บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf ·...

33
บทที4 ลิพิด ลิพิด เป็นสารประเภทเอสเทอร์เกิดจากกรดไขมัน ( fatty acid) ชนิดโมเลกุลโซ่ยาวกับ แอลกอฮอล์หรือพอลิออล (polyol) ตัวอย่างลิพิดได้แก่ ไขมัน (fat) ไข (wax) น้ามันที่ระเหยไม่ได้ (fixed oil) หรือเรียกว่าน้ามัน (oil) หรือลิพิดที่รวมกับสารอื่น เรียกว่า ลิพิดเชิงซ้อน ( complex lipid) เช่น ลิพิดกับคาร์โบไฮเดรต เรียกว่า ไกลโคลิพิด ( glycolipid) ลิพิดที่มีหมู่ฟอสเฟต เรียกว่า ฟอสโฟ - ลิพิด ( phospholipid) เป็นต้น รวมทั้งลิพิดที่ไม่มีกรดไขมันเป็นองค์ประกอบ เรียกว่า ลิพิดเชิงเดียว (simple lipid) เช่น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน ( prostaglandins) เป็นต้น ลิพิดมี บทบาทหน้าที่ทางชีวภาพ ได้แก่ เป็นส่วนประกอบที่ส้าคัญของเยื่อหุ้มเซลล์ เป็นแหล่งพลังงานส้ารอง และละลายวิตามินบางชนิดที่ไม่ละลายน้า เป็นต้น กรดไขมัน กรดไขมันเป็นสารอินทรีย์ประเภทกรดคาร์บอกซิลิก ลักษณะโครงสร้างเป็นโซ่ยาว และไม่มีกิ่ง ชีวสังเคราะห์เกิดผ่านวิถีพอลิคีไทด์ โดยแอซีทิลโคเอ ซึ่งมีจ้านวนอะตอมคาร์บอน เท่ากับ 2 อะตอม เป็นสารตั้งต้น ท้าให้กรดไขมันมีอะตอมคาร์บอนเป็นเลขคูโดยหมู่คาร์บอกซิลอยู่ที่ปลายด้านหนึ่ง ธรรมชาติพบพบกรดไขมันมีจ้านวนอะตอมคาร์บอนตั้งแต่ 12-20 อะตอม ในสัตว์และพืชชั้นสูงส่วนมาก พบกรดปาล์มิทิก (Palmitic acid) กรดสเทียริก (Stearic acid) กรดลิโนเลอิก (Linoleic acid) และ กรดโอเลอิก (Oleic acid) โดยไม่พบกรดไขมันอิสระ ( free fatty acid) แต่พบในรูปของไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) หรือเป็นลิพิดเชิงซ้อน เมื่อไตรกลีเซอไรด์ถูกแยกสลายด้วยน้าในสภาวะเบส จะได้เกลือ ของกรดไขมัน ( salt of fatty acid) หรือสบู่ และกลีเซอรอล (Glycerol) ก่อน จากนั้นปรับสารละลาย ให้มีสภาวะเป็นกรด จะได้กรดไขมัน ดังภาพที4.1 กรดไขมัน แบ่งตามลักษณะโครงสร้างได้ 2 ประเภท คือ 1. กรดไขมันอิ่มตัว ( saturated fatty acid) โครงสร้างประกอบด้วยพันธะเดี่ยวทั้งหมด ซึ่ง กรดไขมันที่มีจ้านวนอะตอมคาร์บอนตั้งแต่ 10 อะตอมขึ้นไป จะมีจุดหลอมเหลวสูงกว่าอุณหภูมิห้อง เช่น กรดปาล์มิทิก และกรดสเทียริก เป็นต้น 2. กรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid) โครงสร้างมีพันธะคู่ตั้งแต่ 1-5 พันธะ อยู่ใน รูปของไอโซเมอร์เรขาคณิต (geometrical isomer) โดยพบรูปซิส- เช่น กรดลิโนเลอิก และกรดโอเลอิก เป็นต้น มากกว่ารูปทรานส์ -

Transcript of บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf ·...

Page 1: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

บทท 4 ลพด

ลพด เปนสารประเภทเอสเทอรเกดจากกรดไขมน (fatty acid) ชนดโมเลกลโซยาวกบ

แอลกอฮอลหรอพอลออล (polyol) ตวอยางลพดไดแก ไขมน (fat) ไข (wax) นามนทระเหยไมได (fixed oil) หรอเรยกวานามน (oil) หรอลพดทรวมกบสารอน เรยกวา ลพดเชงซอน (complex lipid) เชน ลพดกบคารโบไฮเดรต เรยกวา ไกลโคลพด (glycolipid) ลพดทมหมฟอสเฟต เรยกวา ฟอสโฟ-ลพด (phospholipid) เปนตน รวมทงลพดทไมมกรดไขมนเปนองคประกอบ เรยกวา ลพดเชงเดยว (simple lipid) เชน เทอรพน สเตอรอยด และพรอสทาแกลนดน (prostaglandins) เปนตน ลพดมบทบาทหนาททางชวภาพ ไดแก เปนสวนประกอบทสาคญของเยอหมเซลล เปนแหลงพลงงานสารอง และละลายวตามนบางชนดทไมละลายนา เปนตน

กรดไขมน

กรดไขมนเปนสารอนทรยประเภทกรดคารบอกซลก ลกษณะโครงสรางเปนโซยาว และไมมกง ชวสงเคราะหเกดผานวถพอลคไทด โดยแอซทลโคเอ ซงมจานวนอะตอมคารบอน เทากบ 2 อะตอม เปนสารตงตน ทาใหกรดไขมนมอะตอมคารบอนเปนเลขค โดยหมคารบอกซลอยทปลายดานหนง ธรรมชาตพบพบกรดไขมนมจานวนอะตอมคารบอนตงแต 12-20 อะตอม ในสตวและพชชนสงสวนมากพบกรดปาลมทก (Palmitic acid) กรดสเทยรก (Stearic acid) กรดลโนเลอก (Linoleic acid) และกรดโอเลอก (Oleic acid) โดยไมพบกรดไขมนอสระ (free fatty acid) แตพบในรปของไตรกลเซอไรด (triglyceride) หรอเปนลพดเชงซอน เมอไตรกลเซอไรดถกแยกสลายดวยนาในสภาวะเบส จะไดเกลอของกรดไขมน (salt of fatty acid) หรอสบ และกลเซอรอล (Glycerol) กอน จากนนปรบสารละลายใหมสภาวะเปนกรด จะไดกรดไขมน ดงภาพท 4.1

กรดไขมน แบงตามลกษณะโครงสรางได 2 ประเภท คอ 1. กรดไขมนอมตว (saturated fatty acid) โครงสรางประกอบดวยพนธะเดยวทงหมด ซง

กรดไขมนทมจานวนอะตอมคารบอนตงแต 10 อะตอมขนไป จะมจดหลอมเหลวสงกวาอณหภมหอง เชน กรดปาลมทก และกรดสเทยรก เปนตน

2. กรดไขมนไมอมตว (unsaturated fatty acid) โครงสรางมพนธะคตงแต 1-5 พนธะ อยในรปของไอโซเมอรเรขาคณต (geometrical isomer) โดยพบรปซส- เชน กรดลโนเลอก และกรดโอเลอก เปนตน มากกวารปทรานส-

Page 2: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

106

O

OO

C

C

OR

OR

CO

R

triglyceride

NaOH/H2Oheat OH

OH

OH+ 3 RCOONa

Glycerol

H+3 RCOOH

fatty acidsalt of fatty acidor soap

ภาพท 4.1 การแยกสลายดวยนาของไตรกลเซอไรด กรดไขมนบางชนด รางกายไมสามารถสงเคราะหได เรยกวา กรดไขมนจาเปน (essential fatty acid) ไดแก กรดลโนเลอก กรดลโนเลนก (Linolenic acid) และกรดอะแรชโดนก (Arachidonic acid)

การเรยกชอกรดไขมน

การเรยกชอกรดไขมนม 3 ระบบ คอ การเรยกชอตามระบบสามญ การเรยกชอตามระบบสากล (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) และการเรยกชอแบบยอ ดงตารางท 4.1 ดงน

1. การเรยกชอตามระบบสามญ

โดยทวไป การชอกรดไขมนตามระบบสามญสวนมากเรยกตามแหลงทพบ เชน กรดไขมนทสกดจากนามนปาลม (palm oil) เรยกวา กรดปาลมทก หรอกรดไขมนทสกดจากนามนมะกอก (olive oil) เรยกวา กรดโอเลอก เปนตน

2. การเรยกชอตามระบบสากล

การเรยกชอตามระบบสากล จะเรยกชอตามจานวนอะตอมคารบอน แบงเปน 2 แบบ กลาวคอ 1) การเรยกชอจานวนอะตอมคารบอนตามภาษากรก โดยตาแหนงท C1 เรมจากปลายของหมคารบอกซล ถดมาเปนตาแหนงท C2, C3, C4, … ตามลาดบ กรดไขมนอมตว ใหลงทายเสยงดวย “_anoic acid” และกรดไขมนไมอมตว ลงทายเสยงดวย “_enoic acid” หรอ 2) การใชสญลกษณระบตาแหนงอะตอมคารบอน โดยอะตอมคารบอนทตดกบหมคารบอนล ระบเปนตาแหนงแอลฟา- ถดไปเปนบตา- แกมมา- () … ตามลาดบ และอะตอมคารบอนตวสดทายระบเปนโอเมกา- () ไดแก โอเมกา-3 (Omega-3) เชน เอแอลเอ (ALA) อพเอ (EPA) และดเอชเอ (DHA) เปนตน โอเมกา-6 (Omega-6) เชน กรดอะแรชโดนก และกรดลโนเลอก เปนตน โดยโครงสรางจะมพนธะคนบจากปลายหมเมธล ตาแหนงท C3 และ C6 ตามลาดบ ดงภาพท 4.2

