ผลิตเชื้อเพลิงจากแบคทีเรีย

ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นหนึ่งในตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของโลกหรือภาวะโลกร้อน  ส่งผลให้นักวิจัยจาก University of California, Los Angeles (UCLA) สนใจที่จะนำแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศกลับมาใช้ประโยชน์ด้วยการเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีให้กลายเป็นเชื้อเพลิงเหลวโดยใช้กลไกทางชีวเคมีของแบคทีเรียที่ผ่านการตัดต่อพันธุกรรม

สายพันธุ์แบคทีเรียที่นักวิจัยให้ความสนใจ คือ Synechoccus elongates ซึ่งเป็นแบคทีเรียสีเขียวแกมน้ำเงินที่สามารถตรึงแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในเซลล์ได้ดี เมื่อแบคทีเรียสายพันธุ์ดังกล่าวผ่านการตัดต่อพันธุกรรมสามารถผลิตสารไอโซบิวทีรัลดีไฮด์ (Isobutyraldehyde) โดยการรับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไปในเซลล์ควบคู่กับการกระตุ้นจากพลังงานแสงอาทิตย์คล้ายกันกับการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

ไอโซบิวทีรัลดีไฮด์ที่แบคทีเรียสร้างขึ้นเป็นสารที่มีจุดเดือดต่ำ (63 องศาเซลเซียส) จึงสามารถสกัดออกจากเซลล์ได้ง่าย เมื่อสกัดสารออกจากเซลล์แบคทีเรียได้แล้วสามารถใช้เทคโนโลยีตัวเร่งปฏิกิริยาในปัจจุบันเปลี่ยนไอโซบิวทีรัลดีไฮด์ให้กลายเป็นสารไอโซบิวทานอล (Isobutanol) ซึ่งมีสมบัติเป็นเชื้อเพลิงเหลวได้

แม้ว่าแบคทีเรียที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรมจะสามารถผลิตไอโซบิวทานอลได้เองในปริมาณเล็กน้อย แต่นักวิจัยยังคงให้ความสนใจในการพัฒนาสายพันธุ์แบคทีเรียโดยเน้นการผลิตไอโซบิวทีรัลดีไฮด์เป็นหลัก เนื่องจากไอโซบิวทีรัลดีไฮด์สามารถผลิตได้ในอัตราที่สูงกว่า และยังนำไปใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตเคมีภัณฑ์อื่นๆ ได้อีกด้วย

โดยสรุปแล้ว นอกจากต้นทุนการผลิตที่ต่ำเมื่อนำไปประยุกต์ใช้ในภาคอุตสาหกรรมเนื่องจากใช้เพียงพลังงานจากแสงอาทิตย์เท่านั้น การผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากแบคทีเรียยังสามารถลดปัญหาปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศได้อีกทางหนึ่งด้วย

อ้างอิง: S. Atsumi et al, Nature Biotechnology, 2009, 27(12), p1177.

 

กลูตาไธโอน

กลูตาไธโอน ปลอดภัยแล้วหรือ..?

หากเราเข้าไปตามเว็บบอร์ดต่างๆ แล้วเหลือบมองดูโฆษณาแฝงที่เต็มไปด้วยข้อความชวนเชื่อต่างๆ นอกจากโฆษณาลดความอ้วนที่ยังคงได้รับความสนใจจากผู้คนส่วนมาก เรายังจะพบกับกระแส “กลูตาไธโอน” ดังเช่นข้อความต่อไปนี้

“อยากผิวสวยเหมือนดารา กลูตาไธโอนช่วยคุณได้”
“ผิวขาวสวยทั่วเรือนร่าง เห็นผลทันตาใน 3 วัน ด้วยกลูตาไธโอนแบบฉีด”
“ขาวอมชมพูแบบพริตตี้ ด้วยกลูตาไธโอนเพียว 100%”

แล้วกลูตาไธโอนคืออะไรกันแน่…มันสามารถทำให้ผิวขาวขึ้นได้จริงหรือ..?

