ซอร์บิทอล

ชื่อสามัญ Sorbitol

ประเภทและข้อแตกต่างสารซอร์บิทอล

สารซอร์บิทอลจัดเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ของน้ำตาลกลูโคสชนิดหนึ่งที่มีความหวานประมาณ 35-60% ของความหวานของน้ำตาลซูโครส และให้พลังงาน 2.6 กิโลแคลอรี่ ซึ่งเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ที่ร่างกายมนุษย์เผาผลาญได้ช้า เนื่องจากถูกรีดิวส์หมู่แอลดีไฮด์ (aldehyde group) เป็นหมู่ไฮดรอกซิล จากการศึกษาทางเคมีพบว่าซอร์บิทอล เป็น hexahycir ic alcohol ที่มีสูตรโมเลกุล คือ C6 H14 O6  มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 182.17 และประกอบด้วยสายตรงของคาร์บอน 6 อะตอม และ hydroxyl 6 กลุ่ม โดยมีลักษณะเป็นผลึกของแข็งสีขาว ละลายน้ำได้ดี และละลายได้บ้างในเมทานอล (methanol), บิวทานอล (hutanol), ไอโซโปรบานอล (isopropanol), ฟินอล (phenol), ไซโคลเฮ็กซานอล (cyclohexanol), อะซีโตน (acetone), กรดอะซิติก  (aceticacid) แต่ไม่ละลายในตัวทำลายอินทรีย์อื่นๆ และเมื่อละลายน้ำจะได้สารละลายใส่ไม่มีสี มีรสเย็นคล้ายเมนทอล

            สำหรับประเภทของซอร์บิทอล นั้น พบว่ามีเพียงประเภทเดียวซึ่งเกิดจากการย่อยโมเลกุลของสตาร์ซที่พบในพืชให้เป็นโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคส (starch hydrolysis) ซึ่งจะได้เป็นน้ำเชื่อมกลูโคส (glucose syrup) จากนั้นจึงนำไปทำปฏิกิริยา ไฮโดรเจเนชั่น (hydrogenation) ด้วยการเติมไฮโดรเจน โดยมีนิเกิลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ในปัจจุบันมีการผลิตซอร์บิทอล โดยปฏิกิริยาเคมีขึ้นมาอีกรูปแบบหนึ่ง ซึ่งผลิตขึ้นจากกระบวนการรีดักชั่น (reduction) ของน้ำตาลหลายชนิด เช่น D-glucose, D-fructose, L-gulose หรือ D-mannose โดยวิธี Catalytic Hydrogenation จากน้ำตาลเดกซ์โตรส โดยมีนิเกลในรูปของสารผสมระหว่าอลูมิเนียมกับนิเกิลที่เรียกว่า Raney nickel ภายใต้ความดันสูง ประมาณ 1000 Psi.

แหล่งที่พบและแหล่งที่มาสารซอร์บิทอล

ซอร์บิทอลเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ ที่พบในธรรมชาติทั้งพืชและผลไม้ เช่น ข้าวโพด มันสำปะหลัง ข้าวสาลี ข้าว แอปเปิ้ล สาลี่ ท้อ ลูกพรุน แพร์ องุ่นท้อ พลัม โดยเฉพาะผลของเมาน์เทนแอช (mountainash) หรือ นานกามาโด (nanagamado) ซึ่งพบซอร์บิทอลสูงถึง 12-13% และนอกจากนี้ยังมีรายงานว่าพบซอร์บิทอลในยาสูบ และสาหร่ายทะเลอีกด้วย โดยวิธีการผลิตซอร์บิทอล นั้น สามารถทำได้ 2 วิธี คือ การสกัดจากพืช และการผลิตโดยปฏิกิริยาทางเคมีดังที่กล่าวมาแล้วในหัวข้อข้างต้น

