น้ำมันหอมระเหยจากกระวาน (Cardamom Essential Oil)
น้ำมันหอมระเหยจากกระวานได้จากการสกัดเมล็ดกระวานเป็นหลัก โดยใช้วิธี การกลั่นด้วยไอน้ำ (Steam distillation) ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานในงานวิจัยและอุตสาหกรรม องค์ประกอบทางเคมีของน้ำมันหอมระเหยประกอบด้วยสารในกลุ่ม monoterpenes และ sesquiterpenes เช่น 1,8-Cineole, α-Terpinyl acetate, α- และ β-Pinene, Limonene เป็นต้น โดยชนิดและปริมาณสารแตกต่างกันตาม สายพันธุ์ แหล่งปลูก และวิธีการทำแห้ง
น้ำมันหอมระเหยจากกระวานมีกลิ่น หอมสดชื่น อบอุ่น เผ็ดอ่อน และมีรายงานฤทธิ์ทางชีวภาพ เช่น ต้านจุลชีพ ต้านการอักเสบ และต้านอนุมูลอิสระ จึงมีศักยภาพในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร เครื่องสำอาง ผลิตภัณฑ์สมุนไพร และ aromatherapy สะท้อนบทบาทของกระวานในฐานะวัตถุดิบสมุนไพรที่มีมูลค่าสูงและสามารถต่อยอดเชิงอุตสาหกรรมได้
องค์ประกอบทางเคมีของน้ำมันหอมระเหย (Essential Oil) จากเมล็ดกระวานจันทบุรีที่ทำแห้งโดยวิธีการต่างๆ เมล็ดกระวานแห้งจากเขาวัง (นครศรีธรรมราช) และเมล็ดกระวานเทศ (กระวานเขียว)
|
สารสำคัญ |
Area (%) |
|||||
|
เมล็ดกระวานแห้ง (ย่างไฟ) |
เมล็ดกระวานแห้ง (ตากแดด) |
เมล็ดกระวานแห้ง (โซล่าเซลล์) |
เมล็ดกระวานแห้ง (ตู้อบลมร้อน) |
เมล็กระวาน แห้ง (เขาวัง) |
เมล็ดกระวานเทศ (กระวานเขียว) |
|
|
α-Terpinyl acetate |
- |
- |
- |
- |
- |
44.14 |
|
Eucalyptol (1,8-Cineole) |
68.11 |
76.94 |
73.66 |
69.76 |
70.17 |
27.61 |
|
β-Pinene |
14.93 |
12.31 |
13.52 |
16.14 |
13.9 |
0.33 |
|
α-Terpineol |
6.16 |
4.05 |
4.54 |
3.80 |
4.28 |
7.34 |
|
D-Limonene |
4.06 |
2.54 |
3.12 |
3.65 |
3.84 |
5.57 |
|
α-Pinene |
2.73 |
1.77 |
2.3 |
2.75 |
2.83 |
0.78 |
|
Terpinen-4-ol |
1.4 |
0.8 |
0.81 |
0.77 |
1.06 |
2.49 |
|
Sabinene |
0.2 |
0.38 |
0.33 |
0.59 |
0.68 |
1.68 |
หมายเหตุ: วิเคราะห์โดยใช้เทคนิค GC-MS
จากข้อมูลในตาราง พบว่าองค์ประกอบทางเคมีของน้ำมันหอมระเหยจากเมล็ดกระวานมีความแตกต่างกันระหว่างแหล่งปลูก โดยมีสารสำคัญกลุ่ม monoterpenes และ oxygenated monoterpenes เป็นองค์ประกอบหลัก ทั้งนี้สามารถสรุปสาระสำคัญได้ดังนี้
1. Eucalyptol (1,8-Cineole) เป็นองค์ประกอบหลักของทุกแหล่งปลูก โดยมีปริมาณสูงที่สุดในทุกตัวอย่าง อยู่ในช่วง 68.11–76.94% (ในเมล็ดกระวานจันทบุรีที่ทำแห้งโดยวิธีการต่างๆ) ขณะที่เมล็ดกระวานเขาวัง จังหวัดนครศรีธรรมราช มีปริมาณ 70.17% และเมล็ดกระวานเทศมีปริมาณน้อยที่สุด 27.61% ซึ่งบ่งชี้ได้ว่าเมล็ดกระวานจากแหล่งปลูกภายในประเทศไทยมีเอกลักษณ์ด้านกลิ่นเฉพาะตัวสูงกว่ากระวานเทศ
2. β-Pinene พบในระดับปานกลางในทุกตัวอย่างมีค่าอยู่ในช่วง 12.31–16.14% ในเมล็ดกระวานไทยขณะที่เมล็ดกระวานเทศมีปริมาณน้อยมาก (0.33%) ซึ่งบ่งชี้ได้ว่าสารให้กลิ่นสดชื่นแบบไม้สนมีความเด่นชัดในเมล็ดกระวานไทยมากกว่า
3. α-Terpineol พบในระดับต่ำถึงปานกลางอยู่ในช่วง 4.54–6.13% ในเมล็ดกระวานไทย ขณะที่เมล็ดกระวานเทศมีค่าเพิ่มขึ้นเป็น 7.34% ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าน้ำมันหอมระเหยจากเมล็ดกระวานเทศมีลักษณะกลิ่นนุ่มและหวานกว่าเล็กน้อย เนื่องจากสารในกลุ่ม alcohol สูงขึ้น