กลูตาไธโอน (glutathione) เป็นสารประกอบชนิดหนึ่งที่ร่างกายสร้างขึ้นได้เอง มีหน้าที่ในการช่วยขจัดสารพิษที่ไม่ละลายน้ำออกจากร่างกายโดยการทำงานร่วมกับตับ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารต้านอนุมูลอิสระโดยใช้หมู่ไธออล (-SH) ในการรีดิวซ์อนุมูลอิสระชนิดต่างๆ ได้เป็นอย่างดี

สารกลูตาไธโอนได้รับการรับรองในการใช้เป็นยารักษาโรคที่เกี่ยวกับระบบประสาทบกพร่อง เช่น โรคพาร์คินสัน ด้วยการฉีดเข้าเส้นหรือเข้าที่กล้ามเนื้อ โดยสารดังกล่าวจะช่วยกระตุ้นเซลล์ประสาทในการตอบสนองต่อสารโดปามีน (dopamine) ในสมอง  การใช้สารกลูตาไธโอนในการรักษาโรคมีผลข้างเคียงที่ทำให้ผู้ใช้ยามีสีผิวที่จางลงจึงทำให้มีผู้คิดนำสารดังกล่าวมาใช้เป็นตัวยาเพื่อหวังผลให้ผู้ใช้มีสีผิวที่ขาวขึ้น

โดยทั่วไปสีผิวของมนุษย์เกิดจากการที่เม็ดสีที่เรียกว่าเมลานิน (melanin) ซึ่งเป็นโพลิเมอร์ประเภทหนึ่งกระจายตัวอยู่ในชั้นผิว เม็ดสีที่อยู่ในผิวหนังถูกผลิตขึ้นจากกรดอะมิโนที่ชื่อว่าไทโรซีน (tyrosine) ซึ่งสามารถสร้างเม็ดสีได้เป็นสองชนิด คือ ยูเมลานิน (eumelanin) และ ฟีโอเมลานิน (pheomelanin)

ปริมาณของเม็ดสีทั้งสองชนิดที่กระจายตัวในผิวหนังจะมีมากหรือน้อยเป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดและวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษ โดยที่ ยูเมลานิน เป็นเม็ดสีที่พบมากในคนผิวสีเข้ม ซึ่งส่วนใหญ่อาศัยอยู่ใกล้บริเวณเส้นศูนย์สูตรซึ่งมีความเข้มของรังสี UV มาก ในขณะที่ ฟีโอเมลานิน เป็นเม็ดสีที่พบมากในคนผิวขาว ซึ่งได้รับปริมาณของรังสี UV น้อยกว่า ทั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งสมมุติฐานเกี่ยวกับเม็ดสีทั้งสองชนิดไว้ว่า ยูเมลานินน่าจะทำหน้าที่ป้องกันอันตรายจากรังสี UV ที่จะทำให้ DNA เกิดการเปลี่ยนแปลงจนนำไปสู่การเกิดเซลล์มะเร็งนั่นเอง

สารกลูตาไธโอนที่เข้าไปในร่างกายไม่ว่าจะด้วยการฉีดหรือการรับประทาน (มีหลักฐานยืนยันว่าสารกลูตาไธโอนไม่สามารถถูกดูดซึมจากการะเพาะอาหารได้) จะทำหน้าที่กระตุ้นให้กรดอะมิโนไทโรซีนเปลี่ยนรูปไปเป็นฟีโอเมลานินในปริมาณที่มากขึ้น หรือกล่าวได้อีกนัยหนึ่งว่าสารกลูตาไธโอนจะเปลี่ยนเม็ดสียูเมลานินให้กลายเป็นฟีโอเมลานินซึ่งส่งผลให้ผู้ที่ได้รับสารดังกล่าวมีสีผิวที่ขาวขึ้น

อย่างไรก็ตาม แม้ว่ากลูตาไธโอนจะช่วยให้ “ผิวขาวสวยทั่วเรือนร่าง เห็นผลทันตาใน 3 วัน” เหมือนดังคำโฆษณา แต่ก็ยังไม่มีผู้ใดออกมาพิสูจน์ว่าสารดังกล่าวจะเป็นอันตรายต่อร่างกายมากน้อยเพียงใด

การมีผิวคล้ำใช่ว่าจะมีผลเสียเสมอไปแต่กลับมีผลดีด้วยซ้ำ เพราะสามารถป้องกันรังสี UV ได้ และที่สำคัญ…คนผิวคล้ำมีความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งน้อยกว่าคนผิวขาวเสียด้วย

 

