วิตามิน

1. วิตามิน วิตามินเป็นสารประกอบอินทรีย์ชนิดหนึ่งซึ่งร่างกายต้องการเพียงเล็กน้อย แต่มีความสำคัญเนื่องจากร่างกายของมนุษย์ไม่สามารถสังเคราะห์ได้ ต้องได้รับจากอาหาร โดยอาหารส่วนใหญ่จะมีปริมาณวิตามินชนิดต่างๆแตกต่างกัน

2. การจำแนกวิตามิน 1.วิตามินที่ละลายได้ในไขมัน (Fat-soluble vitamins) วิตามินกลุ่มนี้จะละลายในไขมัน ดังนั้นจึงละลายมาในไขมันในอาหาร และสามารถสะสมไว้ในร่างกายได้ ซึ่งถ้าร่างกายได้รับมากเกินไปจะเกิดพิษต่อร่างกาย วิตามินกลุ่มนี้ประกอบด้วย 1.1 วิตามิน A เป็นอนุพันธ์แอลกอฮอล์ชนิดหนึ่งพบมากในรูปเอสเทอร์ของกรดไขมัน โดยวิตามินเอสามารถทนกรดและด่าง แต่สามารถถูกออกซิไดส์ได้ง่ายเมื่อสัมผัสอากาศและออกซิเจน ที่อุณหภูมิสูง จึงถูกทำลายเมื่อถูกแสงอาทิตย์ แสงอัตราไวโอเลต และเมื่อละลายในน้ำมันที่เกิดการหืนเนื่องจากมีเพอร์ออกไซด์เกิดขึ้น Vitamin A- Palmitate

3. retinoids เป็นวิตามินเอที่พบเฉพาะในสัตว์ มีอยู่ในรูปเรตินอล เรตินาล เรตินอลเอสเทอร์และกรดเรติโนอิก เช่น ในน้ำมันตับปลา(จากปลาคอด ปลาทูน่า) ในตับสัตว์ ไข่แดง ผลิตภัณฑ์นม • carotenoids เป็นสารประกอบที่สามารถละลายได้ในไขมันและน้ำมันที่พบในอาหารที่ได้จากพืช ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นวิตามินเอได้ที่ลำไส้เล็ก ตับ และไต จัดเป็น provitamin A พบในผัก ผลไม้สีเขียว เหลือง หรือส้มแดง เช่น แครอท ฟักทอง มะละกอสุก มะเขือเทศ ใบคะน้า ตำลึง แคโรทีนอยด์มีหลายชนิด ได้แก่ แอลฟา-แคโรทีน บีต้า-แคโรทีน และแกมมา-แคโรทีน แต่รูปที่มีประโยชน์มากที่สุดคือ บีต้า-แคโรทีน ทำหน้าที่เป็นสารต้านออกซิเดชันแก่ร่างกาย ช่วยสลายอนุมูลอิสระในร่างกาย จึงเป็นสารช่วยชะลอความแก่และยับยั้งการเกิดมะเร็ง

4. บีต้า-แคโรทีน 1 โมเลกุลสลายได้วิตามินเอ 2 โมเลกุล แต่คุณค่าทางชีวภาพบีต้า-แคโรทีน ต่ำกว่าวิตามินเอ วิตามินเอที่ผลิตทางการค้าเป็นวิตามินเอสังเคราะห์ ในรูปอะซิเตตเอสเทอร์ หรือปาล์มิเตต เอสเทอร์ ซึ่งละลายอยู่ในน้ำมันเพิ่มความคงตัว หรืออยู่ในรูปอิมัลชัน วิตามินเอที่ตำแหน่งพันธะคู่เป็น all-trans มีคุณค่าทางชีวภาพสูงที่สุด ถ้ามี cis isomer เกิดขึ้นจะทำให้คุณค่าทางชีวภาพลดลง เช่นการเกิด 9-cis isomer หรือ 13-cis isomer ในกระบวนการแปรรูปอาหาร หรือกระบวนการเก็บรักษา อาจทำให้วิตามินเอ และแคโรทีนถูกทำลายได้ 5-40% ที่อุณหภูมิสูง ไม่มีออกซิเจน วิตามินเอจะถูกทำลายเมื่อเกิดปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชัน ทำให้แยกสลายโมเลกุล (fragmentation) แต่ถ้ามีออกซิเจน จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidative degradation) และวิตามินเอยังสลายตัวได้ง่ายในน้ำมันแร่ (mineral oil) แต่คงตัวที่ภาวะด่าง การพาสเจอไรเซชันน้ำนมจะไม่สูญเสียวิตามินเอและแคโรทีน แต่จะสูญเสียเมื่อสัมผัสแสง จึงควรใช้ภาชนะทึบแสงเพื่อรักษาวิตามินเอ

5. 1.2 วิตามิน D วิตามินดีที่พบตามธรรมชาติมี 2 รูปที่สำคัญ คือ วิตามินดี 2 และวิตามินดี 3 Vitamin D2 (Ergocalciferol) เป็นสารสังเคราะห์ที่ได้จากไฟโตสเตอรอลจากพืช โดยนำมาฉายแสงอัตราไวโอเลต และอาจพบในน้ำมันตับปลา Vitamin D3 (Cholescalciferol) พบในอาหารที่ได้จากสัตว์ มากที่สุดในน้ำมันตับ ปลา หรือพบในไข่แดง นม เนย ตับสัตว์ Vitamin D3 (Cholescalciferol)