ปริมาณที่ควรได้รับสารซอร์บิทอล

สำหรับปริมาณที่ควรได้รับต่อวันของซอร์บิทอล นั้นมีการศึกษาวิจัยพบว่าปริมาณที่เหมาะสมในการบริโภคคือ 0.24 กรัม/กิโลกรัมน้ำหนักตัว (BW) สำหรับเพศหญิง และ 0.66 กรัม/กิโลกรัมน้ำหนักตัวสำหรับเพศขาย แต่ทั้งนี้การบริโภคซอร์บิทอลในปริมาณสูงอาจส่งผลให้เกิดปัญหาท้องเดิน ดังนั้นไม่ควรบริโภคในครั้งเดียวกันเกิน 50 กรัม  ส่วนปริมาณสูงสุดที่สามารถอนุญาติให้ใช้ซอร์บิทอลในผลิตภัณฑ์ต่างๆ นั้น พบว่าในปัจจุบันยังไม่มีการกำหนดอย่างชัดเจนว่าให้ใช้ในปริมาณเท่าใด เช่น เดียวกันกับน้ำตาลแอลกอฮอร์ชนิดอื่นๆ เช่น ไซลิทอล (xylitol) และมอลทิทอล (maltitol) เป็นต้น

ประโยชน์และโทษสารซอร์บิทอล

ซอร์บิทอลถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารต่างๆ เพราะให้พลังงานประมาณ 50-60% ของน้ำตาลปกติ ไม่ทำให้ฟันผุ และถูกดูดซึมได้ช้ากว่าทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดสูงขึ้นช้ากว่าซูโครส หรือกลูโคส ช่วยเพิ่มคุณภาพของอาหาร เช่น เพิ่มความหนืดรักษาความชุ่มชื้น ป้องกันการตกผลึกของน้ำตาล และป้องกันการเกิดผลึกน้ำแข็ง สามารถละลายน้ำได้ดี และยังเป็นสารดูดความชื้น (humectants) รักษาความชื้นได้ดี นิยมนำมาใช้ปรับลักษณะเนื้ออาหาร เช่น อาหารประเภทลูกอม หมากฝรั่ง เบเกอรี่ แยม ไอศกรีม อาหารแช่เยือกแข็ง เครื่องดื่มพลังงานต่ำ ทั้งนี้ยังพบว่าซอร์บิทอลสามารถช่วยเพิ่มการดูดซึมวิตามินบี 12 ของลำไส้ในคนและสัตว์ อีกทั้งยังดูดซึมธาตุเหล็ก ในมนุษย์ได้อีกด้วย

            นอกจากนี้ยังมีการนำซอร์บิทอล ไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ อีกมากมาย เช่น อุตสาหกรรมการผลิตยา อุตสาหกรรมเครื่องสำอาง อุตสาหกรรมเส้นใย เป็นต้น

การศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องสารซอร์บิทอล

มีผลการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียที่ก่อโรคฟันผุ ของซอร์บิทอล ระบุว่า เชื้อแบคทีเรียที่ก่อโรคฟันผุไม่สามารถนำซอร์บิทอลไปใช้ และสร้างกรดขึ้น หรือนำไปใช้ได้น้อย และไม่สามารถนำไปสร้างกลูแคน ซึ่งเป็นกลไกสำคัญในการยึดเกาะของเชื้อกับผิวฟันอย่างเหนียวแน่น เมื่อนำไปผสมในอาหาร หรือ เครื่องดื่มแทนน้ำตาลซูโครส จึงช่วยลดการก่อโรคฟันผุของอาหารนั้นลงได้  โดยมีรายงานการศึกษาในห้องปฏิบัติการ และในสัตว์ทดลอง พบว่าเชื้อในช่องปากรวมถึงเชื้อก่อโรคฟันผุเช่น มิวแทนส์สเตรปโตคอคไค และแลคโตแบซิลไล (lactobacilli) สามารถนำน้ำตาลซอร์บิทอลไปใช้ และเกิดการสร้างกรดขึ้นแต่ปริมาณ และอัตราการผลิตกรดจากซอร์บิทอลต่ำกว่าน้ำตาลอื่นๆ ที่ใช้เป็นประจำ เช่น กลูโคส ฟลุคโตส และซูโครส เมื่อซอร์บิทอลถูกย่อยสลายผ่านกระบวนการไกลโคไลซิสจนได้ไพรูเวท ซึ่งต่อมาถูกเปลี่ยนเป็นฟอร์เมท (formate) อะซิเตท (acetate) และเอทานอล (ethanol) ผ่านไพรูเวท-ฟอร์เมทไลเอส (pyruvate-formate lyase, PFL) ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดในภาวะปราศจากออกซิเจน (anaerobiccondition) อันเป็นภาวะในคราบจุลินทรีย์กระบวนการนี้ช้ากว่าการผ่านแลคเตท ดีไฮโดรจีเนส (lactate dehydrogenase) ที่ใช้ในการย่อยสลายกลูโคส และซูโครส จึงเป็นเหตุผลที่อัตราการเกิดกรดจากการย่อยสลายซอร์บิทอลช้ากว่ากลูโคส และซูโครสดังนั้นซอร์บิทอล จึงจัดเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ที่เชื้อนำไปสร้างกรดได้น้อย (hypoacidogenic sugar alcohol) อีกทั้งยังมีการศึกษาในห้องปฏิบัติการที่สนับสนุนว่าซอร์บิทอลเป็นน้ำตาลแอลกอฮอล์ที่เชื้อนำไปสร้างกรดได้น้อย โดยมีรายงานการศึกษาที่ทดสอบผลของซูโครสกลูโคสซอร์บิทอล และซูคราโลส กับการสร้างไบโอฟิล์มของเชื้อสเตรปโตคอคคัสมิวแทนส์ซึ่งพบว่าเชื้อที่เลี้ยงในซอร์บิทอลเป็นเวลา 72 และ 96 ชั่วโมง มีมวลชีวภาพ (biomass) ของไบโอฟิล์ม สูงกว่าเชื้อที่เลี้ยงในกลูโคส หรือ ซูคราโลสอย่างมีนัยสำคัญ แต่ก็ยังน้อยกว่าเชื้อที่เลี้ยงในซูโครสอย่างมีนัยสำคัญ อีกทั้งค่าความเป็นกรดด่างลดต่ำกว่าค่ากรดด่างวิกฤตของเคลือบฟันตั้งแต่ 24 ชั่วโมง แรกในระดับเดียวกับซูโครส และกลูโคสแต่เมื่อวัดความลึกของรอยโรค (lesion depth) ในชิ้นเคลือบฟันที่แช่ในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ผสมสารทั้งสี่เป็นเวลา 7 วัน พบว่าชิ้นเคลือบฟันที่แช่ในซอร์บิทอล มีรอยโรคลึกใกล้เคียงกับที่แช่ในกลูโคสแต่น้อยกว่าที่แช่ในซูโครสอย่างมีนัยสำคัญ

           นอกจากนี้ยังมีการศึกษาที่เปรียบเทียบอาสาสมัครที่มีน้ำลายปกติกับกลุ่มที่มีน้ำลายน้อยโดยให้บ้วนปากด้วยสารละลาย 10% ซอร์บิทอลเป็นเวลา 4 สัปดาห์ แล้วทำการวัดค่าความเป็นกรดด่างในคราบจุลินทรีย์ซึ่งพบว่ามีค่าความเป็นกรดด่างลดลงในทั้งสองกลุ่ม โดยเฉพาะกลุ่มอาสาสมัครที่มีน้ำลายน้อยซึ่งเป็นกลุ่มเสี่ยงที่จะเกิดฟันผุได้ง่ายและเป็นกลุ่มที่มักจะบริโภคสารให้ความหวานแทนน้ำตาลเป็นประจำ จากการศึกษาทั้งหมดที่กล่าวถึงนี้ บ่งชี้ว่าซอร์บิทอลจัดเป็นสารให้ความหวานแทนน้ำตาลที่มีศักยภาพที่จะทำให้เกิดฟันผุได้บ้างเล็กน้อย

