ประเภทและประโยชน์ของคาร์โบไฮเดรตในอุตสาหกรรมต่างๆ


คาร์โบไฮเดรต -  ประเภทและประโยชน์ในอุตสาหกรรม | Apex Chemicals

คาร์โบไฮเดรต (Carbohydrates) หรือคาร์บ (Carbs)

หนึ่งในสารอาหารหลักที่มนุษย์ต้องการในชีวิต พบมากในอาหารและเครื่องดื่ม แต่รู้หรือไม่ว่าคาร์โบไฮเดรตที่ทุกคนรู้จัก มีการใช้งานในอุตสาหกรรม และมีประโยชน์อย่างมากให้กับนักวิจัย อีกทั้งยังสามารถนำมาสร้างผลิตภัณฑ์ และนวัตกรรมอีกมากมาย 

 

วันนี้ เอเพกซ์ เคมิเคิล จะมาบอกเล่า ถึงประโยชน์ และการใช้งานคาร์โบไฮเดรตในแต่ละอุตสาหกรรม ว่าคาร์โบไฮเดรตที่รู้จักกันมีกี่ประเภท? ต่างกันอย่างไร? และในบล็อกถัดไปเราจะมาพูดแหล่งคาร์โบไฮเดรตลับ ๆ ที่ทั่วไปไม่ค่อยรู้ ว่านอกเหนือจาก อ้อย หรือน้ำผึ้งแล้ว มีอะไรอีกบ้าง !!

 

ประโยชน์ และการใช้งานกลุ่มคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrates) ในอุตสาหกรรม | Apex Chemicals

 

ก่อนอื่นเราจะมาพูดถึงประโยชน์ของคาร์โบไฮเดรต

การนำกลุ่มคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrates)ไปใช้งาน ในอุตสาหกรรมต่างๆ 

 

อุตหาหกรรมยา อาหารเสริม การแพทย์ และเภสัชกรรม | Apex Chemicals

 

  • อุตสาหกรรมยา อาหารเสริม การแพทย์ และเภสัชกรรม
     

    • ใช้เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ และสารออกฤทธิ์สำคัญทางยา รวมถึงใช้เป็นสารช่วยเติมแต่งทางเภสัชกรรม เพื่อนำไปผลิตเป็นยารักษาโรคและอาหารเสริม

    • ใช้เป็นสารสำคัญในงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโรคทางการแพทย์ เพื่อศึกษากลไกของระบบการทำงานในร่างกาย


อุตสาหกรรมอาหาร และเครื่องดื่ม | Apex Chemicals

 

  • อุตสาหกรรมอาหาร และเครื่องดื่ม

    • ใช้เป็นสารบริสุทธิ์ สำหรับตรวจวิเคราะห์ปริมาณ และคุณภาพของสารสำคัญที่เป็นแหล่งให้พลังงานหลัก พบได้ในพืช และสมุนไพร รวมถึงสามารถใช้ในการวิจัยและพัฒนา เพื่อปรับปรุงผลิตภัณฑ์ หรือคิดค้นผลิตภัณฑ์ใหม่อีกด้วย

 

อุตสาหกรรมทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพ | Apex Chemicals

 

  • อุตสาหกรรมทางวิทยาศาสตร์ชีวภาพ 

    • ใช้คาร์โบไฮเดรตในงานวิจัยทางวิศวกรรมเคมีชีวภาพ และวิศวกรรมกระบวนการชีวภาพ ที่ศึกษาเกี่ยวกับ เอนไซม์ สารชีวโมเลกุลในพืช และสัตว์ รวมถึงจุลินทรีย์ 

    • ใช้ในงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีทางชีวภาพ เพื่อสร้างเครื่องมือ หรือผลิตภัณฑ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่


อุตสาหกรรมทางสิ่งแวดล้อม | Apex Chemicals

 

  • อุตสาหกรรมทางสิ่งแวดล้อม 

    • ใช้ในการผลิตปุ๋ยผ่านกระบวนการหมักของจุลินทรีย์ โดยมีสารกลุ่มคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบสำคัญ

    • ใช้ในงานวิจัยเส้นใยธรรมชาติที่มีคาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบหลัก โดยสกัดจากพืชท้องถิ่น นำมาพัฒนาแปรรูปเพื่อเพิ่มมูลค่า

 

การใช้งานคาร์โบไฮเดรตในอุตสาหกรรม | Apex Chemicals

โดยก่อนจะไปรู้ว่าคาร์โบไฮเดรตมีกี่ประเภท? เรามาทำความรู้จักกันก่อน ว่าคาร์โบไฮเดรตคืออะไร ? 