6. วิตามินดีช่วยในการดูดซึมแคลเซียม และฟอสฟอรัสเข้าสู่กระแสเลือด ช่วยสร้างกระดูกและฟัน โดยเมื่อทำงานจะอยู่ในรูป 1,25-ไดไฮดรอกซีโคเลแคลซิเฟอรอล สารสเตอรอลบางตัวสามารถเปลี่ยนเป็นวิตามินดีได้ (provitamin D) เช่น เออร์โกสเตอรอลจะเปลี่ยนเป็นวิตามินดี 2 เช่น ในผักโขม กระหล่ำปลี ส่วน 7-ดีไฮโดรคอเลสเทอรอล ที่ได้ผิวหนังของคน เมื่อสัมผัสแสงแดดหรือแสงอัลตราไวโอเลตเปลี่ยนเป็นวิตามินดี 3 อาหารที่คนเราบริโภคมักมีวิตามินดีค่อนข้างต่ำ จึงนิยมเติมวิตามินดีลงในอาหาร เช่น นม เนย ซึ่งต้องอยู่ในปริมาณที่กำหนด เนื่องจากหากร่างกายได้รับมากไปทำให้เกิดพิษ คนที่ได้รับแสงแดดบ้างจะได้รับวิตามินดีเพียงพอแล้ว ในกระบวนการแปรรูปอาหารและกระบวนการเก็บรักษา วิตามินดีค่อนข้างคงตัว เช่น การพาสเจอไรเซชัน สเตอริไลเซชัน การหุงต้ม ต่จะสลายตัวง่ายเมื่อสัมผัสแสงและออกซิเจน

7. 1.3 วิตามิน E (Tocopherol) วิตามินอีในอาหารจากพืชและสัตว์ มีอยู่ 4 ชนิด คือ แอลฟา-บีต้า- แกมมา- และเดลตา-โทโคเฟอรอล โดยคุณค่าทางชีวภาพ แอลฟา บีต้า แกมมา เดลตา โดยวิตามินอีจะมีลักษณะน้ำมันข้นหนืด สีเหลือง วิตามินอีมีความคงตัวต่อกรด ภาวะที่ไม่มีออกซิเจนและออกซิไดส์ลิพิด แต่ไม่ทนต่อด่าง แสงอัตราไวโอเลต และสลายตัวเมื่อมีออกซิเจน โดยมีหน้าที่เป็นสารต้านออกซิเดชันในอาหาร ในน้ำมันพืชที่มีวิตามินอีตามธรรมชาติ ทำให้เกิดการหืนแบบ oxidative rancidity ได้ช้า -Tocopherolacetate

8. กระบวนการทำให้น้ำมันพืชบริสุทธิ์ทำให้ปริมาณวิตามินอีลดลง ยังมีการสูญเสียจากทอด การแช่แข็ง การต้ม การอบ และการฟอกสีแป้ง โดยทำหน้าที่เป็นสารต้านออกซิเดชันแก่ร่างกาย เมื่อได้รับกรดไขมันไม่อิ่มตัวจำเป็นต้องได้รับวิตามินเพิ่มด้วย และวิตามินอีเป็นสารต้านออกซิเดชันกับวิตามินเอด้วย ดดยความไวของการเกิดปฏิกิริยาของวิตามินอี คือ แอลฟา บีต้า แกมมา เดลตา ส่วนความสามารถในการเป็นสารต้านออกซิเดชัน คือ แอลฟา แกมมาบีต้า เดลตา

9. 1.4 วิตามิน K วิตามินเคเป็นอนุพันธ์ของ naphthoquinone แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ Vitamin K1 (phylloquinone) พบในธรรมชาติ เกี่ยวข้องกับการเป็น blood clotting factor เช่น โปรทอมบิน เมื่อร่างกายขาดวิตามินเคหนึ่ง โปรทอมบอนจะ สังเคราะห์น้อยลงทำให้เลือดหยุดช้า วิตามินเคพบในผักใบเขียว เช่น ผักโขม คะน้า บรอคโคลี กระหล่ำ และใบตำลึง ในสัตว์ เช่น ตับหมู สลายตัวช้าๆ เมื่อสัมผัส ออกซิเจน แต่เร็วเมื่อถูกแสง คงตัวต่อความร้อน และไม่คงตัวในภาวะด่าง K1(Phylloquinone)

10. Vitamin K2 (Menaquinone) ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ ทำ ให้คนทั่วไปขาดวิตามินเคได้ยาก เนื่องจากได้รับจากอาหารทั่วๆไป และแบคทีเรีย สังเคราะห์ได้ หากขาดอาจเกิดจากความผิดปกติจากการดูดซึม การใช้ยาที่มีฤทธิ์ต้าน การแข็งตัวของเลือด สารสังเคราะห์ที่มีคุณค่าสูงกว่าวิตามินเค คือ มีนาไดโอน (menadione)

11. วิตามินที่ละลายได้ในน้ำ (water-soluble vitamins) วิตามินนี้จะละลายในน้ำถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้ง่าย และร่างกายไม่สามารถ สะสมไว้ หากได้รับมากเกินพอจะขับออกทางปัสสาวะ ดังนั้นจึงต้องได้รับจากอาหาร เป็นประจำทุกวัน 2.1 วิตามิน B1 (Thiamine) โมเลกุลวิตามินบี 1 มีไนโตรเจนอะตอมที่มีสมบัติ เป็นด่าง อยู่ในรูปหมู่อะมิโน หมู่ quaternary ammonium สามารถรวมกับกรดอินทรีย์ หรือกรดอนินทรีย์เกิดเป็นเกลือได้ ในะรรมชาติจะอยู่ในรูปเอสเทอร์กับฟอตเฟส ส่วนวิตามินบี 1 อิสระอยู่ในรูปคลอไรด์ Thiamin hydrochloride Thiamin hydrochloride

12. ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ในเมแทบอลิซึมของคาร์โบไฮเดรต จึงพบวิตามินชนิดนี้ในเซลล์สิ่งมี ชีวิตทั้งพืชและสัตว์ รูปทำงาน คือ ไทอะมินไพโรฟอสเฟต และไทอะมินไดฟอสเฟต ซึ่งเป็นโคเอนไซม์ของเอนไซม์คีโตเลสฟอสโฟคีโตเลส ไพรูเวตไฮโดรจีเนส และแอลฟา-คีโต-กลูตาเรตดีไฮโดรจีเนส เรียกว่า โคคาร์บอกซิเลส อาหารส่วนใหญ่อาหารจะมีวิตามินบี 1 น้อย เช่น ในธัญพืชทั้งเมล็ด ข้าวซ้อมมือ เครื่องในสัตว์ เนื้อหมู ไข่ โดยความต้องการของร่างกายจะขึ้นกับปริมาณพลังงานที่ร่างกายใช้ หากทำงานหนักก็จะมีความต้องการมาก เช่น หญิงมีครรภ์ หรือให้นมบุตร วิตามินบี 1 ถูกทำลายง่าย ไม่คงตัว ถูกทำลายโดยความร้อน ออกซิเจน พีเอชเป็นกลางและด่าง แต่ไม่ถูกทำลายโดยแสง กระบวนการแปรรูปที่มีน้ำทำให้เกิดการสูญเสีย เช่น การลวก การล้าง และการหุงต้ม ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ระยะเวลาที่ใช้ และพื้นที่ผิวที่สัมผัสความร้อน การเติมซัลไฟต์ หรือ sulfiting agent ลงในอาหารก็ทำลายวิตามินบี 1 ได้ รวมทั้งปริมาณแทนนินสูงก็ทำลายวิตามินบี 1 ได้