ถุงลมนิรภัยทำงานอย่างไร

นอกจากเข็มขัดนิรภัยที่ทำหน้าที่ป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากการขับรถยนต์แล้ว อุปกรณ์สำคัญอีกอย่างหนึ่งที่มีอยู่ในรถยนต์แทบทุกคนก็คืออุปกรณ์ที่เรียกว่า “ถุงลมนิรภัย” หรือที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า “airbag” ซึ่งสามารถลดแรงกระแทกระหว่างลำตัวและศีรษะกับพวงมาลัยที่เกิดขึ้นจากการเบรคอย่างกระทันหันได้ จนกระทั่งผู้ผลิตรถยนต์ต้องเพิ่มจำนวนถุงลมนิรภัยไว้ในตำแหน่งต่างๆ เพื่อเป็นสิ่งยืนยันในความปลอดภัยภายในรถยนต์ที่ผลิตขึ้น

ถุงลมนิรภัยทำมาจากถุงไนลอนหรือโพลีเอไมด์ที่บรรจุแก๊สไนโตรเจนไว้ภายใน โดยทั่วไปจะบรรจุแก๊สได้ประมาณ 60-70 ลิตร ซึ่งจะพองตัวอย่างรวดเร็วเมื่อมีแรงกระแทกเกิดขึ้น หลายคนอาจสงสัยว่าแก๊สปริมาณมากขนาดนั้นถูกเก็บไว้ตรงส่วนไหนของรถยนต์ แต่ในความจริงแล้วแก๊สไนโตรเจนที่ใช้บรรจุในถุงไม่ได้ถูกเก็บไว้ในรูปของแก๊ส แต่อยู่ในรูปของของแข็งที่ชื่อว่าโซเดียมเอไซด์ (sodium azide, NaN3) ที่บรรจุไว้ในส่วนที่เรียกว่า inflator ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาสลายตัวกลายเป็นโลหะโซเดียมและแก๊สไนโตรเจนเมื่อได้รับความร้อนจากตัวตรวจจับการชน (crash sensor)

 ปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้โซเดียมเอไซด์สลายตัวไปเป็นแก๊สไนโตร (สมการที่ 1) จะเกิดขึ้นเมื่อได้รับความร้อนประมาณ 300 องศาเซลเซียสที่แปลงมาจากสัญญาณไฟฟ้าจากตัวตรวจจับการชน แต่เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นมีโลหะโซเดียม (Na) ซึ่งเป็นอันตรายรวมอยู่ด้วย เพื่อป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากโลหะโซเดียมซึ่งจะเกิดการระเบิดเมื่อสัมผัสกับความชื้นจึงมีการเพิ่มสารเคมีอีกตัวหนึ่งเข้าไปทำปฏิกิริยากับโซเดียมที่เกิดขึ้นในทันที สารเคมีดังกล่าวก็คือโพแทสเซียมไนเตรท (potassium nitrate, KNO3) ซึ่งจะได้ผลิตภัณฑ์เป็นโพแทสเซียมออกไซด์และโซเดียมออกไซด์ที่มีอันตรายน้อยลง และยังได้แก๊สไนโตรเจนเพิ่มขึ้นมาอีกด้วย (สมการที่ 2)

หากรวมสมการที่ 1 และ 2 เข้าด้วยกัน จะสามารถคำนวณได้ว่าสารประกอบโซเดียมเอไซด์ 1 โมล จะสามารถสลายตัวเป็นแก๊สไนโตรเจนได้ทั้งสิ้น 1.6 โมล ซึ่งหมายความว่าหากบรรจุโซเดียมเอไซด์ปริมาณเพียง 130 กรัมลงใน inflator จะสามารถสลายตัวกลายเป็นแก๊สไนโตรเจนได้มากถึง 72 ลิตร ซึ่งมากพอที่จะบรรจุลงในถุงลมนิรภัยอย่างรวดเร็ว โดยที่ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นใช้เวลาเพียง 0.04 วินาที เท่านั้น

 นอกจากนี้ ในส่วนของ inflator ยังมีการเพิ่มทรายหรือซิลิกา (SiO2) ลงไปเพื่อให้ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมออกไซด์และโซเดียมออกไซด์ที่ได้จากปฏิกิริยาที่ 2 เกิดเป็นสารประกอบอัลคาไลน์ซิลิเกตหรือแก้วซิลิเกตที่มีความเสถียรและไม่เป็นอันตรายต่อร่างกายอีกด้วย

แม้ว่าถุงลมนิรภัยจะสามารถป้องกันอันตรายที่เกิดขึ้นจากอุบัติเหตุได้ แต่การป้องกันที่ดีที่สุดก็คงต้องเกิดจากการขับขี่อย่างปลอดภัยและเคารพกฎจราจรนั่นเอง