Page 3: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

107

O

OHcarboxyl endmethyl end 1

2

3

4

5

6

7

8

910

11

1213

14

1516

17

181

2

3

-Linolenic acid (ALA) or Omega-3

ภาพท 4.2 การระบตาแหนงคารบอนของกรดไขมน

3. การเรยกชอแบบยอ

การเรยกชอแบบยอของกรดไขมน โดยระบจานวนอะตอมคารบอนและพนธะค และใชเครองหมายโคลอน (:) คนกลาง สวนตาแหนงพนธะคใหใชตวเลขแสดงบนเครองหมายเดลตา () และระบรปซส- และรปทรานส- ของพนธะคไวในวงเลบ (ดาวลย ฉมภ, 2553, หนา 145-146) ตวอยางเชน กรดโอเลอก มอะตอมคารบอน เทากบ 18 อะตอม มพนธะครปซส- 1 พนธะ อยในตาแหนงท C9 จงเขยนสตรแบบยอได คอ 18:1 (9 (cis)) เปนตน

ตารางท 4.1 กรดไขมนทวไปทพบในธรรมชาต

ชอกรดไขมน ตามระบบสามญ

ชอกรดไขมน ตามระบบสากล

โครงสราง ชอแบบยอ

จดหลอมเหลว (องศาเซลเซยส)

กรดไขมนอมตว กรดลอรก (Lauric acid)

n-Dodecanoic acid CH3-(CH2)10-COOH 12:0

43.2

กรดไมรสทก (Myristic acid)

n-Tetradecanoic acid CH3-(CH2)12-COOH 14:0

54

กรดปาลมทก (Palmitic acid)

n-Hexadecanoic acid CH3-(CH2)14-COOH 16:0

63

กรดสเทยรก (Stearic acid)

n-Octadecanoic acid CH3-(CH2)16-COOH 18:0

70

กรดอะแรชดก (Arachidic acid)

n-Eicosanoic acid CH3-(CH2)18-COOH 20:0

76.5

กรดเบฮนก (Behenic acid)

n-Docosanoic acid CH3-(CH2)20-COOH 22:0

81.0

Page 4: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

108

ตารางท 4.1 กรดไขมนทวไปทพบในธรรมชาต (ตอ)

ชอกรดไขมน ตามระบบสามญ

ชอกรดไขมน ตามระบบสากล

โครงสราง ชอแบบยอ

จดหลอมเหลว (องศาเซลเซยส)

กรดไขมนไมอมตว กรดปาลมโทเลอก (Palmitoleic acid)

cis-9-Hexadece- noic acid

(CH2)7COOH

H H

CH3(CH2)5

16:1 9 (cis)

32

กรดโอเลอก (Oleic acid)

cis-9-Octadec- enoic acid

(CH2)7COOH

H H

CH3(CH2)7

18:1 9 (cis)

4

กรดลโนเลอก (Linoleic acid)

cis-cis-9,12-Octadecadien- oic acid

(CH2)7COOHCH3(CH2)4

18:2 9 (cis), 12 (cis)

-5

กรดแอลฟา- ลโนเลนกหรอ เอแอลเอ (α-Linolenic acid or ALA)

cis-cis-cis-9,12,15-Octadeca- trienoic acid

(CH2)7COOH

18:3 9 (cis), 12 (cis), 15 (cis)

-11

กรดแกมมา- ลโนเลนก

(-Linolenic acid หรอโอเมกา-6)

cis-cis-cis-6,9,12-Octadecatrienoic acid

(CH2)4COOHCH3(CH2)4

18:3 6 (cis), 9 (cis), 12 (cis) -17

กรดอะแรชโดนก (Arachidonic acid หรอโอเมกา-6)

cis-cis-cis-cis-5,8,11,14-Eicosa- tetraenoic acid

COOH

20:4 5 (cis), 8 (cis), 11 (cis), 14 (cis)

-49.0

อพเอ (EPA) หรอ โอเมกา-3

cis-cis-cis-cis-cis-5,8,11,14,17- Eicosapentaenoic acid

COOH

20:5 5 (cis), 8 (cis), 11 (cis), 14 (cis), 17 (cis)

-54.0

Page 5: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

109

ตารางท 4.1 กรดไขมนทวไปทพบในธรรมชาต (ตอ)

ชอกรดไขมน ตามระบบสามญ

ชอกรดไขมน ตามระบบสากล

โครงสราง ชอแบบยอ

จดหลอมเหลว (องศาเซลเซยส)

อเอชเอ (DHA) หรอ โอเมกา-3

cis-cis-cis-cis-cis-cis-4,7,10,13,16, 19-Docosahexa- enoic acid

COOH

22:64 (cis), 10 (cis), 13 (cis), 16 (cis), 19 (cis)

-44.0

ทมา (ดดแปลงจาก ดาวลย ฉมภ, 2553, หนา 143; Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.3)

คณสมบตทางกายภาพของกรดไขมน

คณสมบตทางกายภาพของกรดไขมนและสารทมกรดไขมนเปนองคประกอบจะขนอยกบจานวนอะตอมคารบอนและระดบความไมอมตว (degree of unsaturation) หรอจานวนพนธะคของ โซไฮโดรคารบอน กลาวคอ

1. การละลายนา สวนไฮโดรคารบอนของกรดไขมนไมมขว ทาใหกรดไขมนละลายในนาไดคอนขางนอย เชน กรดลอรก ดงภาพท 4.3 มความสามารถละลายไดในนา เทากบ 0.063 มลลกรมตอกรม (Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.3) เปนตน ดงนน กรดไขมนทมจานวนอะตอมคารบอนมากขน จะละลายนาไดนอยลง

O

OH

hydrocarbon part as a non polar carboxyl part as a polar

ภาพท 4.3 สวนไมมขวหรอไมชอบนาของกรดลอรก

2. จดหลอมเหลว ปจจยขนกบอยกบจานวนอะตอมคารบอนและพนธะในสตรโครงสราง ถากรดไขมนมจานวนอะตอมคารบอนมากขน จดหลอมเหลวจะยงสงขน กลาวคอ ทอณหภมหอง (25 องศาเซลเซยส) กรดไขมนอมตวทมจานวนอะตอมคารบอนตงแต 12-20 อะตอม จะมสถานะเปนของแขง ในทางตรงขามกน ถามจานวนพนธะคมากขน จดหลอมเหลวจะตาลง ดงนน ไขมนสตวซง

Page 6: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

110

ประกอบดวยกรดไขมนอมตวจะแขงตวในฤดหนาว และกรดไขมนไมอมตวทกชนดจะมสถานะเปนของเหลวทอณหภมหอง

ปฏกรยาของกรดไขมนอสระ

กรดไขมนอสระไมอมตวจะเกดปฏกรยาทพนธะคของสวนไฮโดรคารบอนและทหมคารบอกซล ดงภาพท 4.4 ดงน

1. ปฏกรยาทตาแหนงพนธะค ไดแก การเตมไฮโดรเจนโดยมโลหะเปนตวเรง (catalytic hydrogenation) เชน แพลลาเดยม (Pd) แพลทนม (Pt) หรอนกเกล (Ni) เปนตน จะไดกรดไขมนอมตว โบรมเนชน (bromination) จะไดไดโบรโมอนพนธ นอกจากน พนธะคจะแตกออกได โดยทาปฏกรยากบโอโซน (O3) และสงกะสในกรดไฮโดรคลอรก (Zn/HCl) เรยกวา โอโซโนไลซส (ozonolysis) ไดเปนสารประกอบคารบอนล หรอเมอทาปฏกรยากบโพแทสเซยมเพอรแมงกาเนต (Potassium permanganate, KMnO4) และออสเมยม (VIII) ออกไซด (OsO4) เกดเปนผลปฏกรยาการเตมไดออล (diol adduct)

2. ปฏกรยาทหมคารบอกซล กรดไขมนสามารถเปลยนเปนอนพนธอน ไดแก แอซดคลอไรด (R-(CO)Cl) โดยทาปฏกรยากบไธโอนลคลอไรด (Thionyl chloride, SOCl2) เกดเอสเทอร (RCOOR’) เมอทาปฏกรยากบแอลกอฮอล โดยมกรดหรอเบสเปนตวเรงปฏกรยา หรอเกดเอสเทอรระหวางแอลกอฮอลกบแอซดคลอไรด และเกดแอไมด โดยทาปฏกรยากบแอมน นอกจากน หมคารบอกซลสามารถถกรดวซดวยโลหะไฮไดรด (metal hydride) ตวอยางเชน โซเดยมบอโรไฮไดรด และลเทยม-อะลมเนยมไฮไดรด เปนตน ไดแอลกอฮอลปฐมภม

3. ปฏกรยาทตาแหนงแอลฟา- เมอกรดไขมนทาปฏกรยาเฮลล-วอลฮารด-เซลนสก (Hell-Volhard-Zelinski reaction) ดวยโบรมนหรอคลอรนและฟอสโฟรสแดง (red phosphorus) กลไกจะเกดปฏกรยาการแทนทอะตอมแฮโลเจนทตาแหนงแอลฟาไฮโดรเจนของกรดไขมน

Page 7: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

111

RCOOH( )n

unsaturated fatty acid

H2/PdR

COOH( )n

H H

Br2/CCl4

RCOOH( )n

Br Br1. O32. Zn/HCl

R-CHO + OHC-(CH2)n-COOH

SOCl2R

COCl( )n

R'OH/H+

RCO-OR'( )n

pyridine

1. LiAlH4/dry ether

2. H3O+

RCH2OH( )n

RCOOH( )n

HO OH

R'OH

NH2R'

RCONHR'( )n

KMnO4or OsO4

1. X2, P2. H2O

RCHCOOH( )n-1

X

+ HX

ภาพท 4.4 ปฏกรยาของกรดไขมนอสระชนดไมอมตว ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.6)