13. 2.2 วิตามิน B2 (Riboflavin) เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของโคเอนไซม์ฟลาวิน โมโนนิวคลีโอไทด์ (FMN) และฟลาวินอะดินีนไดนิวคลีโอไทด์ (FAD)ซึ่งเป็นตัวพา อิเล็คตรอน(electron carrier) ในปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำตาลกลูโคส กรดไขมัน กรดอะมิโน และพิวรีน พบในอาหารพวก นม เนื้อวัว หมู ไก้เครื่องใน ไข่ มะเขิเทศ ผักใบเขียว และยีสต์แห้ง ความต้องการของร่างกายขึ้นอยู่พลังงานที่ร่างกายใช้ โดย วิตามินบี 2 ที่พบส่วนใหญ่จะรวมตัวกับสารอื่น ยกเว้นในนมจะอยู่ในรูปอิสระ Riboflavin

14. วิตามินบี 2 มีความคงตัวต่อออกซิเจน และภาวะกรด แต่ไม่คงตัวในภาวะเป็นกลาง สลาย ตัวเร็วในภาวะด่าง และถูกทำลายง่านเมื่อถูกแสงและจะเพิ่มมากขึ้นเมื่อ pH และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น โดยเมื่อถูกแสงจะเปลี่ยนเป้น lumiflavin ที่ๆม่มีประโยชน์ต่อร่างกาย เรืองแสงสีเขียวอมเหลือง เมื่อ pH เป็นกรดจะเปลี่ยนเป็น lumichrome เรืองแสงสีน้ำเงิน และไรบิทอล ซึ่งเป็นอนุมูลอิสระ เช่นการเกิดรสชาตผิดปกติในนมที่ถูกแสง ควรใช้ภาชนะทึบแสงช่วยลดการเกิดปฏิกิริยาได้

15. 2.3 วิตามิน B6 (Pyridoxine) เป็นสารประกอบ 2-เมทิล-3-ไฮดรอกซีเมทิลไพริดีน มี vitamin activity เหมือนไพรีดอกซีน มีอนุพันธ์ 2 ชนิด เป็นแอลดีไฮด์และเอมีน ทำ หน้าที่เป็นโคเอนไซม์ของปฏิกิริยาต่างๆมากมาย ที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของ กรดอะมิโน คาร์โบไฮเดรต ลิพิด และสารส่งกระแสประสาท (neurotransmitter) Pyridoxine hydrochloride

16. วิตามินบี 6 มี 3 รูป คือ ไพรีดอกซีน(pyridoxine) ไพลีดอกซาล(pyridoxal) และไพริดอกซามีน(pyridoxamine) รูปทำงาน คือ ไพริดอกซาล-5-ฟอสเฟต ทั้ง 3 รูปมีคุณค่าทางชีวภาพเท่ากัน ความต้องการของร่างกายขึ้นอยู่กับปริมาณโปรตีนที่ได้รับ ถ้าโปรตีนมากจะต้องการวิตามินบี 6 เพิ่มด้วย วิตามินบี 6 ที่พบในสัตว์จะอยู่ในรูปไพลีดอกซาล และไพริดอกซามีน หรือรูปฟอสเฟต ส่วนในพืชจะอยู่ในรูปไพรีดอกซีนไพรีดอกซีนคงตัวต่อความร้อน กรดแก่ และด่างแก่ สลายตัวง่ายเมื่อถูกแสง(อัลตราไวโอเลต) ส่วนไพลีดอกซาล และไพริดอกซามีนจะถูกทำลายเมื่อสัมผัสอากาศ ความร้อน และแสง ทำให้สูญเสียง่ายในกระบวนการแปรรูป จึงวิเคราะห์ปริมาณของวิตามินบี 6 ในอาหารแน่นอนไม่ได้

17. 2.4 วิตามิน B12 (Cyanocobalamin) โครงสร้างโมเลกุลมีโลหะโคบอลต์จับอยู่กับ ไพรโรลไนโตรเจน 4 หมู่ พันธะโคเวเลต์ที่ 5 ของโคบอลต์จับกับไนโตรเจนที่โมเลกุล ของไดเมทิลเบนซิมิดาโซล พันธะที่6 จับกับหมู่ 5’-ดีออกซีอะดีโนซิล หรือหมู่เมทิล ซึ่งรูปนี้เป็นสารสังเคราะห์ใช้เป็นวิตามินเสริมในอาหารเพราะมีความคงตัวมาก รูป ทำงาน คือ เมทิลโคบาลามิน และ5’-ดีออกซีอะดีโน ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ของ ปฏิกิริยา rearrangement ที่เร่งโดยเอนไซม์เมทิลมาโลนิลโคเอมิวเตส (methhylmalonyl-CoA mutase) โดยไซยาโนโคบาลามินเป็นผลึกสีแดง จึงมีข้อจำกัด ในการเติมลงในอาหารที่มีสีอ่อน