ข้อแนะนำและข้อควรปฏิบัติ

ถึงแม้ว่าซอร์บิทอล จะเป็นสารให้ความหวานกลุ่มน้ำตาลแอลกอฮอลล์ที่ให้พลังงานน้อยกว่าน้ำตาล 50-60% และยังไม่ทำให้เกิดฟันผุ อีกทั้งยังทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดสูงขึ้นช้ากว่าน้ำตาล แต่ก็มีข้อควรระวังในการรับประทาน คือ หากรับประทานมากเกินไป (40-50 กรัม/วัน) อาจทำให้ท้องเสียได้ เนื่องจากร่างกายไม่สามารถดูดซึมได้จึงดึงน้ำเข้าสู่โพรงลำไส้ ซึ่งจะทำให้เกิดอาหารท้องเสียตามมา

เอกสารอ้างอิง ซอร์บิทอล

1. กนกกาญจน์ ปานจันทร์.สารให้ความหวานแทนน้ำตาล วารสารกรมวิทยาศาสตร์บริการ ปีที่ 64. ฉบับที่ 202 กันยายน 2559. หน้า 27-28
2. วรรณดล เชื้อมงคล.สารให้ความหวาน:การใช้และความปลอดภัย.วารสารไทยเภสัชศาสตร์ และวิทยาการสุขภาพปีที่ 3. ฉบับที่ 1 มกราคม-มิถุนายน 2551. หน้า 161-168
3. ศิวาพร ศิวเวชช. วัตถุเจือปนอาหาร เล่ม 1. นครปฐม : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์วิทยาเขตกำแพงแสน, 2546
4. อรนาฎ มงตังคสมบัติ, พนิดา ธัญญศรีสังข์.สารให้ความหวานแทนน้ำตาลกับผลต่อสุขภาพร่างกาย และสุขภาพช่องปาก. วิทยาสารทันตแพทยศาสตร์ปีที่ 69. ฉบับที่ 4 ตุลาคม-ธันวาคม 2562. หน้า 379-397
5. สำนักงานคณะกรรมการอาหาร และยา. สำนักอาหาร.ข้อกำหนดการใช้วัตถุเจือปนอาหารตามมาตรฐานทั่วไปสำหรับวัตถุเจือปนอาหารของโคเด็กซ์ (General Standard for Food Additives : GSFA 2012). กรุงเทพฯ : สำนักงาน, 2555.
6. Kalfas S, Svensater G, Birkhed D, Edwardsson S. Sorbitol adaptation of dental plaque in people with low and normal salivary-secretion rates. J Dent Res 1990;69(2):442-6.
7. Askar,A.and Treptow,H.1985.Fructose as a sugar suvstitute properties metabolism and uses. Emahrungs-Umschau.32:135.
8. Hogg SD, Rugg-Gunn AJ. Can the oral flora adapt to sorbitol? J Dent 1991;19(5):263-71.
9. Oku,T.and Okazaki,M.1996.Laxative threshold of sugar alcohol erythritol in human subjects.Nutrition Research.16:577-589.
10. MayoJA,RitchieJR. Acidogenic potentialof“sugar-free”cough drops. Open Dent J 2009;3:26-30
11. Birkhed, D., Edwardsson, S., Kalfas,S.and Svensater G.1984.Cariogenicity of sorbitol Swedish  Dental Joumal.8:147-154.
12. Takahashi-AbbeS, AbbeK,Takahashi N,TamazawaY,Yamada T. Inhibitory effect of sorbitol on sugar metabolism of strepto- coccus mutans invitroand onacid productionin dental plaque in vivo. Oral Microbiol Immunol 2001;16(2):94-9.
13. Loria,A.,Sanchez.,M.L.and Elizondo,J.1962.Effect of sorbitol on iron absorption in man The American Journal of Clinical Nutrition ,10:124-127.
14. Roberts MW, Wright JT. Nonnutritive, low caloricsubstitutes for food sugars: Clinical implications for addressing the incidenceof dentalcariesand overweight/obesity. Int J Dent 2012;2012:625701