ปัจจุบันนี้ NMN มีการผลิตจาก สังเคราะห็ด้วยสารเคมี, เชื้อจุลินทรีย์ที่ผ่านการดัดแปลงพันธุกรรม และเอ็นไซม์ โดยแต่ละวิธีจะแตกต่างกันไปตามต้นทุน, ตามผลผลิตที่ได้ และตามผลที่กระทบสิ่งแวดล้อม
การสังเคราะห์ด้วยสารเคมีของ NMN เป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการทําอาหารเสริม NMN แต่อาจมีราคาแพงและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม
การหมักแบคทีเรียของ NMN นั้นคุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม แต่ผลิต NMN ได้ช้า การผลิตด้วยการแปลงเอนไซม์ของ NMN เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและให้ผลผลิต NMN สูงกว่าการหมักแบคทีเรีย
สังคมผู้สูงอายุ (Ageing Society) ถือว่าเป็นกระแสที่กำลังมาแรงมากทั่วโลก ทำให้นักวิทยาศาสตร์พยายามค้นหาสารที่สามารถชะลอกระบวนการชราภาพได้ ในบรรดาสารต่อต้านริ้วรอยเหล่านี้ที่โดดเด่น คือ nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) ซึ่งเป็นโมเลกุลสําคัญที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งพบว่า สามารถลดลงอายุในสัตว์และมนุษย์ได้
เนื่องจาก NAD+ ไม่สามารถดูดซึมจากทางอาหารได้ จึงได้มีการพัฒนาอนุพันธ์ของวิตามิน บี 3 คือ nicotinamide mononucleotide (NMN) เป็นสารตั้งต้นของ NAD+ ซึ่งหลังจาก NMN ดูดซึมเข้าสู่ร่างกายแล้ว เปลี่ยนไปเป็น NAD+ และนำไปใช้งานต่อไป
หลายคนจึงหันมาสนใจ NMN ให้เป็นทางเลือกที่ดีที่สุด (ถ้าเราไม่อยากไปพบแพทย์เพื่อให้ NAD+ ทางเส้นเลือด) ซึ่งคนส่วนใหญ่ก็คาดหวังว่าจะ คงความอ่อนเยาว์ไว้ได้นานที่สุด รวมถึงศาสตราจารย์ เดวิด ซินแคลร์ (David Sinclair) จากโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดที่ได้นํา NMN มาสู่งานวิจัย จนทำให้คนทั่วโลกรู้จัก NMN ในฐานะอาหารเสริมที่ช่วยชะลอวัยแห่งทศวรรษ
ในขณะที่มีผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร NMN มีขายหลากหลายในตลาด, บางคนอาจจะมีคำถามว่า NMN ผลิตได้จากอะไร
วิธีผลิต NMN มีกี่วิธี?
เช่นเดียวกับ NAD+, NMN เป็นสารที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ด้วยเหตุนี้จึงมีหลายวิธีในการผลิต NMN บริสุทธิ์ และผู้ผลิตส่วนใหญ่ก็ใช้การสังเคราะห์ทางเคมี แต่วิธีนี้มีค่าใช้จ่ายสูงและอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม อีกทางเลือกหนึ่ง ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม คือการผลิต NMN ด้วยการใช้เชื้อจุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย หรือใช้เอนไซม์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ.
