คากาว่ากับการค้ นคว้ าที่น ้าตาลให้ ดินศูนย์กลางของอุตสาหกรรมวิทยาศาสตร์ ชีวิตที่น ้าตาล
การค้ นคว้ าเกี่ยวกับ น ้าตาลหายาก (Rare Sugar: น ้าตาลหายาก) นัน้ นับเป็ นการ “ค้ นคว้ าที่ท้าทาย”อันมุง่ สูก่ ารสรรสร้ างวิทยาศาสตร์ ชีวภาพใหม่ การศึกษาค้ นคว้ าทางด้ านวิทยาศาสตร์ ชีวภาพที่ญี่ปนุ่ซึ่งนับว่าทันสมัยที่สดุ ในโลก และในขณะนี ้นัน้ กาลังให้ ความสนใจกับยีน (ดีเอ็นเอ อาร์ เอ็นเอ) หรื อด้ านหลังกลุ่มยีนในเซลล์ของสิง่ มีชีวติ (โปรตีน เอนไซม์) ไกลโคไซแอนซ์ (สายน ้าตาล โอลิโกแซ็กคาไรด์)มีหน่วยงานวิจยั
Post genome

DNAProtein
Glycans

ElucidationandApplication
ofbiologicalfunctions

Rare Sugar
21st century will be called a century of new life science !

และนักวิจยั ที่ศกึ ษาค้ นคว้ าเกี่ยวกับวัตถุที่มีคณุ สมบัตเิ หล่านี ้เพิ่มขึ ้น อีกด้ านหนึ่ง มอโนแซ็กคาไรด์ คืออะไร
มีนกั วิจยั ที่ปักใจเชื่อว่ามีแต่เพียงคุณสมบัตทิ างด้ านชีวภาพ ในฐานะที่เป็ นแหล่งพลังงาน
จึงไม่คอ่ ยได้ ได้ รับความสนใจในฐานะวัสดุที่มีคณุ สมบัติ คาว่า น ้าตาลหายาก นัน้ เป็ นคาประสมขึ ้นมาใหม่จากคาว่าหายาก และมีคณุ ค่า กับคาว่า มอโนแซ็กคาไรด์ เช่นเดียวกับ โลหะขาดแคลนที่แทบจะค้ นไม่พบในธรรมชาติ แต่ก็เป็ นวัตถุธาตุที่มีความสาคัญมาก จึงตังชื้ ่อว่า น ้าตาลหายากเพื่อให้ ทราบว่าเป็ น มอโนแซ็กคาไรด์ ที่มีความสาคัญถ้ าเช่นนัน้ หากถามว่า น ้าตาลคืออะไร ทุกท่านจะตอบว่าอย่างไร ก็คงจะตอบว่า คือของที่รับประทานได้รสหวาน มีอยู่ในผลไม้ เช่น กลูโคส (น ้าตาลธรรมดา) D–กลูโคส D–ฟรุกโตส (น ้าตาลผลไม้ ) อาจจะCHO
HCOH
HOCH
HCOH
HCOH
CH2OH

CH2OH
C=O
HCOH
HCOH
HCOH
CH2OH

CHO
HCOH
HCOH
HCOH
HCOH
CH2OH

D-Glucose

D-Psicose

D-Allose

Structure of glucose and rare sugars (psicose and allose)คิดว่าน ้าตาลเป็ นสารเคมีที่มีอยู่ทวั่ ไปในชีวติ ประจาวันของเรา แต่ในความเป็ นจริงแล้ วในบรรดา มอโนแซ็กคาไรด์ที่มีทงหมด
ั้59 ชนิดนัน้ มี มอโนแซ็กคาไรด์ เพียง 7 ชนิดเท่านันที้ ่มีเป็ นจานวนมากในธรรมชาติ ที่เหลืออีก 52 ชนิดเป็ น น ้าตาลหายาก ซึ่งมีเป็ นจานวนน้ อย นอกจากนี ้ ไม่เพียงโครงสร้ างของโมเลกุลที่แตกต่างกันเพียงเล็กน้ อยจะทา ให้ มีปริมาณที่แตกต่างกันเท่านัน้ แต่ยิ่งศึกษาค้ นคว้ ามากขึ ้นเท่าใดก็ยิ่งทราบว่า น ้าตาลหายาก นัน้“มีคณุ สมบัตทิ ี่คาด ไม่ถึง”เนื่องจาก น ้าตาลหายาก นันหายากดั้งที่ได้ กล่าวมา จึงมีความยากลาบากในการพัฒนาให้ นามาใช้ งานได้แต่จากการค้ นพบเอนไซม์ที่ทาให้ สามารถผลิต น ้าตาลหายาก ได้ และจาก IZUMORING ที่เป็ นการเชื่อมโยงปฏิกิริยาของเอนไซม์เหล่านันกั้ บโครงสร้ างโมเลกุลของ มอโนแซ็กคาไรด์ จึงเกิดการผลิตที่เป็ นระบบทาให้สามารถผลิต น ้าตาลหายากได้ ทกุ ชนิดIzumoring
D-,Lseries

