Food science, food industrial technology on blog

ไนอาซิน (niacin) หรือไวตามินบี3 เป็นไวตามินชนิดที่ละลายในน้ำที่มีความจำเป็นต่อร่างกาย ทำหน้าที่เป็นโคเอนไซม์ของกระบวนการส่งถ่ายอิเล็กตรอนเพื่อสร้างพลังงานภายในร่างกายของเรา และกระบวนการเมตาบอลิสมสำคัญๆ ในหลายขั้นตอน เช่นในวิถีไกลโคไลซิส, การสังเคราะห์กรดอะมิโน และปฏิกิริยาเบต้าออกซิเดชันจากกรดไขมัน ซึ่งที่ผมเกริ่นมาในตอนต้นนี้เป็นเพียงการเรียกน้ำย่อยเท่านั้นนะครับ ไวตามินบีชนิดนี้ อาจจะไม่เหมือนไวตามินละลายน้ำตัวอื่นๆ ตรงที่ร่างกายมีกลไกในการสังเคราะห์จากเมตาบอไลต์อื่นๆ แล้วเก็บไว้ใช้ในช่วงขาดแคลน แต่เมื่อไรก็ตามที่มีมากเกินไป และร่างกายไม่สามารถขจัดออกได้ทัน ก็จะมีอันตรายต่อร่างกาย ดังนั้นนักพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหาร ในการที่จะใส่อะไรลงไปในผลิตภัณฑ์ ก็ควรทราบข้อมูลพื้นฐานทางการแพทย์พวกนี้ด้วย ก็เพื่อความปลอดภัยของผู้บริโภค

ข้อมูลทั่วไปของไนอาซิน

ไนอาซิน (Niacin) หรือ ไวตามินบี3 หรือไวตามินPP เป็นไวตามินที่ละลายในน้ำ ในธรรมชาติจะพบในรูปอิสระของนิโคตินาไมด์ และกรดนิโคตินามิค ไนอาซินเป็นอนุพันธุ์ของเบสพิวริมิดีนที่รวมตัวกับฟังก์ชันแนลกรุ๊ปในตำแหน่งเมตา ไนโตรเจนอะตอมในวงไพริมิดีนมีสภาพเป็นเบสอ่อนๆ และมีคู่อิเล็กตรอนว่างอยู่ จึงจัดเป็นเบสลิวอีส

นอกไปจากนั้น ในอดีตที่ผ่านมาจวบจนถึงปัจจุบัน ภาวะการขาดไนอาซินยังจัดสาเหตุการตายติดอันดับ 5 อันดับแรกของโรคขาดสารอาหาร ร่วมกับการสาเหตุจากการขาดไวตาิมินซี, ไทอามีน, ไวตามินดี และไวตามินเอ อีกด้วย

โครงสร้างและหน้าที่ของไนอาซิน รวมถึงอนุพันธ์ในรูปต่างๆ

ผมว่าถ้าอธิบายว่าไนอาซินในรูปของกรดนิโคตินิค กับนิโคตินาไมด์สำคัญต่อร่างกายของสิ่งมีชีวิตขนาดไหน ก็คงจะไม่ชัดเจนเท่ากับการใช้ประโยชน์ไนอาซินในรูปของ NAD (Nicotinamide adenine dinucleotide) และในรูป NADP (Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)

ทั้ง NAD และ NADH เป็นโคเอนไซม์ในวิถีไกลโคไลซิส, ปฏิกิริยาเบต้าออกซิเดชันของกรดไขมัน, การเมตาบอลิสมของกรดอะมิโน, วัฏจักร TCA และ กระบวนการส่งถ่ายอิเล็กตรอนในระดับเซลล์ นอกจากนั้นยังใช้ในการสังเคราะห์บรรดาสารมัธยันตร์ในวัฏจักร TCA หลายชนิดอีกต่างหาก

กรดอะมิโนที่เปลี่ยนเป็นอะเซติล โคเอนไซม์เอ ก็ได้แก่ ไลซีน, ทริปโตเฟน, ลิวซีน, ไอโซลิวซีน ตามชาร์ทก็ตัวยกที่เป็นหมายเลข1 ส่วนที่เหลือ กลุ่มกรดอะมิโนตัวยกหมายเลข2 พวกที่เปลี่ยนเป็น แอลฟา-คีโตกลูตาเรทก็ได้แก่ กรดกลูตามิค, อาร์จิินีน, โพรลีน และส่วนกรดอะมิโนที่เปลี่ยนเป็นซัคซินิล โคเอนไซม์เอ ได้แก่ ไอโซลิวซีน และ วาลีน ซึ่งทั้งหมดในparagraphนี้ น้องๆไม่จำเป็นต้องท่องจำให้ท้อใจนะครับ เพราะผมเองก็นั่งพิมพ์นั่งเล็ง แล้วก็พยายามสรุปบทบาทของไนอาซินมาตอบให้ดูง่ายที่สุด(มั้ง) ดังนั้นเห็นชาร์ทแล้วก็ไม่ต้องเครียดนะ