18. การแปรรูปอาหารและการเก็บรักษามีผลต่อการสูญเสียเพียงเล็กน้อย เช่น ในน้ำนมที่ผ่านกระบวนการ HTST UHT หรือพาสเจอไรเซชัน จะมีการระเหยน้ำนมที่สูญเสียวิตามินบี 12 มากที่สุด วิตามินบี 12 พบในอาหารประเภทเนื้อสัตว์ และหมักดอง เนื่องจากจุลินทรีย์สังเคราะห์วิตามินบี 12 ได้ เช่นใน เนื้อสัตว์ ตับ นม น้ำปลา และผักดอง จะพบการขาดวิตามินนี้ในคนที่บริโภคอาหารมังสวิรัติ Cyanocobalamin

19. 2.5 Pantothenic acid เป็นวิตามินที่ละลายในน้ำ ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบใน โมเลกุลของโคเอนไซม์เอ ซึ่งเกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของกรดไขมัน กรดแพนโทที นิกจึงจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด พบในเนื้อสัตว์ ธัญพืช ไข่ น้ำนม และผักสดบาง ชนิด โดยมักจะอยู่ในรูปของโตเอนไซม์เอ เมื่อเข้าสู่ร่างกายจะถูกไฮโรไลซ์ที่ลำไส้ เล็กด้วยเอนไซม์แอลคาไลน์ฟอสฟาเตสและอะมิเดส ได้เป็นกรดแพนโททีนิกอิสระ การดูดซึมต้องอาศัยตัวพา ส่วนกรดแพนโททีนิกสังเคราะห์ที่ใช้เติมอาหาร หรือเป็น วิตามินเสริม จะอยู่ในรูปเกลือแคลเซียมแพนโททีเนต เป็นผลึกสีขาวมีความคงตัวสูง และไม่ดูดความชื้น กรดแพนโททีนิคมีความคงตัวต่ออากาศ และในสารละลาย pH 5-7 แต่ไม่ทนความร้อนในสภาพแห้ง การลวกผักจะสูญเสีย 30% การพาสเจอไรเซชันและสเตอริไลเซชันจะสูญเสียเพียงเล็กน้อย แต่ขั้นตอนการทำเนยแข็งจะสูญเสียกรดแพนโททีนิกมาก แต่จะมีการสังเคราะห์กรดแพนโททีนิกโดยจุลินทรีย์ในระหว่างการบ่มเพิ่มขึ้น

20. 2.6 Biotin ไบโอตินเป็นวิตามินที่ละลายน้ำ มีโครงสร้างเป็นวงแหวน 2 วงติดกัน ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของกรดไขมันในปฏิกิริยาคาร์ บอกซิเลชันและทรานส์คาร์บอกซิเลชัน มีในธรรมชาติ 2 รูป คือ ดี-ไบโอตินอิสระ และไบโอไซติน โดยไบโอไซตินเป็นรูปทำงานของโคเอนไซม์ โครงสร้างโมเลกุลไบ โอตินมี stereoisomer wfh 8 ชนิด แต่มีเพียงดี-ไบโอตินชนิดเดียวที่พบในธรรมชาติ และมีคุณค่าทางชีวภาพ พบมากในเนื้อสัตว์ ตับ ไต น้ำนม ไข่แดง ผัก ผลไม้ เห็ด และ ยีสต์ โดยไบโอตินในผัก ผลไม้ และน้ำนมจะอยู่ในรูปอิสระ ส่วนในเนื้อสัตว์ไบ โอตินจะรวมตัวอยู่กับโปรตีนและจะถูกย่อยสลายด้วยเอนไซม์ไบโอตินิเดสในน้ำย่อย จากตับอ่อนและเยื่อบุผนังลำไส้เล็ก ได้เป็นรูปอิสระที่ทำหน้าที่ได้

21. ไบโอตินมีความคงตัวมากต่อความร้อน แสง และออกซิเจน แต่อาจสลายตัวได้ เมื่อ pH สูงหรือต่ำมาก เนื่องจากเกิด hydrolysis ที่พันธะ-N-C=O (amide) ของวงแหวนไบโอติน โดยการสูญเสียไบโอตินอาจเกิดจากการชะล้าง โดยเฉพาะไบโอตินอิสระ D-Biotin

22. 2.7 Folate เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างทางเคมีและคุณค่าทางโภชนาการ เหมือนกับกรดโฟลิก โดยโครงสร้างโมเลกุลประกอบด้วยเทอริดีน(pteridine) กรด พาราอะมิโนเบนโซอิก และกรดแอล-กลูตามิก โดยหมู่อะมิโนของ กรดแอล-กลูตามิกเชื่อมต่อกับหมู่คาร์บอกซิลของกรดพาราเบนโซอิก ได้เป็น 2-อะมิ โน-4-ไฮดรอกซีเทอดีน รูปทำงานคือ กรดเตตระไฮโรโฟลิก (tetrahydrofolic acid)มี หน้าที่เกี่ยวข้องกับการรับ-ส่งหมู่คาร์บอนหนึ่งอะตอม เช่น หมู่เมทิลหรือหมู่ไฮดรอก ซีเมทิลในเมแทบอลิซึม ร่างกายควรได้รับกรดโฟลิกประมาณวันละ 400 ไมโครกรัม กรดโฟลิกพบในตับ ผลไม้ ผักใบเขียว และยีสต์แห้ง ปริมาณที่พบจะผันแปรตามชนิดอาหาร โดยในพืชโฟเลตจะรวมตัวกับสารอื่น แต่ในตับจะอยู่ในรูปอิสระ กรดโฟลิกไม่คงตัว สลายง่ายเมื่อถูกแสง หรืออยู่ในภาวะที่เป็นกลางหรือด่าง หรือในระหว่างการหุงต้ม แต่คงตัวต่อความร้อนในภาวะที่เป็นกรด ดังนั้นกระบวนการแปรรูปอาหารจึงมีผลทำให้เกิดการสูญเสียกรดโฟลิก