วิธีสังเคราะห์ทางเคมี (Chemical Synthesis)
มีหลายวิธีในการสังเคราะห์ NMN โดยใช้สารเคมี วิธีหนึ่งที่ใช้กันคือ ปฏิกิริยาซินเก้ (Zincke reaction) ซึ่งตั้งชื่อตามนักเคมีชาวเยอรมัน Enrst Carl Thedor Zinke
ในการผลิต NMN โดยใช้ปฏิกิริยา Zincke เริ่มต้นโดยใช้สาร p-toluenesulfonate ไปผ่านกระบวนต่างๆ ทางเคมี ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้าง ได้เป็น NMN สองประเภท คือ ⍺-NMN และ β-NMN ซึ่ง β-NMN จะถูกแยกและทําให้บริสุทธิ์ เนื่องจากเป็นรูปแบบของ NMN ที่ร่างกายนำไปใช้ผลิต NAD+
วิธีหมักด้วยจุลินทรีย์ (Bacterial Fermentation)
การผลิต NMN ด้วยวิธีการสังเคราะห์ทางเคมีจะมีค่าใช้จ่ายสูง นอกจากนี้ ของเสียที่เกิดจากการใช้สารเคมีอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมได้ การหมักด้วยแบคทีเรีย จึงเป็นทางเลือกที่ดีต่อสุขภาพและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมาก
เซลล์ที่มีชีวิตทุกชนิดจะผลิต NMN ได้ รวมถึงแบคทีเรีย ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงได้หาวิธีทําให้แบคทีเรีย เช่น E. Coli ให้ช่วยผลิต NMN ผ่านการดัดแปลงทางพันธุกรรม นอกจากนี้ ยังช่วยเพิ่มผลผลิต NMN ได้มาก นักวิจัยได้ปรับปรุงวิธีการเพาะเลี้ยงเชื้อแบคทีเรียให้ได้มากที่สุด โดยไม่มีผลต่อการผลิต NMN
มีการศึกษาที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการดัดแปลงสายพันธุ์ของเชื้อ E. Coli ในครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ (Bioreactor) เนื่องจากแบคทีเรียต้องใช้กลูโคสเป็นพลังงาน ดังนั้นกลูโคสจึงถูกใส่เข้าไปในถังปฏิกรณ์ชีวภาพ และเชื้อแบคทีเรียเองก็ต้องใช้ NAD+ เป็นตัวผลิตพลังงาน เพื่อนำไปใช้ผลิต NMN NMN จึงถูกเติมเข้าไปในภาชนะด้วย วิธีนี้แบคทีเรีย ก็จะมีพลังงานและวัตถุดิบที่จําเป็นในการผลิต NMN อย่างต่อเนื่อง
เมื่อเดินเครื่องได้ 24 ชม. จำนวนเชื้อแบคทีเรียใน bioreactor จะเพิ่มสูงขึ้นจนถึงระดับที่ผลิต NMN ได้มากพอต่อการสกัด หลังจากนั้นก็นำไปปั่นให้เชื้อแบคทีเรียแตกตัวและปล่อยสาร NMN ออกมา ขั้นตอนถัดมาก็คือ การสกัดแยกสาร NMN ออกมา วิธีนี้จะได้ผลผลิต NMN สูงที่สุด ราว 19.3 g/L
วิธีการสกัดด้วยเอ็นไซม์ (Enzymatic Conversion)
ปกติร่างกายของเราใช้เอนไซม์เพื่อเร่งปฏิกิริยาทางชีวเคมีภายในเซลล์ของเรา จากปฏิกิริยาที่ nicotinamide riboside (NR) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นโดยตรงของ NMN จะถูกแปลงเป็น NMN โดยใช้เอนไซม์ที่เรียกว่า nicotinamide riboside kinase (NRK) ในระหว่างกระบวนการนี้ พลังงาน ATP จะถูกนำไปใช้
เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบเอนไซม์ NRK ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสกัดได้จากเชื้อราที่เรียกว่า K. marxianus ทำให้ผลิต NMN ได้สูงถึง 281 g/L ในหนึ่งวัน เมื่อเทียบกับวิธีหมักจากแบคทีเรียแล้ว (19.3 g/L) วิธีนี้จะได้ผลผลิตต่างกันมากถึง 14 เท่า
อ้างอิง
Makarov, M. V., & Migaud, M. E. (2019). Syntheses and chemical properties of β-nicotinamide riboside and its analogues and derivatives. Beilstein Journal of Organic Chemistry, 15, 401-430. https://doi.org/10.3762/bjoc.15.36
Raj Kafle, S., Kushwaha, A., Goswami, L., Maharjan, A., & Soo Kim, B. (2023). A holistic approach for process intensification of nicotinamide mononucleotide production via high cell density cultivation under exponential feeding strategy. Bioresource Technology, 129911. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.129911
Qian, X., Dai, Y., Li, C., Pan, J., Xu, J., & Mu, B. (2022). Enzymatic synthesis of high-titer nicotinamide mononucleotide with a new nicotinamide riboside kinase and an efficient ATP regeneration system. Bioresources and Bioprocessing, 9(1), 1-9. https://doi.org/10.1186/s40643-022-00514-6
#drbunlue #NMP #NMN #NAD #ChapaGroupAndMadePhuwiang #ย้อนวัยไปกับ_drbunlue #antiaging #ชะลอวัย #สุขภาพดี #tiktokสุขภาพ #ลืมป่วย #healthy #healthycare #healthyfood #ดูแลสุขภาพ
Comments