วันศุกร์ที่ 21 มกราคม พ.ศ. 2554

อาหารและโภชนาการ


ความหมายของอาหารและโภชนาการ
          โภชนาการ  (nutrition) หมายถึง อาหาร (food) ที่เข้าสู่ร่างกายคนแล้ว  ร่างกายสามารถนำไปใช้เป็นประโยชน์ในด้านการเจริญเติบโต การค้ำจุนและการซ่อมแซมส่วนต่างๆของร่างกาย โภชนาการมีความหมายกว้างกว่าและต่างจากคำว่าอาหาร  เพราะอาหารที่กินกันอยู่ทุกวันนี้มีดีเลวต่างกัน อาหารหลายชนิดที่กินแล้วรู้สึกอิ่ม แต่ไม่มีประโยชน์ หรือก่อโทษต่อร่างกายได้
          ถ้านำเอาอาหารต่างๆมาวิเคราะห์ จะพบว่ามีสารประกอบอยู่มากมายหลายชนิด โดยอาศัยหลักคุณค่าทางโภชนาการทำให้มีการจัดสารประกอบต่างๆ ในอาหารออกเป็น ๖ ประเภท คือ โปรตีน (protein) คาร์โบไฮเดรต (carbohydrate) ไขมัน (fat) วิตามิน (vitamin) เกลือแร่ (mineral) และน้ำ สารประกอบทั้ง ๖ กลุ่มนี่เองที่เรียกว่า "สารอาหาร" (nutrient)  ร่างกายประกอบด้วยสารอาหารเหล่านี้ และการทำงานของร่างกายจะเป็นปกติอยู่ได้ก็ต่อเมื่อได้สารอาหารทั้ง ๖ ประเภทครบถ้วน
โปรตีน
          โปรตีนเป็นสารอาหารชนิดหนึ่งที่ร่างกายขาดไม่ได้  ถ้านำเอาโปรตีนมาวิเคราะห์ทางเคมี จะพบว่าประกอบด้วยสารเคมีจำพวกหนึ่งเรียกว่า กรดอะมิโน (amino acid) ซึ่งแบ่งได้เป็น ๒ พวก คือ
          ๑. กรดอะมิโนจำเป็น เป็นกรดอะมิโนที่ร่างกายสร้างไม่ได้  ต้องได้จากอาหารที่กินเข้าไปเท่านั้น กรดอะมิโนที่อยู่ในกลุ่มนี้มีอยู่ ๙ ตัว คือ ฮิสติดีน (histidine) ไอโซลิวซีน (isoleucine) ลิวซีน (leucine) ไลซีน (lysine) เมไทโอนีน (methionine) เฟนิลอะลานีน (phenylalanine) ทรีโอนีน (threonine) ทริปโตเฟน (tryptophan) และวาลีน (valine)
          ๒. กรดอะมิโนไม่จำเป็น เป็นกรดอะมิโนที่นอกจากได้จากอาหารแล้ว ร่างกายยังสามารถสร้างได้ เช่น อะลานีน (alanine) อาร์จินีน (arginine)  ซีสเตอีน (cysteine) โปรลีน (proline) และไทโรซีน (tyrosine) เป็นต้น
          เมื่อโปรตีนเข้าสู่ลำไส้  น้ำย่อยจากตับอ่อนและลำไส้จะย่อยโปรตีนจนเป็นกรดอะมิโนซึ่งดูดซึมเข้าสู่ร่างกาย  ร่างกายนำเอากรดอะมิโนเหล่านี้ไปสร้างเป็นโปรตีนมากมายหลายชนิด  โปรตีนแต่ละชนิดมีส่วนประกอบและการเรียงตัวของกรดอะมิโนแตกต่างกันไป

