บทความนี้จะกล่าวถึงความสำคัญของธาตุเหล็กในอาหาร และการเลือกธาตุเหล็กสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมอาหารและอาหารเสริม เพื่อเสริมคุณค่าของอาหาร และให้ข้อมูลเกี่ยวกับ Ferrazone (Ferrous sodium EDTA) ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่าธาตุเหล็กดังเดิมที่ใช้กันทั่วไป เป็นทางเลือกใหม่ของตลาดที่ทางสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาของไทย อนุญาตให้ใช้ในอาหารได้ไม่นานมานี้
การขาดธาตุเหล็กเป็นปัญหาสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับโภชนาการที่แพร่หลายมากที่สุดในโลก มีประชากรมากกว่าพันล้านคนต้องประสบกับปัญหานี้ ในขณะที่ผู้เชี่ยวชาญด้านสุขภาพเรียกร้องให้มีความพยายามในการจัดการแก้ไขปัญหาผ่านการเสริมสารอาหารหลัก ธาตุเหล็กคือสารอาหารรองที่จำเป็นต่อการทำงานของร่างกายบางส่วน โดยปกติแล้วเราสามารถพบธาตุเหล็กได้จากแหล่งอาหารต่างๆ ในปริมาณที่แตกต่างกันไป หากร่างกายขาดธาตุเหล็กจะทำให้ร่างกายสูญเสียทางกายภาพ เนื่องจากระดับฮีโมโกลบินและเหล็กในเนื้อเยื่อลดลง
ในระหว่างตั้งครรภ์ภาวะโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็กมีความเกี่ยวข้องกับการเสียชีวิตที่เพิ่มขึ้นของมารดา และการขาดธาตุเหล็กในทารกและเด็กมีความเกี่ยวข้องกับการสูญเสียความสามารถในการคิด และลดความต้านทานต่อการติดเชื้อ รวมทั้งเป็นสาเหตุทำให้เกิดโรคโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก ซึ่งวิธีการที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการป้องกันและรักษาภาวะโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก คือ การเสริมอาหารด้วยธาตุเหล็กในรูปแบบที่ร่างกายดูดซึมได้ง่าย
ร่างกายมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่ต้องการเหล็ก 1 มิลลิกรัมต่อวัน เพื่อใช้ทดแทนเหล็กที่สูญเสียไปผ่านเซลล์ร่างกายที่ตายแล้ว สำหรับผู้หญิงในวัยเจริญพันธุ์มีความต้องการโดยเฉลี่ย 2-3 มิลลิกรัมต่อวัน เนื่องจากมีการสูญเสียเลือดในช่วงมีประจำเดือน ซึ่งนี่เป็นเหตุผลว่าทำไมผู้หญิงถึงมีความเสี่ยงต่อการขาดธาตุเหล็กมากกว่าผู้ชาย สำหรับเด็กเล็กอายุไม่เกิน 24 เดือน มีความต้องการเหล็กสูงต่อวัน เช่นเดียวกับผู้ใหญ่ที่เป็นชายต้องการเหล็กประมาณ 1 มิลลิกรัมต่อวัน แม้ว่าการบริโภคอาหารของพวกเขาคือประมาณหนึ่งในสาม ในที่สุดคนที่ต้องการธาตุเหล็กสูงที่สุด คือ หญิงตั้งครรภ์ มีความต้องการประมาณ 4-5 มิลลิกรัมต่อวัน ซึ่งแตกต่างจากแคลเซียมและสังกะสีที่มนุษย์ไม่สามารถขับถ่ายธาตุเหล็กได้เกินกว่า 1 มิลลิกรัมต่อวัน ผ่านเซลล์ที่ตายแล้ว จากที่กล่าวมานั้นล้วนเป็นหลายตัวอย่างที่เกี่ยวข้องกับชีวเคมีทั้งสิ้น
สำหรับอาหารที่มี phytate ในปริมาณสูง ธาตุเหล็กทั้งหมดจะกลายเป็นตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งหมายความว่าเหล็กจะถูกตรึงและไม่สามารถไปถึงเซลล์ในลำไส้ก่อนเข้าสู่การไหลเวียนของโลหิต ในกรณีนี้ไม่ว่าคนนั้นจะพยายามดูดซับเหล็กมากแค่ไหนก็อาจดูดซับได้ในปริมาณน้อยมาก และหากเหตุการณ์แบบนี้ยังคงดำเนินต่อไปทุกปีส่งผลให้มีการเพิ่มขึ้นของโรคโลหิตจาง กรณีมีสารประกอบ Ferric sodium EDTA ไอออนเชิงซ้อน Ferric-EDTA ยังคงสามารถละลายได้ดีแม้มี phytate ทำให้ไอออนเชิงซ้อนเหล่านี้สามารถเข้าไปในเซลล์ลำไส้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งเซลล์ลำไส้สามารถแยกธาตุเหล็กออกจาก EDTA และเป็นเซลล์ที่สามารถติดตามความต้องการธาตุเหล็กของร่างกาย ด้วยวิธีนี้จึงเป็นเหตุผลว่าทำไม Ferric sodium EDTA ไม่ส่งผลให้ระดับการดูดซึมธาตุเหล็กสูงกว่าที่ต้องการจริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อบริโภคเครื่องดื่มในขณะท้องว่างอาจทำให้ระดับการดูดซึมธาตุเหล็กอาจสูงเกินไป