23. Folic Acid กรดโฟลิกพบในธรรมชาติน้อยมาก ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปโฟเลต ซึ่งจะอยู่ในรูป 5,6,7,8-เตตระไฮโดรโฟเลต (H4 folate) เป็นรูปรีดิวซ์ ในธรรมชาติยังมี 7,8-ไดไฮโดรโฟเลต (H2 folate) อีกเล็กน้อย H4 โฟเลต มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนไปมาของสารที่มีคาร์บอนเพียงอะตอมเดียว เช่น การรับ-ส่งหรือขนย้าย การออกซิเดชันและรีดักชัน ภายในเซลล์สิ่งมีชีวิต ซึ่งหมู่คาร์บอนหนึ่งอะตอม อาจเข้าไปที่ตำแหน่ง N5 หรือ N10 ก็ได้ หมู่คาร์บอนหนึ่งอะตอมจะเป็นหมู่เมทิล ฟอร์มิล เมทิลีน (-CH2-) หรือเมทินิล (-CH=) ในอาหารจะพบโฟเลตในเนื้อเยื่อพืชและสัตว์ รูปไอออนและความคงตัวของโฟเลตจะผันแปรตามค่าพีเอช กรดโฟลิกที่อยู่ในรูปออกซิไดส์ มีความคงตัวมากกว่า H4 โฟเลต และ H2 โฟเลต

24. รีดิวซิงเอเจนต์ เช่น กรดแอสคอร์บิกและหมู่ไทออล ช่วยป้องกันโฟเลตต่อการทำลายจากออกซิเจนและอนุมูลอิสระได้ ดังนั้นออกซิเจนและออกซิไดซิงเอเจนต์ที่พบในอาหาร จะมีผลต่อความคงตัวของโฟเลต เช่น การใช้สารไฮโปคลอไรด์ฆ่าจุลินทรีย์จะทำให้กรดโฟลิก H4 โฟเลต และ H2 โฟเลต เกิด oxidative cleavage เป็นสารที่ไม่มีฤทธิ์เป็นวิตามิน แสงก็มีผลต่อโฟเลตเช่นเดียวดัน ดังนั้นโฟเลตจึงสูญเสียง่ายระหว่างการแปรรูปอาหารและการหุงต้ม เนื่องจากการชะล้างและการออกซิเดชันด้วยออกซิเจน และการทำลายด้วยแสง ทำให้คุณค่าทางชีวภาพของโฟเลตลดลง กรดโฟลิกมีความคงตัวดีกว่าโฟเลต จึงนิยมเติมลงในอาหารเพื่อเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการของอาหารประเภทธัญพืชอาหารเช้า อาหารทารก อาหารผู้ป่วย และอาหารเสริมวิตตามินชนิดเม็ด ดังนั้นการสูญเสียขึ้นอยู่กับชนิดอาหาร รูปของโฟเลตในอาหาร อุณหภูมิที่ใช้ในการแปรรูป และธรรมชาติทางเคมีของอาหาร เช่น ตัวเร่ง ออกซิแดนต์ พีเอช และบัฟเฟอร์

25. โฟเลตถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายที่ลำไส้เล็กส่วนเจจูนัม ภายหลังจากการhydrolysis ด้วยเอนไซม์เพปทิเดส (pteroypolyglutamate hydrolase)และการดูดซึมต้องอาศัยตัวพา (carrier-mediated transport process) คุณค่าทางชีวภาพของโฟเลตในอาหารเฉลี่ยประมาณ 50% ขึ้นอยู่กับรูปของโฟเลต 2.8 วิตามิน C (Ascorbic acid) เป็นอนุพันธ์ของน้ำตาลเฮกโซส ละลายในน้ำจึงดูด ซึมเข้าร่างกายกระจายไปสู่เนื้อเยื่อต่างๆทั่วร่างกาย พบมากที่ต่อมอะดรีนาลรีล และ ต่อมพิทูอิทารี ทำหน้าที่เป็นสารต้านออกซิเดชัน เกี่ยวข้องกับการสร้างโปรตีนคอลลา เจน ดังนั้นเมื่อวิตามินซีไม่เพียงพอ ทำให้การสังเคราะห์โปรตีนคอลลาเจนผิดปกติ มี ผลต่อความแข็งแรงของหลอดเลือดต่างๆ ทำให้เส้นเลือดฝอยเปราะและแตกง่าย เช่น โรคเลือดออกตามไรฟัน

26. วิตามินซีพบในผัก และผลไม้สด เช่น สตอเบอรี่ เชอรี่ มะขามป้ม ฝรั่ง ส้ม และมะนาว โดยวิตามินซีเป็นสารรีดิวซิงเอเจนต์อย่างแรง (strong reducing agent) ที่มีความคงตัวต่ำสลายตัวง่ายเมื่อถูกแสง อากาศ และความรอฃ้อน ส่วนโลหะหนัก เช่น ทองแดงไอออน เหล็กไอออน จะเร่งการสลายตัวให้เร็วขึ้น ถ้าอยู่ในรูป L- ascorbic acid จะมีคุณค่าทางชีวภาพ ถ้า D- ascorbic acid จะไม่มีประโยชน์ต่อร่างกายโดยเอนไซม์ที่เร่งการสลายตัวของวิตามินซีในผักและผลไม้สด จะพบเมื่อเนื้อเยื่อของผลไม้เกิดการเสียหายเนื่องจากการปอก หั่น หรือเกิดรอยช้ำ ในกระบวนการแปรรูปจะทำลายเอนไซม์โดยใช้ความร้อน เช่น การลวก อบไอน้ำ ก่อนการอบแห้ง หรือ แช่แข็ง หรือการเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำระยะเวลาหนึ่งก็ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ได้ การใช้ไอน้ำจะสูญเสียวิตามินซีน้อยกว่าการลวกด้วยน้ำร้อน L-ascorbic Acid

27. หน้าที่ของวิตามิน เป็น coenzyme หรือสารเริ่มต้นที่จะเปลี่ยนเป็น coenzyme ได้แก่ niacin, thiamin, riboflavin, biotin, panthothetic acid, pyridoxine, cyanocoblaamin และ folate เป็นสารต้านออกซิเดชัน ได้แก่ ascorbic acid, carotenoid และ tocopherol เกี่ยวข้องกับการควบคุมยีน (genetic regulation) เช่น vitamin A, vitamin D หน้าที่เฉพาะสำหรับวิตามินแต่ละชนิด เช่น vitamin A เกี่ยวกับการมองเห็น (vision), vitamin C เกี่ยวกับ Hydroxylation reactions, vitamin K เกี่ยวกับ Carboxylation reactions