          หน้าที่ของโปรตีน

          โปรตีนมีบทบาทสำคัญต่อร่างกายอยู่ ๖ ประการ  คือ
          ๑. เป็นสารอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตไขมันและคาร์โบไฮเดรตไม่สามารถทดแทนโปรตีนได้เพราะไม่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ
          ๒. เมื่อเติบโตขึ้น ร่างกายยังต้องการโปรตีนเพื่อนำไปซ่อมแซมเนื้อเยื่อต่างๆที่สึกหรอไปทุกวัน
          ๓. ช่วยรักษาดุลน้ำ โปรตีนที่มีอยู่ในเซลล์และหลอดเลือด ช่วยรักษาปริมาณน้ำในเซลล์  และหลอดเลือดให้อยู่ในเกณฑ์ที่พอเหมาะ ถ้าร่างกายขาดโปรตีน น้ำจะเล็ดลอดออกจากเซลล์และหลอดเลือดเกิดอาการบวม
          ๔. กรดอะมิโนส่วนหนึ่งถูกนำไปสร้างเป็นฮอร์โมน เอนไซม์ สารภูมิคุ้มกัน และโปรตีนชนิดต่างๆ ซึ่งแต่ละตัวมีหน้าที่แตกต่างกันไป และมีส่วนทำให้ปฏิกิริยาต่างๆ ในร่างกายดำเนินต่อไปได้ตามปกติ
          ๕. รักษาดุลกรด-ด่างของร่างกาย เนื่องจากกรดอะมิโนมีหน่วยคาร์บอกซีล (carboxyl) ซึ่งมีฤทธิ์เป็นกรด  และหน่วยอะมิโนมีฤทธิ์เป็นด่าง โปรตีนจึงมีสมบัติรักษาดุลกรด-ด่าง ซึ่งมีความสำคัญต่อปฏิกิริยาต่างๆภายในร่างกาย
          ๖. ให้กำลังงาน โปรตีน ๑ กรัมให้กำลังงาน ๔ กิโลแคลอรี อย่างไรก็ตาม ถ้าร่างกายได้กำลังงานจากคาร์โบไฮเดรตและไขมันเพียงพอ จะสงวนโปรตีนไว้ใช้ในหน้าที่อื่น

          อาหารที่ให้โปรตีน
          อาจแบ่งโปรตีนตามแหล่งอาหารที่ให้โปรตีนออกเป็น ๒ พวก คือ โปรตีนจากสัตว์และโปรตีนจากพืช  เมื่อพิจารณาถึงคุณค่าทางโภชนาการของอาหารที่ให้โปรตีน  ต้องคำนึงถึงทั้งปริมาณและคุณภาพ  คือ ดูว่าอาหารนั้นมีโปรตีนมากน้อยเพียงใด และมีกรดอะมิโนจำเป็นครบถ้วนหรือไม่ อาหารที่ให้โปรตีน น้ำหนักส่วนหนึ่งเท่านั้นที่เป็นโปรตีน และจากตารางจะเห็นว่าอาหารแต่ละชนิดมีโปรตีนไม่เท่ากัน โปรตีนจากนมและไข่ถือว่ามีคุณค่าทางโภชนาการยอดเยี่ยม เพราะมีกรดอะมิโนจำเป็นครบถ้วน  ส่วนโปรตีนจากธัญพืชนอกจากมีปริมาณต่ำกว่าในเนื้อสัตว์และไข่แล้ว ยังมีความบกพร่องในกรดอะมิโนจำเป็นบางชนิด  เช่น  ข้าวขาดไลซีนและทรีโอนีน ข้าวสาลีขาดไลซีน ข้าวโพดขาดไลซีนและทริปโตเฟน  ส่วนถั่วเมล็ดแห้ง แม้ว่าจะมีปริมาณโปรตีนสูง   แต่มีระดับเมไทโอนีนต่ำ  อย่างใดก็ตามโปรตีนจากพืชยังมีความสำคัญ เพราะราคาถูกกว่าโปรตีนจากสัตว์ และเป็นอาหารหลักของประชาชนในประเทศที่กำลังพัฒนา   เพียงแต่ว่าต้องทำให้ประชาชนได้โปรตีนจากสัตว์เพิ่มขึ้น เพราะจะทำให้เพิ่มทั้งปริมาณและคุณภาพของโปรตีนที่รับประทานในแต่ละวัน

