| การขาดแคลนสารอาหารจำพวกธาตุเหล็กนับเป็นปัญหาที่สำคัญก่อให้เกิดโรคโลหิตจางถึง
30% ของประชากรโลก ถึงแม้จะมีการค้นพบพืชที่มีปริมาณธาตุเหล็กสูงแล้วก็ตาม
แต่พืชเหล่านั้นประกอบไปด้วยสาร oxalic acid และ phytate ซึ่งจะทำให้
bioavailibility ลดลง ในปัจจุบันจากความก้าวหน้าทางด้านเทคโนโลยีชีวภาพทำให้มีการค้นพบยีนหรือตำแหน่งที่ใกล้เคียงกับยีน
ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมที่มากำหนดความแตกต่างของลักษณะทางคุณภาพของข้าว
การทดสอบยีนหรือตำแหน่งยีนเหล่านี้สามารถทำได้อย่างแม่นยำ และทำได้จำนวนมากในแต่ละครั้ง
(high throughput) สามารถทดสอบกับตัวอย่างที่มีปริมาณน้อยและสามารถตรวจสอบจากระยะใดของการเจริญพันธุ์ก็ได้
นอกจากนี้มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์และหน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าว
ของศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีภาพทางการเกษตรยังได้เข้าร่วมโครงการนานาชาติในการหาลำดับเบสสารพันธุกรรมข้าว
ซึ่งได้ประกาศความสำเร็จจากการหาลำดับเบสข้าวสายพันธุ์ nipponbare ไปแล้วนั้น
ทำให้นักวิจัยสามารถใช้ประโยชน์จากข้อมูลเกี่ยวกับยีน และลำดับเบสที่รายงานไว้ในฐานข้อมูลสาธารณะได้
นับว่าเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีลักษณะณภาพตามความต้องการของผู้บริโภค
มีคุณค่าทางโภชนาการสูง โดยเฉพาะการพัฒนาพันธุ์ข้าวให้มีธาตุเหล็กในรูปที่เป็นประโยชน์สูง
เนื่องจากในปัจจุบันผู้บริโภคต่างหันมาให้ความสนใจกับอาหารสุขโภชนาการมากขึ้น |
ประโยชน์ของธาตุเหล็ก
ป้องกันโรคโลหิตจางซึ่งเป็นโรคที่พบมากในประเทศที่กำลังพัฒนาทั่วโลก
สำหรับในประเทศไทย ประชากรที่อยู่ในกลุ่มภาวะบกพร่อง และขาดธาตุเหล็กมีถึง
26 ล้านคน
ธาตุเหล็กมีความจำเป็นมากสำหรับเด็กที่กำลังเจริญเติบโต และสตรีมีครรภ์
เด็กที่ขาดธาตุเหล็กจะทำให้พัฒนาการทางร่างกายลดลง สมาธิและสติปัญญาในการเรียนรู้ต่ำ
|
| โครงการปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีธาตุเหล็กสูง |
|
ศึกษาปริมาณธาตุเหล็กในข้าวสายพันธุ์ต่างๆ ตลอดจนศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างพันธุกรรมและ
สิ่งแวดล้อม
การปรับปรุงพันธุ์ข้าวให้มีธาตุเหล็กสูงและมีไฟเตทต่ำ
การศึกษาด้วยการเหนี่ยวนำให้เกิดการกลายพันธุ์
การศึกษาโดยอาศัย เทคโนโลยีชีวภาพ ร่วมกับการปรับปรุงพันธุ์แบบดั้งเดิม
(conventional breeding)
วิเคราะห์ทางโภชนาการ (ตับยับยั้ง ตัวเร่ง และศึกษาปริมาณธาตุเหล็กจากผลิตภัณฑ์ที่ทำจากข้าว)
