ลิโมนีน

ชื่อสามัญ Limonene

ประเภทและข้อแตกต่างสารลิโมนีน

สารลิโมนีน หรือ 4-isopropenyl-l-methylcyclohexene เป็นสารประกอบประเภทเทอร์พีนอยด์ ในกลุ่มของโมโนเทอร์พีน (monoterpene) เป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้องระเหยง่ายเมื่อได้รับความร้อนมีความไวไฟ แต่ไม่ละลายในน้ำเป็นของเหลวใสไม่มีสี หรือ อาจมีสีเหลืองอ่อนๆ มีกลิ่นเฉพาะตัว มีสูตรทางเคมี คือ C10H16 น้ำหนักโมเลกุล 136.24 g/mol มีจุดเดือด 175.5-176 °C จุดหลอมเหลวเท่ากับ -95.2°C มีจุดวาบไฟที่ >43°C โดยชื่อของลิโมนีน (Limonene) มาจากคำว่าเลมอน (Lemon) สำหรับประเภทของลิโมนีนนั้นสามารถแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบ คือ l-limoene ((R) -enantiomer) ซึ่งจะมีกลิ่นคล้ายน้ำมันสน และ d-limonene ((S) -enantiomer) ซึ่งจะมีกลิ่นหอมของส้ม โดยทั้งสองรูปแบบเป็นเงาของกันและกัน กล่าวคือ (mirror image) l-limonene เป็นโอโซเมอร์ที่หมุนระนาบของแสงโพลาไรซ์ทานาโมนาฟิกา แต่ d-limonene เป็นไอโซเมอร์ที่หมุนระนาบของเซลล์โพลาไรซ์ตามเข็มนาฬิกา แต่ทั้งนี้ พบในพืชตระกูลส้ม เช่น ส้ม มะนาว ส้มโอ มะกรูด และเกรฟ ฟรุต นอกจากนี้ยังในธรรมชาติจะพบในรูปของ d-limonene มากกว่า  l-limonene

แหล่งที่พบและแหล่งที่มาสารลิโมนีน

สารลิโมนีน จากธรรมชาติที่นิยมใช้กันในปัจจุบันนั้นสามารถพบสารลิโมนีนในพืชอีกหวานชนิด เช่น สะระแหน่, เทียนสัตตบุษย์, โหระพาช้าง, ยูคาลิปตัส เป็นต้น

            นอกจากนี้ยังมีรายงานการศึกษาวิจัยพบว่าพืชตระกูลส้มยังเป็นแหล่งที่พบสารลิโมนีน มากที่สุด โดยพบในในส้มเขียวหวาน และส้มโอ ถึง 95% ในขณะที่มะนาวพบ 52% เลยทีเดียวและในปัจจุบันมีการนิยมใช้สารลิโมนีนมากกว่าในอดีตทำให้มีการการสกัดสารลิโมนีนจากผิวเปลือกพืชตระกูลส้มในเชิงพาณิชย์มากขึ้น

ปริมาณที่ควรได้รับสารลิโมนีน

สำหรับขนาดและปริมาณการใช้สารลิโมนีน นั้นในปัจจุบันยังไม่มีการกำหนดเกณฑ์ของขนาดและปริมาณในการใช้อย่างชัดเจน ซึ่งปริมาณในการนำไปใช้นั้น ส่วนมากก็จะขึ้นอยู่กับประเภทและวิธีการที่นำไปใช้ที่มีความแตกต่างกัน

ประโยชน์และโทษสารลิโมนีน

ในปัจจุบันมีการใช้ประโยชน์จากสารลิโมนีน ในหลายๆ ด้าน เช่น มีการใช้ d-limonene ใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตอาหารและยาบางประเภท อาทิ ใช้เป็นสารเพิ่มความขม ใช้เป็นเครื่องปรุงรส ใช้ในการทาสีไม้ ใช้เป็นยาฆ่าแมลง และใช้เป็นสารทำความสะอาดที่ได้จากธรรมชาติ และมีการนำมาใช้ในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด โดยสามารถใช้เป็นตัวทำละลายโดยตรงหรือใช้ในการเจือจางผลิตภัณฑ์สามารถใช้แทน เมทธิลเอลธิลคีโตน (methyl ethyl ketone) อะซิโตน (acetone) โทลูอีน (toluene) ไกลคอลอีเทอร์ (glycol ethers) สารพวกฟลูออริเนต (fluorinated) และคลอริเนต (chlorinated) และที่สำคัญยังมีการใช้สารลีโมนีนเป็นน้ำมันหอมระเหยในการรักษาโรคหรือในทางภาษาอังกฤษเรียกว่า อโรมาเทอราปี (Aromatherapy)  ซึ่งแปลเป็นภาษาไทยว่า สุวคนธบำบัด ซึ่งวิธีการใช้นำมันหอมระเหยนั้นมีอยู่หลายวิธีการใช้อยู่หลายวิธี และพิกัดในการใช้น้ำมันหอมระเหยแต่ละวิธี แต่ละบุคคลจะแตกต่างกันไป ส่วนลิโมนีน ในรูปของ (S)-enantiomer (l-limonene) จะนิยมนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดเพื่อความหอม แต่อย่างไรก็ตามสารลิโมนีนส่วนใหญ่จะนิยมใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางต่างๆ

