คลอโรฟิลล์กับสุขภาพ

ดร. ขวัญชนก ศรัทธาสุข

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการรับประทานพืชผักต่างๆ นั้นเป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของคนทุกคน แล้วทราบกันหรือไม่ว่าพืชผักต่างๆที่รับประทานไปนั้นประกอบไปด้วยอะไรบ้าง ในพืชผักส่วนใหญ่จะมีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก ในบางชนิดอาจมากถึง 70 – 85 % ของน้ำหนักทั้งหมด เช่น ผักประเภทใบต่างๆ  แต่ในบางชนิดอาจมีปริมาณน้ำไม่มาก โดยประมาณ 10 – 75 % ของน้ำหนักทั้งหมด เช่น ผักประเภทหัวต่างๆ ความแตกต่างของปริมาณน้ำนี้ขึ้นอยู่กับชนิด พันธุ์ และอายุของพืชผักด้วย นอกจากน้ำแล้ว พืชผักยังประกอบไปด้วย คาร์โบไฮเดรต, วิตามินและเกลือแร่ รวมถึงใยอาหาร ส่วนโปรตีนและไขมันนั้นจะพบในปริมาณที่ค่อนข้างต่ำ ซึ่งโปรตีนส่วนใหญ่ที่พบในพืชผักจะอยู่ในรูปของเอนไซม์ซึ่งจำเป็นต่อการดำเนินกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์พืช และไขมันส่วนใหญ่จะพบอยู่ในรูปที่เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์พืช ในองค์ประกอบต่างๆ ของพืชผักเหล่านี้มีรงควัตถุ (pigments) หรือสารสีที่ทำให้พืชผักมีสีสันต่างๆ นั้น เช่น สีเขียวของคลอโรฟิลล์ (chlorophyll)  สีส้มหรือสีเหลืองของแคโรทีนอยด์ (carotenoid) สีม่วงหรือสีน้ำเงินของแอนโทไซยานิน (anthocyanin) เป็นต้น ซึ่งรงควัตถุเหล่านี้จัดเป็นสารอินทรีย์ในพืชที่อยู่กลุ่มของวิตามินและเกลือแร่ ที่ไม่ใช่สารอาหารแต่ให้ประโยชน์แก่ร่างกายในด้านอื่น เช่น การจับกับอนุมูลอิสระที่อาจเป็นสาเหตุของการเกิดมะเร็งในร่างกาย ซึ่งในบทความนี้จะกล่าวถึงเฉพาะรงควัตถุที่ทำให้พืชมีสีเขียวหรือคลอโรฟิลล์นั่นเอง

คลอโรฟิลล์เป็นสารสีที่สำคัญตัวหนึ่งที่สามารถดูดกลืนพลังงานแสงเพื่อนำมาใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) เพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ ให้กลายเป็นออกซิเจน และกลูโคส ซึ่งเกิดขึ้นในออร์แกเนลล์ ที่เรียกว่า คลอโรพลาสต์ ที่พบได้ในเซลล์พืช และสาหร่ายบางชนิด และการที่เรามองเห็นพืชผักมีสีเขียวก็เนื่องมาจากว่าเมื่อแสงขาวมาตกกระทบบนคลอโรฟิลล์ แล้วคลอโรฟิลล์สามารถดูดกลืนแสงในช่วงคลื่นแสงสีน้ำเงินและสีแดงไว้ได้มาก แต่ปล่อยให้ช่วงคลื่นแสงสีเขียวทะลุ และสะท้อนออกมาได้ ดังนั้นแสงที่ปรากฏสู่ตาเราจึงเป็นสีเขียวนั่นเอง ดังแสดงในรูปที่ 1

 

รูปที่ 1 การดูดกลืนสเปกตรัมของแสงขาวของคลอโรฟิลล์ a และ คลอโรฟิลล์ b ซึ่งสามารถดูดกลืนแสงได้ดีในช่วงคลื่นแสงสีน้ำเงิน และสีแดง

ที่มา: http://www2.mcdaniel.edu/Biology/botf99/photo/p3igments.html

นอกจากนี้คลอโรฟิลล์ยังสามารถจำแนกออกได้เป็น 4 ชนิดด้วยกัน ดังนี้

1. คลอโรฟิลล์ a มีสีเขียวแกมน้ำเงินโดยสามารถพบได้ทั่วไปในพืชชั้นสูงทุกชนิดที่สังเคราะห์แสงได้

2. คลอโรฟิลล์ b มีสีเขียวแกมเหลืองพบได้ในพืชชั้นสูง และสาหร่ายสีเขียว

3. คลอโรฟิลล์ c ไม่พบในพืชชั้นสูง แต่จะพบได้ในสาหร่ายชนิดต่างๆ เช่น สาหร่ายสีน้ำตาล และสีทอง