สารชีวเคมีที่เรียกว่าคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrates) คืออะไร...? คาร์โบไฮเดรต คือ สารชีวโมเลกุลที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด อีกทั้งยังเป็นสารอาหารหลักที่จำเป็น และเป็นแหล่งพลังงานของร่างกายอีกด้วย

 

โดยโครงสร้างอย่างง่ายที่สุดของคาร์โบไฮเดรตคือ น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide)
ซึ่งประกอบด้วย หมู่คาร์บอนิล (Carbonyl) และ หมู่ไฮดรอกซิล (Hydroxyl) อย่างน้อยที่สุดสองหมู่

คาร์โบไฮเดรตคือ น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharide) ซึ่งประกอบด้วย หมู่คาร์บอนิล (Carbonyl) และ หมู่ไฮดรอกซิล (Hydroxyl) | Apex Chemicals

ประเภทของคาร์โบไฮเดรต | Apex Chemicals

 

คาร์โบไฮเดรตที่เรารู้จักนั้นก็มีหลายประเภทด้วยกัน โดยแบ่งจากจำนวนมอโนแซ็กคาไรด์ มีด้วยกัน 3 ประเภท ได้แก่

  1. มอโนแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide)

  2. โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide)

  3. พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

 

โดยเริ่มจากประเภทแรกนั่นคือ..

มอโนแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide) | Apex Chemicals

1. มอโนแซ็กคาไรด์ (Monosaccharide) 

มอโนแซ็กคาไรด์ หรือน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดโมเลกุลเล็กที่สุด หรือเรียกได้ว่าเป็นมอนอเมอร์ของคาร์โบไฮเดรต โดยประกอบไปด้วย โมเลกุลของน้ำตาล  มีรสหวาน ละลายน้ำได้ดี และน้ำตาลที่พบมากในธรรมชาติจะมีอะตอมของธาตุคาร์บอน 5 และ 6 อะตอม

 

โดยมอโนแซ็กคาไรด์ยังสามารถแบ่งประเภทได้อีก ได้แก่

  • แบ่งตามหมู่ฟังก์ชัน (Function group) 

โดยภายในน้ำตาลจะมีหมู่ไฮดรอกซี (–OH group) เป็นองค์ประกอบ จึงสามารถแบ่งตามหมู่ฟังก์ชันสามารถแบ่งออกเป็น 2 ฟังก์ชันใหญ่ ๆ ได้แก่

  1. หมู่อัลดีไฮด์ (R-COH group) หรือเรียกว่า น้ำตาลอัลโดส (Aldoses) 

เช่น น้ำตาลกลีเซอรอลดีไฮด์ (C3) น้ำตาลไรโบส (C5) น้ำตาลกลูโคส (C6)

 

  1. หมู่คีโตน (R-CO-R’) หรือเรียกน้ำตาลที่มีหมู่ฟังก์ชันคีโตนว่า น้ำตาลคีโตส (Ketoses)

เช่น น้ำตาลไดไฮดรอกซีอะซีโตน (C3) น้ำตาลไรโบส (C5) น้ำตาลฟรักโทส (C6)

 

  • แบ่งตามจำนวนอะตอมคาร์บอน (Carbon atom)

โมเลกุลของน้ำตาลจะประกอบไปด้วยอะตอมคาร์บอน ตั้งแต่ 3-7 อะตอม โดยจะมีชื่อเรียกต่างกันออกไปตามจำนวนของคาร์บอนอีกด้วย

  • คาร์บอน 3 อะตอม เรียกว่า น้ำตาลไตรโอส (Trioses)

เช่น Glyceraldehyde

  • คาร์บอน 4 อะตอม เรียกว่า น้ำตาลเทโทรส (Tetroses)

