| ข้อมูลเกี่ยวกับ หญ้าหวาน สารสกัดให้ความหวานแทนน้ำตาล เหมาะสำหรับชาว Lowcarb อย่างเรา ที่ต้องการควบคุมปริมาณน้ำตาล ปัจจุบันเราหาซื้อได้ในลักษณะเป็นซองชงในน้ำอุ่นค่ะ เก็บบทความมาฝากลองอ่านดูนะคะ |
ที่มา http://www.science.mju.ac.th/chemistry/research/weerachai/yawan.htm
หญ้าหวาน หรือ Stevia rebaudiana Bertoni เป็นพืชพื้นเมืองของบราซิล ค้นพบ ตั้งแต่ปี 1887 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกาใต้ โดยมีชาวพื้นเมืองปารากวัย ใช้สารหวานนี้ผสมกับชากินมากว่า 1500 ปี ต่อมา ญี่ปุ่นนำมาใช้อย่างกว้างขวาง ตั้งแต่ปี 1982 คือ 17 ปีมาแล้ว สารหวานที่อยู่ในหญ้าหวาน เป็นกลุ่มสารเคมีในกลุ่มกลัยโคไซด์ ชื่อ Stevioside มีความหวานกว่าน้ำตาล 100-300 เท่า สารหวานตัวนี้ มีการศึกษากันมายาวนานแล้วในประเทศไทย ทั้งในด้านการแพทย์ ชีวเคมี และทางเคมี ในบทความนี้จะกล่าวถึงเทคโนโลยีการสกัด และงานวิจัยที่ทำ เกี่ยวกับด้านนี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น ชื่อ Kunihiko และคณะ เป็นผู้ได้รายงานการใช้ขบวนการอิเลคโตรลิซีสในการทำน้ำสกัดจากพืชให้สะอาด เพื่อใช้เป็นหนึ่งในขบวนการสกัดกลัยโคไซด์ ชื่อ Stevioside จากหญ้าหวาน เป็นกลุ่มแรก และได้จดสิทธิบัตรในประเทศญี่ปุ่นไว้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1979 ( Patent Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 7990199; 17 July 1979, 4pp) งานวิจัยของ Kunihiko ได้ใช้ในขบวนการสกัดสารหวานจากหญ้าหวานในระดับอุตสาหกรรมในประเทศญี่ปุ่นมาโดยตลอด จนเป็นเทคโนโลยีที่รู้จักกันดี ในเวลาต่อมา สิทธิบัตรนี้ หมดอายุ และได้มีการเผยแพร่ และนักวิทยาศาสตร์ชาวไทยกลุ่มแรกที่นำงานวิจัยนี้ มาต่อยอด และพัฒนา จนประสิทธิภาพการสกัดดีกว่าของญี่ปุ่น และนำมาใช้ในประเทศไทยคือ รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ งานวิจัยของ รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ ในช่วงแรก ยังถือว่าเป็นความลับ และได้มีการรวมตัวนักวิทยาศาสตร์หลายคน เพื่อจะสกัดสารหวาน จากหญ้าหวาน ในระดับอุตสาหกรรม ในช่วงระหว่างปี ค.ศ. 1987 แต่มีอุปสรรค คือ องค์การอาหารและยาของอเมริกา ไม่ยอมรับสารหวานนี้ เนื่องจาก มีงานวิจัยที่บ่งบอกว่า สารหวานจากหญ้าหวาน เป็นสารก่อมะเร็ง และ องค์การอาหารและยาของไทยก็ยังไม่เห็นควร ในขณะที่ ญี่ปุ่น มีการสกัด ซื้อขาย กันอย่างกว้างขวาง ในช่วงนั้นเอง ประเทศไทยทำได้อย่างเดียวคือ การขายวัตถุดิบ รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ จึงตัดสินใจนำผลงานวิจัยดังกล่าว ตีพิมพ์ เผยแพร่ ในวารสารระดับนานาชาติชื่อดังของเอเชีย คือ วารสาร Science Asia ในปี 1987 ซึ่งเป็นผลงานชิ้นแรกเกี่ยวกับการสกัดสารหวานบริสุทธิจากหญ้าหวานของประเทศไทย ทั้งนี้ผลงานที่ตีพิมพ์แล้ว ถือเป็นชื่อเสียงแก่นักวิทยาศาสตร์ และเป็นการเผยแพร่ ซึ่งบุคคลใดๆก็ตาม สามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปทำตามได้ โดยไม่ผิดกฏหมาย เทคโนโลยีการสกัดสารหวานจากหญ้าหวานที่พัฒนาโดย รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ ได้ถูกถ่ายทอดให้แก่ผู้เขียน ซึ่งเป็นหนึ่งในทีมงานวิจัยของท่าน จนเราสามารถใช้เทคโนโลยีนี้ สกัดสารอื่นๆได้อีกหลายชนิด เช่น สารหวาน จาก ชะเอม (ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร CM Journal of