4. คลอโรฟิลล์ d ก็ไม่พบในพืชชั้นสูงเช่นกัน แต่จะพบได้ในสาหร่ายสีแดง รวมทั้งแบคทีเรียที่สังเคราะห์แสงได้ (cyanobacteria)

                         สาหร่ายสีเขียว                            สาหร่ายสีน้ำตาล  

 

                          สาหร่ายสีแดง                              cyanobacteria

ที่มา: http://www.biotec.or.th/brt/index.php/biodiversity/283-seaweeds-useful และ  http://www.thepanamadigest.com/2011/03/cancer-fighting-compounds-found-on-coiba/cyanobacteria/

สามารถอ่านเพิ่มเติมได้จากบทความปี 2546 เรื่อง P680 และ P700 เป็นส่วนหนึ่งของระบบแสง ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง http://biology.ipstweb.com/index.php/–2546/133-p680-p700-.html และบทความปี 2555 เรื่อง สีของพืช ผัก และผลไม้สำคัญอย่างไร http://biology.ipstweb.com/index.php/about-the-year-2555/325-2011-12-29-04-36-07.html

·       โครงสร้างของคลอโรฟิลล์

     เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างของคลอโรฟิลล์ตามธรรมชาตินั้นจะพบว่าคลอโรฟิลล์มีโครงสร้างพื้นฐานที่เรียกว่า porphyrin ring ที่คล้ายคลึงกับโครงสร้างของฮีมในฮีโมโกลบินของเซลล์เม็ดเลือดแดง แต่ต่างกันที่อะตอมที่ศูนย์กลางของคลอโรฟิลล์เป็นแมกนีเซียม (Mg) แทนที่จะเป็นเหล็ก (Fe)  และนอกจากนี้ยังประกอบไปด้วยไฮโดรคาร์บอนสายยาว (phytol side chain) ดังแสดงในรูปที่ 2 อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าโครงสร้างของคลอโรฟิลล์ และฮีโมโกลบินจะคล้ายกันมาก แต่หน้าที่นั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง ดังที่กล่าวไว้ข้างต้นว่าคลอโรฟิลล์นั้นทำหน้าที่ในการรับพลังงานแสงแล้วนำมาเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีเพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ส่วนฮีโมโกลบินของเซลล์เม็ดเลือดแดงทำหน้าที่ในการลำเลียงออกซิเจน  และด้วยลักษณะโครงสร้างของคลอโรฟิลล์นี้เอง ทำให้คลอโรฟิลล์ไม่สามารถละลายน้ำได้ แต่ละลายได้ในน้ำมัน ส่งผลให้ร่างกายดูดซึมไปใช้ประโยชน์ได้ไม่เต็มที่ จึงมีการคิดค้นคลอโรฟิลล์ที่สามารถละลายน้ำได้ ที่เรียกว่า คลอโรฟิลลิน (chlorophyllin) ซึ่งเป็นสารอนุพันธ์กึ่งสังเคราะห์ของคลอโรฟิลล์ โดยใช้ คอปเปอร์ (Cu) แทนที่อะตอมของแมกนีเซียม (Mg) ที่อยู่ตรงกลางของ porphyrin ring และกำจัดสาย phytol ออกไปด้วย ทำให้คลอโรฟิลลิน สามารถละลายน้ำได้ และร่างกายสามารถดูดซึมได้ดีขึ้น

                                                                                           ก.          

                         

ข.                                                    ค.

รูปที่2 (ก) โครงสร้างของคลอโรฟิลล์ a และ b (ข) โครงสร้างของฮีมของฮีโมโกลบินของเซลล์เม็ดเลือดแดง (ค) โครงสร้างของคลอโรฟิลลิน

ที่มา: Lehninger Principles of biochemistry (textbook), 3^rd edition โดย Devid L. Nelson และ Michael M. Cox และ http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c6003?lang=en&region=TH

 