28. ประโยชน์ของวิตามินในกระบวนการแปรรูปอาหารประโยชน์ของวิตามินในกระบวนการแปรรูปอาหาร การใช้วิตามินในกระบวนการแปรรูปอาหารโดยเป็นวัตถุเจือปนอาหาร (Food Ingredients หรือ Food Additives) เช่น ในวิตามินซีและวิตามินอีซึ่งมีสมบัติเป็นสารต้านออกซิเดชัน, แคโรทีนใช้ปรับปรุงสีอาหาร, ใช้วิตามินซีในขนมปังเพื่อคุณภาพที่ดีขึ้น ช่วยให้เบียร์และไวน์ใส และยับยั้งการสร้างไนโตรซามีนในเนื้อหมัก • วิตามินC เป็นสารต้านออกซิเดชัน โดยปฏิกิริยาออกซิเดชัน เป็นปฏิกิริยาที่เกิดต่อเนื่อง ทำให้เกิดลักษณะไม่พึงประสงค์ในผลิตภัณฑ์อาหารประเภทผัก ผลไม้ และอาหารที่มีไขมันสูง เมื่ออาหารสัมผัสอากาศ แสง ความร้อน โลหะหนัก รงควัตถุบางชนิดหรือภาวะด่าง เช่น ปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาล เนื่องจากเอนไซม์ฟีนอเลส ในผัก ผลไม้ พวกแอปเปิ้ล กล้วย ท้อ มะเขือ และมันฝรั่ง เมื่อปอกเปลือก ตัดแต่ง หรือหั่นเป็นชิ้น ปฏิกิริยาออกซิเดชันในกรดไขมันชนิดไม่อิ่มตัวในโมเลกุลลิพิด อาหารไขมัน น้ำมัน ที่อุณหภูมิสูง ทำให้เกิดอนุมูลอิสระ ทำให้ได้สารใหม่ที่มีกลิ่นและรสชาติที่เปลี่ยนไป เช่น เกิดกลิ่นหืนและสีเปลี่ยน

29. เป็นตัวจับออกซิเจน โดยกรดแอสคอร์บิก ทำหน้าที่เป็นสารรีดิวซิง โดยวิตามินซีจะให้ไฮโดรเจนอะตอมแก่ออกซิเจน ทำหใออกซิเจนไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาต่อได้ ส่วนวิตามินซีจะถูกออกซิไดส์เป็นกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิก ซึ่งเป็นสารออกซิไดซิง รับไฮโดรเจนเปลี่ยนกลับไปมาเป็นกรดแอสคอร์บิกได้ เป็น chelating action โดยวิตามินซีจะรวมตัวกับโลหะหนัก ทำให้เกิดออกซิเดชันเร็วขึ้น และเสียคุณค่าทางชีวภาพด้วย เป็นสารช่วยเสริมฤทธิ์ กรดแอสคอร์บิก ช่วยเสริมฤทธิ์ของสารต้านออกซิเดชันอื่น เช่น BHA BHT และวิตามินอี ซึ่งทำให้ช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชันได้ดีขึ้น เป็นสารควบคุมการเกิด Browning reaction โดยเอนไซม์ โดยวิตามินซีช่วยควบคุม ป้องกันการเกิด Browning reaction โดยเอนไซม์ในกระบวนการแปรรูปได้ เป็นสารป้องกันการเกิด oxidative rancidity โดยการเติมวิตามินซีเติมลงในผลิตภัณฑ์เพื่อป้องกันการหืน จากปฏิกิริยาออกซิเดชัน เช่น ในเนยถั่ว น้ำมัน

30. ส่วนแอสคอร์บิลปาล์มิเตต ซึ่งเป็นเอสเทอร์ของกรดแอสคอร์บิกกับกรดปาล์มิติที่ละลายได้ในไขมะน การเกิดปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันของกรดแอสคอร์บิกกับกรดไขมัน จะไปช่วยลด polarity ของวิตามินซี ทำให้ละลายในไขมันได้ดีขึ้น แอสคอร์บิลปาล์มิเตต เป็นวัตถุกันเสีย และช่วยเสริมฤทธิ์เป็นสารต้านออกซิเดชันของวิตามินอี ทำให้มี antioxidant activity มากขึ้น ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาไขมันและน้ำมัน เป็นตัวยับยั้งการกัดกร่อน (oxidation corrosion) บริเวณด้านในของกระป๋องบรรจุเครื่องดื่มที่เป็นกรด ใช้ร่วมกับกรดซัลเฟอรัส (sulfurous acid) เพื่อควบคุมการเจริญของแบคทีเรีย ทำให้ oxidation-reducing potential มีความคงตัว ช่วยป้องกันกลิ่นรสและความใสของไวน์ ป้องกันการเกิดจุดสีดำของกุ้ง จากเมลานินที่เกิดจากปฏิกิริยาของเอนไซม์

31. ป้องกันการเกิดไนโตรซามีน ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็งในเนื้อหมัก ทำให้เกดสี และรักษาความคงตัวของสี • ช่วยปรับปรุงคุณภาพของโด (Dough improver) ช่วยให้ขนมปังที่นวดแล้วแข็งแรง เนื่องจากวิตามินซีไปออกซิไดส์กลูเตน ทำให้ขนมปังสามารถเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไวด์ที่ได้จากการหมักของยีสต์ เมื่ออบขนมปังจะมีปริมาตรเพิ่มขึ้น ช่วยลดระยะเวลาการหมักแป้งขนมปังได้ • ช่วยป้องกันไม่ให้เนื้อเปลี่ยนสี ทำให้ลักษณะปรากฏของเนื้อหมูสดคงเดิม ซึ่งในบางประเทศจะมีกฎหมายการควบคุมปริมาณการใช้แตกต่สงกัน เนื่องจากอาจทำให้ผู้บริโภคเข้าใจผิดได้ • ช่วยเพิ่มคุณค่าทางชีวภาพแก่เหล็กที่ไม่ได้อยู่ในรูป heme ทำให้เหล็กดูดซึมเข้าร่างกายได้ง่าย