เช่น Erythrose และ Threose

  • คาร์บอน 5 อะตอม เรียกว่า น้ำตาลเพนโทส (Pentoses)

เช่น Ribose, Arabinose, Xylose และ Lyxose

  • คาร์บอน 6 อะตอม เรียกว่า น้ำตาลเฮกโซส (Hexoses)

เช่น Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Gulose, Idose, Galactose, Fructose และ Talose

 

Tips : น้ำตาลที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ ได้แก่ น้ำตาลกลูโคส ฟรักโทส และกาแล็กโทส ที่สามารถพบได้ในพืชหลายชนิด

 

โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide) | Apex Chemicals

 

2. โอลิโกแซ็กคาไรด์ (Oligosaccharide) 

 

โอลิโกแซ็กคาไรด์ คือกลุ่มของน้ำตาลที่ประกอบมอโนแซ็กคาไรด์ตั้งแต่ 2 ถึง 10 โมเลกุล โดยเชื่อมต่อกันด้วยพันธะพันธะไกลโคซิดิก (glycosidic bond) โดยที่มากในธรรมชาติจะมีหลัก ๆ อยู่ 2 ชนิด ได้แก่ 

 

2.1 ไดแซ็กคาไรด์ (Disaccharide) 

หรือน้ำตาลโมเลกุลคู่ ที่ประกอบไปด้วยมอโนแซ็กคาไรด์จำนวน 2 โมเลกุล เช่น 

  • Maltose : glucose + glucose เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชนิด a-1,4

  • Lactose : galactose + glucose จับกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชนิด b-1,4 

  • Sucrose : glucose + fructose จับกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชนิด a-1,2 

  • Cellobiose : glucose + glucose เชื่อมต่อด้วยพันธะไกลโคซิดิก ชนิด b-1,4

 

2.2 ไตรแซ็กคาไรด์ (Trisaccharide) 

ประกอบไปด้วยมอโนแซ็กคาไรด์จำนวน 3 โมเลกุล เช่น 

  • Raffinose : galactose + sucrose (glucose + fructose)

  • Kestose : fructose +sucrose (glucose + fructose)

 

พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide) | Apex Chemicals

3. พอลิแซ็กคาไรด์ (Polysaccharide)

พอลิแซ็กคาไรด์ เป็นคาร์โบไฮเดรตโมเลกุลใหญ่ ที่เกิดจากมอโนแซ็กคาไรด์มากกว่า 10 โมเลกุลขึ้นไปต่อกันเป็นสายยาว เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิก (Glycosidic bond) โดยจะแตกต่างกันออกไปตามชนิดมอโนแซ็กคาไรด์ จำนวน และรูปแบบการเชื่อมต่อของมอโนแซ็กคาไรด์ 

 

โดยพอลิแซ็กคาไรด์สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ด้วยกัน
 

3.1 ฮอโมพอลิแซ็กคาไรด์ (Homopolysaccharides)

เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ที่ใช้มอโนเมอร์ชนิดเดียวกันทั้งหมด เช่น แป้ง (Starch) ไกลโคเจน (Glycogen) และเซลลูโลส (Cellulose) ที่ใช้มอโนแซ็กคาไรด์เป็นกลูโคสทั้งหมด เป็นต้น

 

3.2 เฮเทอโรพอลิแซ็กคาไรด์ (Heteropolysaccharides)

คือพอลิแซ็กคาไรด์ที่ประกอบไปด้วยมอโนแซ็กคาไรด์มากกว่า 1 ชนิด เช่น เฮมิเซลลูโลส (Hemicellulose) หรือ คาร์ราจีแนน (Carrageenan) เป็นต้น

 

บทความต่อไปเราจะมาพาดูกันว่า "นอกจากอ้อย หรือน้ำผึ้งแล้ว มีแหล่งคาร์โบไฮเดรตอะไรอีกบ้างในธรรมชาติ?" กันต่อไป

สามารถอ่านต่อได้ในบทความ แหล่งคาร์โบไฮเดรตในธรรมชาติ

 


 

ขอขอบคุณข้อมูลดี ๆ จาก

 

<=