ไตรกลเซอไรด

กลเซอไรด (glyceride) หรอแอซลกลเซอรอล (acylglycerol) สวนมากพบในนามนพชและไขมนสตว จดเปนสารอนทรยประเภทเอสเทอรระหวางกลเซอรอลและกรดไขมน จาแนกได 3 ชนด กลาวคอ โครงสรางมกรดไขมน 1 โมเลกล หรอพนธะเอสเทอร 1 พนธะ เรยกวา มอโนกลเซอไรด (monoglyceride) กรดไขมน 2 โมเลกล เรยกวา ไดกลเซอไรด (diglyceride) และกรดไขมน 3 โมเลกล เรยกวา ไตรกลเซอไรด ดงภาพท 4.5 ในธรรมชาตสวนใหญพบในรปไตรกลเซอไรด อกทงยงพบวา หมไฮดรอกซลทง 3 หม ของกลเซอรอลจะเกดพนธะเอสเทอรกบกรดไขมนหลายชนด เรยกวา กลเซอไรดเชงผสม (mixed glyceride) มากกวาเกดพนธะเอสเทอรกบกรดไขมนชนดเดยว เรยกวา กลเซอไรดเชงเดยว (simple glyceride) นอกจากนน อาจพบกลเซอไรดเกดพนธะกบสารอนทไมใชกรดไขมน ไดแก หมฟอสเฟต เรยกวา ฟอสโฟลพดหรอฟอสโฟกลเซอไรด (Phosphoglyceride) เชน เลซธน (Lecithin) ทาหนาทเปนตวกระทาอมลชน (emulsifier) และสารกนหน หรอเกดพนธะกบคารโบไฮเดรต เรยกวา ไกลโคลพด เชน อะครโมแมนโนลพนเอ (Acremomannolipin A) แยกไดจากราสกลอะครโมเนยม (Acremonium strictum) (Tsutsui, Tanabe, Kita, Sugiura & Muraoka, 2013, pp. 451-453) เปนตน ดงภาพท 4.5

Page 8: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

112

O

OH

OH

C-RO

O

O

OH

C-RO

O

OH

O

C-RO

C-R'

C-R'

O

O

O

O

O

C-RO

C-R'O

C-R''O

monoglycerol(or monoacylglycerol)

diglycerol(or diacylglycerol)

triglycerol(or triacylglycerol)

or

R, R', R'' = fatty acid

OO O

OP

H

O

OOON

CH3H3C

H3C Lecithin

HOHO

OH

HO

O

O

OO

RO

R'

glycolipid

OO OH

CH3(CH2)4COO COO(CH2)6CH3

CH3(CH2)4COOCH3(CH2)4COO

OH

OHOH

OH Acremomannolipin Afrom Acremoium strictum fungus

ภาพท 4.5 กลเซอไรดและลพดตาง ๆ

สาหรบชวสงเคราะห ไตรกลเซอไรด เรมตนจากกลเซอรอลมอโนฟอสเฟต (Glycerol monophosphate, 4.1) ทาปฏกรยากบกรดไขมนโคเอนไซมเอ (RCO-SCoA, 4.2) ซงเปนรปกมมนต ไดมอโนกลเซอไรดมอโนฟอสเฟต (monoglyceride monophosphate, 4.3) และไดกลเซอไรดมอโน-ฟอสเฟต (diglyceride monophosphate, 4.4) จากนนหมฟอสเฟตจะหลดออกดวยฟอสฟาเทส (phosphatase) ไดหมไฮดรอกซลของไดกลเซอไรด (4.5) เมอทาปฏกรยากบกรดไขมนโคเอนไซมเออกโมเลกล จะเกดเปนไตรกลเซอไรด ดงภาพท 4.6

Page 9: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

113

OH

OH

OP

+O

R SCoA

O

OH

OP

CRO

+ HSCoAO

R' SCoAO

O

OP

CRO

CR'O

phosp

hatase

O

O

OH

CRO

CR'O

OR'' SCoA

O

O

O

CR

CR'

CR''

O

O

O

phospholipid

triglyceride

4.1 4.2 4.3 4.4

4.5

ภาพท 4.6 ชวสงเคราะหไตรกลเซอไรด ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.10)

ไข ไขมน และนามน

ทงไข ไขมน และนามน เปนสารอนทรยประเภทเอสเทอร ประกอบดวยธาตหลก ไดแก คารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจน มคณสมบตทวไปเหมอนกน คอ ไมละลายในนา แตละลายไดใน ตวทาละลายอนทรยไมมขว เชน เฮกเซน (Hexane) อเธอร (Ether) และคลอโรฟอรม (Chloroform) เปนตน ทอณหภมหอง ไขมนมสถานะกงของแขงกงของเหลว สวนมากไดมาจากสตว แตนามนมสถานะเปนของเหลว ไดจากพช ทงไขมนและนามนเกดจากปฏกรยาเอสเทอรระหวางกลเซอรอลและกรดไขมนทงอมตวและไมอมตว จะไดไตรกลเซอไรดเปนสวนใหญ สาหรบไขมลกษณะกงของแขง กงของเหลว เปนของผสมเอสเทอรระหวางกรดไขมนและแอลกอฮอลโซยาว โครงสรางมจานวนอะตอมคารบอนตงแต 14-36 อะตอม ตวอยางไขจากพช ไดแก คารเนาบาแวกซ (carnauba wax) จะเปนสารเคลอบผวบนใบปาลม และไขจากสตว เชน ไขผงหรอขผง (bee’s wax) ไดแก ไมรซลปาลมเทต (Myricyl palmitate, C15H31CO2C13H27) และไขปลาวาฬ (spermaceti) ไดแก ซทลปาลมเทต (Cetyl palmitate, C15H31CO2C16H33) พบบรเวณสวนหวของอสจของปลาวาฬ เปนตน เมอไขทาปฏกรยากบสารละลายเบสในแอลกอฮอล พนธะเอสเทอรจะถกแยกสลาย ไดแอลกอฮอลและเกลอของกรดไขมน ดงสมการ (4.1)

CH3-(CH2)14-COO-(CH2)15CH3 + KOHEtOH CH3-(CH2)14COOK + CH3(CH2)15OH

Cetyl palmitate Potassium palmitate Cetyl alcohol

(4.1)

Page 10: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

114

องคประกอบของกรดไขมนอสระในไขและนามนตาง ๆ ดงตารางท 4.2 ซงวเคราะหไดโดยเทคนคแกสโครมาโทกราฟ (Gas chromatography, GC) โดยตองเปลยนกรดไขมนอสระเปนเอสเทอรของกรดไขมนกอน ซงระเหยกลายเปนไอไดงาย แลวจงทาการวเคราะหตอไป

ตารางท 4.2 รอยละของกรดไขมนในนามนและไข

ชอ

กรดไขมนอมตว กรดไขมนไมอมตว

กรดไขมน อน ๆ

กรดล

อรก

กรดไ

มรสท

กรดป

าลมท

กรดส

เทยร

กรดป

าลมโ

ทเลอ

กรดโ

อเลอ

กรดล

โนเล

อก

กรดล

โนเล

นก

นามนพช เมลดฝาย 1-2 18-25 1-2 1-3 17-38 45-55

มะพราว 40-50 15-20 9-12 2-4 0-1 6-9 0-1 12-16

ขาวโพด 1-2 7-11 3-4 1-2 25-35 50-60

ถวเหลอง 1-2 6-10 2-4 20-30 50-58 5-10

มะกอก 0-1 5-15 1-4 67-84 8-12

ถวลสง 0-2 7-12 2-6 30-60 20-38

เมลดองน 0.1 9.9 5.0 0.1 17.2 66.9 0.4 0.4

ดอกทานตะวน 0.1 9.1 4.6 0.1 26.4 57.3 0.1 1.8

นามนและไขสตว

นามนหม 1-2 25-30 12-18 4-6 48-60 6-12 0-1

เนย 2-5 8-15 25-29 9-12 4-6 18-33 2-4 2-4

ไขวว 2-5 24-34 15-30 35-45 1-3 0-1

ทมา (Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.4; Kim, et al, 2010, p. 399)

ไข ไขมน และนามน มหนาทและประโยชนแตกตางกน ดงน

- ไข ซงมคณสมบตกนนา (water-resistant property) ได จงทาหนาทเปนสารเคลอบผม ขนนก และขนสตวตาง ๆ ชวยปองกนไมใหนาระเหยออก พบทตอมไขมนใตผวหนง รวมทงเสนผม ทาใหมความชมชนอยเสมอ และมนเงา ในพชพบเปนสารเคลอบผวบนใบไมและเปลอกไม สงเกตไดจากใบทมความมน ไขทขบออกจากหทเรยกวา ขห (ear wax) ปองกนการกระทบกระเทอนของเยอห นอกจากนน นาไขเปนสวนประกอบในผลตภณฑสาหรบขดรถยนตและขดพนได

Page 11: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

115

- ไขมน เปนโครงสรางหลกของเยอหมเซลลและเปนแหลงพลงงานของสงมชวต กลาวคอ ประมาณ 9 กโลแคลอรตอกรม (พชราภรณ วรมาล, 2557) และทาหนาทละลายวตามนทละลายไดในลพด ไดแก วตามนเอ วตามนด วตามนอ และวตามนเค

- นามน สวนใหญไดมาจากเมลดพช มจดหลอมเหลวตา ทอณหภมหองเปนของเหลว สวนใหญใชทาอาหาร นามนทไดจากปลาทะเลนาลก ไดแก ปลาแมคเคอเรล ปลาซารดน ปลาแซลมอน และปลาทนา ประกอบดวยกรดไขมนชนดโอเมกา-3 ไดแก อพเอ และดเอชเอ ประโยนชวยลดไขมนในหลอดเลอด และปองกนโรคหวใจและหลอดเลอด (ปรยานช แยมวงศ, 2557) สวนการใชประโยชนในทางเภสชกรรม เชน นามนละหง (castor oil) เปนยาระบาย (laxative) อยางแรง นามนถวเหลอง (soybean oil) และนามนขาวโพด (corn oil) ใชเปนตวทาละลายสาหรบยาฉด เปนตน ใชเปนวตถดบสาหรบการเตรยมสบและนามนไบโอดเซล (biodiesel) รวมทงเปนสวนผสมในเครองสาอางอมลชน เชน นามนมะกอก เปนสารใหความชมชน (emollient) เปนตน