L-series

D-series

D-Glucose

L-Gulose

1. D-Fructose

D-Mannitol

L- Iditol

CH2OH

Raresugar

D-Gulcitol
D-Fructose
L-Gulitol

L-Sorbose

L-IdoseC=O

D-Mannose

HOCH
HCOH
HCOH

L-Tagatose3

L-Galactose

D-Allose

2

CH2OH

D-Psicose
D-Altrose

L-Talose
L-Talitol
L-Altritol

2. D-Psicose

D-Altritol
D-Talitol

Galactitol

D-Tagatose
epimerase

CH2OH
C=O

Allitol

HCOH

D-Talose

L- Altrose

HCOH
HCOH

L-Psicose

L-Mannose

L-Allose

D-Galactose

L-Fructose

D-Tagatose

D-Sorbose
D-Gulitol
L-Gulcitol

non-raresugar

L-Mannitol

CH2OH

D-Idose
3. D-Allose

L-Rhamnose
isomerase

CHO

D-Iditol

HCOH
HCOH

L-Glucose

D-Gulose

HCOH
HCOH
CH2OH

Strategy map of rare 6 carbon sugar production: IZUMORINGนี่เป็ นเทคโนโลยีชนสูั ้ งที่สามารถผลิต น ้าตาลหายาก คุณภาพดีที่สดุ ในโลก ซึ่งมีแต่เฉพาะที่ศนู ย์ ศึกษาค้ นคว้ าน ้าตาลหายาก เท่านัน้ นอกจากนี ้ จากการเริ่มปฏิบตั งิ านของสถานที่ผลิต น ้าตาลหายาก ซึ่งเพียบพร้ อมด้ วยเครื่ องอุปกรณ์การผลิตทาให้ ผลิตได้ ตงแต่ั ้ D-ฟรุกโตสในราคาถูก จนถึง
D-Psicose ซึง่ เป็ นสารตังต้้ นในการผลิต น ้าตาลหายาก และ D–Alloseซึ่งเป็ นที่คาดหวังว่าจะนาไปประยุกต์ใช้ ในวงการแพทย์ ในปริมาณมากๆและเป็ น พื ้นฐานในการศึกษาค้ นคว้ าใหม่ๆ ต่อไปน ้าตาลหายาก นันเป็้ นน ้าตาล จึงไม่เป็ นพิษเป็ นภัยกับสิง่ มีชีวติเมื่อเปรี ยบเทียบกับสารประกอบเคมี และคาดว่าจะมีผลกับร่ างกายมนุษย์(ผลข้ างเคียงในทางการใช้ ยา)น้ อยมากRare sugar D-psicoseจากคุณสมบัตพิ เิ ศษนี ้จึงไม่เป็ นการ ค้ นคว้ าในวงจากัดเท่านัน้
ยังแฝงเร้ นความเป็ นไปได้ ที่จะนาไปประยุกต์ใช้ ในแขนงงานต่างๆ เช่นD-Psicose ซึง่ สามารถผลิตได้ ในปริมาณมากๆ แล้ วนันเป็้ นที่คาดหวังว่าจะช่วยกระตุ้นให้ ร่างกายหลัง่ สารอินซูลนิและป้องกัน ไม่ให้ เส้ นเลือดแข็งตัว D– Allose ช่วยป้องกันไม่ให้ อวัยวะต่างๆ ขาดเลือด
และควบคุมการเจริญเติบโตของ เซลล์มะเร็ง และนาไปประยุกต์ใช้ ในวงการเภสัชกรรม อาหารคุณสมบัตทิ างกายภาพ หรื อเครื่ องสาอาง นอกจากนี ้ยังมี
ความเป็ นไปได้ ที่จะนาไปพัฒนาเป็ นสารเคมีทางการเกษตรที่ช่วยปรับการเจริญเติบโตของพืช และยังเป็ นที่คาดหวังว่าจะนาไปประยุกต์ใช้ เป็ นวัตถุดบิ ในภาคอุตสาหกรรมจากการค้ นพบคุณสมบัติใหม่ๆ ที่ซ่อนเร้ นอยู่ใน น ้าตาลหายาก และการนาไปประยุกต์ใช้ จึงเป็ นการสร้ าง
Pharmaceutical
agent
Cosmetic

Bulking agent

Inhibitory effect on ischemiareperfusion injury

Inhibitory effect on production ofreactive oxygen species

Biologicalactivities

Insulinotropic effect

Sweetener
Functional food

Pesticide
Growth control
agent

Inhibitory effect on sclerosis of thearteries
Neuroprotective effectGrowing application of rare sugarsผลงานการวิจยั ต่อไปเรื่ อยๆ เพื่อมุง่ หวังที่จะให้ มีการบุกเบิก ชีววิทยาศาสตร์ ใหม่ๆ ช่วยกระตุ้นภาคอุตสาหกรรม มีส่วนช่วยทาให้ มนุษย์ มีสขุ ภาพอนามัยที่ดีขึ ้น