สำหรับในประเทศไทยมีผลิตภัณฑ์เสริมธาตุเหล็ก 2 รูปแบบหลักๆ คือ Ferrous fumarate และ Ferrous sulfate ซึ่งสารประกอบของเหล็กทั้งสองชนิดนี้มีประสิทธิภาพในการเสริมสร้างการทำงานของเม็ดเลือดแดง โดยให้ผลการทำงานได้ไม่แตกต่างกัน และการรับประทานยาอาจส่งผลให้อุจจาระเป็นสีดำ ซึ่งเป็นเรื่องปกติ ไม่เป็นอันตรายแต่อย่างใด
กรณีหากรับประทานยาทั้งสองนี้อาจพบอาการข้างเคียง เช่น คลื่นไส้ อาเจียน ท้องเสีย ท้องผูก และปวดเกร็งท้อง หากมีอาการข้างต้นเหล่านี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการรับประทานยาพร้อมอาหารหรือให้แพทย์ปรับลดขนาดยา เราสามารถพบผลิตภัณฑ์เสริมธาตุเหล็กที่มีจำหน่ายในประเทศไทย ดังรูปด้านล่าง
ปัจจัยในการเลือกใช้สารประกอบของเหล็ก คือ ความสามารถในการดูดซึมที่ดีที่สุดและราคาที่เหมาะสม เพื่อใช้ในการเสริมธาตุเหล็กในอาหารประเภทต่างๆ ในปัจจุบันมีการใช้สารประกอบของเหล็กหลากหลายชนิดเป็นสารเสริมอาหาร
สารประกอบบางตัวสามารถละลายได้ดีในน้ำ ละลายในน้ำได้น้อย และไม่ละลายน้ำ แตกต่างกันไป อาทิเช่น
อย่างที่เราทราบกันว่าสามารถพบธาตุเหล็กได้ในอาหารหลากหลายชนิดในปริมาณของธาตุเหล็กที่แตกต่างกันไป แม้ว่าอาหารที่เราบริโภคในแต่ละวันจะมีธาตุเหล็กจำนวนมาก แต่ธาตุเหล็กเหล่านั้นอาจไม่ถูกดูดซึมเข้าสู่ร่างกายได้เนื่องจากความสามารถในการดูดซึมของธาตุเหล็ก ยกตัวอย่าง เช่น ผักโขม แม้มีปริมาณธาตุเหล็กสูง แต่อาจไม่สามารถถูกดูดซึมโดยร่างกายเนื่องจากมีการดูดซึมต่ำ ดังนั้นหากจำเป็นต้องเสริมอาหารด้วยสารประกอบของเหล็ก จำเป็นต้องมีการพิจารณาเกี่ยวกับความสามารถในการดูดซึมของสารประกอบของเหล็กที่เลือก ปริมาณธาตุเหล็กของอาหารนั้น รวมทั้งผู้บริโภค การดูดซึมธาตุเหล็กต่ำไปหรือสูงไปอาจทำให้เกิดผลเสียต่อร่างกายได้ โดยขึ้นกับ
ธาตุเหล็กจะถูกดูดซึมได้ดีในสภาวะที่เป็นกรด จึงมักมีการรับประทานยาร่วมกับน้ำผลไม้ที่มีความเป็นกรดสูง เช่น น้ำมะนาว น้ำส้ม น้ำองุ่น ซึ่งจะไปช่วยให้มีการดูดซึมธาตุเหล็กได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตามในการเสริมธาตุเหล็กในอาหารที่มีธัญพืชถือเป็นเรื่องยาก เนื่องจากมีกรดไฟติก (Phytic acid) เป็นส่วนประกอบในธัญพืช ซึ่งเป็นตัวยับยั้งการดูดซึมธาตุเหล็ก โดยเราสามารถเอาชนะผลกระทบจากการยังยั้งของกรดไฟติก และกระตุ้นการดูดซึมของการเสริมธาตุเหล็กได้ด้วยการเติมกรดแอสคอร์บิก (Ascorbic acid) หากไม่มีการเติมกรดแอสคอร์บิกเข้าไปในอาหารธัญพืชที่มีการเสริมธาตุเหล็กอาจทำให้การดูดซึมธาตุเหล็กต่ำถึง 1% แม้ว่ามีการเติม Ferrous sulfate (Derman et al., 1980; Cook et al., 1997) รวมทั้งการบริโภคยาร่วมกับผลิตภัณฑ์จากชา และไข่ ซึ่งมีฤทธิ์เป็นด่าง จะทำให้ประสิทธิภาพในการดูดซึมของธาตุเหล็กลดลง
สารประกอบของเหล็กที่มีความเหมาะสมมาใช้ในการเสริมธาตุเหล็กในอาหารประเภทธัญพืช คือ Ferric sodium EDTA (NaFeEDTA) จากรายงานวิจัยมากมายพบว่าสารประกอบของเหล็กนี้มีความสามารถในการดูดซึมมากกว่า Ferrous sulfate