            นอกจากนี้สารลิโมนีนยังมีการศึกษาวิจัยพบว่ามีฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาต่างๆ ที่เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของมนุษย์อีกด้วย เช่น ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ ฤทธิ์รักษาโรคอัลไซเมอร์ ฤทธิ์ลดความดันโลหิต เป็นต้น

การศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องสารลิโมนีน

มีผลการศึกษาถึงเทคนิค วิธีการสกัดรวมถึงปริมาณของสารลิโมนีนจากพืชตะกูลส้มหลายฉบับที่น่าสนใจดังนี้ มีการหาปริมาณของสารลิโมนีนในน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้จากผิวของพืชสกุลส้มบางชนิด ได้แก่ มะนาวควาย มะนาว และมะกรูด โดยใช้วิธีการสกัดด้วยไอน้ำ และการสกัดด้วยตัวทำละลาย เฮกเซน ใช้ผิวพืช 500 กรัม ต่อตัวทำละลาย 500 มิลลิลิตร จากผลการวิเคราะห์ปริมาณลิโมนีนด้วยแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปกโทรเมตรี พบว่าในน้ำมันหอมระเหยจากผิวมะนาวควายมีปริมาณลิโมนีนมากที่สุด โดยวีการสกัดด้วยตัวทำละลายเฮกเซน ได้ปริมาณลิโมนีน 5.97 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งมากกว่าวีการสกัดด้วยไอน้ำที่ได้ปริมาณลิโมนีน 2.88 มิลลิกรัมต่อลิตร

            มีการศึกษาปริมาณสารลิโมนีน ในเปลือกและเมล็ดของส้มดอพันธุ์ต่างๆ โดยวิธีการสกัดด้วยตัวทำละลายเมทานอลและอะซิโตน ด้วยอัตราส่วน 1:10 เป็นเวลานาน 15 วัน พบว่าสารสกัดด้วยเมทานอลให้ปริมาณลิโมนิน 0.000116 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ซึ่งสูงกว่าปริมาณลิโมนิน 0.000024 มิลลิกรัมต่อมิลลิลิตร ที่สกัดด้วยอะซิโตน และแยกลิโมนีนในบริสุทธิ์เป็นบางส่วน ด้วยเทคนิคโคราโทกราฟิ โดยใช้คอลัมน์แอมเบอร์ไลท์ เอ็กซืเอดี-1180 (1.6x30 เซนติเมตร) และระบบชะด้วยตัวทำละลายน้ำกลั่นและ 80 เปอร์เซ็นต์เมทานอล สามารถแยกสารลิโมนินให้บริสุทธิ์มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ และมีการเสนอวิธีการสกัดสารหอมระเหยจากเปลือกมะนาว โดยใช้น้ำร้อนยิ่งยวดในการสกัด เป็นการใช้น้ำในช่วงอุณหภูมิระหว่า 100 ถึง 374 องศาเซลเซียส และความดันของน้ำต้องสูงเพียงพอเพื่อให้น้ำยังคงมีสถานะเป็นของเหลว โดยในเบื้องต้นทำการศึกษาตัวแปรต่างๆ ที่ใช้ในการสกัด คือ ผลของอุณหภูมิ เวลาที่ใช้ในการสกัด และปริมาตรของตัวทำละลาย อินทรีย์ที่ใช้ในการสกัด พบว่าวิธีการนี้เป็นวิธีที่รวดเร็ว และลดปริมาณการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ในการสกัดลงได้ และยังมีนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Cornell ได้ค้นพบกระบวนการผลิตพลาสติกจากน้ำมันในเปลือกของพืชตระกูลส้ม เช่น ส้ม หรือ มะนาว และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ โดยสารลิโมนีนในเปลือกส้มถูกออกซิไดส์กลายเป็นลิโมนีนออกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่ว่องไวในการทำปฏิกิริยา เมื่อทำปฏิกิริยากับ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยมีสังกะสี (Zn) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะได้ โพลีไลโมนีนคาร์บอเนต (polylimonene) โพลิไลโมนีนคาร์บอเนตที่ได้มีคุณสมบัติคล้ายโพลีสไตรีน (polystyrene) ทำให้สามารถใช้โพลีไลโมนีนคาร์บอเนต (polylimonene carbonate) ผลิตเป็นพลาสติกแทนการใช้โพลีสไตรีน (polystyrene) ได้นอกจากนี้ยังมีผลการศึกษาวิจัยของสารลิโมนีนเกี่ยวกับฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาต่างๆ เช่น

           ฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ การศึกษาฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของสารสกัดเมทานอลจากใบ และผิวผลมะนาว (ซึ่งมีปริมาณสาร limonene อยู่สูง) โดยใช้การทดสอบในหลอดทดลองด้วยวิธีทางเคมี ในการต้านอนุมูลอิสระ DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging assay และ ABTS•+ ( 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) radical cation, วิธี β-carotene bleaching test (เพื่อดูการปกป้อง β-carotene จากอนุมูล linoleate ของสารทดสอบซึ่งแสดงถึงการยับยั้งการเกิดออกซิเดชันของไขมันได้) และ วิธี ferric reducing ability power assay (FRAP) เพื่อศึกษาสมบัติในการรีดิวส์ของสารต้านอนุมูลอิสระ ผลการทดสอบด้วยวิธี DPPH พบว่าสารสกัดเมทานอลจากใบมะนาว และผิวผลมะนาวจาก 3 แหล่ง ในประเทศอิตาลี สามารถยับยั้งอนุมูลอิสระ DPPH โดยมีค่า IC50 ของสารสกัดใบ และผิวผลอยู่ระหว่าง 75.4±1.5 ถึง 89.7±2.7 และ 78.3±1.8 ถึง 93.8±2.5 µg/mL ตามลำดับ การทดสอบด้วยวิธี ABTS assay พบว่าสารสกัดใบ และผิวผลมะนาวด้วยเมทานอล มีค่าการยับยั้งอนุมูลอิสระ ABTS โดยมีค่า IC50 อยู่ระหว่าง 21.9±1.8 ถึง 28.8±2.5 และ 18.7±1.1 ถึง 41.4±1.5 µg/mL ตามลำดับ (สารมาตรฐาน ascorbic acid มีค่า IC50 ในการยับยั้ง DPPH และ ABTS เท่ากับ 5.0±0.8 และ 0.96±0.03 µg/mL ตามลำดับ) การทดสอบด้วยวิธี β-carotene bleaching test พบว่าสารสกัดที่ออกฤทธิ์ดีคือ สารสกัดใบด้วยเฮกเซน และสารสกัดผิวผลด้วยเฮกเซน โดยสามารถยับยั้งการการฟอกจางสี β-carotene  ที่เวลา 30 นาที (แสดงถึงการมีฤทธิ์ปกป้อง β-carotene จากการทำลายของอนุมูลอิสระได้) มีค่า IC50 อยู่ระหว่าง 8.5±0.5 ถึง 15.4±0.9 และ 9.7±0.7 ถึง 12.7±0.4 µg/mLตามลำดับ (สารมาตรฐาน propyl gallate มีค่า IC50 เท่ากับ 1.0±0.04µg/mL)  การทดสอบด้วยวิธี FRAP (การ reduce Fe3+เป็น Fe2+) พบว่าสารสกัดเฮกเซนออกฤทธิ์ได้ดีกว่า โดยสารสกัดเฮกเซนจากผิวผลและใบ, สารสกัดเมทานอลจากผิวผลและใบ และสารมาตรฐาน BHT มีปริมาณของ Fe2+ ที่เกิดจากการรีดิวส์อยู่ในช่วง 159.2±3.8 ถึง 205.4±4.0, 112.1±2.2 ถึง 146.0±3.5 และ 63.2±4.5 µg/mLตามลำดับ (Loizzo, et al., 2012) โดยสรุปสารสกัดเมทานอลจากใบ และผิวผลมะนาวมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระในทุกการทดสอบ

