อาหารฟังก์ชั่นจากท้องทะเล

อาหารฟังก์ชั่นจากท้องทะเล

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ทศพร นามโฮง
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ

ในปัจจุบันการบริโภคอาหารทะเลมีเพิ่มขึ้นในหลายๆประเทศ การบริโภคเพิ่มมาตั้งแต่ปี 1980 ตั้งแต่ผู้บริโภคเริ่มมีความเข้าใจในเรื่องสุขภาพมากขึ้น จากข้อมูลของ FAO ในปี 2010 จำนวนผลิตภัณฑ์ประมงของทั้งโลก (ปลาและสัตว์น้ำ) มึถึง 148.5 ล้านตัน แต่มีเพียง 50-60% เท่านั้นที่ใช้เป็นอาหารมนุษย์โดยตรง ที่เหลือถูกนำไปทำเป็นอาหารสัตว์โปรตีนสูง และปุ๋ย ต่อมาเริ่มมีการค้นพบผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ จากทะเลหลายชนิดที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ ตามตารางที่ 11

ตารางที่ 1 อาหารฟังก์ชั่นจากทะเลและประโยชน์ต่อสุขภาพ

Lee et.al 2 รายงานว่ามีการใช้เทคโนโลยี membrane bioreactor ผลิตอาหารฟังก์ชั่นมูลค่าสูงจากของเหลือทิ้งจากผลิตภัณฑ์ประมง ซึ่งผลิตภัณฑ์เหล่านี้มีกิจกรรมทางชีวภาพที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ การเสริมพวกโภชนเภสัช (Nutraceutical) ลงในอาหารเป็นวิธีการที่นิยมในการเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการสำหรับผู้บริโภคที่ตระหนักในเรื่องสุขภาพ ซึ่งความหลากหลายทางชีวภาพทั้งหมดของโลกนั้น ครึ่งหนึ่งมาจากทะเล ดังนั้นส่วนผสมต่างๆของอาหารและโภชนเภสัชที่ได้จากแหล่งทะเล สามารถพัฒนาขึ้นจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิดในทะเลเช่น พืชทะเล ฟองน้ำ จุลินทรีย์ ตัวอย่างเช่น สาหร่ายทะเลก็เป็นแหล่งที่ดีของสารต้านอนุมูลอิสระ เนื่องจากมีปริมาณโพลีฟีนอลและคาโรทีน และแหล่งอื่นๆ เช่นปลา และของเหลือจากการประมง โภชนเภสัชที่ได้จากทะเลเช่น น้ำมันปลา (กรดไขมันโอเมก้า 3) น้ำมันจากสาหร่าย น้ำมันตับปลาฉลาม กระดูกอ่อนปลาฉลาม ไคติน ไคโตซาน เอนไซม์ เปปไทด์ และสารประกอบต่างๆที่เกี่ยวข้อง วิตามิน โปรตีนไฮโดรไลเซท และผลิตภัณฑ์อื่นๆที่เป็นที่สนใจทั้งในอุตสาหกรรมยาและอุตสาหกรรมอาหาร