32. วิตามินอี (tocopherol) • เป็นสารต้านออกซิเดชันตามธรรมชาติ ซึ่งวิตามินอีที่ได้จากธรรมชาติถูกออกซิไดส์ได้ง่ายและไวต่อการถูกทำลายด้วยความร้อน จึงมีการสูญเสียจากกระบวนการแปรรูปอาหารได้ เช่น กระบวนการทำให้น้ำมันพืชบริสุทธิ์ โดยโทโคเฟอรอลที่ได้จากธรรมชาติทั้งหมดเป็น D-form แต่โทโคเฟอรอลสังเคราะห์จะมีทั้ง D-form และ L-form ซึ่งทำให้มีความคงตัวเพิ่มขึ้น เมื่อสัมผัสแสงและอากาศ • เป็นตัวหยุดปฏิกิริยาต่อเนื่องของอนุมูลอิสระ เป็นตัวให้ไฮโดรเจนอะตอมกับอนุมูลอิสระ และโทโคเฟอรอลจะถูกออกซิไดส์เป็นอนุพันธ์ควิโนน • Carotenoids • เป็นวิตามินที่ใช้เป็นสีผสมอาหาร จะให้สีเหลือง แดง และส้ม มีคุณค่าของวิตามินเอด้วย • ซึ่งกฏหมายจะควบคุมปริมาณการใช้ของแต่ละชนิดต่างกัน เช่น ไม่จำกัดปริมาณของบีต้าแคโรทีนใน • อาหาร แต่บีต้า-อะโพ-8’-แคโรทีนาลใช้ได้ไม่เกิน 30 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมของอาหาร

33. การสูญเสียวิตามินในอาหารการสูญเสียวิตามินในอาหาร • เป็นการสูญเสียที่เกิดตามธรรมชาติ การปฏิกิริยา oxidation และ hydrolysis ของเอนไซม์ ซึ่งจะเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบและ activity ของวิตามิน เช่น การเกิด dephosphorylation ของ วิตามิน B6, thiamin • การสูญเสีย จากการ trimming, washing milling can, peeling และ milling cereal grains ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียวิตามินที่มีอยู่ในอาหารออกไป • การทำ blanching และการใช้ ความร้อนในการแปรรูป ทำให้เกดการสูญเสียวิตามินที่สามารถละลายในน้ำ

34. จุดประสงค์ของการเสริมวิตามินในอาหารจุดประสงค์ของการเสริมวิตามินในอาหาร • เพื่อแก้ปัญหาการขาดวิตามินหรือไม่เพียงพอ ซึ่งอาจทำให้เกดปัญหาความผิดปกติของร่างกาย • เพื่อให้อาหารมีวิตามินเท่ากับอาหารก่อนการแปรรูป • เพื่อให้เกิดความสมดุลของปริมาณวิตามิน แร่ธาตุ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน ในสัดส่วนต่อพลังงานทั้งหมดในอาหาร • เพื่อให้อาหารมีสารอาหารครบทั้งชนิดและปริมาณที่มาตรฐานกำหนด • การเสริมวิตามินในอาหาร • การเติมวิตามินลงไปในอาหารมี 3 วิธี ได้แก่ • Restoration • เป็นการเติมวิตามินลงในอาหาร ที่เกิดการสูญเสียจากกระบวนการแปรรูป ทำให้อาหารมีปริมาณวิตามินเท่ากับที่มีอยู่เดิม ให้ผู้บริโภคได้รับวิตามินเท่ากับที่ควรได้รับจากอาหาร เช่น การเติมวิตามินซีในน้ำผลไม้ผง • Fortification • เป็นการเติมวิตามินลงในอาหารที่เดิมไม่มีวิตามิน ทำให้อาหารเป็นแหล่งวิตามินได้ เช่น การเติมวิตามินดีลงในนม หรือเติมไอโอดีนในเกลือ • Enrichment • เป็นการเติมวิตามินหรือสารอาหารทั้งชนิดเดียวหรือหลายชนิด ลงไปในปริมาณเฉพาะที่มาตรฐานกำหนด หรือที่ร่างกายต้องการ เช่น การเติมวิตามินบี1 วิตามินบี2 เหล็กลงในแป้งสาลี การเติมวิตามินในนมผงเลี้ยงทารก

35. คำถามวิตามิน • คำชี้แจง จงตอบคำถามต่อไปนี้อย่างสั้นๆ ให้ได้ใจความ • 1.วิตามินที่ละลายได้ในไขมัน • 2.วิตามินที่ละลายได้ในน้ำ • 3.เป็นอนุพันธ์ของ OH ชนิดหนึ่งพบมากในรูปเอสเทอร์ของกรดไขมัน ทนกรด,ด่าง • 4.เป็นสารสังเคราห์ได้จากไฟโตสเตอรอลจากพืชโดยนำมาฉายแสงอัลตราไวโอเลต และอาจพบในน้ำมันตับปลา • 5.พบในอาหารทที่ได้จากสัตว์ มากที่สุดในน้ำมันตับปลา • 6.เป็นองค์ประกอบในโมเลกุลของโคเอนไซม์ฟลาวินโมโนนิวคลีโอไทด์(FMN) และฟลาวินอะดินีนไดนิวคลีโอไทด์(FAD) • 7.โครงสร้างโมเลกุลมีโลหะโคบอลต์จับอยู่กับไพรโรลไนโตรเจน 4 หมู่ พันธะโควาเลนต์ที่ 5 ของโคบอลต์จับกับไนโตรเจนที่โมเลกุลของไดเมทิลเบนซิมิคาโซล