            นอกจากนี้ยังมีรายงานว่ามีการใช้ลิโมนีนเป็นสารแอนติออกซิแดนท์ ซึ่งสามารถใช้ป้องกันการเกิดอนุมูลอิสระได้โดยสารแอนติออกซิแดนท์ดังกล่าวนั้นจะเข้าทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระที่เกิดขึ้น ทำให้ปฏิกิระยาออกซเดชั่นที่เกิดขึ้นแบบลูกโซ่หยุดชะงัก และจากการศึกษาของ Edward (2001-2002) เกี่ยวกับสารลิโมนีนในผลส้มพบว่าสารลิโมนีนที่อยู่ในรูปลิโมนอยด์นั้นยังสามารถ้องกันและยับยั้งการทำงานของฮอร์โมนบางชนิดที่สนับสนุนการเจริญของเซลล์ผิดปกติที่จะกลางเป็นเนื้องอกได้

            ฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์โคลีนเอสเตอเรสมีการศึกษาฤทธิ์ยับยั้งเอนไซม์โคลีนเอสเทอเรส (ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ทำลายสารสื่อประสาท acethylcholine ในสมอง ที่เกี่ยวข้องกับความจำ เอนไซม์นี้ มี 2 ชนิดหลัก คือ AChE และ BChE  โดย BChE จะพบมากในระยะท้ายของโรคอัลไซเมอร์ การยับยั้งเอนไซม์โคลีนเอสเทอเรส  จะทำให้ระบบที่เกี่ยวข้องกับความจำในสมองดีขึ้น และเป็นเป้าหมายในการรักษาโรคความจำเสื่อมอัลไซเมอร์) โดยทำการทดสอบในหลอดทดลองด้วยวิธีทางเคมี คือ Ellman’s method ผลการทดสอบการยับยั้ง AChE พบว่าสารสกัดเฮกเซนจากผิวผลมะนาวออกฤทธิ์ได้ดีที่สุด โดยมีค่า IC50 เท่ากับ 91.4±1.4 µg/mL การยับยั้ง BChE พบว่าสารสกัดเฮกเซนจากใบออกฤทธิ์ได้ดีที่สุดโดยมีค่า IC50 เท่ากับ 84.0±2.9 µg/mL (สารมาตรฐาน physostigmine มีค่า IC50 ในการยับยั้ง AChE และ BChE เท่ากับ 0.2±0.02 และ 2.4±0.04 µg/mLตามลำดับ)

            ฤทธิ์ลดความดันโลหิต ศึกษาผลของการใช้สารสกัดผสมของใบพืชวงศ์ Rutaceae ได้แก่ มะนาว (C. aurantifolia), มะกรูด (C. hystrix), ส้มจี๊ด (C. microcarpa) และส้มจีน (C. sinensis) (ซึ่งมีปริมาณสาร limonene อยู่สูง) ต่อความดันโลหิตในหนูขาวเพศผู้ สายพันธุ์ Sprague Dawley โดยป้อนหนูด้วยอาหารที่อุดมไปด้วยน้ำมันปาล์มที่ผ่านการทอดซ้ำมาแล้ว 5 และ 10 ครั้ง ทดสอบในหนูแต่ละกลุ่ม ในขนาดความเข้มข้น 15% w/w ให้ร่วมกับสารสกัดผสมจากใบของพืชกลุ่มมะนาว ในขนาดความเข้มข้น 0.15% w/w เป็นเวลา 16 สัปดาห์ ผลการศึกษาพบว่าการให้สารสกัดผสมจากใบของพืชกลุ่มมะนาว ร่วมกับน้ำมันทอดซ้ำมาแล้ว 5 ครั้ง สามารถลดความดันโลหิต, ปริมาณ TBAR ในเลือด (ผลผลิตจากการเกิดลิปิดเปอร์ออกซิเดชัน), ระดับของ (ACE) angiotensin-1 converting enzyme,  thromboxane (สารที่เกิดขึ้นในขบวนการอักเสบ), ลดความหนาของเส้นเลือดเอออต้าร์ ได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p< 0.05) เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ได้รับเฉพาะน้ำมันทอดซ้ำ 5 ครั้ง แต่ไม่ได้รับสารสกัด นอกจากนี้ยังพบว่าระดับของ heme oxygenase-1 (เกี่ยวข้องกับการทำให้หลอดเลือดขยายตัว และมีฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระ) มีระดับเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p< 0.05) เมื่อให้สารสกัดผสมจากใบของพืชกลุ่มมะนาว ร่วมกับน้ำมันที่ผ่านความร้อนมาแล้ว 5 ครั้ง และ 10 ครั้ง (Siti, et al., 2017) โดยสรุปสารสกัดผสมจากใบพืชกลุ่มมะนาว สามารถลดความดันโลหิตที่เกิดจากใช้น้ำมันปาล์มที่ผ่านการทอดซ้ำมาแล้วได้ เนื่องจากการได้รับน้ำมันที่ผ่านความร้อนมาแล้วเป็นระยะเวลานาน ทำให้เกิดปฏิกิริยา lipid peroxidation นำไปสู่ความผิดปกติของหลอดเลือด และระดับเอนไซม์ที่ควบคุมความดันเลือด โดยทำให้ระดับเอนไซม์ ACE (Angiotensin-Converting Enzyme) เพิ่มขึ้น เอนไซม์นี้จะทำหน้าที่เปลี่ยน angiotensin I ให้เป็น angiotension II (ซึ่งสาร angiotensin II จะทำให้หลอดเลือดหดตัวทำให้ความดันโลหิตสูงขึ้น)