โอเมก้า 3
กรดไขมันไม่อิ่มตัวโอเมก้า 3 เช่น EPA (Eicosapentaenoic acid) และ DHA (Docosahexaenoic acid) ได้โดยตรงจากอาหารทะเล EPA และ DHA สังเคราะห์ได้จากพืชทะเลเซลเดียวหรือหลายเซล เช่น ไฟโตแพลงตอน และสาหร่าย และเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารเป็นไขมันของสัตว์ทะเลเช่นปลาและสัตว์น้ำที่เลี้ยงลูกด้วยนม ปัจจุบันมีรายงานมากมายที่สนับสนุนว่าโอเมก้า 3 มีประโยชน์ต่อสุขภาพมนุษย์ การศึกษาทางหลอดทดลอง (in vitro) ชี้ให้เห็นว่ากรดไขมันโอเมก้า 3 มีผลต่อองค์ประกอบของไขมันในเลือด ต่อสุขภาพของหัวใจ ต่อองค์ประกอบของไขมันที่เมมเบรน ต่อการสังเคราะห์ eicosanoid การศึกษาด้านวิทยาการระบาด (epidemiology) แนะนำว่าการกิน โอเมก้า 3 ที่ได้จากแหล่งธรรมชาติ มีผลต่อการรักษาโรค รวมถึงโรคที่เกี่ยวกับหลอดเลือดหัวใจ โรคมะเร็ง โรคภูมิแพ้ และโรคจิต DHA เป็นกรดไขมันไม่อิ่มตัวสายโซ่ยาวที่อยู่ในสารสีเทาในสมอง และอยู่ในเรตินา DHA มีอยู่ตามธรรมชาติในนมมารดา จึงมีความจำเป็น ต่อการพัฒนาของสมองและดวงตาของทารก น้ำมันโอเมก้า 3 แม้ว่าแหล่งกำเนิดจริงๆมาจากสาหร่ายทะเล แต่ก็พบได้ในปลาทะเลและสัตว์น้ำทะเลที่เลี้ยงลูกด้วยนม ไขมันจากปลาทะเลไขมันสูงเช่นปลาแมคเคอเรล และแฮริง ชั้นไขมันของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่นสิงโตทะเล และปลาวาฬ และจากเคย ก็ล้วนอุดมไปด้วยกรดไขมันโอเมก้า 3 น้ำมัน DHA จากสาหร่ายเซลเดียวและจากแหล่งอื่นมีการผลิตแล้วทางการค้า น้ำมันจากสาหร่ายจะมีกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อนที่จำเพาะเจาะจงมากกว่าที่จะเป็นส่วนผสมของกรดไขมันหลายๆชนิด ดังนั้นน้ำมันจากสาหร่ายจึงได้เปรียบกว่าน้ำมันปลาซึ่งมีส่วนผสมของกรดไขมันไม่อิ่มตัวหลายชนิด แหล่งหลักๆของน้ำมันปลาได้จาก pelagic species เช่น แซลมอน ทูน่า แมคเคอเรล แฮริง หรือปลาตัวเล็กๆเช่นแอนโชวี ตัวเคยก็เริ่มเป็นแหล่งน้ำมันที่สำคัญ เช่นเดียวกัน FDA ได้แนะนำว่าการบริโภค DHA และ/หรือ EPA ในปริมาณถึง 3 กรัมต่อวันถือว่าปลอดภัย (GRAS)

ไคโตซาน ไคโตซานโอลิโกแซคคาไรด์ และกลูโคซามีน
ไคตินและโพลิเมอร์ของไคโตซานเป็น อะมิโน – โพลีแซคคาร์ไรด์ ที่มีคุณสมบัติหลายมิติและมีโครงสร้างที่มีลักษณะเฉพาะ เดิมไคตินและอนุพันธ์ของไคโตซานเป็นที่สนใจและถูกนำมาใช้ทั้งในอาหารและ ในอุตสาหกรรมยา เมื่อตัดหมู่ acetyl บางส่วนที่โมเลกุลของไคตินพบว่าจะได้อนุพันธ์หลายชนิดเช่น ไคโตซาน ไคโตซานโอลิโกแซคคาไรด์ (COS) และกลูโคซามีน ซึ่งละลายน้ำได้ดีกว่า ทำให้การนำไปใช้เป็นโภชนเภสัชดีกว่าอยู่ในรูปไคตินซึ่งไม่ละลายน้ำ ผลิตภัณฑ์ไคโตซานในท้องตลาดปัจจุบันใช้เป็นตัวลดไขมัน และลดคลอเรสเตอรอล ไคโตซานเป็นที่น่าสนใจเนื่องจากมีคุณสมบัติทางชีวภาพที่หลากหลาย รวมทั้งย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และไม่เป็นพิษ3 Zhang et al4 ได้รายงานว่าไคโตซานที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ช่วยลดระดับโคลเรสเตอรอล LDL และไตรกลีเซอไรด์ในตับของหนูทดลองที่ให้อาหารที่ไขมันสูง ส่วน COS มีปฏิกิริยาต้านแบคทีเรียและต้านการเกิดเนื้องอก และเพิ่มภูมิคุ้มกัน5 COS สามารถต้านอนุมูลอิสระในเซลสิ่งมีชีวิตและมีศักยภาพที่จะใช้เป็นอาหารเสริมหรือโภชนเภสัช6 นอกจากนี้เมื่อทดลองกับหนูทดลองที่ปรับให้มีภาวะดื้ออินซูลิน พบว่า COS ยังมีผลต่อการควบคุมน้ำหนักร่างกาย และมีผลต่อรูปแบบของกลูโคสและไขมันในเลือด7 ไคโตซานที่ละลายได้ในกรดที่เอาหมู่ acetyl ออกไป 99% และมีความหนืดต่ำกว่านั้นพบว่าสามารถยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียได้มากกว่าไคโตซานที่ละลายได้ในน้ำ8