·       คลอโรฟิลล์กับสุขภาพ

     คลอโรฟิลล์ และคลอโรฟิลลินได้ถูกนำมาศึกษาวิจัยถึงการนำมาใช้ประโยขน์เกี่ยวกับการบำบัดรักษาโรคในด้านต่างๆ ตั้งแต่ช่วงต้นคริสตทศวรรษ 1940s เช่น การศึกษาถึงการนำคลอโรฟิลลินมาใช้ในการรักษาบาดแผล,การศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติของคลอโรฟิลลินในการต่อต้านการอักเสบ, รวมถึงการวิจัยถึงการนำคลอโรฟิลลินมาช่วยในการดับกลิ่นภายในที่เกิดจากแผลผ่าตัด เช่น การผ่าตัดลำไส้ ซึ่งจะเห็นว่าโดยส่วนใหญ่แล้วในการศึกษาวิจัยนั่นจะเป็นการศึกษาวิจัยโดยใช้คลอโรฟิลลินเป็นหลัก เนื่องมาจากคุณสมบัติในการละลายน้ำได้ของคลอโรฟิลลิน อย่างที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น อีกทั้งคลอโรฟิลลินยังมีความเสถียรมากว่าคลอโรฟิลล์อีกด้วย ส่วนในปัจจุบันนี้มีการค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับประโยชน์ของคลอโรฟิลล์ และคลอโรฟิลลินในเรื่องของความสามารถในการยับยั้งสารก่อมะเร็งกำลังเป็นที่สนใจ โดยพบว่าทั้งคลอโรฟิลล์ และคลอโรฟิลลิน สามารถที่จะจับกับโมเลกุลของสารเคมีบางชนิด เช่น benzo(a) pyrene, aflatoxin, และ โลหะหนัก (heavy metal) เป็นต้น ที่เป็นสาเหตุให้เกิดโรคมะเร็งได้ เช่น ในงานวิจัยของ Dr. Roderick Dashwood จากมหาวิทยาลัยฮาวายได้มีการทดลองให้คลอโรฟิลลิน แก่สัตว์ทดลองที่ได้รับสารก่อมะเร็ง aflatoxin B1 เข้าไป ผลคือ มีการลดลงของปริมาณ DNA ที่ถูกทำลายโดย aflatoxin B1 อย่างเห็นได้ชัด ซึ่งเป็นไปได้ว่าการจับกันของคลอโรฟิลล์ หรือ คลอโรฟิลลินกับสารก่อมะเร็งเหล่านี้อาจจะไปรบกวนการดูดซึมสารก่อมะเร็งเหล่านี้ในทางเดินอาหาร ส่งผลให้ปริมาณสารก่อมะเร็งที่ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายลดลง

          นอกจากนี้ ยังมีงานวิจัยที่ศึกษาในกลุ่มศึกษาอาสาสมัครในประเทศจีนในเมืองที่มีอัตราการเกิดมะเร็งในตับสูงเนื่องจากได้รับสารพิษ aflatoxin จากการบริโภคอาหารประเภทถั่วลิสง เต้าเจี้ยว เต้าหู้ยี้ที่ปนเปื้อนเชื้อรา aflatoxin พบว่าหลังจากได้รับคลอโรฟิลลิน ปริมาณ 100 มิลลิกรัม 3 ครั้งต่อวัน ทุกวัน เป็นเวลา 4 เดือน ปริมาณ DNA ที่เสียหายจาก aflatoxin ลดลงถึง 55 % และจากการศึกษาของสถาบัน Linus Pauling, มหาวิทยาลัย Oregon state โดย Professor George S. Bailey แสดงให้เห็นว่าทั้งคลอโรฟิลล์และคลอโรฟิลลิน มีประสิทธิภาพเท่าๆ กันในการยับยั้งสารก่อมะเร็ง aflatoxin B1 เข้าสู่ร่างกาย อย่างไรก็ตามงานวิจัยเหล่านี้ยังอยู่ในระยะเริ่มต้น ยังคงต้องทำการวิจัยต่อไปเพื่อค้นหาคำตอบสำหรับหลายๆ คำถามทั้งในเรื่องของการป้องกัน การรักษาโรคมะเร็ง รวมทั้งความสัมพันธ์ระหว่างการบริโภคผักที่มีคลอโรฟิลล์กับเสริมด้วยการรับประทานคลอโรฟิลลิน  