          ความต้องการโปรตีน
          คนเราต้องการโปรตีนในแต่ละวันมากน้อยเพียงใด ขึ้นกับปัจจัย ๒ ประการ คือ อาหารที่กินมีปริมาณและคุณภาพของโปรตีนอย่างไร และตัวผู้กินอายุเท่าไร  ตั้งครรภ์หรือให้นมบุตรอยู่หรือเปล่า  ตลอดจนมีอาการเจ็บป่วยอยู่หรือไม่  ความต้องการของโปรตีนลดลงตามอายุ  เมื่อแรกเกิดเด็กต้องการโปรตีนวันละประมาณ ๒.๒  กรัมต่อน้ำหนักตัวหนึ่งกิโลกรัม  ความต้องการดังกล่าวนี้ลดลงเรื่อยๆ จนกระทั่งตั้งแต่อายุ ๑๙ ปีขึ้นไป  ต้องการโปรตีนเพียง ๐.๘ กรัมต่อน้ำหนักตัว ๑ กิโลกรัมต่อวัน ที่เป็นเช่นนี้เพราะเด็กต้องการโปรตีนไปสร้างเนื้อเยื่อต่างๆในการเจริญเติบโต  ส่วนผู้ใหญ่แม้ว่าการเจริญเติบโตหยุดแล้ว  แต่ยังต้องการโปรตีนไว้ซ่อมแซมส่วนต่างๆ  ที่สึกหรอไป ส่วนหญิงตั้งครรภ์ต้องการโปรตีนเพิ่มขึ้นอีกวันละ ๓๐ กรัม เพื่อนำไปใช้สำหรับแม่และลูกในครรภ์  แม่ที่ให้นมลูกต้องกินโปรตีนเพิ่มอีกวันละ ๒๐ กรัม เพราะการสร้างน้ำนมต้องอาศัยโปรตีนจากอาหาร
คาร์โบไฮเดรต
          คาร์โบไฮเดรต จัดเป็นสารอาหารชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ในแต่ละโมเลกุลของคาร์โบไฮเดรตมีไฮโดรเจนและออกซิเจนอยู่ในอัตราส่วนสองต่อหนึ่ง   สูตรทั่วไปของคาร์โบไฮเดรตคือCn H2n On

          คาร์โบไฮเดรตแบ่งออกเป็น ๓ ประเภท คือ
          ๑. โมโนแซ็กคาไรด์ (monosaccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีโมเลกุลเล็กที่สุด  เมื่อกินแล้วจะดูดซึมจากลำไส้ได้เลย ไม่ต้องผ่านการย่อย ตัวอย่างของน้ำตาลประเภทนี้ได้แก่ กลูโคส (glucose) และฟรักโทส (fructose) ทั้งกลูโคสและฟรักโทสเป็นน้ำตาลที่พบได้ในผัก ผลไม้ และน้ำผึ้ง น้ำตาลส่วนใหญ่ที่พบในเลือด คือ กลูโคส ซึ่งเป็นตัวให้กำลังงานที่สำคัญ
          ๒. ไดแซ็กคาไรด์ (disaccharide)  เป็นคาร์โบไฮเดรตที่ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์ ๒ ตัวมารวมกันอยู่ เมื่อกินไดแซ็กคาไรด์เข้าไป น้ำย่อยในลำไส้เล็กจะย่อยออกเป็นโมโนแซ็กคาไรด์ก่อน ร่างกายจึงสามารถนำไปใช้เป็นประโยชน์ได้  ไดแซ็กคาไรด์ที่สำคัญทางด้านอาหาร  คือ แล็กโทส (lactose)  และซูโครส  (sucrose)  แล็กโทสเป็นน้ำตาลที่พบในน้ำนม แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยกลูโคส  และกาแล็กโทส (galactose) ส่วนน้ำตาลทรายหรือซูโครสนั้น พบอยู่ในอ้อยและหัวบีต แต่ละโมเลกุล ประกอบด้วย กลูโคสและฟรักโทส
          ๓. พอลีแซ็กคาไรด์  (polysaccharide) เป็นคาร์โบไฮเดรตที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่  และมีสูตรโครงสร้างซับซ้อน  ประกอบด้วยโมโนแซ็กคาไรด์จำนวนมากมารวมตัวกันอยู่   พอลีแซ็กคาไรด์ที่สำคัญทางอาหาร  ได้แก่ ไกลโคเจน (glycogen) แป้ง (starch) และเซลลูโลส (cellulose) ไกลโคเจนพบในอาหารพวกเนื้อสัตว์และเครื่องในสัตว์ ส่วนแป้งและเซลลูโลสพบในพืช แม้ว่าไกลโคเจน แป้ง และเซลลูโลสประกอบด้วยกลูโคสเหมือนกัน แต่ลักษณะการเรียงตัวของกลูโคสต่างกันทำให้ลักษณะสูตรโครงสร้างต่างกันไป เฉพาะไกลโคเจนและแป้งเท่านั้นที่น้ำย่อยในลำไส้สามารถย่อยได้
น้ำตาลประเภทโมโนแซ็กคาไรด์และไดแซ็กคาไรด์เป็นน้ำตาลที่มีรสหวาน แต่มีรสหวานไม่เท่ากันน้ำตาลฟรักโทส  กลูโคส และแล็กโทสมีความหวานเป็นร้อยละ ๑๑๐, ๖๑ และ ๑๖ ของน้ำตาลทรายตามลำดับ