Science) น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว จากต้นขี้เหล็ก (ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร ACGC Chemical Research Communication) และกลัยโคไซด์สำคัญอื่นๆ เช่น กลัยโคไซด์หลักในบัวบกที่ใช้เป็นยารักษาโรคผิวหนัง (ตีพิมพ์เผยแพร่ในหนังสือของ InterScience) กลัยโคไซด์หลัก ที่ทำให้เกิดฟองและใช้ทำแชมพู จากลูกมะคำดีควาย (ตีพิมพ์เผยแพร่ในหนังสือของ InterScience) รวมถึงการพัฒนาวิธีการสกัดนี้ เพื่อใช้ในระบบกำจัดของเสียสารพิษกลุ่มฟีนอล จากสิ่งแวดล้อม (ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารของ Analytical Science) เป็นต้น ที่กล่าวมาทั้งหมด เป็นการตีพิมพ์เผยแพร่ของกลุ่มวิจัยของเรา ทั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ และผู้ที่มีแนวความคิดทางธุรกิจอื่นๆ สามารถนำงานวิจัยดังกล่าว มาพัฒนาต่อยอดได้ แต่ขอให้มีการอ้างอิงถึงเท่านั้นก็พอ หลักการสกัดสารหวานดังกล่าว ใช้เทคนิคการทำอิเล็คโตรลิซีสหรือการฟอกสีด้วยไฟฟ้า หรือการจับก้อนด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นวิธีที่สะดวก สะอาด และปลอดภัยจากการใช้สารเคมีในการสกัด
หลักการโดยย่อของการทำอิเล็คโตรลิซีสหรือการฟอกสีด้วยไฟฟ้านั้น เป็นขบวนการที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox) ขึ้น ทำได้โดยผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารที่อยู่ในสถานะสารละลายหรือหลอมเหลวไอโอไนท์ (ionise) ได้ เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารดังกล่าวโดยใช้อิเลคโตรด ทำให้อิออนทั้งหลายเคลื่อนที่ไปยังอิเลคโตรดที่มีประจุตรงข้ามและมีการถ่ายเทอิเลคตรอนที่อิเล็คโตรดเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสารที่ให้ทดลอง เช่น อาจเกิดเป็นอะตอมของธาตุหรือสารประกอบซึ่งเคลือบบนพื้นผิวอิเล็คโตรด อาจให้ก๊าซออกมาหรืออิออนอาจทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน หรือทำปฏิกิริยากับอิเลคโตรดหรือทำปฏิกิริยากับตัวทำละลาย จากหลักการดังกล่าว สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการกำจัดสิ่งเจือปน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสี ออกจากน้ำสกัดของพืชได้
ในระหว่างการอิเลคโตรลิซีสนั้น ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ของ Al ที่เกิด แล้วได้ Al3+ จะเกิดที่ขั้วอาโนด (ขั้วบวก) และปฏิกิริยารีดักชัน (reduction) H2O ที่เกิดแล้วได้ OH- กับ H2 จะเกิดที่ขั้วคาโธด (ขั้วลบ) ดังสมการ
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Al à Al3+ + 3e- ปฏิกิริยารีดักชัน : 2H2O + 2e- à H2 + 2OH-
ปฏิกิริยาดังกล่าวที่เกิดขึ้นก็จะทำให้ได้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งมีลักษณะเป็นตะกอนเบาคล้ายเจล (gel) ตะกอนอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์นี้จะดูดซับพวกสิ่งเจือปนต่างๆ แล้วตกตะกอนลงมาจึงทำให้น้ำสกัดจากพืชมีสีเจือจางลง ทำให้ตั้งสมมุติฐานได้ว่า สิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการส่วนหนึ่ง จะสามารถถูกกำจัดได้โดยขบวนการนี้ ซึ่งสามารถจะพัฒนาไปสู่การสกัดสารสำคัญในน้ำสกัดพืช เช่นสารกลุ่มกลัยโคไซด์ และ แอลคาลอยด์ ต่อไป รายละเอียด วีธีการ ผู้สนใจสามารถค้นหาเอกสารได้ จากผลงานวิจัยของกลุ่ม รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ และผู้เขียน หรือจะติดต่อสอบถามโดยตรงที่ผู้เขียน ทางกลุ่มวิจัยยินดีให้ข้อมูล และเอกสารที่ตีพิมพ์เผยแพร่ไปแล้ว แก่ผู้สนใจทุกท่าน
