป็นเนื้อเดียวกัน สารป้องกันการจับตัวเป็นก้อน (anticaking agent) ช่วยให้อาหาร เช่น เกลือไม่เกาะกันและนำไปใช้ได้สะดวก
- เพื่อรักษาคุณภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น การใช้วัตถุกันเสีย (preservative) เพื่อป้องกันการเสื่อมเสียของอาหารจากยีสต์ราแบคทีเรีย วัตถุกันหืน เพื่อป้องกันการเสื่อมเสียจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของอาหารที่มีน้ำมันและไขมันเป็นส่วนประกอบ และการเปลี่ยนสีของผักและผลไม้สด
- เพื่อควบคุมความเป็นกรด-ด่างของอาหาร เช่น การเติมกรดลงไปในอาหาร เพื่อให้อาหารมีค่าพีเอชเป็นกรด จะช่วยลดอุณหภูมิและระยะเวลาในการฆ่าเชื้ออาหาร การใช้กรดเพื่อช่วยปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในผงฟูเพื่อให้ขนมอบมีลักษณะของผลิตภัณฑ์ตามความต้องการ
- เพื่อแต่งสีและให้กลิ่นรสอาหารตามความต้องการของผู้บริโภค
ประเภทของวัตถุเจือปนอาหาร
- สารป้องกันการหืน (antioxidant)
- ซีเควสเตนท์ (sequestrant)
- กรดอินทรีย์ (organic acid)
- สารที่ช่วยให้ข้นหรือช่วยให้คงตัว (thickening agent and stabilizing agent)
- สารที่ทำให้เกิดเจล (gelling agent)
- สีผสมอาหาร (coloring agent)
- สารปรุงแต่งกลิ่นรสอาหาร (flavoring agent)
- สารเสริมรส (flavor enhancer ) กระตุ้นกลิ่นรสของอาหาร
- สารให้ความหวานแทนน้ำตาล (sugar substitute)
- สารปรับความเป็นกรด-ด่าง (acid regulator) ควบคุมความเป็นกรด-ด่างของอาหาร เช่น กรด ด่าง บัฟเฟอร์
- สารเคลือบผิว (glazing agent ) เคลือบผิวของอาหาร
- สารช่วยให้คงรูป (firming agent) ให้เนื้อเยื่อของผัก ผลไม้ คงรูป
- สารช่วยเก็บความชื้น ( humectant ) ป้องกันไม่ให้อาหารแห้ง
- สารทำให้เปียก (wetting agent)
- สารปรับคุณภาพแป้ง ( flour treatment agent ) เติมลงไปในแป้งเพื่อปรับปรุงคุณภาพ และสี ของผลิตภัณฑ์ขนมอบ
- เอนไซม์ (enzyme)
สารให้ความหวาน (sweetener) หมายถึงสารที่ให้รส (taste) หวาน
ความหวาน (sweetness) ของสารให้ความหวานแต่ละชนิดเปรียบเทียบกันด้วยความหวานสัมพัทธ์ (relative sweetness)
ชนิดของสารให้ความหวานที่ใช้ในอาหาร
สารให้ความหวานที่เป็นน้ำตาล (sugar) เป็นคาร์โบไฮเดรท ประเภท น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) และน้ำตาลโมเลกุลคู่ (disaccharide)
- น้ำตาลซูโครส (sucrose)
- น้ำตาลกลูโคส (glucose) และ glucose syrup
- น้ำตาลฟรักโทส (fructose) และ fructose syrup
- น้ำตาลแล็กโทส (lactose)
- น้ำตาลมอลโทส (maltose)
- น้ำตาลอินเวร์ต (invert sugar)
สารให้ความหวานทดแทนน้ำตาล (sugar substitute)
EU listof sweetener
- E 420Sorbitols
- E 421Mannitol
- E 950Acesulfame K
- E 951 Aspartame
- E 952 Cyclamates
- E 953Isomalt
- E 954 Saccharins
- E 955 Sucralose
- E 957 Thaumatin
- E 959 Neohesperidine DC
- E 961 Neotame
- E 962 Salt of aspartame-acesulfame
- E 965 Maltitols
- E 966 Lactitol
- E 967 Xylitol
- E 968 Erythritol
วัตถุกันเสีย (preservative) อาจเรียกว่า สารกันเสีย หรือสารกันบูด เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive) ที่ใช้เพื่อการถนอมอาหาร (food preservation) ซึ่งอาจได้จากธรรมชาติ หรือเป็นสารสังเคราะห์ สามารถช่วยยับยั้งหรือทำลายจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย (bacteria) ยีสต์ (yeast) รา (mold) ที่ทำให้อาหารเกิดการเน่าเสีย (microbial spoilage) หรือยับยั้งปฏิกิริยาทางเคมี ที่ทำให้อาหารเสื่อมเสีย (food spoilage) ช่วยยืดอายุการวางจำหน่าย (shelf life) ของอาหาร
ที่มา : http://www.chaladsue.com
ผลของสารกันเสียต่อจุลินทรีย์
สารกันเสียทำงานโดยไปควบคุมการเจริญของจุลินทรีย์ หรือไปทำลายส่วนหนึ่งส่วนใด หรือเซลล์ของจุลินทรีย์ เช่น ทำลายผนังเซลล์ (cell wall) เยื่อหุ้มเซลล์ (cell membrane) หรือไปยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ (enzyme) หรือไปทำลายสารควบคุมพันธุกรรม ทำให้เซลล์ไม่สามารถเพิ่มจำนวนหรือสืบพันธุ์ได้ตามปกติ