          หน้าที่ของคาร์โบไฮเดรต          คาร์โบไฮเดรตมีบทบาทสำคัญต่อร่างกายดังนี้
          ๑. ให้กำลังงาน  ๑  กรัมของคาร์โบไฮเดรตให้ ๔ กิโลแคลอรี คาร์โบไฮเดรตเป็นสารอาหารที่ให้กำลังงานไม่ต่ำกว่าร้อยละ ๕๐ ของแคลอรีทั้งหมดที่ได้รับในแต่ละวัน  ชาวไทยในชนบทบางแห่งได้กำลังงานจากคาร์โบไฮเดรตถึงร้อยละ ๘๐
          ๒. สงวนคุณค่าของโปรตีนไว้ไม่ให้เผาผลาญเป็นกำลังงาน ถ้าได้กำลังงานจากคาร์โบไฮเดรตเพียงพอ
          ๓. จำเป็นต่อการเผาผลาญไขมันในร่างกายให้เป็นไปตามปกติ ถ้าหากร่างกายได้คาร์โบไฮเดรตไม่พอจะเผาผลาญไขมันเป็นกำลังงานมากขึ้น เกิดสารประเภทคีโทน  (ketone  bodies) คั่ง ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อร่างกายได้
          ๔. กรดกลูคูโรนิก (glucuronic acid) ซึ่งเป็นสารอนุพันธุ์ของกลูโคส ทำหน้าที่เปลี่ยนสารพิษที่เข้าสู่ร่างกายเมื่อผ่านไปที่ตับ ให้มีพิษลดลง และอยู่ในสภาพที่ขับถ่ายออกได้
          ๕. การทำงานของสมองต้องพึ่งกลูโคสเป็นตัวให้กำลังงานที่สำคัญ
          ๖. อาหารคาร์โบไฮเดรตพวกธัญพืช เป็นแหล่งให้โปรตีน วิตามิน และเกลือแร่ด้วย

          อาหารที่ให้คาร์โบไฮเดรตและความต้องการคาร์โบไฮเดรต          อาหารที่ให้คาร์โบไฮเดรตมีอยู่ ๕ ประเภท คือ ธัญพืช ผลไม้ ผัก นม ขนมหวานและน้ำหวานชนิดต่างๆ แม้ว่าโปรตีนและไขมันให้กำลังงานได้เช่นเดียวกับคาร์โบไฮเดรตก็จริง แต่อย่างน้อยที่สุด ผู้ใหญ่แต่ละคนควรกินคาร์โบไฮเดรตไม่ต่ำกว่า  ๕๐-๑๐๐ กรัม เพื่อหลีกเลี่ยงผลร้ายจากการเผาผลาญโปรตีนและไขมัน ถ้าจะให้ดีร้อยละ ๕๐ ของกำลังงานที่ได้รับในแต่ละวันควรด้มาจากคาร์โบไฮเดรต

ไขมัน
          ไขมัน หมายถึง สารอินทรีย์กลุ่มหนึ่งที่ไม่สามารถละลายได้ในน้ำ  แต่ละลายได้ดีในน้ำมันและไขมันด้วยกัน  ตัวอย่างของไขมันที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพของคน  คือ ไตรกลีเซอไรด์ (triglyceride) และคอเลสเทอรอล ส่วนใหญ่ของไขมันที่อยู่ในอาหาร คือ ไตรกลีเซอไรด์ ดังนั้น เมื่อพูดถึงไขมันเฉยๆ  จึงหมายถึงไตรกลีเซอไรด์  แต่ละโมเลกุลของไตรกลีเซอไรด์ ประกอบด้วย กลีเซอรอล (glycerol)  และกรดไขมัน  (fatty  acid) โดยกลีเซอรอลทำหน้าที่เป็นแกนให้กรดไขมัน  ๓  ตัวมาเกาะอยู่  กรดไขมันทั้ง ๓  ชนิดอาจเป็นชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดก็ได้   ไตร-กลีเซอไรด์ที่สกัดจากสัตว์มีลักษณะแข็งเมื่อทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้อง  ส่วนไตรกลีเซอไรด์ที่สกัดจากเมล็ดพืชผลไม้เปลือกแข็งและปลามีลักษณะเป็นน้ำมัน

