คณะวิจัย
ดร. สุกัญญา เทศทับ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน)
ผศ.ดร. ดร. ศรัญญา สุวรรณอังกูร มหาวิทยาลัยแม่โจ้, ดร. ศุภลักษณ์ ไกรทอง มหาวิทยาลัยเจ้อเจียงโอเชียน, ดร.วราภรณ์ ศรเดช สถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (วว.), ดร.ชุติกาญจน์ กาบคำ มหาวิทยาลัยมหิดล, รศ. ดร.ณัฐกาญจน์ รุ่งเรือง มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง, ดร. สุพัฒน์ พงษ์ไทย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่, ดร. อติรุจ เทพวงศ์ มหาวิทยาลัยเกนต์, ดร. พรรณฑิภา เล่าสัม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี, ดร. สุชัญญา สินสระน้อย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี และ รศ. ดร. ปภังกร ส่างสวัสดิ์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
Suwanangul, S., Kraithong, S., Tastub, S., Sorndech, W., Kapcum, C., Rungraeng, N., Phongthai, S., Theppawong, A., Laosam, P., Sinsranoi, S. and Sangsawad, P., 2026. Pilot-Scale (50 L) Ultrasound-Assisted Extraction of Cyanidin-3-Glucoside-Rich Anthocyanins from Thai Pigmented Rice: Recovery, Storage Stability, In Vitro Digestion Behavior, and Enzyme-Inhibitory Activity. Food and Bioprocess Technology, 19(10), p.524.
ความต้องการสารสกัดจากธรรมชาติและอาหารเพื่อสุขภาพ ที่เพิ่มสูงขึ้น ผลักดันให้เกิดการพัฒนากระบวนการแปรรูปที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและสามารถขยายขนาดสู่เชิงพาณิชย์ได้จริง โดยเฉพาะการสกัดแอนโทไซยานินซึ่งเป็นสารสีและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพสำคัญในการต้านอนุมูลอิสระและลดความเสี่ยงของโรคไม่ติดต่อเรื้อรัง งานวิจัยนี้ประสบความสำเร็จในการพัฒนากระบวนการสกัดสารแอนโทไซยานินกลุ่มไซยานิดิน-3-กลูโคไซด์ (C3G) จากข้าวเจ้าก่ำหอมแม่โจ้ 1A ในระดับกึ่งอุตสาหกรรมด้วยถังสกัดคลื่นเสียงความถี่สูง (UAE) ซึ่งพบว่าสภาวะ UAE ที่อุณหภูมิ 60 °C (UAE-60) มีประสิทธิภาพสูงสุดในการทำลายผนังเซลล์เพื่อปลดปล่อยสารสำคัญโดยยังคงรักษาโครงสร้างพันธะเคมีเดิมไว้ได้ ส่งผลให้ได้ผงสกัดที่มีปริมาณแอนโทไซยานิน (C3G ) สูงถึง 194.5 มิลลิกรัมต่อกรัมน้ำหนักแห้ง ซึ่งเหนือกว่าทั้งการสกัดด้วยน้ำร้อน (HWE) และการสกัดด้วยเอนไซม์ (EAE) พร้อมทั้งแสดงความคงตัวทางกายภาพที่ดีเยี่ยมด้วยการคงเหลือสารสำคัญได้ถึง 78.1% หลังเก็บรักษาที่ 40 °C นาน 14 วัน
รูปที่ 1 แสดงแผนผังรูปภาพสรุปการวิจัยทั้งหมด