ชนิดของสารกันเสีย
1. สารกันเสียที่ได้จากธรรมชาติ อาจเป็นสารที่พบในอาหารเอง หรือสร้างขึ้นด้วยจุลินทรีย์ระหว่างการหมัก (fermentation) ได้แก่ กรดอินทรีย์ต่างๆ เช่น กรดฟอร์มิก กรดแอซีติก และกรดแล็กทิกเป็นต้น
2. สารกันเสียที่สังเคราะห์ขึ้น เพื่อใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร
สารต้านออกซิเดชัน (antioxidant) หรืออาจเรียกว่า สารต้านอนุมูลอิสระ คือสารที่สามารถยับยั้ง หรือชะลอการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ซึ่งเป็นสาเหตุของการเกิดอนุมูลอิสระ (free radical) เช่น การเกิดออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation)
สารต้านออกซิเดชัน สามารถแบ่งตามกลไกการยับยั้งได้เป็น 3 ชนิด คือ
1. Preventive antioxidant ป้องกันการเกิดอนุมูลอิสระ
2. Scavenging antioxidant ทำลายหรือยับยั้งอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้น
3. Chain breaking antioxidant ทำให้ลูกโซ่ของการเกิดอนุมูลอิสระสิ้นสุดลง
สารต้านออกซิเดชันที่ใช้เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive)
1. สารต้านออกซิเดชันธรรมชาติ ได้แก่ สารเคมีจากพืช เช่น ผัก ผลไม้ เครื่องเทศสมุนไพร ชา
- phenolic compounds ได้แก่ polyphenol ในเครื่องเทศ (spices) สารสกัดจากเมล็ดองุ่น ชา ขมิ้น
- แอสตาแซนทิน (astaxanthin)
- ยูจีนอล (eugenol) ในกานพลู
- วิตามินซี (vitamin C)
- วิตามินอี (vitamin E)
- กรดซิตริก
- แอนโทไซยานิน (anthocyanin)
- ซีลีเนียม (selenium)
2. สารต้านออกซิเดชันสังเคราะห์ เช่น
- BHA (butylated hydroxyanisole)
- BHT (butylated hydroxytoluene)
- TBHQ (tertiary butyl hydro quinone)
- EDTA
ชนิดของพืช |
ชนิดของสารต้านอนุมูลอิสระ |
อีพิแกลโลแคทีชินแกลเลต อีพิแกลโลแคทีชิน และ อิพิแคทีชินแกลเลต |
|
วานิลลา |
วานิลลิน |
ขิง |
จินเจอรอล (gingerol) |
พริก |
แคปไซซิน (capsaicin) |
เซซามอล เซซามอลไดเมอร์ เซซาโมลินอล และเซซามินอล |
|
ผักและผลไม้ที่มีสีเหลือง สีแดง หรือสีเข้ม บางชนิด |
|
เจเนสทีน ไอโซฟลาโวน (isoflavone) |
|
ผักและผลไม้ที่มีสีม่วงและสีแดงบางชนิด เช่น องุ่น มะเขือม่วง ลูกหว้า หนามแดง |
แอนโทไซยานิน |
โรสแมรี่ |
คาร์โนซอล กรดโรสมารินิก กรดคาร์โนซิกและโรสมาริดิฟีนอล |
ขมิ้น |
เททระไฮโดรเคอร์คูมิน |
พริกไทยดำ |
กรดเฟรูลิก |
ผลไม้ |
วิตามินซี |
ชา |
เอสเทอร์ของกรดแกลลิก |
อิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier) เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive) ช่วยให้อิมัลชัน (emulsion) คงตัวด้วยการลดแรงตึงผิว (surface tension) ของของเหลว โดยช่วยทำให้อิมัลชันมีความคงตัว และป้องกันไม่ให้อิมัลชันแยกเป็นชั้น ซึ่งในโมเลกุลของอิมัลซิไฟเออร์ มีทั้งส่วนที่ชอบน้ำ (hydrophillic) และไม่ชอบน้ำ (hydrophobic) โดยจะหันส่วนที่ชอบน้ำเข้าหาน้ำ และหันส่วนที่ไม่ชอบน้ำเข้าหาไขมันเป็นฟิมส์หุ้ม
ประเภทของอิมัลซิไฟเออร์
1. อิมัลซิไฟเออร์ที่ได้จากธรรมชาติ ซึ่งรวมถึง
- สารประกอบฟอสฟอลิพิด (phospholipids) เช่น เลซิทิน (lecithin) ที่ได้จากถั่วเหลือง และไข่แดง
- ไฮโดรคอลลอยด์ (hydrocolloid) และกัม (gum) ชนิดต่างๆ
- โปรตีน เช่น เวย์ (whey) เป็นต้น
2. อิมัลซิไฟเออร์ที่ได้จากการสังเคราะห์ ซึ่งมักจะเตรียมจากพอลิออล (polyols) และกรดไขมัน เช่น
- ไดกลีเซอไรด์ (diglyceride)
- มอโนกลีเซอไรด์ (monoglyceride) เป็นต้น
การเลือกใช้อิมัลซิไฟเออร์
พิจารณาจากสัดส่วนระหว่างส่วนที่ชอบน้ำกับส่วนที่ชอบน้ำมัน (hydrophile-lipophile balance, HLB) ซึ่งเป็นอัตราส่วนโดยน้ำหนักของมวลโมเลกุลส่วนที่ชอบน้ำ (hydrophillic) กับมวลโมเลกุลทั้งหมด คูณด้วย 20 (Griffin's method) มีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 20 เป็นค่าที่ใช้กำหนดการนำมาใช้งานของอิมัลซิไฟเออร์ (emulsifier)
กลับไปที่เนื้อหา
(25246) 
(71395) 
(499146)