ข้อแนะนำและข้อควรปฏิบัติ

ในการใช้สารลิโมนีน ควรระมัดระวังในการใช้ เพราะมีความไวไฟสูงและควรระมัดระวังอย่างให้สารลิโมนีนที่ยังไม่ได้เจือจางถูกผิวหนัง และอาจเกิดการแสบร้อนได้ นอกจากนี้สารลิโมนีนยังอาจมีปฏิกิริยาต่ยาหลายชนิด เช่น Diclofenac, Ibuprofen, Meloxicam, Piroxicam, Warfarin, Glipizide เป็นต้น ดังนั้นจึงควรระมัดระวังในการใช้โดยควรปรึกษาแพทย์ผู้เชี่ยวชาญก่อนใช้เสมอ

เอกสารอ้างอิง ลิโมนีน

1. ธนัชชา วิสุทธิกากรกุล.2549.การศึกาปริมาณลิโมนินจากส้มโอพันธุ์ต่างๆ และการสกัดแยกลิโมนินให้บริสุทธิ์เป็นบางส่วน.ปัญหาพิเศษปริญญาตรี.สายวิชาวิทยาศาสตร์คณะศิลปะศาสตร์และวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
2. มหาวิทยาลัยมหิดล.2541.”น้ำมันหอมระเหยและอะโรมาเทอราปี”.วารสารคณะวิทยาศาสตร์.ฉบับที่ 8. เมษายน-มิถุนายน 2541, 21-23.
3. สุกัญญา ช่วยสุวรรณ์.การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการสกัดลิโมนีนจากเปลือกมะนาวเพื่อใช้รีไซเคิลโฟมโพลีสไตรีน.ปัญหาพิเศษปริญญาตรี.สาขาวิชาวิทยาศาสตร์ คณะศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์.มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ พ.ศ.2551
4. วาสนา คำกวน และคณะ2548.ปริมาณลิโมนีนในน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้จากผิวของพืชตระกูลส้มบางชนิด.รายงานการวิจัย.ภาควิชาวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง
5. วิมลรัตน์ อินศวรและอรพินท์ เจียรถาวร.2549.การสกัดสารหอมระเหยจากเปลือกมะนาวโดยใช้น้ำร้อนยิ่งยวด.วิทยานิพินธ์ปริญญาโท.ภาควิชาเคมี.คณะวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
6. จันทร์ลัดดา โชติรัตนดิลก.2544.การวิเคราะห์ลีโมนีน ในเปลือกส้มโดยแก๊สโครมาโทกราฟี.รายงานการวิจัย.ภาควิชาเคมีอุตสาหกรรมคณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
7. มะนาว.ฐานข้อมูลเครื่องยา.คณะเภสัชศาสตร์มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี (ออนไลน์) เข้าถึงได้จาก http://www.thaicrudedrug.com/main.php?action=viewpage&pid=195
8. Siti HN, Kamisah Y, Iliyani MIN, Mohamed S, Jaarin K. Citrus leaf extract reduces blood pressure and vascular damage in repeatedly heated palm oil diet-Induced hypertensive rats. Biomedicine & Pharmacotherapy. 2017;87:451-460.
9. Loizzo MR, Tundis R, Bonesi M, Menichini F, Luca D, Colica C, et al. Evaluation of Citrus aurantifolia peel and leaves extracts for their chemical composition, antioxidant and anti-cholinesterase activities. J Sci Food Agric. 2012;92(15):2960-2967.