ปฏกรยาเคมของไขมนและนามน

ไขมนและนามนเปนลพดซงสวนมากประกอบดวยไตรกลเซอไรด สามารถเกดการแยกสลายดวยนาทงในสภาวะกรดและเบส หรอเอนไซมไลเปส (lipase) เปนตวเรงปฏกรยา เกดเปนกลเซอรอล และกรดไขมน (ภาพท 4.1) นอกจากน ยงเกดปฏกรยาเคมอนทสาคญ ดงน

1. แฮโลจเนชน

เกดเฉพาะกบกลเซอไรดทโครงสรางเปนเอสเทอรระหวางกลเซอรอลกบกรดไขมนไมอมตวเทานน โดยอะตอมแฮโลเจนจะเตมเขาทตาแหนงพนธะคของกรดไขมน เรยกวา แฮโลจเนชน (halogenation) ไดไดแฮไลด (dihalide) ถาการเตมอะตอมไอโอดน เรยกวา ไอโอดเนชน (iodination) จะใชวเคราะหความไมอมตวของไขมนหรอนามนได กลาวคอ การเปรยบเทยบจานวนหยดของไอโอดนทไมทาใหเกดการฟอกสจาง กลาวคอ ถาใชจานวนหยดมาก แสดงวาไขมนหรอนามนมความไมอมตวมาก นอกจากน อาจใชสารละลายโบรมนแทนสารละลายไอโอดน เพอทดสอบความไมอมตวไดเชนเดยวกน สวนการวเคราะหเชงปรมาณ โดยนาสารละลายไอโอดนททราบปรมาณทาปฏกรยากบไขมนหรอนามนมากเกนพอ แลววเคราะหหาปรมาณไอโอดนทเหลอดวยเทคนคการไทเทรตกลบ (back titration) จากนนคานวณหาจานวนกรมของไอโอดนทตองทาปฏกรยากบไขมนหรอนามนปรมาณ 100 กรม เรยกวา เลขไอโอดน (iodine number) ไขมนหรอนามนทมความไมอมตวสงจะมเลขไอโอดนมาก วธการหาเลขไอโอดนนนมหลายวธ ดงน

Page 12: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

116

1) วธของวจส (Wijs’ method) ใชสารละลายไอโอดนในกรดแอซตกเขมขน 0.1 โมลตอลตร ทาปฏกรยากบไขมนหรอนามนทละลายในคลอโรฟอรม โดยมไอโอดนมอโนคลอไรด (Iodine monochloride, ICl) ปรมาณมากเกนพอ เปนตวเรงปฏกรยา ทงไวในทมดจนเกดปฏกรยาสมบรณ แลวเตมสารละลายโพแทสเซยมไอโอไดด (Potassium iodide, KI) หลงจากนน ไทเทรตหาปรมาณไอโอดนทเหลอจากปฏกรยาดวยสารละลายมาตรฐานโซเดยมไธโอซลเฟต (Sodium thiosulfate, Na2S2O3) และมนาแปงเปนอนดเคเตอร (indicator) โดยทจดยตสารละลายจะเปลยนจากสนาเงนเปนไมมส (Tubino & Aricetti, 2013, pp. 1158-1163) ปฏกรยาดงภาพท 4.7

R3 R1

R4 R2+ ICl (excess)

IR3Cl

R4 R2R1 + ICl (remaining)

ICl (remaining) + I Cl + I2

I2 + starch + 2S2O32

2I + starch + S4O62

(blue) (colorless)

ภาพท 4.7 ปฏกรยาเคมตาง ๆ ในการหาคาไอโอดนโดยวธของวจส ทมา (Tubino & Aricetti, 2013, p. 1159)

2) วธโพเทนชออเมทรกของวจส (Wijs’ potentiometric method) วธการเหมอนวธของวจส ยกเวน การไทเทตรหาปรมาณไอโอดนทเหลอจากปฏกรยา จะใชเทคนคโพเทนชออเมทร (potentiometry) วเคราะหดวยขวไฟฟาแกวไทโทรดแพลทนม (The Pt Titrode glass electode) (Tubino & Aricetti, 2013, pp. 1158-1163)

3) วธของฮานส (Hanus’ method) เหมอนของวธของวจส แตใชไอโอดนมอโนโบรไมด (Iodine monobromide, IBr) เปนตวเรงปฏกรยาแทน (สมพงศ จนทรโพธศร, 2552, หนา 250)

4) วธมองเหนดวยตาเปลา (The visual method) วธการโดยละลายไขมนหรอนามนในเอธานอลรอยละ 95 แลวทาปฏกรยากบสารละลายไอโอดนในเอธานอลและนาเยน ซงตองควบคมปฏกรยาทอณหภม 5 องศาเซลเซยส จากนนหาปรมาณไอโอดนทเหลอโดยการไทเทรตกลบดวยสารละลายมาตรฐานโซเดยมไธโอซลเฟต ปฏกรยาดงภาพท 4.8 (Aricetti, Maciel, Lopez & Tubino, 2010, pp. 1-8) ซงวเคราะหดวยเทคนคโพเทนชออเมทรได ขอดของวธน คอ ประหยด ไมเปนพษ และไมเกดการปนเปอนตอสงแวดลอม เนองจากใชเอธานอลแทนคลอโรฟอรม

Page 13: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

117

R3 R1

R4 R2+ I2 (excess) + H2O

IR3HO

R4 R2R1 + HI + I2 (remaining)

I2 + starch + 2S2O32

2I + starch + S4O62

(blue) (colorless)

ภาพท 4.8 ปฏกรยาเคมตาง ๆ ในการหาคาไอโอดนของวธมองเหนดวยตาเปลา ทมา (Tubino & Aricetti, 2013, p. 1160) จากวธการทงหมดขางตน การคานวณหาเลขไอโอดน ดงสมการ (4.2) (Tubino & Aricetti, 2013, p. 1161)

Iodine number = [(B-A) x C x 12.69]/m (4.2)

โดยท A คอ ปรมาตรสารละลายโซเดยมไธโอซลเฟตในการไทเทรตตวอยาง (มลลลตร) B คอ ปรมาตรสารละลายโซเดยมไธโอซลเฟตในการไทเทรตสารละลายแบงค (Blank solution) (มลลลตร) C คอ ความเขมขนสารละลายโซเดยมไธโอซลเฟต (โมลตอลตร) m คอ นาหนกของตวอยาง (กรม)

2. ออกซเดชน

การเหมนหน (rancidity) มสาเหตจากกลเซอไรดหรอกรดไขมนไมอมตวถกออกซไดส แลวเปลยนเปนเพอรออกไซด (peroxide) แอลดไฮด และกรดไขมนทมโมเลกลขนาดเลกลง เชน การเกดเพอรออกไซดของกรดโอเลอก (18:1 9 (cis)) ไดแอลดไฮด (ภาพท 4.9) ทาใหกลเซอไรดมรสและกลนเปลยนไป กรดไขมนอสระไมอมตวสวนมากจะถกออกซไดสไดงายกวาในรปเอสเทอรของกลเซอรอล และพนธะครปซส- หรอพนธะคสลบกบพนธะเดยว (conjugated double bond) จะถกออกซไดสไดงายกวา นอกจากน เมอกรดไขมนอมตวไดรบความรอนสงเปนเวลานาน กเกดออกซเดชนไดเชนกน

Page 14: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

118

(CH2)6-COOHCH3-(CH2)68

910

11Oleic acid

-C=C-C- -C=C-C-91011

-C-C=C- -C-C=C-91011 10 9 8 10 9 8

free radial+ + +

O2

-C=C-C- -C=C-C-9

-C-C=C- -C-C=C-8 10

+ + +-O-O

-O-O

-O-O

-O-O

peroxide11

-C=C-C- -C=C-C-9

-C-C=C- -C-C=C-8 10

+ + +-O-O

-O-O

-O-O

-O-O

hydroperoxide11

H H H H

polymerization(dark color)possibly toxic

breakdown productsincluding rancid off-flavor compounds

2-Decenal Octanal Un-dec-2-enal Nonanal

O2

smaller molecules of free fatty acid

. . . .

. . . .

ภาพท 4.9 ออกซเดชนของกรดโอเลอก ทมา (ดดแปลงจาก นธยา รตนาปนนท, 2549, หนา 78) นอกจากปรมาณแกสออกซเจน และชนดของกรดไขมนอมตวและไมอมตวในไขมนและนามน ททาใหเกดออกซเดชนแลว ยงมปจจยอน ๆ ทสงผลเพมอตราเรงปฏกรยา (นธยา รตนาปนนท, 2549, หนา 80-82) ไดแก

1) สารเหนยวนาใหเกดอนมลอสระ (free radical) เชน ไอออนของโลหะทองแดง (Cu2+) เหลก (Fe2+ หรอ Fe3+) และแมงกานส (Mn2+) เปนตน ซงตองมแสงสวางรวมดวย สงผลใหกรดไขมนไมอมตวเกดออกซเดชนเอง (auto-oxidation)

2) อณหภมสงขน 3) ปรมาณกรดไขมนอสระมากขน

Page 15: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

119

4) ปรมาณความชนตา 5) พนทผวสมผสระหวางลพดกบอากาศมากขน 6) พลงงานจากรงสแกมมาหรออลตราไวโอเลต 7) การแยกสลายดวยนาระหวางลพดและนาโดยมเอนไซมจากจลนทรยเปนตวเรงปฏกรยา วธการปองกนหรอชะลอการเหมนหน ดงน 1) การเกบไวในทอณหภมตา 2) การปดฝาภาชนะใหสนท เพอกนไมใหนามนหรอไขมนสมผสกบแกสออกซเจนและไอนา

ในอากาศ

3) การเตมตวตานออกซเดชนหรอเรยกวา สารกนหน ซงไดทงจากการสงเคราะห ไดแก ฟนอลอนพนธ เชน ทบเอชคว (4.6) (Tertiary butyl hydro quinone, TBHQ) บเอชเอ (4.7) (BHA, butylated hydroxyanisole) และบเอชท (4.7) (BHT, Butylated hydroxytoluene) เปนตน หรอวตามนซอนพนธ เชน แอสคอรบลพารมเทต (Ascorbyl palmitate, 4.9) กรดไอโซแอสคอรบก (Isoascorbic acid, 4.10) และไอโซแอสคอรเบต (Isoascorbate, 4.11) ) และไดจากพช เชน วตามนอ (Tocopherol, 4.12) และฟลาโวนอยด เปนตน ดงภาพท 4.10