กลูโคซามีน
อยู่ในเนื้อเยื่อพังผืดและเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน กลูโคซามินเป็นองค์ประกอบของ glycosaminoglycan ดังนั้นกลูโคซามินใช้รักษาภาวะกระดูกพรุน และโรคเกี่ยวกับข้อที่เกิดจากการเสื่อมของเนื้อเยื่อกระดูกอ่อน9 Nagaoka et al9 ได้รายงานว่ากลูโคซามินไม่ได้เพียงแต่เป็นตัวป้องกันการเกิดข้อเสื่อม แต่ยังมีผลในการต้านการอักเสบด้วย การศึกษาปัจจุบันพบว่าการกิน chondroitin –sulfate ร่วมกับ glucosamine sulfate ช่วยรักษาภาวะข้อเข่าเสื่อมในระยะยาวได้ด้วย10

คาโรทีนอยด์และแซนโทฟิล
คาโรทีนอยด์มีอยู่ในผิวหนัง เปลือก หรือเนื้อของสัตว์น้ำ ที่มีสีเหลือง ส้มและแดง มีในสาหร่ายบางชนิดด้วย หนึ่งในคาโรทีนอยด์ที่มีฟังก์ชั่นมากที่สุดคือ เบต้าคาโรทีน ซึ่งเป็นตัวตั้งต้นที่จะเปลี่ยนเป็นวิตามินเอต่อไป นอกจากนี้ก็มีกลุ่มคาโรทีนอยด์อื่นๆอีกเช่น α carotene, cryptoxanthin , 3,4 dehydro β carotene และ β apo 8’ caroteonic acid ethyl ester, astaxanthin, canthaxanthin และ echinenone คาโรทีนอยด์จากแหล่งทะเลสามารถยับยั้งปฏิกิริยาเอนไซม์ไลเปสในลำไส้ และลดการดูดซึมไตรกลีเซอไรด์ได้11 Fucoxanthin ก็เป็นคาโรทีนอยด์แหล่งใหญ่ที่มาจากทะเล พบในสาหร่ายสีน้ำตาล ช่วยทำให้อาการต้านอินซูลินดีขึ้น และลดปริมาณกลูโคสในเลือด12 พบว่า Fucoxanthin และสารเมตาโบไลท์ที่สกัดได้จากเพรียงหัวหอม นำไปใช้ยับยั้งการเจริญของเซลมะเร็งเม็ดเลือดขาว เซลมะเร็งเต้านม และเซลมะเร็งลำไส้ใหญ่ นอกจากนี้ยังป้องการเกิดโรคอ้วนและเมตาโบลิซึมผิดปกติ13

เอนไซม์
มีเอนไซม์หลากหลายชนิดที่สกัดได้จากของเหลือจากกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์ประมง เช่นเอนไซม์ alkaline phosphatase , hyaluronidase , acetylglucosaminidase , chitinase และ protease Hayet et.al14 ได้รายงานถึงการสกัดเอนไซม์ serine protease ชนิดโมเลกุลต่ำจากเครื่องในของปลาซาร์ดีน ( Sardinella aurita ) ซึ่งมีปฏิกิริยาในการย่อยคอลลาเจน เอนไซม์ alkaline phosphatase ที่แยกได้จากน้ำที่ใช้ละลายกุ้งแช่แข็งใช้เป็นเครื่องมือทางคลีนิกในการวินิจฉัยโรคต่างๆเช่นโรคกระดูก เนื้องอก โรคตับและโรคขาดวิตามิน ดี หอยแสกลลอปจากทะเลอาร์คติกมีเอนไซม์เปปไทด์ที่ทำปฏิกิริยาได้ดีในที่เย็น และมีปฏิกิริยาที่ว่องไวในการต่อต้านแบคทีเรียทั้งแกรมบวกและแกรมลบ15