ศึกษายีนที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของธาตุเหล็ก เช่น ยีน ferritin
|
| ยีนที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ธาตุเหล็กในเมล็ดข้าว |
| Ferritin
เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ มีน้ำหนักโมเลกุลถึง 450 KD ประกอบด้วย 24 subunits
ยีน ferritin มีบทบาทที่สำคัญเกี่ยวกับการเก็บสะสมธาตุเหล็กและการ detoxification
ในจุลินทรีย์ พืช และสัตว์ การแยกยีนและการหาลำดับเบสของยีน ferritin
ได้ถูกทำขึ้นในพืชต่างๆ เช่น ข้าวโพด ถั่วเขียว arabidopsis และข้าว ดังนั้นการใช้ข้อมูลเกี่ยวกับ
ยีน ferritin ที่มีรายงานไว้แล้วในฐานข้อมูลสาธารณะ (database) โดยใช้พื้นฐานของลำดับเบสมาใช้พัฒนา
molecular marker ที่มีความจำเพาะเจาะจงกับยีนต่อไป |
| ไฟเทต
คือเกลือของไฟทิก (phytic acid) หรือกรดเฮกซาอิโนทอลฟอสฟอริก (hexainositol
phosphoric acid) กรดไฟทิกสังเคราะห์ได้จากปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชั่น |
เกลือของกรดไฟทิกเรียกว่าเกลือไฟเทต
โดยธรรมชาติกรดไฟทิกจะมีความสามารถในการ จับกับสังกะสีและธาตุเหล็กสูง
ซึ่งไฟเทตที่พบในแต่ละส่วนของมีลักษณะดังนี้
เมล็ดพืช เป็นแหล่งที่เก็บธาตุอาหารหลายชนิดเช่น โพแทสเซียม แมกนีเซียม
แคลเซียม เหล็กและสังกะสี
ละออง เรณูนอกจากจะเป็นแหล่งสำคัญของฟอสฟอรัสแล้ว ยังมีโพแทสเซียม
แมกนีเซียม และแคลเซียมอยู่ด้วย โดยตกตะกอนเป็นอนุภาคที่เด่นชัด
และอนุภาคนี้สลายตัวเมื่อละอองเรณูงอก
รากและหัวพืชหลายชนิด 15-23% ของฟอสฟอรัสทั้งหมดอยู่ในรูปของกรดไฟทิก
เนื่องจากกรดไฟทิกมีสัมพรรคภาพต่อสังกะสี เหล็ก และโลหะอื่นๆ จึงอาจหน้าที่ลดพิษของโลหะในราก
ไฟติกและสารประกอบแทนนินมีความสามารถในการจับกับธาตุเหล็ก
ทำให้ร่างกายไม่สามารถนำธาตุเหล็กไปใช้ได้น้อย ดังนั้นจึงได้พยายามศึกษาวิจัยยีนที่เกี่ยวข้องกับไฟเทตและแทนนินเพื่อลดปริมาณการสร้างสารทั้งสองชนิดนี้ |
| ข้าวพันธุ์ใหม่ที่มีธาตุเหล็กสูง ในปี 2547 |
| ข้าวเจ้าหอมนิลเป็นข้าวที่มีเมล็ดสีม่วงมีปริมาณธาตุเหล็กสูงกว่าข้าวในท้องตลาดถึง
30 เท่า จากคุณสมบัติดังกล่าวทำให้ได้รับการคัดเลือกให้เป็นพันธุ์ที่ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์ข้าว
โดยการนำมาผสมกับข้าวข้าวดอกมะลิ105 ซึ่งเป็นข้าวที่มีคุณภาพของไทย |
ผลจากการนำข้าวเจ้าหอมนิลมาใช้ในการปรับปรุงพันธุ์
ทำให้ได้ข้าวพันธุ์ใหม่ให้ชื่อว่า ข้าวเจ้าหอมนิลเบอร์ 3 ซึ่งเป็นข้าวที่มีสีม่วง