ตารางที่ 1 การดูดซึมธาตุเหล็กจากอาหารประเภทธัญพืชที่มีการเสริมด้วย NaFeEDTA, Ferrous sulate และ Ferrous fumarate ในผู้ใหญ่ (Richard et al., 2000)
จากงานวิจัยข้างต้นจะเห็นได้ว่า Ferric sodium EDTA (NaFeEDTA) มีการดูดซึมที่ดีกว่า Ferrous fumarate และ Ferrous sulfate ทางบริษัท ทินกร เคมีคอล แอนด์ ซัพพลาย จำกัด ขอนำเสนอผลิตภัณฑ์ Ferrazone® (Ferric sodium EDTA) เพื่อให้บุคคลที่สนใจสารเสริมธาตุเหล็กให้มีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์มากยิ่งขึ้น
Ferric sodium EDTA เป็นสารประกอบของเหล็กที่พัฒนาโดยบริษัท Nouryon (ชื่อเดิม Akzo nobel) มีชื่อทางการค้าว่า Ferrazone® มีข้อดีดังนี้
Ferrazone® (Ferric sodium EDTA) เป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive) มีลักษณะเป็นผงผลึกสีเหลืองถึงน้ำตาล สามารถแยกได้จากการรวมกันระหว่างเหล็กในรูปเกลือกับ EDTA โดย EDTA สามารถเกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่แข็งแรงกับไอออนของโลหะในน้ำ โดยไอออนของ EDTA จะล้อมรอบไอออนของโลหะเกือบทั้งหมดที่ตำแหน่ง binding site เหมือนกรงเล็บของปู ในผลึกของ Ferric sodium EDTA จะมีโซเดียมไอออนอยู่หนึ่งไอออนเพื่อทำให้เป็นกลางทางไฟฟ้า รวมถึงโมเลกุลของน้ำสามโมเลกุล ซึ่งมีสูตรทางเคมีเป็น FeNa-EDTA.3H2O (รูปที่ 2) หรือมีชื่ออื่นๆ เช่น Ferric sodium EDTA หรือ Sodium feredetate ซึ่งมีลักษณธการใช้ Ferric sodium EDTA ทั้ง 3 ประเภท เช่น ทางการเกษตร ทางอาหาร และทางเภสัชกรรม ในยุโรปจะถูกใช้ในทางการเกษตร เป็นแหล่งของธาตุเหล็กเพื่อใช้ในการเจริญเติบโตของพืชที่ปลูกในดิน calciferous หรือพืชไฮโดรโปนิกส์เป็นแหล่งที่ใหญ่ที่สุด สำหรับ Ferrazone® จาก Nouryon เป็นเกรดอาหาร ซึ่งงมีการใช้เพื่อเสริมธาตุเหล็กในอาหารประเภทต่างๆ
การเสริมอาหารด้วย Ferrazone ในอาหารจำพวกแป้งชนิดต่างๆ เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการต่อสู้กับโรคโลหิตจางในประเทศกำลังพัฒนา ดังนั้น Nouryon จึงมีการทำงานอย่างใกล้ชิดกับหน่วยงานของรัฐบาลและผู้ผลิต Pre-mix ซึ่งเป็นส่วนผสมของวิตามินและแร่ธาตุที่ใช้เสริมอาหาร เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและองค์ความรู้ที่จำเป็นในการใช้งาน ตั้งแต่ในอดีตจนถึงปัจจุบันเราได้ประโยชน์จากแหล่งของธาตุเหล็กในอาหารด้วยความช่วยเหลือของผลิตภัณฑ์ Ferrazone ของเรานั่นเอง
ความท้าทายในการนำไปใช้คือการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงของสีและกลิ่นที่ไม่พึ่งประสงค์ขของอาหารเสริม และเพื่อหลีกเลี่ยงสารที่ทำให้เกิดคราบฟัน ซึ่งเหล็กที่จะใช้จะต้องมีประสิทธิภาพ ซึ่ง Ferrazone® มีประโยชน์ ดังนี้
Ferrazone จัดเป็นวัตถุเจือปนอาหาร (food additive) ที่มีได้รับการยอมรับโดย Jecfa มีการกำหนดมาตราฐานอย่างชัดเจน ได้รับการรับรองโดย องค์การอาหารและยาของประเทศไทย ซึ่งทางบริษัทมีจดหมายรับรองจาก อย อย่างชัดเจน สามารถนำไปใช้ได้ในผลิตภัณฑ์อาหารหลายชนิด ล้วนเป็นอาหารเป้าหมายสำหรับเสริมธาตุเหล็ก อาทิ เช่น
สามารถใช้ Ferrazone ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหารภายใต้รูปแบบต่างๆ เช่น น้ำเชื่อม สเปรย์ อัดเม็ด หรือผง