ผลิตผลที่ได้จากการย่อยสลายโปรตีนหรือโปรตีนไฮโดรไลเซท ( Protein hydrolysates)
เตรียม Fish protein hydrolysate (FPH) โดยย่อยเนื้อปลาด้วยเอนไซม์ย่อยโปรตีน ซึ่งเป็นทางเลือกหนึ่งในการเปลี่ยนชิ้นส่วนของปลาที่ใช้ไม่ได้มาเป็นผลิตภัณฑ์โปรตีนที่กินได้แทนที่จะเอาไปทำปุ๋ยหรืออาหารสัตว์ FPH มีศักยภาพสูงที่เอาไปใช้ทางด้านโภชนาการหรือยา FPH มีสมดุลกรดอมิโนที่ดีเลิศ ย่อยง่าย ดูดซึมได้เร็ว และมีองค์ประกอบของเปปไทด์ที่มีกิจกรรมทางชีวภาพ16 FPH มีสมบัติเชิงหน้าที่ในอาหาร (functional properties ) เช่นอุ้มน้ำ เกิดเจล ตีเป็นฟอง และทำให้เกิดอิมัลชั่น นอกจากนี้ลำดับของกรด อะมิโนใน FPH อาจจะทำให้มีหน้าที่ในเชิงชีวภาพนอกเหนือจากคุณค่าทางโภชนาการ เช่นการต้านความดันโลหิตสูง สร้างภูมิคุ้มกัน ระงับปวด ต้านการแข็งตัวของเลือด ต้านอนุมูลอิสระ ต้านมะเร็ง และต้านจุลินทรีย์17 ประสิทธิภาพการต้านความดันโลหิตสูงของเปปไทด์กลุ่มนี้คือมันจะไปยับยั้งเอนไซม์ ACE ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เร่งความดันเลือด ซึ่งพบว่า เปปไทด์ที่ได้จากปลาแซลมอน ปลิงทะเล ปลาหมึกมีคุณสมบัติในการระงับเอนไซม์เหล่านี้18 มีผู้รายงานว่าคอลลาเจนเปปไทด์จากสัตว์น้ำ สามารถป้องกันโรคเบาหวาน และโรคความดันโลหิตสูงได้ 19 Pei et.al20 ได้รายงานว่าการใช้คอลลาเจนเปปไทด์ที่สกัดจาก Chum Salmon (Oncorhynchus keta) ช่วยพัฒนาเรื่องการเรียนรู้และความจำให้แก่หนูทดลองที่อายุมาก เพราะเปปไทด์ทำให้การทำลายสมองจากกระบวนการออกซิเดชั่นลดลง ดังนั้นสามารถใช้เป็นอาหารฟังก์ชั่นในเรื่องการพัฒนาความจำได้ Zhu et.al21 ศึกษาประสิทธิภาพของหนังปลาแซลมอนที่มีต่อเบาหวานชนิดที่ 2 ซึ่งพบว่าการใช้โปรตีนไฮโดรไลเซทจากแหล่งอาหารทะเลรักษาผู้ป่วยโรคเบาหวานสามารถปรับปรุงการย่อยสลายกลูโคสและไขมันของผู้ป่วยโรคเบาหวานและผู้ป่วยความดันโลหิตสูง Je Cho and Ahn22 ได้พบว่าไตรเปปไทด์จากโปรตีนไฮโดรไลเซทที่ได้จากการย่อยส่วนที่เหลือทิ้งของปลาแซลมอนด้วยเอนไซม์ย่อยโปรตีนมีคุณสมบัติต้านการอักเสบด้วย

น้ำจากทะเลลึก
Kim et.al23 รายงานว่าน้ำจากทะเลลึก (deep sea water หรือ DSW) มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการลุกลามของมะเร็งเต้านม และน้ำจากทะเลลึกที่สกัดเกลือออกแล้วมีประสิทธิภาพในการป้องกันโรคหลอดเลือดในกระต่ายทดลองที่ให้อาหารที่มีคลอเรสตอรอลสูงซึ่งดีกว่าน้ำที่สกัดเกลือออกแล้วที่ได้จากพื้นผิวทะเล

สรุป
ทรัพยากรจากทะเลเป็นแหล่งที่ดีของสารที่เป็นโภชนเภสัช และสารที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ ตัวอย่างเช่นกรดไขมันโอเมก้า 3 จากปลาทะเลในน้ำลึก ซึ่งได้นำมาใช้ในเชิงประโยชน์แก่สุขภาพอย่างมากมายและมีงานวิจัยที่เกี่ยวข้องในระดับแถวหน้า ปัจจุบันงานวิจัยเริ่มพุ่งเป้าไปที่สาหร่ายทะเลและส่วนประกอบของมันที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพ และยังต้องมีงานวิจัยที่พัฒนาไปอีกเพื่อนำสิ่งที่เป็นประโยชน์เหล่านี้มาใช้กับมนุษย์