ในการศึกษานี้ เทคนิคฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโตรสโกปี (FTIR) เข้ามามีบทบาทสำคัญในฐานะเครื่องมือตรวจสอบลายนิ้วมือทางเคมีระดับโมเลกุล ร่วมกับการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) เพื่อจำแนกและประเมินผลกระทบของแต่ละสภาวะการสกัดต่อความสมบูรณ์เชิงโครงสร้างของโครงข่ายพอลิแซ็กคาไรด์-ฟีนอลิก ซึ่งสามารถอธิบายความแปรปรวนของสเปกตรัมได้สูงถึง 98% โดยสิ่งที่ค้นพบจากการตรวจวัดคือ สารสกัดทุกตัวอย่างยังคงแสดงสัญญาณพันธะหลักของแอนโทไซยานินและคาร์โบไฮเดรตอย่างครบถ้วน ทั้งวงแหวนอะโรมาติก และพันธะไกลโคซิดิก แต่ว่ามีความสมบูรณ์ของโมเลกุลที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน โดยพบว่าการสกัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UAE) สามารถปกป้องโครงสร้างสารสำคัญได้ดีที่สุด สภาวะการสกัดช่วยปลดปล่อยสารโดยไม่ทำลายพันธะที่สำคัญ จึงรักษาพันธะเอสเทอร์และวงแหวนอะโรมาติกไว้ได้อย่างสมบูรณ์โดยปราศจากความเค้นจากความร้อน ตรงกันข้ามกับการใช้น้ำร้อน (HWE) ที่ความร้อนต่อเนื่องยาวนานทำให้เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสทำลายพันธะเอสเทอร์จนโครงข่ายพอลิแซ็กคาไรด์แตกสลาย ซึ่งข้อมูล FTIR เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นหลักฐานเชิงโมเลกุลชิ้นสำคัญที่อธิบายว่า เหตุใดกระบวนการ UAE จึงให้ผลผลิตแอนโทไซยานินสูง มีความคงตัวดีเยี่ยม และรักษาคุณสมบัติทางชีวภาพไว้ได้อย่างครบถ้วน
รูปที่ 2 แสดงการวิเคราะห์เอกลักษณ์ระดับโมเลกุลด้วยเทคนิค FTIR ร่วมกับ PCA ของสารสกัดแอนโทไซยานินจากข้าวเจ้าก่ำหอมแม่โจ้ 1เอ (a) สเปกตรัมดูดกลืนแสง FTIR (4000–400 cm-1) (b) แผนภาพ PCA Score Plot (c) แผนภาพ PCA Loading Plot และ (d) พื้นที่อินทิเกรตใต้พีคของหมู่ฟังก์ชัน
สารสกัดดังกล่าวยังส่งผลดีต่อระบบทางเดินอาหารอย่างมีนัยสำคัญ โดยช่วยชะลออัตราเร็วในการย่อยแป้งลงมากกว่าเท่าตัว เพิ่มปริมาณแป้งต้านการย่อย (Resistant Starch) ขึ้นเป็น 25.2–35.6% และช่วยชะลอการสลายตัวของโปรตีนทำให้สามารถรักษาเปปไทด์ขนาดใหญ่ (> 3 kDa) ไว้ได้สูงถึง 28.17% ยิ่งไปกว่านั้น สารสกัด UAE-60 ยังแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพที่โดดเด่นในการยับยั้งเอนไซม์เป้าหมายหลายชนิดไปพร้อมกัน ทั้งการยับยั้งเอนไซม์ ACE ที่มีผลต่อการควบคุมความดันโลหิต และเอนไซม์ DPP-IV ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด รวมถึงยับยั้งเอนไซม์สร้างคอเลสเตอรอล (HMG-CoA Reductase) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
รูปที่ 3 ภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ของเมล็ดข้าวเหนียวดำพันธุ์เจ้าก่ำหอมแม่โจ้ 1เอ (M1A) หลังผ่านกระบวนการสกัด
งานวิจัยนี้พิสูจน์ความสำเร็จในการสกัดระดับกึ่งอุตสาหกรรม ด้วยกระบวนการสีเขียวที่ประหยัดพลังงานและไร้ตัวทำละลายอินทรีย์ ช่วยเพิ่มมูลค่าข้าวเจ้าก่ำหอมแม่โจ้ 1A ตามแนวทางเศรษฐกิจหมุนเวียน พร้อมทั้งได้สารสกัดแอนโทไซยานินเกรดอาหารที่มีความบริสุทธิ์ ความคงตัว และฤทธิ์ทางชีวภาพสูง ซึ่งพร้อมต่อยอดเชิงพาณิชย์เป็นสารให้สีธรรมชาติ อาหารและเครื่องดื่มฟังก์ชัน ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร และอาหารดัชนีน้ำตาลต่ำ (Low-GI) เพื่อสุขภาพเชิงป้องกันได้อย่างเป็นรูปธรรม