     หลายคนคงเคยสังเกตุหรืออาจสงสัยว่า ทำไมเมื่อเวลาปรุงอาหารไม่ว่าจะเป็นการผัดหรือการต้มอาหารจำพวกพืชผักสีเขียวจะมีการเปลี่ยนแปลงของสีจากสีเขียวกลายเป็นสีเขียวสดในช่วงแรกๆ และหากใช้เวลาในการต้มนานขึ้นจากสีเขียวสดจะมีการเปลี่ยนเป็นสีเขียวแก่หรือสีเขียวมะกอก ดังแสดงในรูปที่ 3  สาเหตุที่เป็นเช่นน้น เกิดมาได้จาก 2 ปัจจัยหลัก ได้แก่ การที่พืชผักได้รับความร้อนจากการปรุงอาหาร หรือการที่พืชผักมีการสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์เป็นกรด จากสองปัจจัยดังกล่าวนี้เอง จะทำให้อะตอมแมกนีเซียมที่อยู่ตรงศูนย์กลางของ porphyrin ring หลุดออก และถูกแทนที่ด้วยอะตอมของไฮโดรเจน กลายเป็นโมเลกุลที่เรียกว่า Pheophytin ซึ่งการเปลี่ยนของโครงสร้างนี้เองที่ทำให้สีเขียวสดของพืชผักเปลี่ยนเป็นสีเขียวแก่หรือสีเขียวมะกอก และหากเรายิ่งให้ความร้อนแก่พืชผักสีเขียวนานเกินไปก็จะยิ่งทำให้พืชผักสูญเสียคลอโรฟิลล์ไปมากเท่านั้น ตัวอย่างเช่น บร็อคโคลี่ หากเรานำไปต้มเป็นเวลานานถึง 20 นาที ปริมาณคลอโรฟิลล์จะสูญเสียไปถึงสองในสามส่วนทีเดียว แต่ในผักบางชนิด เช่น ผักโขม การนำไปนึ่งในระยะเวลาสั้นๆ จะช่วยเพิ่มการดูดซึมคลอโรฟิลล์เข้าสู่ร่างกายเราได้อีกด้วย  ด้วยเหตุนี้เองจึงได้มีการกำหนดระยะเวลาในการนึ่งช่วงสั้นๆ สำหรับพืชผักสีเขียว เพื่อรักษาปริมาณของคลอโรฟิลล์เอาไว้ แต่อย่างไรก็ตามวิธีที่ดีที่สุดในการรักษาคลอโรฟิลล์ไม่ให้สูญเสียไป ก็คือการเลือกบริโภคพืชผักสดๆ ที่ปลอดจากสารพิษนั่นเอง

                      ก่อนต้ม                       ต้มนาน 5 นาที             ต้มนาน 20 นาที

 

รูปที่ 3 การเปลี่ยนแปลงสีของผักคะน้า บร็อคโคลี่ และผักกวางตุ้ง ก่อนต้มและหลังต้มที่เวลา 5 นาที และ 20 นาที

 

เอกสารอ้างอิง

1.       Breinholt V, Schimerlik M, Dashwood R, Bailey G. 1995. Mechanisms of

chlorophyllin anticarcinogenesis against aflatoxin B1: complex formation with the carcinogen. Chem Res Toxicol. Vol. 8(4): 506-514.

2.       Dashwood RH, Breinholt V, Bailey GS. 1991. Chemopreventive properties of

chlorophyllin: inhibition of aflatoxin B1 (AFB1)-DNA binding in vivo and anti-mutagenic activity against AFB1 and two heterocyclic amines in the Salmonella mutagenicity assay. Carcinogenesis. Vol. 12(5): 939-942.

3.       Diogo CV, Natália AP, Andressa MN, Mário SM. 2012. Evaluation of the Effects of

Chlorophyllin on Apoptosis Induction, Inhibition of Cellular Proliferation and mRNA Expression of CASP8, CASP9, APC and beta-catenin. Curr Res J BiolSci. Vol. 4(3): 315 – 322.

4.       Egner PA, Wang JB, Zhu YR. 2001. Chlorophyllin intervention reduces aflatoxin-DNA

adducts in individuals at high risk for liver cancer. Proc Natl Acad Sci. Vol. 98(25): 14601-14606.

5.       Schwartz J, Shklar G, Reid S, Trickler D. 1988. Prevention of experimental oral

cancer by extracts of Spirulina-Dunaliella algae. Nutr Cancer. Vol. 11(2): 127-34

6.       Whong WZ, Stewart J, Brockman HE, Ong TM. 1988 Comparative antimutagenicity

of chlorophyllin and five other agents against aflatoxin B1-induced reversion in salmonella typhimurium strain TA98. Teratog Carcinog Mutagen. Vol. 8(4): 215-24 

7.       องค์ประกอบของผักและผลไม้ (online). Available:

http://www2.swu.ac.th/royal/book5/b5c2t3.html (Retrieved 26/12/2012)

8.       อะฟลาท็อกซิน: สารปนเปื้อนในอาหาร (online). Available:

http://www.pharm.su.ac.th/cheminlife/cms/index.php/kitchen-room/37-aflatoxin.html (Retrieved 14/12/2012)

9.       Chlorophyll and chlorophyllin (online). Available:

http://lpi.oregonstate.edu/infocenter/phytochemicals/chlorophylls/#disease_prevention (Retrieved 8/12/2012)

10.    Chlorophyllin, a natural compound, maybe useful in future cancer treatment

programmes (online).Available:  http://blog.bodykind.com/cancer/chlorophyllin-a-natural-compound-may-be-useful-in-future-cancer-treatment-programmes/ (Retrieved 8/12/2012)

11.    The world’s healthiest foods (online). Available:

http://www.whfoods.com/genpage.php?pfriendly=1&tname=george&dbid=52 (Retrieved 2/12/2012)