และบทบาทสำคัญอีกอย่างของไนอาซินคือ เป็นโคเอนไซม์ที่ใช้ในกระบวนการลูกโซ่ของการขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งก็เป็นบทบาทเดียวกับที่ไรโบฟลาวินทำเช่นเดียวกันครับ แต่จะเจาะจงกับซับสเตรทคนละตัวกัน โดยผมจะไม่ลงลึกในส่วนนี้นะครับ

ส่วนนิโคติน (nicotine) สารเสพติดชนิดที่พบในบุหรี่ ที่ถึงแม้ว่าชื่อจะดูคล้ายๆกันกับนิโคตินาไมด์ แต่ก็ไม่ได้เกี่ยวข้องกับไนอาซินเลยนะครับ โดยนิโคตินเป็นสารประกอบแอลคาลอยด์ตัวนึง ที่เป็นสารก่อมะเร็งหลายชนิด โครงสร้างก็คนละเรื่องกับนิโคตินาไมด์ และกรดนิโคตินามิคด้วย

โรคภัยไข้เจ็บที่เกี่ยวข้องกับไนอาซิน

ผู้ที่ขาดสารอาหารไนอาซินจะเป็นโรคทางผิวหนังที่เราเรียกว่า เพลลากร้า (pellagra ; pelle=ผิวหนัง, agra=เปรี้ยว) ซึ่งในอดีตเมื่อสองสามร้อยปีที่แล้ว มีบันทึกว่าพบโรคประหลาดที่ผู้ป่วยจะมีอาการ3D ได้แก่ diarrhea(ท้องเดิน), dermatitis(อาการผิวหนังอักเสบ แสบร้อนเมื่อโดนแสง), dementia(อาการความผิดปกติทางสมอง และระบบกล้ามเนื้อต่างๆอ่อนแรง) และในรายที่เป็นเรื้อรังจะนำพาไปสู่ Dในลำดับที่4 ก็คือ death

เพลลากร้าเป็นสาเหตุของการตายของผู้คนนับแสนศพในบางภูมิภาค โดยเฉพาะในเขตพื้นที่มีการบริโภคข้าวโพดเป็นอาหารหลัก เช่นทางตอนใต้ของยุโรป, แอฟริกา และตอนใต้ของทวีปอเมริกาเหนือยาวไปถึงอเมริกาใต้ เนื่องจากในสมัยก่อนความรู้ในเรื่องโภชนาการยังไม่ทันค่อยจะก้าวหน้า การบริโภคอาหารก็จะบริโภคอาหารพื้นเมืองเป็นหลัก เมนูต่างๆจะที่ไม่หลากหลายนัก คนโบราณก็เลยเป็นโรคขาดสารอาหารได้ง่าย

ในอดีตช่วงต้นศตวรรษที่ 19 พื้นที่ตอนล่างของประเทศอเมริกา อย่างเช่นใน South Carolina แค่สิบเดือนแรกในปี1915 มีคนตายเนื่องจากโรคประหลาดนี้ 1300ศพ ส่วนที่ติดเชื้ออาการนี้ก็มีจำนวนเป็นแสนคน ในช่วงดังกล่าวก็มีสมมติฐานที่ใกล้เคียงความเป็นจริง โดยบางกลุ่มสันนิษฐานว่าข้าวโพดเป็นสาเหตุของโรคประหลาดที่เกิดขึ้นนี้ ซึ่งก็ถูกส่วนหนึ่งแต่ก็ไม่ทั้งหมดครับ กว่าที่ความลับเกี่ยวกับโรคประหลาดนี้จะถูกไขอย่างชัดเจน ก็ในอีกราวๆสิบปีถัดมา โดยในอดีตนั้นการจะทดลองยาหรืออะไรก็ตามแต่ มักจะทดลองกับนักโทษ ในปี1926 นายแพทย์ Joseph Goldberger แพทย์ทหารได้ทดลองให้อาหารสารพัดที่ทำมาจากข้าวโพดแก่นักโทษ พบว่ามีอาการของโรคประหลาดที่ว่านี้ แต่อย่างไรก็ตามเขาก็หาทางบำบัดอาการโรคประหลาดนี้ ด้วยการให้นักโทษทานยีสต์สด