          กรดไขมัน

          เป็นสารที่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน ไฮโดรเจนและออกซิเจน กรดไขมันแบ่งเป็น ๒ ประเภท คือ
          ๑. กรดไขมันไม่จำเป็น เป็นกรดไขมันที่นอกจากได้จากอาหารแล้ว ร่างกายยังสามารถสังเคราะห์ได้ด้วย เช่น กรดสเตียริก (stearic acid) กรดโอเลอิก (oleic acid)
          ๒. กรดไขมันจำเป็น  เป็นกรดไขมันที่ร่างกายสังเคราะห์เองไม่ได้ ต้องได้จากอาหารที่กินเข้าไป  มีอยู่ ๓ ตัวคือ กรดไลโนเลอิก (linoleic acid) กรดไลโนเลนิก  (linolenic  acid)  และกรดอะแรคิโดนิก (arachidonic acid) กรดไลโนเลอิกเป็นกรดไขมันจำเป็นที่พบมากที่สุดในอาหาร ส่วนกรดอะแรคิโดนิกนอกจากได้จากอาหารแล้ว ร่างกายยังสร้างได้จากกรดไลโนเลอิก

        หน้าที่ของไขมัน

          ไขมันมีความสำคัญในด้านโภชนาการหลายประการ นับตั้งแต่เป็นตัวให้กำลังงาน ไขมัน ๑ กรัม ให้กำลังงาน ๙ กิโลแคลอรี ให้กรดไขมันจำเป็นช่วยในการดูดซึมของวิตามินเอ ดี อี และเค รสชาติของอาหารจะถูกปากต้องมีไขมันในขนาดพอเหมาะและช่วยทำให้อิ่มท้องอยู่นาน นอกจากนี้ร่างกายยังเก็บสะสมไขมันไว้สำหรับให้กำลังงานเมื่อมีความต้องการ

        อาหารที่ให้ไขมัน

          ไขมัน นอกจากได้จากน้ำมันที่ใช้ในการปรุงอาหาร เช่น มันหมู มันวัว น้ำมันพืชชนิดต่างๆ อาหารอีกหลายชนิดก็มีไขมันอยู่ด้วย  เนื้อสัตว์ต่างๆ แม้มองไม่เห็นไขมันด้วยตาเปล่าก็มีไขมันแทรกอยู่  เช่น เนื้อหมู เนื้อวัว และ เนื้อแกะ มีไขมันประมาณร้อยละ ๑๕ - ๓๐ เนื้อไก่มีประมาณร้อยละ  ๖ - ๑๕  สำหรับเนื้อปลาบางชนิดมีน้อยกว่าร้อยละ ๑ บางชนิดมีมากกว่าร้อยละ ๑๒ ปลาบางชนิดมีไขมันน้อยในส่วนของเนื้อแต่ไปมีมากที่ตับ สามารถนำมาสกัดเป็นน้ำมันตับปลาได้ ในผักและผลไม้ มีไขมันน้อยกว่าร้อยละ ๑ ยกเว้นผลอะโวกาโด และโอลีฟ ซึ่งมีไขมันอยู่ถึงร้อยละ ๑๖ และ ๓๐ ตามลำดับ ในเมล็ดพืชและผลไม้เปลือกแข็งบางชนิดมีน้ำมันมาก สามารถใช้ความดันสูงบีบเอามาใช้ปรุงอาหารได้