O

R3HO

R1

R2

-Tocopherol; R1 = R2 = R3 = CH3-Tocopherol; R1 = R3 = CH3, R2 = H-Tocopherol; R1 = R2 = CH3, R3 = H-Tocopherol; R1 = R2 = R3 = H

OH

OCH3

OH

CH3

BHA (4.7) BHT (4.8)

OH

OHTBHQ (4.6)

OO

HOOH

HO

OH

O

( )14

Ascorbyl palmitate (4.9)

OO

HOOH

HOH

OH

Isoascorbic acid (4.10)

OO

HOONa

HOH

OH

Isoascorbate (4.11)

4.12

ภาพท 4.10 ตวตานออกซเดชน

Page 16: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

120

3. การเตมไฮโดรเจนเชงเรงปฏกรยา

วธการเปลยนนามนซงประกอบดวยไตรกลเซอไรดไมอมตว มสถานะเปนของเหลว ใหเปนไขมน มสถานะเปนของแขงหรอกงของแขงของเหลว โดยเตมแกสไฮโดรเจนรวมกบโลหะเปนตวเรงปฏกรยาเขาทตาแหนงพนธะค เปลยนเปนพนธะเดยว (ภาพท 4.11) ทาใหลพดมจดหลอมเหลวสงขน วธนมประโยชนในการผลตเนยเทยมทไมเกดการเหมนหน

4. รดกชน

เมอกลเซอไรดถกรดวซกบแกสไฮโดรเจนและมคอปเพอรโครไมต (Copper chromite, CuCr2O4) ทาหนาทเปนตวเรงปฏกรยา (Mane, et al., 2011, pp. 447-450; Rao, et al., 1997, pp. 406-419) หรอถกรดวซกบโลหะไฮไดรด เชน ลเทยมอะลมเนยมไฮไดรด และลเทยมบอโรไฮไดรด เปนตน โดยกลเซอไรดจะแตกตวใหกลเซอรอลและแอลกอฮอลปฐมภม ดงภาพท 4.11

O

OO

C

C

O(CH2)16-CH3

OCO

O

OO

C

C

O(CH2)16-CH3

OCO

H3C-(CH2)16-

H2/Pt

H2/CuCr2O4or metal hydrideOH

OHOH

+

(CH2)16-CH3

2CH3-(CH3)16-CH2OH

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CH2OH

+

H3C-(CH2)16

ภาพท 4.11 การเตมไฮโดรเจนเชงเรงปฏกรยาและรดกชนของไตรกลเซอไรด ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.4)

เลขแซพอนฟเคชน

เมอไตรกลเซอไรดถกแยกสลายดวยนาโดยทาปฏกรยากบโพแทสเซยมไฮดรอกไซด หรอโซเดยมไฮดรอกไซด เกดกลเซอรอล และเกลอของกรดไขมนหรอเรยกวา สบ ซงจานวนมลลกรมของโพแทสเซยมไฮดรอกไซดหรอโซเดยมไฮดรอกไซดททาปฏกรยาพอดกบนามนหรอไขมน 1 กรม เรยกวา

Page 17: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

121

เลขแซพอนฟเคชน (saponification number) หรอคาแซพอนฟเคชน (saponification value) ตวอยางดงตารางท 4.3

ตารางท 4.3 เลขแซพอนฟเคชนและเลขไอโอดนของนามนและไขมนบางชนด

ชนด เลขไอโอดน เลขแซพอนฟเคชน ชนด เลขไอโอดน เลขแซพอนฟเคชน

เนย 26-42 216-233 นามนเมลดฝาย 99-113 189-198 เนยโกโก 35-40 190-200 นามนงา 103-116 188-195 นามนหม 53-77 190-202 นามนมะกอก 80-88 188-196 นามนมะพราว 7-10 250-264 นามนถวลสง 84-100 188-196 นามนปาลม 44-54 195-205 นามนถวเหลอง 120-141 189-195 นามนขาวโพด 103-130 187-193 นามนเมลดทานตะวน 125-136 188-194

ทมา (นธยา รตนาปนนท, 2549, หนา 73)

เลขแซพอนฟเคชนเปนคาทใชบอกขนาดหรอนาหนกโมเลกลของกรดไขมนในไตรกลเซอไรดได ถาเลขแซพอนฟเคชนมคามาก แสดงวากรดไขมนในไตรกลเซอไรดมนาหนกโมเลกลตา จงมจานวนโมเลกลของไตรกลเซอไรดตอหนวยนาหนกมาก ทาใหตองใชเบสปรมาณมากในการทาปฏกรยา

ประโยชนของเลขแซพอนฟเคชน คอ นาไปคานวณหาปรมาณเบสในการเตรยมสบและวดคณสมบตของนามนไบโอดเซล

สบ

ศาสตราจารยไมเคล เออแกน เชฟเรล (Michel Eugene Chevreul, ค.ศ. 1786-1889) ดงภาพท 4.12 เปนนกเคมชาวฝรงเศส วจยไขมนจากสตวและถอเปนตนกาเนดของอตสาหกรรมสบและเทยนไขในปจจบน

ภาพท 4.12 ศาสตราจารยไมเคล เออแกน เชฟเรล

สบถกเตรยมโดยการแยกสลายดวยนาในสภาวะเบสของไตรกลเซอไรดในไขมนหรอนามน เรยกวา ปฏกรยาแซพอนฟเคชน (saponification) ดงสมการ (4.3) ไดกลเซอรอล และสบ ซงเปนของผสมของเกลอของกรดไขมน หลงจากเตมโซเดยมคลอไรดลงไป สบจะแยกตวออกมา

Page 18: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

122

โครงสรางสบประกอบดวย 2 สวน คอ สวนมขวหรอชอบนา ไดแก หมคารบอกซเลต และสวนไมมขวหรอชอบลพด (lipophilic part) ไดแก สวนไฮโดรคารบอน ซงกลไกการซกลางของสบจะเกดผานไมเซลล โดยหนสวนไฮโดรคารบอนเขาหาคราบสกปรกซงเปนไขมนหรอนามน และอยดานใน สวนบรเวณพนผวเปนหมคารบอกซเลต จะหนเขาหานา โดยประจลบของหมคารบอกซเลตจะทาใหเกดการผลกกนระหวางไมเซลล ทาใหเกดการกระจายตวและเปนคอลลอยด (colloid) ในนา สวนโซเดยมไอออนจะกระจายตวอยในนาและลอมรอบไมเซลล ดงภาพท 4.13

O

OO

C

C

OR

OR

CO

R

triglyceride

NaOH/H2Oheat OH

OH

OH+ 3 RCOO-Na+

Glycerol soap

(4.3)

เมอใชนากระดางทมแมกนเซยมไอออน (Mg2+) และแคลเซยมไอออน (Ca2+) จะทาใหการซกลางของสบมประสทธภาพลดลง เนองจากสบของเกลอโซเดยมจะเปลยนเปนเกลอแมกนเซยมหรอเกลอแคลเซยม ดงสมการ (4.4) ซงเปนสบทไมละลายนา เปนตะกอนและฝาลอยอยผวนา เรยกวา ไคลสบ แกไขไดโดยใชสารซกฟอก (detergent) แทน ซงเปนเกลอโซเดยมของแอลคลเบนซนซลโฟเนต (alkyl benzene sulfonate) หรอเกลอของแอลคลซลโฟเนต (alkyl sulfonate) โซยาว และแอลคลฟนอล (alkyl phenol) ดงภาพท 4.14

COO-Na+

hydrophilic partlipophilic part

CO ONa

C OO Na

COONa

CO

O

Na

CO

ONa

COO

Na

CO

ONa

CO

ONa

COONa

C OO

Na

CO

ONa

CO

ONa

Ca2+COO)2Ca

sodium soap

(

calcium soap

micelle

(4.4)

ภาพท 4.13 การเกดไมเซลล ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.7)

Page 19: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

123

CH3-(CH2)n-CH2-O-SO3Na

n-alkyl sulfonate

SO3NaCH3-(CH2)m

CH3-(CH2)n

alkyl benzene sulfonate

OHCH3-(CH2)n

alkyl phenol

CH3-(CH2)n-CH-(CH2)m-CH3alkane sulfonate

SO3Na

ภาพท 4.14 สารซกฟอก

กลเซอรอลซงเปนผลพลอยไดของการเตรยมสบ จะนามาใชประโยชนในอตสาหกรรมตาง ๆ มากมาย โดยเฉพาะอตสาหกรรมเครองสาอางและผลตภณฑทดแลตวเอง (personal care product) รอยละ 16 ใชเปนสวนประกอบในสตรผลตภณฑสาหรบผวและเสนผม ทาหนาทเปนสารหลอลน (lubricant) และสารคงความชน (humectant) ปองกนการระเหยของนาได และเปนสวนประกอบหลกในยาสฟน เพอปองกนไมใหตวยาในหลอดแขงและแหง ในอตสาหกรรมยา รอยละ 18 วตถประสงคหลกเพอเปนตวทาละลาย สารเพมความหนดของยานา เปนสวนผสมในยานาเชอมแกไอ เปนพาหะ (carrier) ของสารปฏชวนะ (antibiotic) และสารระงบเชอ (antiseptic) ในยาหยอดห แกอกเสบ เปนสารทใชทาพลาสตก (plasticizer) สาหรบแคปซลยา ในอตสาหกรรมอาหารและเครองดม รอยละ 11 ใชเปนตวทาละลายสารใหความหวานและสารกนเสย (preservative) สารใหความนมในขนมปง เคก เนอวว เนย และลกอม เปนตน นอกจากน ยงประยกตในอตสาหกรรมอน เชน ชวยรกษาปรมาณความชนในยาสบ ทาใหรกษาความสดไดนานขน เปนสารหลอลนและสารทใชทาพลาสตกในกระบวนการผลตกระดาษ เปนสารหลอลนชวยใหดายฝายและเสนใยเกดความนม เปนตน