36. 8.เป็นวิตามินที่ละลายน้ำ มีโครงสร้างเป็นวงแหวน 2 วงติดกัน ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมของกรดไขมันในปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชันและทรานส์คาร์บอกซิเลชัน • 9.เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างทางเคมีและคุณค่าทางโภชนาการเหมือนกรดโฟลิก • 10.เป็นอนุพันธ์ของน้ำตาลเฮกโซสละลายในน้ำจึงดูดเข้าร่างกายไปสู่เนื้อเยื่อต่างๆทั่วร่างกาย พบมากที่ต่อมอะดรีนารีลและต่อมพิทูอิทารี • 11.วิตามินจำแนกเป็นกี่ประเภทอะไรบ้าง แต่ละประเภทประกอบด้วยวิตามินอะไรบ้าง • 12.จงอธิบายหน้าที่ของวิตามิน • 13.จงบอกประโยชน็ของวิตามิน C ในกระบวนการแปรรูปอาหาร • 14.วิตามินในอาหารสูญเสียได้จากกระบวนการใดได้บ้าง • 15.จุดประสงค์ของการเติมวิตามินลงไปในอาหารเพื่ออะไร • 16.การเติมวิตามินลงไปในอาหารทำได้กี่วิธี อะไรบ้าง

37. คำชี้แจง จงบอกชื่อโครงสร้างที่ท่านเห็นข้างล่างนี้ให้ถูกต้อง • 17. 18. • 19. 20.

38. เฉลยคำถามวิตามิน • 1.วิตามิน A, D, E, K • 2.วิตามิน B, C • 3. วิตามิน A • 4.วิตามิน D ประเภท D2 • 5. วิตามิน D ประเภท D3 • 6.วิตามิน B2 (Riboflavin) • 7. วิตามิน B12(Cyanocobalamin) • 8.Biotin • 9.Folate • 10.วิตามิน C (Ascorbic) • 11.มีการจำแนกวิตามินไว้ 2 ประเภทคือ • 1.วิตามินที่ละลายได้ในไขมัน ได้แก่ วิตามิน A,D,E,K • 2.วิตามินที่ละลายได้ในน้ำ ได้แก่วิตามิน B, C,Folate, Biotin,Pantothenic acid • 12.หน้าทีของวิตามิน ได้แก่ -เป็น Coenzyme หรือสารเริ่มต้นที่จะเปลี่ยนเป็น Coenzyme ได้แก่ niacin -เป็นสารต้านออกซิเดชัน ได้แก่ Ascorbic acid -เกี่ยวข้องกับการควบคุมยีน เช่น วิตามิน A -หน้าที่เฉพาะสำหรับวิตามินแต่ละชนิด เช่น วิตามิน A เกี่ยวกับการมองเห็น

39. 13.ประโยชน์ของวิตามิน C ในอาหาร ได้แก่ -เป็นสารต้านออกซิเดชัน ซึ่งทำให้เกิดลักษณะไม่พึงประสงค์ในผลิตภัณฑ์อาหาร -เป็นตัวยับยั้งการกัดกร่อนบริเวณด้านในของกระป๋องบรรจุเครื่องดื่มที่เป็นกรด -ใช้ร่วมกับกรดซัลเฟอรัสเพื่อควบคุมการเจริญเติบโตของเเบคทีเรีย -ป้องกันการเกิดจุดสีดำของกุ้ง จากเมลานินที่เกิดจากปฏิกิริยาของเอนไซม์ -ช่วยปรับปรุงคุณภาพของโด -ป้องกันการเกิดในโตรซามีน ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง -ช่วยป้องกันไม่ให้เนื้อเปลี่ยนสี -ช่วยเพิ่มคุณค่าทางชีวภาพแก่เหล็กที่ไม่ได้อยู่ในรูป heme ทำให้เหล็กดูดซึมเข้าร่างกายได้ง่าย • 14.การสูญเสียของวิตามินในอาหาร 1.เป็นการสูญเสียที่เกิดตามธรราชาติ การปฏิกิริยา oxidation และ hydrolysis ของเอนไซม์ ซึ่งจะเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปแบบและ activity ของวิตามิน เช่น การเกิด dephosphorylation ของวิตามิน B6 ,thiamin 2.การสูญเสียจากการ trimming , washing milling can , peeling cereal grains ซึ่งจะทำให้เกิดการสูญเสียวิตามินที่มีอยู่ในอาหารออกไป 3.การทำ Blanching และการใช้ความร้อนในการแปรรูป ทำให้เกิดการสูญเสียวิตามินที่สามารถละลายน้ำได้

40. 15.จุดประสงค์ในการเติมวิตามินลงในอาหารเพื่อ15.จุดประสงค์ในการเติมวิตามินลงในอาหารเพื่อ 1.เพื่อแก้ปัญหาการขาดวิตามินหรือไม่เพียงพอ ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาผิดความปรกติของร่างกาย 2.เพื่อให้อาหารมีวิตามินเท่ากับอาหารก่อนการแปรรูป 3.เพื่อให้เกิดความสมดุลของปริมาณวิตามิน แร่ธาตุ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน ในสัดส่วนต่อพลังงานทั้งหมดในอาหาร 4.เพื่อให้อาหารมีสารอาหารครบทั้ง ชนิด ปริมาณ ที่มาตราฐานกำหนด • 16.การเติมวิตามินลงไปในอาหารทำได้ 3 วิธี 1.Restoration เป็นการเติมวิตามินลงไปในอาหาร ทีเกิดการสูญเสียจากกระบวนการแปรรูป ทำให้อาหารมีปริมาณวิตามินเท่ากับที่มีอยู่เดิมให้ผู้บริโภคได้รับวิตามินเท่ากับที่ควรได้รับจากอาหาร เช่น การเติมวิตามินซีในน้ำผลไม้ผง 2.Fortification เป็นการเติมวิตามินลงไปในอาหารที่เดิมไม่มีวิตามิน ทำให้อาหารเป็นแหล่งวิตามินได้ เช่น การเติมวิตามินดี ลงในนมหรือเติมไอโอดีนในเกลือ 3.Enrichment เป็นการเติมวิตามินหรือสารอาหารทั้งชนิดเดียวหรือหลายชนิด ลงไปในปริมาณเฉพาะที่มาตรฐานกำหนด หรือที่ร่างกายต้องการ เช่น การเติมวิตามินบี1 วิตามินบี2 เหล็กลงในแป้งสาลี การเติมววิตามินในนมผงเลี้ยงทารก • 17.วิตามินบี2 • 18.Biotin • 19.วิตามินบี6 • 20.วิตามินบี12