ส่วนในปัจจุบันนี้ถึงเราจะทราบกันแล้วว่า โรคประหลาดอย่างเพลลากร้าเกิดจากอะไรก็ตาม แต่ก็ยังมีผู้คนในแอฟริกา, จีน, อินโดนีเซีย และตอนใต้ของยุโรป ล้มป่วยในอาการดังกล่าว ซึ่งในไทยก็ยังพบผู้ป่วยโรคนี้ด้วย โดยมักจะพบอาการของโรคนี้ในกลุ่มผู้ป่วยทีเป็นพิษสุราเรื้อรังอยู่ก่อนแล้ว

ของแสลงสำหรับไนอาซิน

Nixtamalization เป็นขั้นตอนการเตรียมสตาร์ชข้าวโพด และแป้งข้าวโพดด้วยการเติมด่าง แล้วต่อด้วยการทิ้งน้ำที่ใช้แช่ข้าวโพด ในกระบวนการแปรรูปผลิต Tortilla อาหารที่นิยมบริโภคในบางพื้นที ลักษณะเป็นแป้งแผ่นเรียบที่ทำจากการแปรรูปข้าวโพด กระบวนการดังกล่าวเป็นตัวการสำคัญของการทำให้ประชากรในบางท้องที่ๆบริโภคอาหารชนิดนี้เป็นหลักแต่เพียงอย่างเดียว มีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นโรคเพลลากร้า

ความต้องการของร่างกาย และแหล่งของไนอาซิน

ร่างกายต้องการไนอาซินนั้นจะขึ้นกับเพศ และวัย โดยเด็กจะต้องการในปริมาณ 2–12 mgต่อวัน ผู้หญิงปกติีทั่วไปต้องการไวตามินบี3 14 mgต่อวัน ผู้ชายต้องการ 16 mgต่อวัน และในหญิงมีครรภ์รวมทั้งช่วงให้นมต้องการ 18 mgต่อวัน แต่อย่างไรก็ตามปริมาณไวตามินบี3 ถ้าร่างกายได้รับมากเกินกว่า 35 mgต่อวัน จะเป็นอันตรายต่อร่างกาย โดยอาจจะทำให้ร่างกายมีความเสี่ยงที่จะเป็น Hyperuricemia และโรคเกาท์ในลำดับถัดมา

และในกรณีที่ร่างกายมีไนอาซินในปริมาณสูง จะทำให้กระบวนการเผาผลาญพลังงานเสียสมดุล แทนที่จะไปช่วยตัดไขมันในขั้นตอนเบต้าออกซิเดชันตามปกติ ก็จะไปบล็อคการตัด ทำให้ระดับปริมาณLDL(low density lipoprotein)ในเลือดเพิ่มสูงอย่างรวดเร็ว ซึ่งผมมีทริคในการจำตัว LDL ว่าเป็นคลอเรสเตอรอลตัวเลวครับ ใครจะจำแบบนี้ผมก็ไม่สงวนลิขสิทธิ์นะ

นอกไปจากนั้นเมื่อถึงคราวจำเป็น ในกรณีที่ขาดและเกิน ร่างกายยังมีกลไกในการเปลี่ยนทริปโตเฟนเป็นไนอาซิน แต่ในอดีตที่ตายกันเยอะ ก็เพราะกินแต่แป้งข้าวโพดและข้าวโพด โดยข้าวโพดมีทริปโตเฟนในปริมาณน้อย แล้วยิ่งเอาข้าวโพดไปทำแป้งข้าวโพด ซึ่งกระบวนการในบางขั้นตอน ได้ทำให้ทริปโตเฟนและไนอาซินไม่เหลือเลย

สำหรับแหล่งอาหารที่มีไนอาซินสูงๆนั้น จะเป็นแหล่งอาหารที่มีโปรตีนสูง หรือแหล่งโปรตีนสมบูรณ์ เช่น ในเนื้อไก่, เครื่องในสัตว์, ไข่, น้ำนม จริงๆแล้วถ้าเราเข้าใจวัฏจักร TCA ด้วย ก็จะทำให้การคาดเดาแหล่งไนอาซินทำได้ไม่ยากครับ เพราะวัฏจักร TCA เกิดในไมโทคอนเดรีย ดังนั้นกล้ามเนื้อลาย, กล้ามเนื้อหัวใจ จึงอุดมไปด้วยไนอาซิน นอกจากนั้นเราก็พบไนอาซินมากในถั่ว, ยีสต์, แล้วก็บรรดาพืชหัวต่างๆ เช่น หน่อไม้ฝรั่ง, กะหล่ำปลี และแครอทเป็นต้น