รำข้าวที่สกัดไขมันแล้ว (Defatted Rice Bran: DFRB) เป็นวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรที่อุดมไปด้วยสารอาหารและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น สารฟีนอลิก กรดไฟติก โปรตีน และน้ำตาลรีดิวซ์ ซึ่งมีศักยภาพในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเครื่องสำอาง อย่างไรก็ตาม การสกัดสารสำคัญเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพยังคงเป็นความท้าทาย เนื่องจากสารประกอบแต่ละชนิดมีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกัน

ในปัจจุบัน ตัวทำละลาย Deep Eutectic Solvents (DES) ซึ่งเป็นตัวทำละลายสีเขียวชนิดใหม่ ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ปรับแต่งได้ และมีความสามารถในการละลายสารประกอบชีวภาพหลากหลายชนิด ความเป็นกรด-ด่างของ DES ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการสกัด เนื่องจากมีผลต่อการละลายและเสถียรภาพของสารออกฤทธิ์

ตัวทำละลาย Deep eutectic solvents (DES)

ยูเทกติก (Eutectic) เป็นระบบตัวทำละลายประกอบด้วยสารสองชนิดหรือมากกว่า ที่มีจุดหลอมเหลวของระบบต่ำ กว่าสารบริสุทธิ์ที่เป็นองค์ประกอบ มีสถานะเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง (Kalhor and Ghandi, 2019) ซึ่งระบบยูเทกติก มีคุณสมบัติเป็นตัวทำละลายที่มีชื่อเรียกว่า Deep eutectic solvents (DES) คุณสมบัติโดยทั่วไปของ DES จะเป็นสารที่ ความหนืด อัตราการระเหยต่ำ ไม่ก่อให้เกิดการอักเสบ และทนต่ออุณหภูมิ ดังนั้น DES จึงเป็นตัวทำลายสีเขียวที่เป็นมิตร ต่อสิ่งแวดล้อมและไม่มีพิษต่อสิ่งมีชีวิต

Deep eutectic solvents (DES) เป็นการผสมตัวทำละลายอย่างน้อยสองชนิด ประกอบด้วย Hydrogen bond acceptor (HBA) และ Hydrogen bond donor (HBD) โดยต้องมีตัวใดตัวหนึ่งเป็นของแข็ง สำหรับ HBAs ที่ใช้ส่วนใหญ่จะเป็น Quaternary ammonium salts เช่น Chlorine chloride, tetrabutylammonium chloride และ HBDs ที่ใช้ส่วนใหญ่จะเป็นสาร พวก urea, carboxylic acids (เช่น oxalic, citric, succinic, amino acids) หรือ polyalcohol เช่น glycerol และ carbohydrates ปัจจุบัน DES ได้รับความสนใจอย่างมาก เนื่องจากเป็นสารที่มาจากธรรมชาติ มีความเสถียร และมี ความสามารถในการทำละลายสูง สามารถเตรียมได้ง่าย ราคาถูก ไม่ติดไฟ บางชนิดมีคุณสมบัติย่อยสลายได้ด้วยกระบวน ทางชีวภาพ และมีความเป็นพิษต่ำและมีข้อเสียคือเป็นสารที่มีความหนืดและนำไฟฟ้าต่ำ

โครงสร้างตัวทำละลายในระบบ Deep eutectic solvents

ที่มา : https://www3.rdi.ku.ac.th/cl/knowledge/2567/dec/DeepEutectic.pdf

ปัจจุบันได้มีการนำตัวทำละลาย DES มาใช้ในการสกัดสารพิษจากเชื้อราในอาหาร เช่น การสกัดสารพิษ อะฟลาทอกซินในน้ำมันพืชชนิดต่างๆ ข้าว ข้าวฟ่างและถั่วลิสง การสกัดสารพิษพาทูลินในน้ำผลไม้ และ การสกัดสารพิษ โอคราทอกซินในข้าวสาลีและรำข้าว การเลือกใช้สารละลาย DES ให้เลือกให้เหมาะสมกับคุณสมบัติของสารที่ต้องการสกัด และชนิดของอาหาร (อาหารเหลวหรือของแข็ง) เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของตัวทำละลาย DES เช่น ความเป็นขั้ว และความสามารถในการละลายมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการสกัดสารเป้าหมาย

บทความงานวิจัยเรื่อง “Effect of acidity/alkalinity of deep eutectic solvents on the extraction profiles of phenolics and biomolecules in defatted rice bran extract” ของ ดร.พิราพร สมบัติสุวรรณ, รศ.ดร.กรณ์กนก อายุสุข ห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีไขมัน - สรบ.-LIPID กลุ่มสาขาการวิจัยเชิงกลยุทธ์ : เศรษฐกิจฐานชีวภาพ (รูปแบบการวิจัยเชิงกลยุทธ์) สถาบันพัฒนาและฝึกอบรมโรงงานต้นแบบ (สรบ.) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของความเป็นกรด-ด่างของ DES ที่ประกอบด้วยสารให้และรับพันธะไฮโดรเจนที่แตกต่างกัน ต่อประสิทธิภาพในการสกัดสารฟีนอลิกและสารชีวโมเลกุลอื่น ๆ จาก DFRB โดยเปรียบเทียบ DES ที่มีความเป็นกรด อ่อนกรด ด่าง และอ่อนด่าง เพื่อให้เข้าใจกลไกของการสกัดและพัฒนาแนวทางการใช้ DES ให้เหมาะสมสำหรับการสกัดสารที่มีมูลค่าสูงจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรอย่างยั่งยืน

ผลการวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงศักยภาพในการปรับค่าความเป็นกรด-ด่างของ DES เพื่อควบคุมการสกัดสารเป้าหมายจากวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาแนวทางการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืน รวมถึงเพิ่มมูลค่าให้กับผลิตภัณฑ์ในอุตสาหกรรมอาหาร สุขภาพ และเครื่องสำอางต่อไป

เอกสารอ้างอิง

Sombutsuwan, P., Durand, E. & Aryusuk, K. (2024). Effect of acidity/alkalinity of deep eutectic solvents on the extraction profiles of phenolics and biomolecules in defatted rice bran extract. PeerJ Analytical Chemistry, 6, e29. 

ชนัญญา ช่วยศรีนวล. (ม.ป.ป.). การใช้ตัวทำละลายสีเขียวในการสกัดสารพิษเชื้อราในอาหาร. สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่งมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.