 

Chemical’s Common Name

ชื่อสามัญของสารเคมีที่เคยใช้ก่อนมีการเรียกชื่ออย่างเป็นระบบจาก IUPAC

 

ขวดชาเขียว

ขวดชาเขียว: ความเหมือนที่แตกต่าง

นอกจากน้ำเปล่าบรรจุขวดที่ทุกวันนี้ราคาเกือบเท่ากับน้ำมันเบนซินแล้ว ไม่ว่าจะเป็นร้านสะดวกซื้อหรือแผงขายเครื่องดื่มริมฟุตบาทก็จะมีเครื่องดื่มอีกประเภทหนึ่งที่สามารถดับกระหายได้เป็นอย่างดี นั่นก็คือ “ชาเขียว” หลากหลายยี่ห้อที่มาพร้อมกับสูตรต่างๆ ไม่ว่าจะรสดั้งเดิม สูตรผสมน้ำผึ้ง หรือแม้แต่ข้าวบาเล่ ก็เอามาผสมในชาเขียวด้วย

หากนำขวดที่บรรจุเครื่องดื่มเหล่านี้ ไม่ว่าจะเป็นขวดน้ำเปล่าหรือขวดชาเขียว มาแกะฉลากข้างขวดออกแล้วนำมาวางรวมกัน หลายคนก็คงแยกออกได้ว่าขวดชนิดใดเป็นขวดน้ำเปล่าและขวดชนิดใดเป็นขวดบรรจุชาเขียว ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดแต่หลายคนกลับไม่ทันสังเกตก็คือ ขวดบรรจุชาเขียวจะมีบริเวณคอขวด (ปากขวด) เป็นสีขาวทึบต่างจากบริเวณตัวขวดทีเป็นพลาสติกใสเหมือนขวดน้ำดื่มทั่วไป

เมื่อลองพลิกดูที่ก้นขวดของเครื่องดื่มทั้งสองชนิดจะพบกับตัวหนังสือภาษาอังกฤษที่เขียนว่า PET ซึ่งเป็นสัญลักษณ์บอกว่าบรรจุภัณฑ์นี้ขึ้นรูปมาจากพลาสติกที่ชื่อว่า Poly Ethylene Terephthalate หรือที่ทั่วไปเรียกว่าขวดเพ็ทนั่นเอง โดยปกติแล้วเมื่อนำพลาสติกหรือโพลิเมอร์ที่ชื่อว่า PET มาขึ้นรูป ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีลักษณะใส ไม่มีสี ทำให้นิยมนำมาใช้ทำเป็นภาชนะที่มีความใส สามารถเห็นเนื้อในของเครื่องดื่มที่บรรจุอยู่ภายในได้

คำถามต่อมาที่หลายคนอาจสงสัยก็น่าจะเกี่ยวกับวัสดุที่ใช้ทำปากขวดบรรจุชาเขียว ทำไมต้องใช้วัสดุที่มีสีขาว และวัสดุชนิดนั้นคืออะไร?

วัสดุสีขาวที่ใช้ทำปากขวดบรรจุชาเขียวก็คือ PET ชนิดเดียวกับที่ใช้ทำตัวขวดนั่นเอง อีกทั้งยังไม่มีการเติมแต่งสารเคมีใดๆ เข้าไปเพิ่มเติมเพื่อให้มันมีสีขาวขึ้นมา แต่สีขาวที่เห็นนั้นเกิดจากความแตกต่างของขั้นตอนการผลิตขวดซึ่งนำไปใช้ในสภาวะที่ไม่เหมือน

พลาสติกโดยทั่วไปจะมีสมบัติเฉพาะตัวอย่างหนึ่งที่เรียกว่าค่า Tg (glass transition temperature) ซึ่งก็คืออุณหภูมิที่พลาสตติกจะเริ่มเปลี่ยนสภาพจากของแข็งคล้ายแก้วกลายไปเป็นของแข็งที่สามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างได้คล้ายกับยาง โดยที่ PET ที่ใช้ทำขวดพลาสติกจะมีค่า Tg อยู่ที่ 69 องศาเซลเซียส ซึ่งหมายความว่าถ้าใช้ขวดนี้บรรจุของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 69 องศาเซลเซียส ขวดก็จะมีรูปร่างหงิกงอไม่เป็นรูปทรงที่ต้องการอีกต่อไป