ผศ. ดร. วีรชัย พุทธวงศ์
ภาควิชาเคมี คณะวิทยาสาสตร์
มหาวิทยาลัยแม่โจ้
อ. สันทราย จ. เชียงใหม่
50290
หญ้าหวาน หรือ Stevia rebaudiana Bertoni เป็นพืชพื้นเมืองของบราซิล ค้นพบ ตั้งแต่ปี 1887 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกาใต้ โดยมีชาวพื้นเมืองปารากวัย ใช้สารหวานนี้ผสมกับชากินมากว่า 1500 ปี ต่อมา ญี่ปุ่นนำมาใช้อย่างกว้างขวาง ตั้งแต่ปี 1982 คือ 17 ปีมาแล้ว สารหวานที่อยู่ในหญ้าหวาน เป็นกลุ่มสารเคมีในกลุ่มกลัยโคไซด์ ชื่อ Stevioside มีความหวานกว่าน้ำตาล 100-300 เท่า สารหวานตัวนี้ มีการศึกษากันมายาวนานแล้วในประเทศไทย ทั้งในด้านการแพทย์ ชีวเคมี และทางเคมี ในบทความนี้จะกล่าวถึงเทคโนโลยีการสกัด และงานวิจัยที่ทำ เกี่ยวกับด้านนี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่น ชื่อ Kunihiko และคณะ เป็นผู้ได้รายงานการใช้ขบวนการอิเลคโตรลิซีสในการทำน้ำสกัดจากพืชให้สะอาด เพื่อใช้เป็นหนึ่งในขบวนการสกัดกลัยโคไซด์ ชื่อ Stevioside จากหญ้าหวาน เป็นกลุ่มแรก และได้จดสิทธิบัตรในประเทศญี่ปุ่นไว้ ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1979 ( Patent Japan Kokai Tokkyo Koho; JP 7990199; 17 July 1979, 4pp) งานวิจัยของ Kunihiko ได้ใช้ในขบวนการสกัดสารหวานจากหญ้าหวานในระดับอุตสาหกรรมในประเทศญี่ปุ่นมาโดยตลอด จนเป็นเทคโนโลยีที่รู้จักกันดี ในเวลาต่อมา สิทธิบัตรนี้ หมดอายุ และได้มีการเผยแพร่ และนักวิทยาศาสตร์ชาวไทยกลุ่มแรกที่นำงานวิจัยนี้ มาต่อยอด และพัฒนา จนประสิทธิภาพการสกัดดีกว่าของญี่ปุ่น และนำมาใช้ในประเทศไทยคือ รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ งานวิจัยของ รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ ในช่วงแรก ยังถือว่าเป็นความลับ และได้มีการรวมตัวนักวิทยาศาสตร์หลายคน เพื่อจะสกัดสารหวาน จากหญ้าหวาน ในระดับอุตสาหกรรม ในช่วงระหว่างปี ค.ศ. 1987 แต่มีอุปสรรค คือ องค์การอาหารและยาของอเมริกา ไม่ยอมรับสารหวานนี้ เนื่องจาก มีงานวิจัยที่บ่งบอกว่า สารหวานจากหญ้าหวาน เป็นสารก่อมะเร็ง และ องค์การอาหารและยาของไทยก็ยังไม่เห็นควร ในขณะที่ ญี่ปุ่น มีการสกัด ซื้อขาย กันอย่างกว้างขวาง ในช่วงนั้นเอง ประเทศไทยทำได้อย่างเดียวคือ การขายวัตถุดิบ รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ จึงตัดสินใจนำผลงานวิจัยดังกล่าว ตีพิมพ์ เผยแพร่ ในวารสารระดับนานาชาติชื่อดังของเอเชีย คือ วารสาร Science Asia ในปี 1987 ซึ่งเป็นผลงานชิ้นแรกเกี่ยวกับการสกัดสารหวานบริสุทธิจากหญ้าหวานของประเทศไทย ทั้งนี้ผลงานที่ตีพิมพ์แล้ว ถือเป็นชื่อเสียงแก่นักวิทยาศาสตร์ และเป็นการเผยแพร่ ซึ่งบุคคลใดๆก็ตาม สามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปทำตามได้ โดยไม่ผิดกฏหมาย เทคโนโลยีการสกัดสารหวานจากหญ้าหวานที่พัฒนาโดย รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ ได้ถูกถ่ายทอดให้แก่ผู้เขียน ซึ่งเป็นหนึ่งในทีมงานวิจัยของท่าน จนเราสามารถใช้เทคโนโลยีนี้ สกัดสารอื่นๆได้อีกหลายชนิด เช่น สารหวาน จาก ชะเอม (ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร CM Journal of Science) น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว จากต้นขี้เหล็ก (ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร ACGC Chemical Research Communication) และกลัยโคไซด์สำคัญอื่นๆ เช่น กลัยโคไซด์หลักในบัวบกที่ใช้เป็นยารักษาโรคผิวหนัง (ตีพิมพ์เผยแพร่ในหนังสือของ InterScience) กลัยโคไซด์หลัก ที่ทำให้เกิดฟองและใช้ทำแชมพู จากลูกมะคำดีควาย (ตีพิมพ์เผยแพร่ในหนังสือของ InterScience) รวมถึงการพัฒนาวิธีการสกัดนี้ เพื่อใช้ในระบบกำจัดของเสียสารพิษกลุ่มฟีนอล จากสิ่งแวดล้อม (ตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารของ Analytical Science) เป็นต้น ที่กล่าวมาทั้งหมด เป็นการตีพิมพ์เผยแพร่ของกลุ่มวิจัยของเรา ทั้งนี้ นักวิทยาศาสตร์ และผู้ที่มีแนวความคิดทางธุรกิจอื่นๆ สามารถนำงานวิจัยดังกล่าว มาพัฒนาต่อยอดได้ แต่ขอให้มีการอ้างอิงถึงเท่านั้นก็พอ หลักการสกัดสารหวานดังกล่าว ใช้เทคนิคการทำอิเล็คโตรลิซีสหรือการฟอกสีด้วยไฟฟ้า หรือการจับก้อนด้วยไฟฟ้า ซึ่งเป็นวิธีที่สะดวก สะอาด และปลอดภัยจากการใช้สารเคมีในการสกัด
หลักการโดยย่อของการทำอิเล็คโตรลิซีสหรือการฟอกสีด้วยไฟฟ้านั้น เป็นขบวนการที่ใช้พลังงานไฟฟ้าทำให้เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox) ขึ้น ทำได้โดยผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารที่อยู่ในสถานะสารละลายหรือหลอมเหลวไอโอไนท์ (ionise) ได้ เมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปในสารดังกล่าวโดยใช้อิเลคโตรด ทำให้อิออนทั้งหลายเคลื่อนที่ไปยังอิเลคโตรดที่มีประจุตรงข้ามและมีการถ่ายเทอิเลคตรอนที่อิเล็คโตรดเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของสารที่ให้ทดลอง เช่น อาจเกิดเป็นอะตอมของธาตุหรือสารประกอบซึ่งเคลือบบนพื้นผิวอิเล็คโตรด อาจให้ก๊าซออกมาหรืออิออนอาจทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน หรือทำปฏิกิริยากับอิเลคโตรดหรือทำปฏิกิริยากับตัวทำละลาย จากหลักการดังกล่าว สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในการกำจัดสิ่งเจือปน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสี ออกจากน้ำสกัดของพืชได้
ในระหว่างการอิเลคโตรลิซีสนั้น ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ของ Al ที่เกิด แล้วได้ Al3+ จะเกิดที่ขั้วอาโนด (ขั้วบวก) และปฏิกิริยารีดักชัน (reduction) H2O ที่เกิดแล้วได้ OH- กับ H2 จะเกิดที่ขั้วคาโธด (ขั้วลบ) ดังสมการ
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน : Al à Al3+ + 3e- ปฏิกิริยารีดักชัน : 2H2O + 2e- à H2 + 2OH-
ปฏิกิริยาดังกล่าวที่เกิดขึ้นก็จะทำให้ได้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งมีลักษณะเป็นตะกอนเบาคล้ายเจล (gel) ตะกอนอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์นี้จะดูดซับพวกสิ่งเจือปนต่างๆ แล้วตกตะกอนลงมาจึงทำให้น้ำสกัดจากพืชมีสีเจือจางลง ทำให้ตั้งสมมุติฐานได้ว่า สิ่งเจือปนที่ไม่ต้องการส่วนหนึ่ง จะสามารถถูกกำจัดได้โดยขบวนการนี้ ซึ่งสามารถจะพัฒนาไปสู่การสกัดสารสำคัญในน้ำสกัดพืช เช่นสารกลุ่มกลัยโคไซด์ และ แอลคาลอยด์ ต่อไป รายละเอียด วีธีการ ผู้สนใจสามารถค้นหาเอกสารได้ จากผลงานวิจัยของกลุ่ม รศ. ดร. ด้วง พุธศุกร์ และผู้เขียน หรือจะติดต่อสอบถามโดยตรงที่ผู้เขียน ทางกลุ่มวิจัยยินดีให้ข้อมูล และเอกสารที่ตีพิมพ์เผยแพร่ไปแล้ว แก่ผู้สนใจทุกท่าน
ผศ. ดร. วีรชัย พุทธวงศ์
ภาควิชาเคมี คณะวิทยาสาสตร์
มหาวิทยาลัยแม่โจ้
อ. สันทราย จ. เชียงใหม่
50290