4. D-Limonene และ α-Pinene พบในปริมาณใกล้เคียงกันของแหล่งปลูกในประเทศไทย โดย D-Limonene มีปริมาณอยู่ระหว่าง 3.84–4.99% ขณะที่ α-Pinene มีปริมาณอยู่ที่ 2.55–2.83% ซึ่งเมล็ดกระวานเทศมีปริมาณสารทั้งสองตัวน้อยกว่า จึงอาจส่งผลให้ความหอมแบบ citrus และ pine ลดลงในน้ำมันหอมระเหยจากเมล็ดกระวานเทศ
5. Terpinen-4-ol และ Sabinene พบในปริมาณต่ำ ซึ่งมีปริมาณอยู่ที่ 0.78–1.06% ส่วนสาร Sabinene มีปริมาณต่ำกว่า 1% ในเมล็ดกระวานไทย แต่เมล็ดกระวานเทศมีปริมาณสารทั้งสองตัวมากกว่า ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับกลิ่นเผ็ดร้อนหรือ spicy notes
6. α-Terpinyl acetate พบเฉพาะในเมล็ดกระวานเทศ (44.14%) แต่ไม่พบในตัวอย่างเมล็ดกระวานไทย
ซึ่งเป็นข้อแตกต่างเชิงเคมีที่เด่นมากที่สุดระหว่างกระวานไทยกับกระวานเทศ โดยสารนี้มักให้กลิ่นหวาน นุ่ม คล้าย floral-fruity จึงอาจใช้เป็นสารชี้บ่งทางเคมี (chemical marker) ในการจำแนกชนิดของกระวาน
สรุปความความแตกต่างระหว่างแหล่งปลูก
1. กระวานไทย เด่นด้วยสาร Eucalyptol (1,8-Cineole) สูงมาก (70% โดยเฉลี่ย) รองลงมาคือ β-Pinene
และ α-Terpineol ให้ลักษณะกลิ่นแบบ สดชื่น ชัดเจน (fresh, camphoraceous)
2. กระวานเทศ มี α-Terpinyl acetate สูงมาก (44.14%) ซึ่งไม่พบในตัวอย่างไทย แต่มี Eucalyptol (1,8-
Cineole) และ β-Pinene ต่ำมาก จึงให้ลักษณะกลิ่น นุ่ม หวานกว่ากระวานไทย
ข้อค้นพบสำคัญ
1. Eucalyptol (1,8-Cineole) เป็นองค์ประกอบหลักที่สุดในเมล็ดกระวานไทย แต่ไม่พบในกระวานเทศ
2. α-Terpinyl acetate เป็นสารสำคัญที่ใช้จำแนกกระวานเทศจากกระวานไทยได้อย่างมีนัยสำคัญ
3. กระวานไทยมีโปรไฟล์น้ำมันหอมระเหยคล้ายกันทุกตัวอย่าง แต่กระวานเทศมีองค์ประกอบต่าง
ออกไปอย่างชัดเจน
4. สารกลุ่ม monoterpenes เช่น β-Pinene, D-Limonene และ α-Pinene พบมากในกระวานไทย
5. โปรไฟล์ทางกลิ่นของกระวานไทยมีความสดชื่นและเข้มข้นกว่า ในขณะที่กระวานเทศมีความหวาน
และนุ่มกว่า
ซึ่งข้อค้นพบสำคัญนี้สอดคล้องกับผลงานวิจัยก่อนหน้านี้ โดยจากงานวิจัยของ Noumi etal., (2018) พบว่าน้ำมันหอมระเหยที่สกัดได้จากเมล็ดกระวาน 3 สายพันธุ์ ได้แก่ Elettaria cardamomum, Aframomum corrorima และ Amomum subulatum มีปริมาณสาร 1,8-Cineole ร้อยละ 55.4, 51.8 และ 41.7 ตามลำดับ นอกจากนี้ยังพบสาร D-Limonene ปริมาณร้อยละ 2.5, 5.4 และ 2.4 ตามลำดับ ส่วนสาร β-Pinene และ α-Pinene พบในปริมาณน้อยกว่าร้อยละ 2 ทั้ง 3 สายพันธุ์ นอกจากนี้ Ashokkumar et al., (2021) ได้ประเมินผลผลิตน้ำมันหอมระเหยและองค์ประกอบทางเคมีของสายพันธุ์กระวานจำนวน 22 สายพันธุ์ที่มีความหลากหลายจากประเทศอินเดีย พบว่าปริมาณน้ำมันหอมระเหยที่ได้มีค่าตั้งแต่ 4.5 ถึง 9.5% พบองค์ประกอบทั้งหมด 24 ชนิด คิดเป็น 98.1–100% ของน้ำมันหอมระเหยทั้งหมด โดยองค์ประกอบหลักที่พบ ได้แก่ oxygenated monoterpenes (40.7–66.7%), monoterpene hydrocarbons (23.1–58.6%) และ sesquiterpenes (0.1–2.0%) ซึ่งในกลุ่ม monoterpenoids พบว่าสารประกอบเด่นคือ α-terpinyl acetate (29.9–61.3%) ตามด้วย 1,8-cineole (15.2–49.4%) α-terpineol (0.83–13.2%) β-linalool (0.44–11.0%) และ sabinene (1.9–4.9%)