          บทบาทของกรดไลโนเลอิกต่อสุขภาพ

          ถ้าได้กรดไลโนเลอิกไม่เพียงพอเป็นระยะเวลานาน จะปรากฏอาการแสดงต่อไปนี้ คือ การอักเสบของผิวหนัง เกล็ดเลือดลดต่ำลง ไขมันคั่งในตับ การเจริญเติบโตชะงักงัน เส้นผมหยาบ ติดเชื้อได้ง่าย และถ้ามีบาดแผลอยู่จะหายช้า การขาดกรดไลโนเลอิกนี้มักพบในผู้ป่วยที่กินอาหารทางปากไม่ได้ และได้สารอาหารต่างๆ ยกเว้นไขมัน ผ่านทางหลอดเลือดดำ ร่างกายต้องการกรดไลโนเลอิกในขนาดร้อยละ ๒ ของแคลอรีที่ควรได้รับ เพื่อป้องกันการขาดกรดไลโนเลอิกการศึกษาในระยะหลังได้พบว่า  ถ้ากินกรดไลโนเลอิกในขนาดร้อยละ ๑๒ ของแคลอรีที่ควรได้รับ  จะทำให้ระดับคอเลสเทอรอล และไตรกลีเซอไรด์ในลือดลดลง การจับตัวของเกล็ดเลือดที่จะเกิดเป็นก้อนเลือดอุดตันตามหลอดเลือดต่างๆ เป็นไปได้น้อยลง และช่วยลดความดันโลหิต

       ปริมาณของกรดไลโนเลอิกในน้ำมันที่ใช้ปรุงอาหาร

          น้ำมันที่ใช้ปรุงอาหาร ถ้ามาจากสัตว์มีกรดไลโนเลอิกน้อย น้ำมันพืชบางชนิดเท่านั้นมีกรดไลโนเลอิกมาก ในทางปฏิบัติควรเลือกกินน้ำมันพืชที่มีกรดไลโนเลอิกในเกณฑ์ร้อยละ ๔๖ ขึ้นไป เพราะในผู้ป่วยที่ได้รับกำลังงานวันละ  ๒,๐๐๐  กิโลแคลอรี จะต้องกินน้ำมันพืชประเภทที่มีไลโนเลอิกร้อยละ ๔๖ ถึงวันละ ๑๕  ช้อนชา จึงได้กำลังงานร้อยละ ๑๒ ที่มาจากกรดไลโนเลอิก ถ้าใช้น้ำมันพืชที่มีปริมาณกรดไลโนเลอิกต่ำกว่านี้จะต้องใช้ปริมาณน้ำมันมากขึ้นในการปรุงอาหารซึ่งในทางปฏิบัติเป็นไปได้ยาก

          ความต้องการไขมัน

          ปริมาณไขมันที่กินแต่ละวันควรอยู่ในเกณฑ์ร้อยละ  ๒๕-๓๕ ของแคลอรีทั้งหมดที่ได้รับ และร้อยละ๑๒ ของแคลอรีทั้งหมดควรมาจากกรดไลโนเลอิก
วิตามิน
          วิตามิน เป็นกลุ่มของสารอินทรีย์ ซึ่งร่างกายต้องการจำนวนน้อย เพื่อทำให้ปฏิกิริยาต่างๆ ในร่างกายเป็นไปตามปกติ ร่างกายไม่สามารถสร้างวิตามินได้ หรือสร้างได้ก็ไม่เพียงพอแก่ความต้องการ โดยอาศัยสมบัติการละลายตัวของวิตามิน ทำให้มีการแบ่งวิตามินเป็น ๒พวก คือ วิตามินที่ละลายในไขมัน และวิตามินที่ละลายในน้ำ