ในการบรรจุชาเขียวลงในขวดขณะอยู่ในสายการผลิต ชาเขียวที่ถูกต้มจนเดือดถูกลำเลียงผ่านท่อโลหะเพื่อลดอุณหภูมิลงไปในระดับหนึ่ง แต่ท่อโลหะที่ใช้ปล่อยชาเขียวลงในขวดจะมีความร้อนสะสมสูงมาก หากสัมผัสกับ PET ปกติ ก็จะทำให้ปากขวดชาเขียวมีรูปร่างแปลกตาไปจากที่เราเห็น จึงต้องมีการดัดแปลงสมบัติของ PET ให้สามารถทนความร้อนบริเวณนี้ได้มากกว่าเดิม

เนื่องจากค่า Tg เป็นอุณหภูมิที่เริ่มมีการหมุนของพันธะเดี่ยวในสายโพลิเมอร์เกิดขึ้น หากทำให้พันธะดังกล่าวสามารถหมุนได้ยากขึ้น อุณหภูมิที่ใช้ก็จะสูงขึ้นตามไปด้วย จึงมีการทำให้โมเลกุลของ PET บางส่วนมีการจัดเรียงตัวในลักษณะของผลึกในเนื้อของโพลิเมอร์ ซึ่งความเป็นผลึกจะทำให้ค่า Tg ของโพลิเมอร์สูงขึ้นนั่นเอง

โพลิเมอร์ที่มีความเป็นผลึกมากขึ้นจะมีดัชนีหักมากขึ้นตามไปด้วย ด้วยเหตุนี้ PET บริเวณปากขวดบรรจุชาเขียวที่มีการจัดเรียงตัวเป็นผลึกในบางส่วน (semi-crystalline) จึงมีลักษณะเป็นสีขาวทึบแสง แตกต่างไปจากขวดบรรจุน้ำดื่มทั่วๆ ไปที่มีลักษณะโปร่งใสทั้งใบ

 

ไซลิทอล (Xylitol)

ไซลิทอล: ความหวานเพื่อสุขภาพ

ท่ามกลางกระแสรักสุขภาพที่กำลังมาแรง ผู้ผลิตหลายรายต่างอาศัยช่วงจังหวะนี้ในการเพิ่มช่องทางการนำสืนค้าออกสู่ตลาดคนรักสุขภาพโดยเฉพาะสาวๆ ที่ห่วงใยเรื่องนี้เป็นพิเศษ นอกจากการออกกำลังกายและรับประทานอาหารบำรุงสุขภาพเพิ่มวิตามิน เกลือแร่ และไฟเบอร์ให้กับร่างกายแล้ว การลดอาหารที่ให้พลังงานสูงก็เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้กลุ่มคนรักสุขภาพหันมาให้ความสนใจมากยิ่งขึ้น เพราะเป็นที่ทราบกันดีว่าตัวการสำคัญที่เป็นต้นเหตุของ “ความอ้วน” ก็มีที่มาจากอาหารพลังงานสูงเหล่านี้

นอกจากไขมันและแป้งที่จะสะสมในร่างกายจนกลายเป็นส่วนเกินของใครบางคนแล้ว น้ำตาลก็เป็นอีกตัวการสำคัญที่เราไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ค่าที่ว่าความหวานเป็นรสชาติประจำชาติไทยไปซะแล้ว สารให้ความหวานทดแทนน้ำตาล เช่น แอสปาแตมและซอร์บิทอล จึงกลายมาเป็นจุดขายของผู้ผลิตอาหารและเครื่องดื่มด้วยคำโฆษณาที่อ้างถึงแคลลอรี่ที่มีน้อยกว่าน้ำตาลธรรมดา (บางทีก็บอกว่า 0% เลยทีเดียว)

สารให้ความหวานอีกตัวหนึ่งที่หลายคนคงคุ้นหูกันมาแล้วก็คือ “ไซลิทอล” (xylitol) ซึ่งนอกจากจะให้ความหวานทดแทนน้ำตาลได้แล้วยังสามารถให้พลังงานน้อยกว่าน้ำตาลซูโครสถึง 40% ด้วย แต่จุดเด่นที่สำคัญของสารไซลิทอลไม่ได้อยู่ที่ความหวานแบบโลว์แคลลอรี่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น ถ้าสังเกตข้างกล่องหมากฝรั่งยี่ห้อหนึ่งจะพบกับคำโฆษณาที่ว่า “หมากฝรั่งปราศจากน้ำตาล มีส่วนผสมของสาร xylitol ช่วยยับยั้งแบคทีเรียที่ทำให้ฟันผุ” แล้วสารให้ความหวานมันไปเกี่ยวข้องอะไรกับการฟันผุด้วย..?

