สีจากพืช: คำตอบสำหรับอาหารสมัยใหม่ที่มากกว่าความสวยงามและความปลอดภัย
By: ดร. พินพนิต บุญช่วย
Pinpanit Boonchuay, Ph.D.
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
วรรณิภา สมผุด
Wunnipa Sompud
Assistant Manager Research and Development
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
ผศ.ดร. ชิตาพัณณ์ ใบงิ้ว
Asst. Prof. Shitapan Bai-Ngew, Ph.D.
Director
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
Agro-Industry Academic Council Association (AIAC)
fininfo.fin@gmail.com
ประโยชน์ต่อสุขภาพที่เหนือกว่าการเป็นสารแต่งสี
คลอโรฟิลล์ (chlorophyll) รงควัตถุสีเขียวที่สำคัญในการสังเคราะห์แสง มักพบได้ในสาหร่าย พืช และไซยาโนแบคทีเรีย ซึ่งเป็นรงควัตถุธรรมชาติที่ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักของกระบวนการสังเคราะห์แสง คลอโรฟิลล์จัดเป็นอนุพันธ์ของสารกลุ่มไพร์โรล (pyrrole derivatives) ที่สามารถจำแนกเป็น 5 ประเภท ได้แก่ คลอโรฟิลล์ a, b, c, d และ f โครงสร้างของคลอโรฟิลล์ประกอบด้วยวงพอร์ไฟริน (porphyrin) ที่มีพันธะเชื่อมกับอะตอมแมกนีเซียม โดยคลอโรฟิลล์สามารถเปลี่ยนเป็นอนุพันธ์หลายรูปแบบได้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ การมีหรือไม่มีออกซิเจน และการเปลี่ยนแปลงค่า pH เช่น pheophytins, chlorophyllides, pheophorbides, piroderivatives และ chlorin-type derivatives นอกจากนี้คลอโรฟิลล์ยังมีศักยภาพในการแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ต้านอนุมูลอิสระ ต้านการก่อกลายพันธุ์ ต้านโรคอ้วน ต้านการอักเสบ ปกป้องระบบประสาท และฤทธิ์ต้านมะเร็ง เป็นต้น ในอุตสาหกรรมอาหาร คลอโรฟิลล์มีรหัสวัตถุเจือปนอาหาร คือ E140i และสารประกอบเชิงซ้อนของคลอโรฟิลล์กับทองแดงมีรหัส คือ E141i คลอโรฟิลล์รูปแบบที่ละลายน้ำได้ คือ chlorophyllins (E141ii) และสารประกอบเชิงซ้อนของ chlorophyllins กับทองแดง (copper-chlorophyllins; E141ii) ก็มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์เช่นกัน หนึ่งในแหล่งของคลอโรฟิลล์ที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย คือ สารสกัดจากสไปรูลินา (Arthrospira platensis) ซึ่งได้รับอนุญาตให้นำมาใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกาสำหรับนำไปใช้เป็นส่วนผสมของขนมหวานลูกกวาด ไอศกรีมและของหวานแช่แข็ง เครื่องดื่ม โยเกิร์ต คัสตาร์ด พุดดิ้ง และการประยุกต์ใช้ในอาหารประเภทอื่นๆ
แคโรทีนอยด์ (caroteinoids) เป็นรงควัตถุธรรมชาติที่ละลายได้ในไขมัน ให้เฉดสีเหลือง แดง และส้ม โดยแหล่งธรรมชาติของแคโรทีนอยด์ ได้แก่ พืช สาหร่ายเซลล์เดียว แบคทีเรีย และเชื้อรา แคโรทีนอยด์จัดเป็นอนุพันธ์ไอโซพรีนอยด์ (isoprenoid derivatives) และสามารถจำแนกออกเป็น 2 กลุ่มหลักตามหมู่ฟังก์ชัน ได้แก่ 1) แคโรทีน (carotenes) ซึ่งประกอบด้วยสายโซ่ไฮโดรคาร์บอน (hydrocarbon chain) เช่น แอลฟาแคโรทีน (α-carotene) เบตาแคโรทีน (β-carotene) และไลโคปีน (lycopene) และ 2) แซนโทฟิลล์ (xanthophylls) ซึ่งเป็นแคโรทีนอยด์ที่มีออกซิเจนเป็นหมู่ฟังก์ชัน เช่น ลูทีน (lutein) และซีแซนธิน (zeaxanthin) นอกจากคุณสมบัติที่ให้เฉดสีแล้ว แคโรทีนอยด์ส่วนใหญ่ยังให้ประโยชน์ต่อสุขภาพด้วย เช่น ไลโคปีนซึ่งเป็นรงควัตถุสีแดงที่พบตามธรรมชาติในผลไม้สีแดง มีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระและลดความเสี่ยงของมะเร็ง โรคหัวใจและหลอดเลือด หรือเบาหวาน ลูทีนและซีแซนธินให้ประโยชน์ต่อดวงตาและอาจช่วยบำรุงระบบประสาทในผู้สูงอายุได้ นอกจากการสกัดจากพืชแล้วแคโรทีนอยด์ยังสามารถสกัดได้จากสาหร่าย เช่น Dunaliella และ Haematococcus pluvialis ฟูโคแซนทิน (fucoxanthin) ซึ่งเป็นหนึ่งในแคโรทีนอยด์ที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ โดยสกัดได้จากสาหร่ายสีน้ำตาลขนาดใหญ่ และแสดงคุณสมบัติที่น่าสนใจเมื่อเติมลงในผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น ป้องกันอันตรายจากแสง (photoprotective) ต้านโรคอ้วน ต้านการอักเสบ ปกป้องระบบประสาท (neuroprotective) ต้านเบาหวาน