ไบโอดเซล

แหลงวตถดบสาหรบการผลตไบโอดเซลใชไดทงนามนและไขมนจากพชและสตว รวมทงนามนพชใชแลว เกดโดยปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชน (transesterification) ระหวางไตรกลเซอไรดกบแอลกอฮอลทมโมเลกลขนาดเลก ทนยม ไดแก เมธานอล (Methanol) ไดเมธลเอสเทอร หรอทวไปเรยกวา ไบโอดเซล ดงภาพท 4.15 ซงมคณสมบตใกลเคยงกบนามนดเซล แตเปนเชอเพลงสะอาด ไมเปนพษตอสงแวดลอม ไมมกามะถนและสารกอมะเรง จงใชเปนเชอเพลงทดแทนนามนดเซลได

Page 20: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

124

O

OO

C

C

OR'

OR'''

CO

R''

triglyceride (TG) + ROH diglyceride + R'COOR

NaOH/H2Oheat

OHOH

OH+

diglyceride + ROH monoglyceride + R''COOR

monoglyceride + ROH glycerol (GL) + R'''COOR

The overall reaction: + 3ROHR'COORR''COORR'''COOR

alkyl estersor biodiesel

TG GL

ภาพท 4.15 ปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนของไตรกลเซอไรด

โดยสวนใหญ การผลตไบโอดเซลจะใชกรดหรอเบสเปนตวเรงปฏกรยา แตปจจบนมการศกษาหลายเทคนค เชน การทาปฏกรยาในไมโครเวฟ (microwave) การใชไลเปสเปนตวเรงปฏกรยา และแบบไมใชระบบตวทาละลายหรอตวเรงปฏกรยา เปนตน เพอลดตนทนและเพมสมบตของไบโอดเซล ไดแก ความเปนกรด ความหนาแนน ความหนด จดวาบไฟ ปรมาณกลเซอรอลและกลเซอไรดทงหมด คากามะถน คาความรอน และเลขซเทน (cetane number, CN) ดงสมการ (4.5) (Evera, Rajendran & Saradha, 2009, pp. 762-765) และสมการ (4.6) (ASTM D613, 2014) ใชบอกคณสมบตการจดระเบดของเชอเพลง

CN = 46.3 + 5458/SV – 0.0225IV (4.5) โดยท SV = เลขแซพอนฟเคชน และ IV = เลขไอโอดน หรอ CN = รอยละของนอรแมล-ซเทน (n-cetane) + 0.15 x รอยละของเฮปทะเมธล-โนเนน (heptamethylnonane) (4.6)

นอกจากน คณภาพของแหลงวตถดบยงสงผลตอคณสมบตของไบโอดเซลเชนเดยวกน โดยเลขไอโอดนสามารถใชบอกถงความเสถยรตอออกซเดชนของไบโอดเซล กลาวคอ เลขไอโอดนมากจะมความเสถยรตอออกซเดชนนอย

เมแทบอลซมของลพด

ลพดซงประกอบดวยไตรกลเซอไรดจะถกเมแทบอไลตในรางกาย โดยอาศยไลเปสจากตบออน (pancreatic lipase) ไดกลเซอรอล และกรดไขมน แลวลาเลยงเขาสเซลล ซงกลเซอรอลจะเขาสกระบวนการไกลโคลซส วฎจกรเครบส และการถายโอนอเลกตรอน เมอเกดการสลายไดพลงงาน 9.4 กโลแคลอร (หรอ 39 กโลจล) ตอกรม สวนกรดไขมนจะถกเปลยนใหอยในรปไธโอเอสเทอรกบ

Page 21: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

125

โคเอนไซมเอ แลวผานกระบวนการเปลยนแปลงทางเคม สรางแอซทลโคเอ เขาสวฎจกรเครบส และไดกรดไขมนทมอะตอมคารบอนลดลง 2 อะตอม (สมพงศ จนทรโพธศร, 2552, หนา 262-264) ดงภาพท 4.16

lipid

fatty acids such as Palmitic acidGlycerolCH3-(CH2)14-COOH

Coenzyme A

CH3-(CH2)14-C-SCoA + H 2OO

-H2

CH3-(CH2)12-CH=CH-C-SCoAO

H2O

CH3-(CH2)12-CH-CH 2-C-SCoAO

OHCH3-(CH2)12-CH-CH 2-C-SCoA

OO

-keto ester

CH3-C-SCoAO

Acetyl CoA

CH3-(CH2)12-C-SCoAO

glycolysisKrebs' cycle

electron transfer

Myristic acid thioester

Coenzyme A

[O]

hydrolysis

ภาพท 4.16 กระบวนการสลายลพด ทมา (ดดแปลงจาก สมพงศ จนทรโพธศร, 2552, หนา 262)

ลพดเยอหมเซลล

โครงสรางเยอหมเซลล ประกอบดวยกรดฟอสฟาทดกอนพนธ (derived phosphatidic acid) และแอมโนแอลกอฮอลสฟงโกซน (amino alcohol sphingosine) ดงภาพท 4.17 ดงน

Page 22: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

126

membrane lipids

phospholipids glycolipids

glycerophospholipids sphingolipids

sphingophospholipids sphingoglycolipids(cerebroside)

glycerol fatty acidfatty acidPO4-alcohol

sphingosinefatty acidPO4-alcohol

sphingosinefatty acidcarbohydrate

ภาพท 4.17 สวนประกอบของลพดเยอหมเซลล ทมา (Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.10)

1. กลเซอโรฟอสโฟลพด (Glycerophospholipids)

กลเซอโรฟอสโฟลพดหรอฟอสโฟลพดเปนสวนประกอบหลกของเยอหมเซลล ทาหนาทเลอกใหสารบางชนดผานเขาออกเซลล โครงสรางจะมกรดไขมน 2 โมเลกล เกดพนธะกบกลเซอรอลและหมฟอสเฟต 1 หม เรยกวา กรดฟอสฟาทดก หรอเกดพนธะฟอสเฟตเอสเทอร (phosphate ester bond) กบสารอน ไดแก กลเซอรอล อโนซทอล (Inocitol) โคลน (Choline) เอธานอลแอมน (Ethnolamine) หรอเซอรน ดงภาพท 4.18 พบมากในสวนสมองและเซลลประสาท

ฟอสโฟลพดจะเรยงตวแบบแผนสองชน (bilayer) โดยหนสวนชอบนาทผวดานนอกของทงสองดาน และสวนไมชอบนาไวบรเวณตรงกลาง ทาใหเกดถงนาอยภายใน เรยกวา ไลโพโซม (liposome) ดงภาพท 4.18 ซงมคณสมบตคลายคลงกบเยอหมเซลลของสงมชวต ดงนน จงใชประโยชนในทางเภสชกรรม เปนพาหะสารเขาสรางกาย รวมทงสามารถควบคมการกระจายตวและการออกฤทธของสารทถกกกไวไดอยางมประสทธภาพ ใชเปนสวนผสมทงในเครองสาอางและยา และเปนตวกระทาอมลชน ไดแก การเตรยมมายองเนส (mayonnaise)

Page 23: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

127

O

O C

P

OR'

OOX

O

OO

R

Phosphatidylethanolamine; X = -CH 2-CH2-NH3

Phosphatidylcholine; X = -CH 2-CH2-NMe3(or Lecithin)

Phosphatidic acid; X = H

Phosphatidylserine; X =

Phosphatidylinositol; X =

Phosphatidylglycerol; X = -CH2-CH(OH)-CH2-OH

-CH2-CH-COONH3

HOOH

OH

OHOH

ภาพท 4.18 กลเซอโรฟอสโฟลพดชนดตาง ๆ และลกษณะไลโพโซม

2. สฟงโกฟอสโฟลพด (Sphingophospholipids)

สฟงโกลพด (sphingolipid) เปนอนพนธของสฟงโกซน (Sphingosine, 4.13) ซงมอะตอมคารบอน เทากบ 18 อะตอม เมอหมแอมโนและหมไฮดรอกซล หรอไดไฮโดรสฟงโกซนอนพนธเกดพนธะฟอสเฟตเอสเทอรอก จะเรยกวา สฟงโกฟอสโฟลพด เชน สฟงโกไมอลน (Sphingomyelin, 4.14) ซงโครงสรางเปนฟอสโฟโคลนอนพนธ (derived phosphocholine) ของเซรไมด (Ceremide, 4.15) ดงภาพท 4.19 พบมากทบรเวณแผนไมอลน (myelin sheath) ทหอหมเซลลประสาทและในเยอหมเซลลของสตว

Page 24: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

128

3. เซรโบรไซด (Cerebrosides)

เซรโบรไซดหรอสฟงโกไกลโคลพด (sphingoglycolipid) เปนสารประเภทสฟงโกลพด โครงสรางตอพนธะกบนาตาลและไมมหมฟอสเฟต พบทเยอหมเซลลสมองและเซลลประสาท สามารถจาแนกเปนเซรโบรไซดเชงเดยว ไดแก กาแลกโทเซรโบรไซด (Galactocerebroside, 4.16) ตอพนธะกบกาแลกโทส และกลโคเซรโบรไซด (Glucocerebroside, 4.17) ตอพนธะกบกลโคส และเซรโบรไซดเชงซอน โดยจะตอพนธะกบนาตาลหลายหนวย ไดแก แอนทเจนเซรโบร-ไซด (Antigen cerebroside, 4.18) พบในเลอดกรปโอ กรปเอ และกรปบ เปนตน ดงภาพท 4.19