สรุปสารสำคัญที่เป็นจุดขายของน้ำมันหอมระเหยจากเมล็ดกระวานจันทบุรี มีดังนี้
1. Eucalyptol (1,8-Cineole)
2. β-Pinene
3. α-Pinene
1) Eucalyptol (1,8-Cineole)
ฤทธิ์ทางชีวภาพเด่น
- ต้านการอักเสบ (Anti-inflammatory)
- ลด cytokines เช่น TNF-α, IL-1β, IL-6 และยับยั้ง NF-κB
- ระบบทางเดินหายใจ (Respiratory therapeutic effect)
- ขับเสมหะ (mucolytic), ขยายหลอดลม, ลดการอักเสบของเยื่อบุทางเดินหายใจ
- ต้านจุลชีพ (Antimicrobial)
- ต้านแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัสบางชนิด
- ต้านอนุมูลอิสระ (Antioxidant) ระดับปานกลาง
- ปกป้องระบบประสาท (Neuroprotective) ลด neuroinflammation
- ยาและผลิตภัณฑ์สำหรับ หวัด ไซนัส หอบหืด หลอดลมอักเสบ
- ยาน้ำมันหอมระเหย ยาสูดดม สเปรย์จมูก
2) β-Pinene
ฤทธิ์ทางชีวภาพเด่น
- ต้านจุลชีพ (Antimicrobial) เด่นต่อแบคทีเรียและเชื้อราก่อโรคในอาหารและผิวหนัง
- ต้านการอักเสบ (Anti-inflammatory) ลด NO และ prostaglandins
- ต้านอนุมูลอิสระ (Antioxidant)
- ต้านมะเร็ง (Anticancer potential) ยับยั้งการเพิ่มจำนวนของเซลล์มะเร็งบางชนิด (in vitro)
- ขยายหลอดลมเล็กน้อย
การใช้ประโยชน์เด่น
- สาร natural preservative
- อาหาร ฟังก์ชันนัลฟู้ด และเครื่องสำอาง
3) α-Pinene
ฤทธิ์ทางชีวภาพเด่น
- ต้านการอักเสบเด่น (Strong anti-inflammatory) ยับยั้ง COX-2, NF-κB และ cytokines
- ต้านจุลชีพ (Antimicrobial) ต้านแบคทีเรีย เชื้อรา และไวรัสบางชนิด
- ขยายหลอดลม (Bronchodilator) ช่วยให้หายใจโล่ง
- ปกป้องระบบประสาท (Neuroprotective & cognitive enhancement)
- ต้านอนุมูลอิสระ
การใช้ประโยชน์เด่น
- ยาสมุนไพรและน้ำมันหอมระเหยสำหรับระบบทางเดินหายใจ
- เวชสำอาง และผลิตภัณฑ์ลดการอักเสพ
ตารางสรุปเปรียบเทียบฤทธิ์ทางชีวภาพเด่นของสารสำคัญต่างๆที่พบในน้ำมันหอมระเหยจากกระวาน
|
ฤทธิ์ทางชีวภาพ |
Eucalyptol (1,8-Cineole) |
β-Pinene |
α-Pinene |
|
ต้านการอักเสบ |
⭐⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐⭐ |
|
ระบบทางเดินหายใจ |
⭐⭐⭐⭐ |
⭐⭐ |
⭐⭐⭐ |
|
ต้านจุลชีพ |
⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐ |
|
ต้านอนุมูลอิสระ |
⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐ |
⭐⭐⭐ |
|
ปกป้องระบบประสาท |
⭐⭐⭐ |
⭐⭐ |
⭐⭐⭐⭐ |
|
ศักยภาพต้านมะเร็ง |
⭐⭐ |
⭐⭐⭐ |
⭐⭐ |
เอกสารอ้างอิง
Ashokkumar, K., Vellaikumar, S., Murugan, M., Dhanya, M. K., Ariharasutharsan, G., Aiswarya, S., ... & Karthikeyan, A. (2021). Essential oil profile diversity in cardamom accessions from southern India. Frontiers in Sustainable Food Systems, 5, 639619.
Noumi, E., Snoussi, M., Alreshidi, M. M., Rekha, P. D., Saptami, K., Caputo, L., ... & De Feo, V. (2018). Chemical and biological evaluation of essential oils from cardamom species. Molecules, 23(11), 2818.
การกลั่นน้ำมันหอมระเหยโดยวิธี Water distillation
ภาพที่ 1 ตัวอย่างเมล็ดกระวาน
ภาพที่ 2 การกลั่นน้ำมันหอมระเหยเมล็ดกระวานโดยวิธี Water distillation
ภาพที่ 3 น้ำมันหอมระเหยเมล็ดกระวาน