เอกสารอ้างอิง
1.Fereidoon Shahidi and Priyatharini Ambigaipalan 2015 Novel functional food ingredients from marine sources. Current opinion in Food Science 2015, 2:123-129
2.Lee JK et.al 2014 Development of functional materials from seafood by-products by membrane separation technology, In Seafood by-products .edited by Kim SW. New York: Springer ; 2014:35-62
3.Raafat D, Sahl HG 2009 Chitosan and its antimicrobial potential – a critical literature survey. Microbial Biotechnol 2009 , 2 : 186-201
4.Zhang J,et.al 2012 A comparative study on hypolipidemic activities of high and low molecular weight chitosan in rats. Int J. Biol Macromol 2012, 51:504-508
5.Kuroiwa T. et al 2009 Selective and stable production of physiologically active chitosan oligosaccharides using an enzymetic membrane bioreactor. Process Biochem 2009, 44:283-287
6.Ngo DN, et.al 2010 Free radical scavenging activities of low molecular weight chitin oligosaccharides lead to an antioxidant effect in live cells. J Food Biochem 2010 , 34:161-177
7.Kurmar SG . et.al 2009 Plasma proteome analysis for anti-obesity and anti-diabetic potentials of chitosan oligosaccharides in ob/ob mice. Proteomics 2009, 9 : 2149-2162
8.Jung EJ. et al 2010 Antibacterial activity of chitosans with different degrees of deacetylation and viscosities. Int J Food Sci Technol 2010 , 45 : 676-682
9.Nagaoka I, et al 2011 Recent aspects of the anti –inflammatory actions of glucosamine. Cabohydr Polym 2011, 84 : 825 -830
10.Bottegoni C. 2014 Oral chondroprotection with nutraceuticals made of chondroitin sulfate plus glucosamine sulphate in osteoarthritis. Catbohydr Polym 2014 , 109 : 126-138
11.Mutsumoto M. et al 2010 Suppressive effects of the marine carotenoids , fucoxanthin and fucoxanthinol on triglyceride absorption in lymph duct –cannulated rats. Eur J. Nutr 2010, 49:243-249
12.Miyashita K, et.al 2011 The allenic carotenoid fucoxanthin, a novel marine neutraceutical from brown seaweeds. J Sci Food Agric 2011, 91: 1166-1174
13.Miyashita K. 2013 Anti-obesity therapy by food component : unique activity of marine carotenoid, fucoxanthin, Obes Control Ther 2013,1:4
14.Hayet BK,et.al 2011 Low molecular weight serine protease from the viscera of sardinelle ( Sadinella aurita ) with collagenolytic activity : purification and characterization . Food Chem 2011, 124 : 788-794
15.Shahidi F. et.al 2010 Novel antioxidants in food quality preservation and health promotion . Eur J Lipid Sci Technol 2010, 112:930-940
16.Ellas RJ. et al 2008 Antioxidant activity of proteins and peptides . Crit Rev Food Sci Nutr 2008, 48:430-441
17.Shahidi F, Zhong Y 2008 Biopeptides. J AOAC Int 2008 , 91:914-931
18.Amado IR et al 2013 Production of antihypertensive and antioxidant activities by enzymatic hydrolysis of protein concentrates recovered by ultrafiltration from cuttlefish processing wastewaters. Biochem Eng J. 2013, 76:43-54
19.Zhu CF et al. 2010 Effect of marine collagen peptides on markers of metabolic nuclear receptors in type 2 diabetic patients with /without hypertension. Biomed Environ Sci 2010, 23:113-120
20.Pei X, et al 2010 Marine collagen peptide isolated from Chum Salmon ( Oncorhynchys keta) skin facilitates learning and memory in aged mice. Food Chem 2010 ,118:333-340
21.Zhu CF et al. 2010 Effect of marine collagen peptides on markers of metabolic nuclear receptors in type 2 diabetic patients with /without hypertension. Biomed Environ Sci 2010, 23:113-120
22.Je Jy , Cho YS Ahn 2014 Purification and anti- inflammatory action of tripeptide from salmon pectoral fin by product protein hydrolysate . Food Chem 2014 , 168:151-156
23.Kim S. et.al 2013 Mineral – enriched deep-sea water inhibits the metastatic potential of human breast cancer cell lines. Int J. Oncol 2013, 43:1691-1700