R1OH2CNHR

OH

( )12CH3

Sphingosine (4.13); R = R1 = H

Sphingomyelin (4.14); R = , R1 =

Ceremide (4.15); R = acyl, R1 = H

PO

OO-CH2-CH2-NMe3

Galactocerebroside (4.16); R = acyl, R1 =O

OH

OHHO

CH2OH

Glucocerebroside (4.17); R = acyl, R1 =

RO

acyl

O

OH

OH

OH

CH2OH

Antigen cerebroside (4.18); R = fatty acid,

R1 = Glc-Gal-Glc-NAc-

Fuc

Glc-Gal-Gal-NAc-Gal-Glc-NAc-

Fuc

Gal-Gal-GlcNAc-

FucO group A group B group

ภาพท 4.19 สฟงโกฟอสโฟลพดและเซรไบรไซด

Page 25: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

129

กรณหนวยนาตาลมกรดไซลก (Sailic acid หรอ N-Acetylneuraminic acid) ดงภาพท 4.20 อยางนอยหนงหนอย จะเรยกวา แกงกลโอไซด (gangliosides) พบบรเวณสวนสเทาของเนอสมอง ซงเปนองคประกอบสาคญของเซลลทเปนบรเวณตวรบ (receptor site) จาเพาะกบสารใดสารหนง ไดแก ฮอรโมน สารพษ และสารสอประสาท

OOH

OH

OH

CH2OH O O O

O

OHCH2OH

OCH2OH

OH

O COO

NHCOCH3

O OH

CH2OH

OH

OOH

R

NHH3C

OR =

OHCHCHHOCH2OH

CH2O

NH

OH

CHO

CH2CH3

CHCH2CH3

( )12 ( )12

Sailic acid or (N-Acetylneuraminic acid)

ภาพท 4.20 ลกษณะแกงกลโอไซด

ลพดเบดเตลด

เนองจากลพดมคณสมบตไมละลายนา แตละลายไดในนามน ดงนน สารอนซงมคณสมบตดงกลาว แตโครงสรางไมไดเปนเอสเทอรของกรดไขมนหรอไมมสวนของกลเซอรอลนน จะถอวาเปนสารในกลมลพดเชนเดยวกน ไดแก กลมสเตอรอยด เชน คอเลสเตอรอล (4.19) และฮอรโมนเพศ เชน อสโทรเจน (Estrogen, 4.20) เทสโทสเตอโรน (Testosterone, 4.21) และโพรเจสเตอโรน (Progesterone, 4.22) เปนตน ดงภาพท 4.21 กลมลโพโปรตน (lipoprotein) ประกอบดวยลพดหลายชนดรวมกบโปรตน พบในนาเลอด ทาหนาทขนสงลพดไปยงสวนตาง ๆ ของรางกาย กลมเทอรพนและกลมวตามนทละลายไดในลพด ไดแก วตามนเอ วตามนด วตามนอ และวตามนเค ดงน

Page 26: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

130

HO

H

H H

H

Cholesterol (4.19)

HO

O

Estrogen (4.20)

O

H

OH

H H

Testosterone (4.21)

O

H

H H

OH

Progesterone (4.22)

H H

H

ภาพท 4.21 คอเลสเตอรอลและสเตอรอยดฮอรโมนเพศบางชนด

1. วตามนเอ

วตามนเอ (Retinol, 4.23) ในธรรมชาตพบทงรปอสระและรปเอสเทอร สารตงตนในชวสงคราะห เรยกวา โปรวตามนเอ (provitamin A) ในพช สวนมากวตามนเอจะสงเคราะหจากบตา-แคโรทน (β-Carotene, 4.24) กลไกคาดวาออกซจเนส (oxygenase) ทาใหพนธะคแตก ไดเรทแนล (Retinal, 4.25) จานวน 2 โมเลกล ทสมมาตรกน จากนนจะถกรดวซดวยดไฮโดรจเนส เปลยนเปน เรทนอลหรอวตามนเอ ดงภาพท 4.22 สาหรบในสตวจะถกเกบในรปนามนตบ (liver oil) แหลงทพบวตามนเอ เชน แครอท ผกสเหลองและสเขยวเขม ผลไมสเหลอง นามนตบปลา ไข นม ตบ ผลตภณฑจากนม และมาการน (magarine) เปนตน

-Carotene (4.24)

CH2OH

Retinol (4.23)

oxidised O2

oxygenaseC CH H

O O

C CH H

O O2NADH/H+

2 moles of

Retinal (4.25)

ภาพท 4.22 สมมตฐานชวสงเคราะหวตามนเอ ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 12.3)

Page 27: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

131

หนาททางชวภาพของวตามนเอ คอ ปองกนอาการตาบอดกลางคน (night blindness) เพมประสทธภาพการมองเหนและชวยในการรกษาโรคเกยวกบตา (ชวยสรางสารสทมคณสมบตไวตอแสงในตา) กลไก คอ เรทนอลรปเอสเทอรจะถกแยกสลายดวยไลเปสและถกออกซไดสดวยเรทนอล ดไฮโดรจเนส (Retinol dehydrogenase) ไดเรทแนล ทมพนธะครปทรานส- ทงหมด (all-trans-Retinal) แลวเปลยนเปนรปซส- เฉพาะตาแหนงท C11 โดยอาศยไอโซเมอเรส ไดเปน 11-ซส-เรทแนล (11-cis-Retinal) ซงเมอรวมกบสารประกอบเชงซอนออปซน-ฟอสโฟลพด (opsin-phospholipid complex) จะเกดสารสมวงแดงทไวตอแสง (light sensitive rhodopsin or visual purple) หรอเรยกวา โรดอปซน ซงสารชนดนประกอบดวยโปรตนออปซน (opsin) จะรวมตวกบเรทนอล แตเมอถกกระตนดวยแสง โครงสรางเรทนอลจะเปลยนแปลงไป จนไมสามารถรวมตวกบออปซนได ในขณะนเอง จะเกดกระแสประสาทผานเสนประสาท สงไปยงสมองสวนใหแปลเปนภาพ แตเมอโรดอปซนมปรมาณนอยลง เยอเรทนาจะกระตนให 11-ซส-เรทแนลเปลยนเปนพนธะครปทรานส- ทงหมดแลว สารประกอบเชงซอนออปซน-ฟอสโฟลพดจะถกกระตนสรางขนมาใหม ไดโรดอปซนอก ดงภาพท 4.23 ดงนน ถารางกายขาดวตามนเอจะทาใหเกดโรคตาฟางหรออาการตาบอดกลางคนในชวงเวลาทแสงสวางนอย โดยเฉพาะชวงเวลาพลบคา

CH2OHRetinol ester lipaseall-trans-Retinal

retinoldehydrogenase

CH2OH11-cis-Retinal

Retinol (4.23)

+ "an opsin-phospholipidcomplex"

light

darkrhodopsin

cis-

isomerase

ภาพท 4.23 กลไกการเกดโรดอปซน ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 12.4)

นอกจากน วตามนเอยงชวยเสรมสรางภมตานทานตอการตดเชอในทางเดนหายใจ ชวยใหเนอเยอชนนอกของอวยวะตาง ๆ มสขภาพด ชวยในการรกษาโรคถงลมโปงพองและโรคไทรอยดเปนพษ สงเสรมการเจรญเตบโตความแขงแรงของกระดก และสขภาพของผวพรรณ ผม ฟน และเหงอก ชวยลดจดดางดาบรเวณผวหนง มสวนชวยในการรกษาสว โรคผวหนงชนดเปนตมพพอง ทเกดจากเชอ

Page 28: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

132

แบคทเรย ฝ ชนนะต และแผลปดตาง ๆ แตถารบประทานวตามนเอมากเกนไป จะเกดการสะสมในรางกาย ทาใหผมรวง เบออาหาร ปวดแขนขาและกระดก อาจเกดเนองอกและเซลลมะเรงได ในเดกอาจเปนสาเหตใหกระดกเปราะ

2. วตามนด

วตามนดพบมากในนามนตบปลา ปลาซาดน ปลาแซลมอน และปลาทนา ทาหนาทชวยสงเสรมการใชแคลเซยมและฟอสฟอรส ซงจาเปนตอความแขงแรงของกระดกและฟน ชวยปองกน การเกดโรคกระดกพรน (rickets) มผลตอระบบภมคมกน เมอรบประทานรวมกบวตามนเอและวตามนซจะปองกนโรคหวด และชวยในการดดซมวตามนเอ ในธรรมชาตสวนมากพบวตามนด 2 ชนด ไดแก 1) เออโกแคลซเฟอรอล (Ergocalciferol หรอ Vitamin D2, 4.26) ไดจากอาหาร ไดแก พชผกใบเขยว เนอสตว นานม ปลา ไข นม และเนยเหลว รวมทงพบในยสต เหด หรอราบางชนด และ 2) คอเลแคล-ซเฟอรอล (Cholecalciferol หรอ Vitamin D3, 4.27) ซงรางกายมนษยจะสงเคราะหไดเอง เมอผวหนงไดรบแสงแดดชวงรงสยวบ โดยเฉพาะความยาวคลน 280 นาโนเมตร สารตงตนของวตามนด 2 และวตามนด 3 ไดแก เออโกสเตอรอล (Ergosterol, 4.28) และ 7-ดไฮโดรคอเลสเตอรอล (7-Dehydrocholesterol, 4.29) ตามลาดบ (Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 1.21; Hewer, Lucas, Mei, & Yaylor, 2013, pp. 634-641; Murguia-Peniche, 2013, p. S26) ดงภาพท 4.24 กรณรางกายไมถกแสงแดด จาเปนตองไดรบวตามนดจากอาหารมากขน เนองจากการขาดวตามนดเปนสาเหตทาใหเกดโรคกระดกพรน

3. วตามนอ

วตามนอหรอโทโคเฟอรอล (4.12) ซงพบหลายรป ดงภาพท 4.10 ทสาคญและพบมากทสดในธรรมชาต ไดแก แอลฟา-โทโคเฟอรอล มคณสมบตทนตอสารละลายกรดและความรอน แตไมทนตอสารละลายเบส แกสออกซเจน และแสงแดด ชวยชะลอความแก ความเสอมสภาพของเซลล เปนตวตานออกซเดชน สามารถกาจดอนมลอสระในรางกาย จงชวยปองกนการเกดโรคมะเรงได ทาใหเซลลเนอเยอกลามเนอและเมดเลอดแดงเจรญเตบโตและทาหนาทไดอยางถกตอง แหลงทพบ เชน นามนพชตาง ๆ จมกขาวสาล ถวเหลอง นามนพช ถวลสง และผกใบเขยว เปนตน

Page 29: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

133

HO

HO

Ergosterol (4.28)

