Prebiotics คือ สารหรือองค์ประกอบที่ไม่ถูกย่อยในทางเดินอาหารมีประโยชน์ คือช่วยกระตุ้นการเจริญเติบโตอย่างจำเพาะต่อจุลินทรีย์ที่มีประโยชน์ในระบบทางเดินอาหาร prebiotics บางชนิดมีตำแหน่งจับจำเพาะสำหรับจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค ( pathogenic bacteria ) เช่น Salmonella และ E.coli ซึ่งต่อมาจะถูกกำจัดออกจากระบบทางเดินอาหารไปกับอุจจาระ ในขณะที่ prebiotics ชนิดอื่นๆ ก็กระตุ้นการเจริญของแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ เช่น Bifidobacteria และ Lactobacilli โดยการเป็นแหล่งอาหารให้กับแบคทีเรีย ทำให้ลำไส้เกิดความสมดุลและยังช่วยเพิ่มการนำสารอาหารไปใช้ด้วย

ประเภทของ prebiotics

   สารที่สามารถจัดเป็น prebiotics ได้นั้น จะต้องมีลักษณะอย่างน้อย 3 ประการ คือ สารนั้นจะต้องไม่ถูกย่อยหรือดูดซับในกระเพาะอาหารหรือลำไส้เล็ก สารนั้นจะต้องจำเพาะกับแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ในลำไส้ เช่น Bifidobacterium และการหมักของสารนั้น ควรมีการกระตุ้นที่เป็นประโยชน์ต่อ host ซึ่งสามารถแบ่งประเภทของ prebiotics ได้ดังนี้

1. Alcohol sugar

   จัดเป็นคาร์โบไฮเดรทที่มีดัชนีการสังเคราะห์โพลิเมอร์ ( degree of polymerization ) เพียง 1-2 ตัว ตัวอย่างสารในกลุ่มนี้ เช่น maltitol, sorbitol, isomalt, xylitol เป็นต้น ในบางครั้งจะเรียก alcohol sugar ว่า POLYOLS สามารถเป็นสารให้ความหวานได้ โดยมีความหวานประมาณ 3 ใน 4 หรือครึ่งหนึ่งของน้ำตาลทั่วไป และยังดูดซับได้ช้าในลำไส้เล็กเมื่อเทียบกับน้ำตาล จึงทำให้ระดับน้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ ด้วย

2.Resistant starch

   จัดเป็น polysaccharides ซึ่งจะไม่ถูกดูดซับในลำไส้เล็ก ประกอบด้วย amylase ประมาณร้อยละ 20-25

3.Non-starch polysaccharides (NSP)

   เป็นสารที่ได้รับจากพืช เช่น pectin , cellulose, hemicellulose, guar และ xylan

4.Inulin

   เป็นสาร polysaccharides ที่พืชเก็บไว้เป็นอาหารพบในพืชมากกว่า 36,000 ชนิด เช่น Chicory root เห็ด หัวหอม หัวกระเทียม กล้วย เป็นต้น

5.Sugar and Oligosaccharides

   สำหรับ prebiotics ในกลุ่มนี้ จัดเป็น short-chain polysaccharide ประกอบด้วยน้ำตาลตั้งแต่ 2 ถึง 20 หน่วย ตัวอย่างเช่น raffinose , stachyose, fructooligosaccharides (FOS) ซึ่งจัดเป็น non-digestible oligosaccharide นอกจากนี้ยังมี lactose , lactulose, galacto-oligosaccharide (GOS), soybean oligosaccharide, lactosucrose, isomalto-oligosaccharide, gluco-oligosaccharides, xylo-oligosaccharides และ palatinose ที่สามารถจัดเป็น prebiotics ได้ด้วย

6.Mucin glycoproteins

   ถูกสร้างโดย goblet cells ที่อยู่ในเยื่อบุผิวลำไส้และเป็นสารตั้งต้นหลักสำหรับการหมักในลำไส้

7.Related mucopolysaccharides

   ตัวอย่างเช่น chondroitin sulphate, heparin, pancreatic และ bacterial secretions ซึ่งสารเหล่านี้เป็นสารที่มีไว้สำหร้บจุลินทรีย์ในลำไส้

8. Protein and peptides

   สารเหล่านี้สร้างขึ้นในอาหาร สร้างโดยการหลั่งของตับอ่อนหรือสร้างโดยแบคทีเรีย แต่จะมีปริมาณน้อยกว่าพวกคาร์โบไฮเดรท