Ferrazone สามารถเพิ่มลงในแป้งข้าวสาลีและแป้งข้าวโพด ซึ่งเป็นอาหารหลักที่คนจำนวนสองในสามของโลกบริโภค ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ที่ได้จากแป้ง คือ ขนมปัง บิสกิต บะหมี่กึ่งสำเร็จรูป พาสต้า และธัญพืช
สามารถใช้ Ferrazone ในผลิตภัณฑ์ผงชงดื่ม เช่น เครื่องดื่มที่มีการแต่งสี น้ำมะนาว โคล่า เบียร์ รวมทั้งเครื่องดื่มเพื่อสุขภาพ
Ferrazone อาจถูกนำไปใส่ฝนซอสถั่วเหลือง น้ำปลา และซุป
สำหรับ Ferrazone ของเราได้ผลิตและนำเข้าจากประเทศเนเธอร์แลนด์ โดยได้รับการรับรองระบบคุณภาพทางอาหาร HACCP และ FSSC22000 ทำให้ลูกค้ามั้นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์มีคุณภาพดีและตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยอาหาร อีกทั้งได้รับการรับรอง Halal และ Kosher อีกด้วย
Ferrazone หรือ Ferric sodium EDTA สามารถใช้ในการเสริมธาตุเหล็ก เพื่อป้องกันการเกิดโรคโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็กได้ นอกจากการเสริมธาตุเหล็กแล้วยังช่วยหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดคราบฟันและรสของโลหะซึ่งเกี่ยวข้องกับการดูดซึมของสารประกอบเหล็กที่ถูกเสริมในอาหาร สำหรับอาหารสุขภาพที่มีปริมาณของเนื้อสัตว์น้อยและมีปริมาณของ phytate มาก จะมีการเสริมด้วย Ferric sodium EDTA เพื่อเป็นทางเลือกในการป้องกันภาวะโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก ผลิตภัณฑ์ที่มักเสริม Ferric sodium EDTA คือ เครื่องดื่ม เครื่องปรุงรส และผลิตภัณฑ์จากแป้ง
References and Noted
Carel W (2010) Ferric sodium EDTA: A new opportunity to improve iron status. Agro Food Industry Hi Tech.
Cook JD, Reddy MB, Burri J, Juillerat MA & Hurrell RF (1997) The influence of different cereal grains on iron absorption from infant cereal foods. American Journal of Clinical Nutrition 65, 964-969.
Derman DP, Bothwell TH, Torrance JD, Bezwoda WR, MacPhail AP, Kew MC, Sayers MH, Disler PB & Charlton RW (1980) Iron absorption from maize (Zea mays) and sorghum (Sorghum vulgare) beer. British Journal of Nutrition 43, 271-279.
El-Guindi M, Lynch SR & Cook JD (1988) Iron fortification from fortified flat breads. British Journal of Nutrition 59, 205-213.
Layrisse M, Martinez-Torres C & Gonzales M (1977) Fe III EDTA complex as iron fortification. American Journal of Clinical Nutrition 30, 1166-1174.
MacPhail AP, Bothwell TH, Torrance JD, Derman DP, Bezwoda WR & Charlton RW (1981) Factors affecting the absorption of iron from Fe(III)EDTA. British Journal of Nutrition 45, 215-227.
MacPhail AP, Patel RC, Bothwell TH & Lamparelli RD (1994) EDTA and the absorption of iron from food. American Journal of Clinical Nutrition 59, 644-864.
Martinez-Torres C, Romano EL & Layrisse M (1979) Fe III EDTA complex as iron fortification. Further studies. American Journal of Clinical Nutrition 32, 809-816.
สัภยา ไชยราช. มหาวิทยาลัยพะเยา คณะเภสัชศาสตร์. จดหมายข่าวสุขภาพ. ปีที่ 1 ฉบับที่ 2 ประจำเดือน กันยายน 2558.
https://medium.com/@gayathrikadtr/what-is-iron-fortification-7b9ddaadc400
https://www.popscreen.com/prod/NDk5NTExNg==/Meijer-Ferrous-Sulfate-325Mg-Tablets-125-Count-Meijercom