มีการทดลองสนับสนุนคุณสมบัติยับยั้งแบคทีเรียของสารไซลิทอลตีพิมพ์ในวารสาร ทางทันตกรรมอยู่หลายเรื่อง เช่น การเปรียบเทียบจำนวนฟันผุที่เกิดขึ้นในผู้ที่เคี้ยวหมากฝรั่งที่มีส่วนผสม ของน้ำตาลทราย (2.92 ซี่) และหมากฝรั่งที่ใช้สารไซลิทอลแทนน้ำตาล (1.04 ซี่) [Scheinin et al, Acta Odontol Scand (1975a)] และการทดลองให้แม่ที่ให้นมบุตรเคี้ยวหมากฝรั่งที่ผสมไซลิทอลจนครบอายุ 2 ปี เมื่อทำการตรวจทันตกรรมเมื่อเด็กอายุครบ 5 ปี พบว่าปริมาณฟันผุลดลงถึง 70% เทียบกับแม่ที่ให้นมบุตรที่เคี้ยงหมากฝรั่งธรรมดา [Soderling et al, Caries Res (2001)]

สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดฟันผุก็คือกรดที่ผลิตจากแบคทีเรียในช่องปาก แบคทีเรียเหล่านี้อาศัยกระบวนการย่อยน้ำตาลชนิดต่างๆ เื่พื่อให้ได้พลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิต ซึ่งเป็นเหตุผลที่ผู้ใหญ่ต้องเตือนเด็กๆ ให้แปรงฟันหลังรับประทานอาหารและขนมหวานนั่นเอง

เมื่อไซลิทอลถูกนำมาใช้แทนน้ำตาลซึ่งเป็นส่วนผสมในหมากฝรั่ง โมเลกุลของไซลิทอลที่มีรูปร่างคล้ายกับน้ำตาลฟรุกโตสจะถูกดูดซึมผ่านผนังเซลล์ของแบคทีเรียด้วยกลไกเดียวกับที่แบคทีเรียดูดซึมน้ำตาลเข้าไปในเซลล์ หากเป็นน้ำตาลทั่วๆ ไป แบคทีเรียจะสามารถย่อยสลายโมเลกุลเหล่านั้นให้กลายเป็นสารไฮโดรคาร์บอนขนาดเล็ก พร้อมกับได้พลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิต แต่ในทางตรงกันข้าม เมื่อไซลิทอลเข้าไปอยู่ในเซลล์ เอนไซม์ของแบคทีเรียไม่สามารถย่อยไซลิทอลให้กลายเป็นพลังงานได้ เมื่อไซลิทอลถูกดูดซึมเข้าไปภายในเซลล์ในปริมาณมากจะทำให้เกิดการสะสมสารไซลิทอลภายในเซลล์ของแบคทีเรียไปเรื่อยๆ จนทำให้แบคทีเรียรู้สึกราวกับว่ามัน “อิ่ม” แล้ว แต่ความเป็นจริง สิ่งที่มัน “กิน” เข้าไปแม้จะมีรูปร่างหน้าตาคล้ายกับอาหารประจำของมันแต่มันก็ไม่สามารถย่อยอาหารได้

ภาพแสดงการขนส่งน้ำตาลฟรุกโตสและไซลิทอลเข้าสู่เซลล์ของแบคทีเรีย

ไซลิทอลก็ไม่ต่างอะไรจากอาหารปลอมที่แบคทีเรียถูกหลอกให้กินเข้าไป เมื่อแบคทีเรียได้รับอาหารปลอมเหล่านั้นไปเรื่อยๆ ก็จะไม่ได้รับพลังงานมาใช้ในการดำรงชีวิตจนต้องตายไปในที่สุด ด้วยเหตุนี้เอง ไซลิทอลจึงเป็นสารให้ความหวานที่ช่วยกำจัดแบคทีเรียในช่องปากได้ด้วย จึงเหมือนกับโชคสองชั้นที่เป็นทั้งน้ำตาลพลังงานต่ำและช่วยป้องกันฟันผุไปในตัว

 

 

Plasticizers

Plasticizers: ปนเปื้อนอีกแล้ว!!