ประโยชน์ของ Prebiotics

   FOS และ inulin จะไม่ถูกย่อยโดยเอนไซม์ในกระเพาะอาหารและในลำไส้เล็กของมนุษย์ เพราะมีการเชื่อมต่อกันด้วยพันธะ ? (2-1) แต่เอนไซม์ที่ใช้ย่อยในมนุษย์เช่น sucrase , maltase-isomaltase และ alphaglucosidase นั้น มีความจำเพาะสำหรับ ? – glycosidic linkage ดังนั้น FOS จึงเป็น oligosaccharide ที่ไม่สามารถย่อยสลายได้ อย่างไรก็ตาม FOS และ inulin จะถูกหมักโดยแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ให้เป็น short chain fatty acid (SCFA) ซึ่ง SCFA ที่เกิดขึ้นนี้จะทำให้ pH ลดลงมีผลให้เกิดการยับยั้งการเจริญของ pathongenic bacteria นอกจากนี้ butyrate ที่เกิดขึ้นจะช่วยกระตุ้นให้เซลล์หยุดการเจริญเติบโต หยุดการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ และช่วยเพิ่มการตายตามธรรมชาติของเซลล์ ( apoptosis ) ซึ่งคุณสมบัติทั้ง 3 นี้อาจมีฤทธิ์ในการต้านการเกิดมะเร็งได้ และยังพบว่า FOS ช่วยให้มีการเพิ่มความเข้มข้นของ calcium และ magnesium ในลำไส้ใหญ่ ทำให้มีการดูดซับแร่ธาตุได้ดีขึ้นและยังทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นให้กับ epithelial cell ในลำไส้ที่สูงขึ้น จะช่วยให้เกิด insoluble bile หรือเกลือของกรดไขมัน ซึ่งจะช่วยลดอันตรายจากผลของ bile หรือกรดไขมันที่มีต่อเซลล์ในลำไส้ใหญ่ ( colon ocytes ) ได้ และความเข้มข้นของ cation ที่สูงขึ้นในลำไส้ใหญ่นี้ อาจช่วยควบคุ่มอัตราการแบ่งตัวและการตายของเซลล์ ( cell turnover ) ได้ด้วย นอกจากนี้ ยังพบว่า inulin ยังช่วยป้องกันการเกิดมะเร็งลำไส้ใหญ่ได้อีกด้วย

   มีรายงานการใช้ prebiotics ในการช่วยลดความเป็นพิษต่อยีน ( antigenotoxicity ) ที่เกิดจากน้ำอุจจาระ (ทำให้เกิดการทำลายของ DNA ) ว่า เมื่อมีการนำสารละลายส่วนใสที่ได้จากการบ่มเชื้อ probiotic ร่วมกับ prebiotic มาเลี้ยง HT29 human adenocarcinoma cells มีผลทำให้เซลล์นี้มีความต้านทานต่อน้ำอุจจาระได้มากขึ้น โดยเฉพาะเมื่อใช้ FOS, inulin, raftiline, raftilose และ actilight จะได้ผลดีที่สุด และได้ผลเล็กน้อยเมื่อ galactooligosaccharide และ maltodextrin

   ในปัจจุบันพบว่า inulin มีประโยชน์ในการดูดซึมแร่ธาตุ มีผลช่วยลดไขมันในเลือด โดยมีรายงานการให้สารสกัดจาก chicory (ซึ่งเป็นแหล่งผลิต inulin ) และ inulin กับหนู เป็นระยะเวลา 4 สัปดาห์ พบว่าหนูกลุ่มที่ได้รับสารสกัดจาก chicory และหนูที่ได้รับ inulin มีปริมาณ HDL เพิ่มขึ้นและมีปริมาณ LDL ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้หนูกลุ่มที่ได้รับ inulin 5 % ยังมีปริมาณกรด propionic สูงกว่าด้วย

   นอกจากนี้ inulin ยังมีแคลอรี่ต่ำ และมีความหวานน้อย จึงมีการนำมาใช้กับผู้ป่วยโรคเบาหวานได้ เพราะ inulin ไม่ถูกดูดซึมจึงไม่มีผลต่อระดับน้ำตาลในเลือดและอาจนำมาผลิตเป็นสารอาหารลดความอ้วนได้อีกด้วย

ที่มา : วารสารอาหาร สถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตภัณฑ์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ปีที่ 35 ฉบับที่ 2 เมษายน – มิถุนายน 2548 หน้า 96-101