ต้านอนุมูลอิสระ และฤทธิ์ต้านมะเร็ง แม้ว่าแคโรทีนอยด์จะได้รับการยอมรับว่ามีความปลอดภัย (Generally Recognized As Safe; GRAS) แต่ก็ได้มีการกำหนดปริมาณการรับประทานต่อวัน (mg/kgBW/day) สำหรับแคโรทีนอยด์บางชนิด เช่น ลูทีน (1) ไลโคปีน (0.5) ซีแซนธิน (0.75) เบต้าแคโรทีน (<15) bixin (6) และ norbixin (0.4) แคโรทีนอยด์มักถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ เช่น ไส้กรอก น้ำมันพืช และเนย อย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแคโรทีนอยด์มีคุณสมบัติไม่ละลายในน้ำ มีความไม่คงตัว และมีชีวประสิทธิภาพต่ำ จึงมีการพัฒนาวิธีการปรับปรุงรูปแบบให้เหมาะสมมากขึ้น เช่น การทำให้อยู่ในรูปแบบกระจายตัวในน้ำ (water-dispersible) การสร้างสารแขวนลอยแบบคอลลอยด์ (colloidal suspensions) และการเตรียมเป็นอิมัลชัน (emulsions) เพื่อเพิ่มความเสถียร การกระจายตัว และชีวปริมาณออกฤทธิ์เพื่อขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
Health-promoting Functions Beyond Coloration
Chlorophyll is a green pigment found in seaweed, plants, and cyanobacteria, and is a principal constituent of photosynthesis. This pyrrole derivative is classified into five groups: chlorophylls a, b, c, d, and f. Its structure consists of a porphyrin ring bonded with a central magnesium atom. Depending on temperature, oxygen availability, and pH, chlorophyll can be transformed into various derivatives, including pheophytins, chlorophyllides, pheophorbides, pyroderivatives, and chlorin-type compounds. Chlorophyll demonstrates bioactive properties, including antioxidant, anti-mutagenic, anti-obesity, anti-inflammatory, neuroprotective, and anticarcinogenic activities. In the food industry, its designated E-number is E140i, while the copper complexes of chlorophyll are classified as E141i. Other commercial forms include water-soluble chlorophyllins (E140ii) and copper complexes of chlorophyllins (E141ii). A widely used source of chlorophyll is Spirulina extract (Arthrospira platensis), which is approved in the United States for coloring confectionery, ice cream, frozen desserts, beverages, yogurt, custard, pudding, and other food products.
Carotenoids are natural fat-soluble pigments that impart yellow, orange, and red hues in plants, microalgae, bacteria, and fungi. As isoprenoid derivatives, they are classified into two groups: carotenes (hydrocarbons such as α-carotene, β-carotene, and lycopene) and xanthophylls (oxygenated carotenoids such as lutein and zeaxanthin). Beyond their role as food colorants, carotenoids confer numerous health benefits. Lycopene, abundant in red fruits, exhibits strong antioxidant activity and has been associated with a reduced risk of certain cancers, cardiovascular disease, and diabetes, while lutein and zeaxanthin support eye and neural health in older adults. Microalgae sources such as Dunaliella and Haematococcus pluvialis also provide carotenoids; fucoxanthin, abundant in brown seaweeds, displays photoprotective, anti-obesity, anti-inflammatory, neuroprotective, anti-diabetic, antioxidant, and anticarcinogenic properties. Although generally recognized as safe (GRAS), certain carotenoids have specified acceptable daily intake (ADI) as mg/kgBW/day: lutein (1), lycopene (0.5), zeaxanthin (0.75), β-carotene (<15), bixin (6), and norbixin (0.4). Commonly used in meat products such as sausages, vegetable oils, and butter, carotenoids are commonly reformulated as water-dispersible forms, colloidal suspensions, or emulsions to enhance their stability, dispersibility, and bioavailability in food matrices.