(deep purple) อายุสั้น และ มีผลผลิตสูง จากการวิเคราะห์ของสถาบันวิจัยโภชนาการของมหาวิทยาลัยมหิดล
พบว่าข้าวเจ้าหอมนิลเบอร์ 3 มีธาตุเหล็กสูงโดยร่างกายมนุษย์สามารถดูดซึมนำธาตุเหล็กไปใช้ได้ดีกว่าข้าวปกติ
เนื่องจากข้าวเจ้าหอมนิลเบอร์
3 เป็นข้าวสีม่วง ในปี 2547 จะได้นำพันธุ์ข้าวอุดมธาตุเหล็กที่เป็นข้าวขาวเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคส่วนใหญ่
ข้าวทั้งสองพันธุ์จะเผยแผ่สู่เกษตรกรและกลุ่มอุตสาหกรรมแปรรูปขนาดย่อม(SME) จากการวิจัยเรื่องการแปรรูปข้าวเบื่องต้นพบว่าข้าวในกลุ่มนี้สามารถนำไปแปรรูปเป็นขนมอบกรอบ
(Sembe) แป้งสามารถนำมาทดแทนข้าวสาลีในการทำขนมเค้ก พาย คุ้กกี้ ได้เป็นอย่างดี
ดังนั้นข้าวในกลุ่มดังกล่าวจึงมีศักยภาพในการแก้ปัญหาการขาดธาตุเหล็ก ในปัจจุบันที่ผู้บริโภคมีรสนิยมในการบริโภคอาหารที่หลากหลาย
โดยความร่วมมือกับสถาบันวิจัยโภชนาการแห่งมหาวิทยาลัยมหิดล โครงการจะนำข้าวทั้งสองพันธุ์ไปทดสอบประสิทธิภาพในการรักษาโรคโลหิตจางและเบาหวานในผู้ป่วยต่อไป |
| การวิเคราะห์ปริมาณธาตุเหล็กในเมล็ดข้าว |
1. การจัดระดับปริมาณธาตุเหล็กที่วิเคราะห์ได้จากเมล็ดข้าว
A. ระดับต่ำ: กลุ่มข้าวที่มีปริมาณธาตุเหล็กต่ำกว่า 10 ppm
B. ระดับปานกลาง: กลุ่มข้าวที่มีปริมาณธาตุเหล็กปานกลาง 10-20 ppm
C. ระดับสูง: กลุ่มข้าวที่มีปริมาณธาตุเหล็กสูง มากกว่า 20 ppm
2. การวิเคราะห์ธาตุเหล็กจากข้าวกล้องและข้าวสาร |
|
ชื่อพันธุ์ข้าว |
ฟัยเตท(mg/100g) |
แทนนิน(mg/100g) |
ธาตุเหล็ก(mg/100g) |
ข้าวกล้องเจ้าหอมนิล
ข้าวขัดเจ้าหอมนิล
ข้าวกล้องเจ้าหอมนิล#3
ข้าวขัดเจ้าหอมนิล#3
ข้าวกล้อง IR68144
ข้าวขัด IR68144
ข้าวกล้องขาวดอกมะลิ105
ข้าวขัดขาวดอกมะลิ105 |
1011.1
438.6
685.4
372.2
780.7
91.9
779.9
90.4 |
85.4
26.4
68.4
20.4
NO
NO
NO
NO |
1.3
0.5
1.3
0.6
1.7
1.1
1.2
0.6 |
ที่มา: สถาบันวิจัยโภชนาการ มหาวิทยาลัยมหิดล |
ผลการวิเคราะห์การดูดซึมธาตุเหล็กในหลอดทดลองพบว่าข้าวเจ้าหอมนิลเบอร์
3 มี % Diayzability สูงถึง 31.3%
จากตารางแสดงการวิเคราะห์ปริมาณ
ฟัยเตท แทนนินและธาตุเหล็ก พบว่า ข้าวเจ้าหอมนิลมีปริมาณไฟติกและแทนนินสูงเมื่อเทียบกับข้าวพันธุ์อื่น
ซึ่งจากความเชื่อเดิมที่ว่าข้าวที่มีไฟเตทและแทนนินสูงนั้นจะมีการดูดซึมธาตุเหล็กได้ต่ำ
แต่จากการทดลองพบว่าข้าวเจ้าหอมนิลเบอร์ 3 มีความสามารถในการดูดซึมธาตุเหล็กได้ดี
ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากองค์ประกอบที่ดีอื่นๆ เช่นโปรตีนและสารอื่นๆ อาจเป็นตัวช่วยส่งเสริมการดูดซึม
ซึ่งต้องมีการศึกษาต่อไป |
| |