เมื่อกลางเดือนตุลาคมที่ผ่านมา อธิบดีกรมวิทยาศาสตร์บริการได้ออกมาให้สัมภาษณ์ว่าขณะนี้สหาภาพยุโรปหรืออียูได้เตือนผู้ส่งออกผลิตภัณฑ์อาหารบางชนิดในไทยให้ระวังการปนเปื้อนขอสารเคมีจำพวกพลาสติไซเซอร์

สารพลาสติไซเซอร์ (plasticizers) ที่ว่านี้ป็นกลุ่มของสารเคมีที่ใช้เติมแต่งในพลาสติกชนิดต่างๆ เพื่อทำให้มีความอ่อนตัวมากขึ้น ในอุตสาหกรรมผลิตภาชนะบรรจุอาหารจะใช้สารดังกล่าวเป็นสารเติมแต่งในพลาสติกพีวีซี (polyvinylchloride) ที่ใช้ในการทำแผ่นพลาสติกรองฝาขวดแก้วเพื่อให้ฝาขวดเปิดได้ง่ายขึ้น

สารพลาสติไซเซอร์ที่นิยมใช้เพิ่มคุณสมบัติให้กับพีวีซีส่วนมากจะเป็นสารในกลุ่มของ phthalate เช่น diisooctyl phthalate (DIOP) และสารในกลุ่มอิพ๊อกไซด์ของน้ำมันถั่วเหลือง

สมบัติของสารดังกล่าวนอกจากจะเพิ่มความยืดหยุ่นให้กับพลาสติกแล้ว เมื่อพิจารณาจากโครงสร้างทางเคมีจะพบว่าสารในกลุ่มนี้มีส่วนของไฮโดรคาร์บอนสายยาวเป็นองค์ประกอบทำให้มีสภาพขั้วของโมเลกุลต่ำ (non-polar) สมบัตินี้ทำให้สาร DIOP ไม่ละลายน้ำแต่สามารถละลายได้ดีในไขมันซึ่งเป็นส่วนประกอบในอาหารประเภทน้ำพริกเผาและซอสผัดชนิดต่างๆ

เมื่อไขมันในผลิตภัณฑ์อาหารสัมผัสกับวัสดุที่มีส่วนผสมของสารพลาสติไซเซอร์จะทำให้มีการปนเปื้อนสารเคมีลงในอาหาร หากร่างกายได้รับสารแปลกปลอมในปริมาณมากอาจก่อให้เกิดอาการตกเลือดในปอด ตับโต เป็นพิษต่อเซลล์ในร่างกายและเกิดมะเร็งได้ในที่สุด

ด้วยเหตุนี้สหภาพยุโรปจึงกำหนดค่ามาตรฐานการนำเข้าผลิตภัณฑ์ให้วัสดุที่สัมผัสอาหารทุกประเภทต้องมีสารพลาสติไซเซอร์ ไม่เกิน 60 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม และเตรียมบังคับใช้ในเดือนเมษายน 2552

 

Contaminated Melamine

ช่วงต้นเดือนกันยายนที่ผ่านมานอกจากข่าวการบ้านการเมืองที่หลายคนติดตามกันมาอย่างต่อเนื่องแล้ว อีกหนึ่งข่าวที่ถือได้ว่าสร้างความวิตกกังวลให้บรรดาคุณพ่อคุณแม่ที่กำลังเลี้ยงลูกตัวน้อยๆ ด้วยนมผงก็คงหนีไม่พ้นข่าวการปนเปื้อนของสารเคมีในผลิตภัณฑ์นมผงยี่ห้อหนึ่งซึ่งผลิตจากเมืองจีนนั่นเอง

อันตรายจากสารปนเปื้อนดังกล่าวส่งผลให้มีเด็กทารกเสียชีวิตด้วยอาการไตวายไปแล้วอย่างน้อย 4 ราย (19 กันยายน 2551) และอีกกว่า 6,000 คนต้องล้มป่วยลงด้วยการสะสมของสารเคมีในไต

สารเคมีที่ก่อให้เกิดความวุ่นวายจนคนทั่วโลกต่างหวาดกลัวสินค้าจากเมืองจีนก็คือสารเคมีที่ชื่อว่า “เมลามีน” (melamine) ซึ่งเป็นสารประกอบหลักที่ใช้ในการผลิตพลาสติกชนิดหนึ่งที่ใช้ขึ้นรูปเป็นภาชนะที่เรารู้จักกันดีในชื่อของ “จานเมลามีน” นั่นเอง

เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในข่าวไม่ได้เกิดขึ้นจากการปนเปื้อนจากภาชนะพลาสติกที่ว่า แต่เกิดจากความหัวใสของพ่อค้าคนกลางที่จะเพิ่มกำไรจากน้ำนมที่ตนเองขายอยู่โดยการเติมน้ำเปล่าผสมลงไปในน้ำนมดิบเพื่อเพิ่มน้ำหนักให้กับสินค้าก่อนส่งต่อไปยังโรงงานอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามน้ำที่เติมลงไปกลับไปเจือจางปริมาณโปรตีนในนมจนมีความเข้มข้นลดลงต่ำกว่ามาตรฐานที่ได้รับการรองรับจากองค์กรของรัฐที่เกี่ยวข้อง

วิธีการตบตาการตรวจวัดมาตรฐานของผลิตภัณฑ์นมนั้นทำได้ไม่ยาก เพียงแค่เข้าใจวิธีวิเคราะห์ปริมาณโปรตีนในอาหารที่เรียกว่า “วิธีเจลดาร์ล” (Kjeldahl method) ก็สามารถทำให้น้ำนมดังกล่าวผ่านมาตรฐานการตรวจวัดไปอย่างง่ายดาย

วิธีเจลดาร์ล ซึ่งตั้งชื่อตามโยฮัน เจลดาร์ล นักเคมีชาวเดนมาร์ค เป็นวิธีที่ใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณโปรตีนในอาหารที่ยอมรับโดยองค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติหรือเอฟเอโอ โดยอาศัยหลักการที่ว่าโปรตีนซึ่งประกอบด้วยกรดอะมิโนชนิดต่างๆ เป็นสารอาหารชนิดเดียวที่มีธาตุไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ ดังนั้นวิธีการหาปริมาณโปรตีนในผลิตภัณฑ์อาหารจึงทำได้โดยการนำตัวอย่างผลิตภัณฑ์มาทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกที่อุณหภูมิสูงจนไนโตรเจนในโปรตีนทั้งหมดเปลี่ยนรูปมาเป็นแอมโมเนียมซัลเฟตแล้วคำนวณปริมาณธาตุไนโตรเจนที่ได้จากปริมาณของแอมโมเนียมซัลเฟตนั่นเอง

ด้วยเหตุนี้พ่อค้าหัวหมอจึงคิดหาวิธีตบตาเจ้าหน้าที่ที่ทำหน้าที่ตรวจวัดมาตรฐานของน้ำนมด้วยการหาวิธีเพิ่มปริมาณโปรตีนปลอมลงไปผลิตภัณฑ์ โดยการสมรู้ร่วมคิดกับผู้จำหน่ายสารเมลามีนเพื่อผสมสารดังกล่าวลงไปในน้ำนมดิบ

สารเมลามีนที่ว่านี้มีสูตรเคมีคือ C3H6N6 ซึ่งจะเห็นได้ว่าหนึ่งโมเลกุลของเมลามีนมีธาตุไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบถึงร้อยละ 66 โดยน้ำหนัก เมื่อผ่านขั้นตอนของการตรวจวัดตามวิธีเจลดาร์ลก็สามารถให้ข้อมูลเสมือนเป็นโปรตีนเทียมชนิดหนึ่งได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ยังมีลักษณะเป็นผงสีขาวเหมือนกับนมผงทุกประการ เมื่อน้ำนมถูกแปรรูปเป็นนมผงก็ไม่สามารถสังเกตการปนเปื้อนได้

แม้ว่าเมลามีนทำหน้าที่เป็นโปรตีนเทียมเพื่อให้ผ่านมาตรฐานการวิเคราะห์ได้ แต่พิษภัยของสารเคมีตัวนี้ก็สามารถทำอันตรายต่อระบบสืบพันธุ์ เป็นตัวการนำไปสู่การเกิดมะเร็งในกระเพาะปัสสาวะ และสามารถสะสมในไตจนทำให้เกิดภาวะไตวายได้ ด้วยเหตุนี้เองวิกฤตนมผงปนเปื้อนสารเมลามีนในประเทศจีนครั้งนี้จึงทำให้บรรดาผู้ปกครองที่เลี้ยงเด็กด้วยนมผงต่างพากันนำบุตรหลานไปตรวจร่างกายตามโรงพยาบาลต่างๆ กันอย่างเนืองแน่น

credit: http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9510000115163