UV1

35

8910

1911

13

14

1718

HO

HO

19

56

7

8

195

67

8

Ergocalciferol or Vitamin D2(4.26)

HO 56

7

8

HO

195

67

8

Cholecalciferol or Vitamin D3 (4.27)

7-Dehydrocholesterol (4.29)

19

230 nm

275-300 nm

UV

ภาพท 4.24 ชวสงเคราะหวตามนด 1 และวตามนด 2 ทมา (ดดแปลงจาก Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 1.22)

4. วตามนเค

วตามนเคเปนอนพนธของเมธลแนฟโธควนโนน (Methyl naphthoquinone, 4.30) โครงสรางตอพนธะกบหนวยไอโซพรน (Isoprene unit) ตาแหนงท C3 ในธรรมชาตพบวตามนเค 1 หรอฟลโลควโนน (Phylloquinone, 4.31) และวตามนเค 2 หรอเมนาควโนน (Menaquinone, 4.32) ดงภาพท 4.25 พบมากในผกสเขยว เชน คะนา ผกโขม ผกกาดหอม และกะหลาปล เปนตน ในสตวพบมากในตบหม ในมนษยพบแบคทเรยบางชนดทอยในลาไสสามารถสงเคราะหวตามนเค 2 ได มนษยจงไมเกดภาวะขาดวตามนเค ชวยใหตบสงเคราะหสารททาใหเลอดแขงตว เชน โพรธรอมบน (prothrombin) ในกรณรางกายขาดวตามนเคและมบาดแผล จะทาใหเลอดแขงตวชาหรอภาวะเลอดไหลไมหยด วตามนเคมคณสมบตทนความรอนได แตสลายตวไดงายเมอสมผสกบแสงและสารละลายเบส

Page 30: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

134

O

O

CH3 Vitamin K1(4.31)

O

O

CH3Vitamin K2(30) n = 6 Vitamin K2(35) n = 7

n

O

O

CH3

Methyl naphthoquinone(4.30)

4.32

ภาพท 4.25 โครงสรางวตามนเค

การสกดลพด

ลพดเปนสารอนทรย พบไดทงในเซลลเนอเยอพชและสตว ไดแก ผลและเมลดธญพชตาง ๆ เชน ถวเหลอง งา เมลดฝาย ถวลสง ชนใตผวหนง และเครองในสตว เปนตน มโครงสรางลกษณะแตกตางกน กลาวคอ ลพดทมคณสมบตเปนกลางและไมมขว เชน ไตรกลเซอไรด คอเลสเตอรอล และเทอรพน เปนตน และลพดประเภทมขวเลกนอย ไดแก กรดไขมนอสระ ฟอสโฟลพด และสฟงโกลพด ดงนน การสกดลพดชนดตาง ๆ ออกจากเซลลของสงมชวตนน จงมวธการแตกตางกน แบงออกเปนวธการธรรมชาตและวธการผานกระบวนการ ซงการสกดบางกรณอาจใชหลายวธรวมกน

1. วธการธรรมชาต

การสกดนามนทไมระเหยและไขออกจากพช โดยการบบอดหรอการใชความรอนรวมดวย เพอลดความชน และใชสารเคมเพอทาลายเอนไซมบางชนด เพอปองกนไมใหเกดการเนา แลวตงทงไวใหตกตะกอน นามากรองหรอเหวยง เพอแยกลพดออกจากกาก โดยนามนทไมระเหยทสกดได เรยกวา นามนดบ (crude oil) สวนการกาจดไขสตวออกจากเซลลเนอเยอ จะใชวธการนงดวยไอนา ซงไขจะลอยอยดานบน

2. วธการผานกระบวนการ

การสกดลพดซงมคณสมบตไมละลายนา จะใชตวทาละลายอนทรยไมมขวหรอมขวเลกนอย ไดแก เบนซน (Benzene) คลอไรฟอรม อเธอร และเฮกเซน แลวระเหยตวทาละลายออก หรอใชเปนระบบตวทาละลายผสม ไดแก คลอโรฟอรมตอเมธานอลตอนา อตราสวน 1 ตอ 2 ตอ 0.8 โดยปรมาตรตอปรมาตรตอปรมาตร (Bhat, Nagasampagi & Meenakshi, 2009, p. 3.5) ไดลพดในชนคลอโรฟอรมแยกชนอยชนลาง ตามวธของโฟลช (Folch’s method) (Folch, Lee & Sloane

Page 31: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

135

Stanley, 1957, pp. 497-509) ซงโดยทวไปจะสกดดวยเครองสกดซอกฮเลต (Soxhlet extractor) ตามวธสากลของประเทศสหรฐอเมรกา AOAC (The Association of Official Analytical Chemist) เลขท 989.05 (AOAC, 2005) แตมขอเสย คอ เพมตนทนการผลตในระดบอตสาหกรรม มของเสยและเปนพษตอสงแวดลอม รวมทงเกดการปนเปอนในอาหาร ในปจจบน จงหาวธลดปรมาณตวทาละลาย เพอลดมลพษสงแวดลอม เพมผลไดเปนรอยละ ประหยดเวลา และลดตนทนการผลต เชน การสกดดวยแกสคารบอนไดออกไซดวกฤตยวดยง (Supercritical CO2 Extraction, SFE-CO2) การสกดดวย ตวทาละลายพรอมใชความถเหนอเสยง (ultrasonic frequency) เพอชวยเพมประสทธภาพในการสกด หรอการใชเกลอ เพอทาใหสารอนทรยแยกตวออกจากชนนา (salting-out) เปนตน ทงนลพดทถกสกดออกมาไดแลว กอนนามาวเคราะหหาปรมาณและชนดกรดไขมน ตองแยกใหบรสทธกอน โดยเทคนคโครมาโทรกราฟตาง ๆ

บทสรป

ลพด ไดแก ไขมน นามน และไข สวนใหญประกอบดวยไตรกลเซอไรด ซงเปนสารอนทรยประเภทเอสเทอรระหวางกลเซอรอลและกรดไขมนทงอมตวและไมอมตว โครงสรางกรดไขมนมจานวนอะตอมคารบอนเปนเลขค ลพดไมละลายนาและมระดบความไมอมตวพจารณาจากเลขไอโอดน เมอถกออกซไดสจะเกดการเหมนหนได สามารถปองกนหรอชะลอไดโดยการเตมอะตอมไฮโดรเจนทตาแหนงพนธะคของกรดไขมน หรอเตมตวตานออกซเดชน เมอไตรกลเซอไรดทาปฏกรยากบเบส จะไดเกลอของกรดไขมนหรอสบ เรยกวา ปฏกรยาแซพอนฟเคชน โมเลกลสบม 2 สวน ไดแก สวนชอบนาและสวนชอบลพด มกลไกการซกลางผานไมเซลล ปฏกรยาทรานสเอสเทอรฟเคชนระหวางไตรกลเซอไรดกบเมธานอลและมเบสเปนตวเรงปฏกรยา ไดนามนไบโอดเซล เยอหมเซลลประกอบดวยลพด ไดแก กลเซอโรฟอสโฟลพด สฟงโกฟอสโฟลพด และเซรโบรไซด นอกจากน ลพดยงรวมถงสารทมคณสมบตไมละลายนา ไดแก เทอรพน สเตอรอยด วตามนเอ วตามนด วตามนอ และวตามนเค โดยวธการสกดลพด ไดแก การบบอด รวมกบการใหความรอนและเอนไซม การสกดดวยตวทาละลายอนทรยไมมขว การนงดวยไอนา หรอการใชแกสคารบอนไดออกไซดวกฤตยงยวด เปนตน

Page 32: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

136

คาถามทายบท

1. จงอธบายวา ทาไมกรดไขมนทพบในธรรมชาตจงมจานวนอะตอมคารบอนเปนเลขค 2. จงเขยนโครงสรางของกรดไขมนทมชอแบบยอ ดงน 18:2 9 (cis), 12 (cis) และเปนกรดไขมนโอเมกา

ชนดใด 3. จงยกตวอยางโครงสรางลพดในไขแดง 4. จงอธบายวา ทาไมไมควรนานามนพชไปทอดอาหาร 5. จงบอกประโยชนของลพดมา 5 ขอ 6. ทดสอบตวอยางนามน 5 ชนด กบสารละลายไอโอดน ไดผลดงตาราง

ตวอยางนามน จานวนหยดของสารละลายไอโอดน

นามน A 15 นามน B 23 นามน C 11 นามน D 9 นามน E 25

จงตอบคาถามตอไปน 6.1 ทานคดวา นามนใดมความไมอมตวมากทสด 6.2 ถาหยดสารละลายไอโอดนจานวน 9 หยด ลงในนามน C และนามน D จงเปรยบเทยบสของ

สารละลาย พรอมเหตผล 7. นามนพชหรอนามนหมเหมนหนงายกวากน จงอธบาย 8. จงบอกปจจยททาใหเกดการเหมนหน รวมทงการปองกนไมใหเกดการเหมนหน 9. จงเขยนปฏกรยาการเตรยมสบ 10. จงอธบายกลไกการทาความสะอาดของสบ 11. นามนพชทอดซามประโยชนหรอไม ถามจงยกตวอยาง 12. เยอหมเซลลประกอบดวยลพดอะไรบาง และมหนาทอะไร 13. การเตรยมนามนไบโอดเซลเหมอนและแตกตางจากการเตรยมสบอยางไรบาง 14. จงอธบายวธการทเหมาะสมทสดในการสกดนามนออกจากเมลดทานตะวน 15. ผลพลอยไดของการเตรยมสบคออะไร และนาไปทาประโยชนอะไรไดบาง 16. วตามนใดบางทถอวาอยในกลมลพด เพราะเหตใด

Page 33: บทที่ 4 - pws.npru.ac.thpws.npru.ac.th/arunrat/data/files/4.ch. lipid & oil.pdf · (simple lipid) เช `น เทอร์พีน สเตอรอยด์ และพรอสทาแกลนดิน

137

17. กาหนดโครงสราง สารใดไมใชสเตอรอยด

HO

H

H H

H

O

H

OH

H HH

HOH2CHO

HO

HO