          วิตามินที่ละลายตัวในไขมัน

          วิตามินในกลุ่มนี้มี ๔ ตัว คือ เอ ดี อี  และเคการดูดซึมของวิตามินกลุ่มนี้ต้องอาศัยไขมันในอาหาร มีหน้าที่ทางชีวเคมีเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนบางชนิดในร่างกาย
          วิตามินเอ  มีชื่อทางเคมีว่า  เรทินอล (retinol) มีหน้าที่เกี่ยวกับการมองเห็น  โดยเฉพาะในที่ทีมีแสงสว่างน้อย การเจริญเติบโต และสืบพันธุ์ อาหารที่ให้เรทินอลมากเป็นผลิตผลจากสัตว์ ได้แก่ น้ำนม ไข่แดง ตับน้ำมันตับปลา พืชไม่มีเรตินอล แต่มีแคโรทีน (carotene) ซึ่งเปลี่ยนเป็นเรตินอลในร่างกายได้  การกินผลไม้  ผักใบเขียว  และผักเหลืองที่ให้แคโรทีนมาก เช่น มะละกอสุก มะม่วงสุก ผักบุ้ง ตำลึง ในขนาดพอเหมาะ จึงมีประโยชน์และป้องกันการขาดวิตามินเอได้
          วิตามินดี  มีมากในน้ำมันตับปลา ในผิวหนังคนมีสารที่เรียกว่า ๗-ดีไฮโดรคอเลสเทอรอล ซึ่งเมื่อถูกแสงอัลตราไวโอเลตจะเปลี่ยนเป็นวิตามินดีได้ เมื่อวิตามินดีเข้าสู่ร่างกายแล้วจะถูกเปลี่ยนแปลงที่ตับและไต เป็นสารที่มีฤทธิ์ช่วยในการดูดซึมแคลเซียมจากลำไส้  และการใช้แคลเซียมในการสร้างกระดูก การขาดวิตามินดีจะทำให้เกิดโรคกระดูกอ่อน
          วิตามินอี มีหน้าที่เกี่ยวกับการต่อต้านออกซิไดซ์สารพวกกรดไขมันไม่อิ่มตัว วิตามินเอ  วิตามินซีและแคโรทีน  วิตามินอีมีมากในถั่วเปลือกแข็ง ถั่วเปลือกอ่อน และน้ำมันพืช เช่น น้ำมันรำ น้ำมันทานตะวัน น้ำมันดอกคำฝอย ในเด็กคลอดก่อนกำหนดการขาดวิตามินอีทำให้ซีดได้
          วิตามินเค มีหน้าที่สร้างโปรตีนหลายชนิดที่เกี่ยวข้องกับการแข็งตัวของเลือด การขาดวิตามินเค ทำให้เกิดภาวะเลือดออกได้ง่าย วิตามินเคมีมากในตับวัวและผักใบเขียว เช่น ผักกาดหอม กะหล่ำปลี นอกจากนี้บัคเตรีในลำไส้ใหญ่ของคนสามารถสังเคราะห์วิตามินเค ซึ่งร่างกายนำไปใช้ได้

          วิตามินที่ละลายตัวในน้ำ

          วิตามินในกลุ่มนี้มีอยู่ ๙ ตัว คือ วิตามินซี บี๑ บี๒ บี๖ ไนอาซิน กรดแพนโทเทนิก (pantothenic acid) ไบโอติน (biotin) โฟลาซิน (folacin) และบี๑๒ สำหรับวิตามิน ๘ ตัวหลังมักรวมเรียกว่า วิตามินบีรวมหน้าที่ทางชีวเคมีของวิตามินที่ละลายตัวในน้ำ คือ เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหรือทำให้ปฏิกิริยาของร่างกายดำเนินไปได้ วิตามินพวกนี้ต้องถูกเปลี่ยนแปลงจากสูตรโครงสร้างเดิมเล็กน้อยก่อนทำหน้าที่ดังกล่าวได้
          วิตามินซี  มีหน้าที่เกี่ยวกับการสร้างสาร  ซึ่งยึดเซลล์ในเนื้อเยื่อชนิดเดียวกัน  ที่สำคัญได้แก่  เนื้อเยื่อหลอดเลือดฝอย  กระดูก  ฟัน และพังผืด การขาดวิตามินซี  ทำให้มีอาการเลือดออกตามไรฟัน ที่เรียกว่า โรคลักปิดลักเปิด และอาจมีเลือดออกในที่ต่างๆของร่างกาย อาหารที่มีวิตามินซีมากคือ ผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว เช่น ส้ม มะนาว และผักสดทั่วไป
          วิตามินบี๑  ทำหน้าที่เกี่ยวกับปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงของคาร์โบไฮเดรตในร่างกาย ถ้าขาดจะเป็นโรคเหน็บชา อาหารที่มีวิตามินบี๑ มาก คือเนื้อหมูและถั่ว ส่วนข้าวที่สีแล้วมีวิตามินบี๑ น้อย
          วิตามินบี๒  มีหน้าที่ในขบวนการทำให้เกิดกำลังงานแก่ร่างกายอาหารที่มีวิตามินนี้มาก คือ ตับ หัวใจ ไข่ นม และผักใบเขียว
          วิตามินบี๖ มีหน้าที่เกี่ยวกับการเผาผลาญโปรตีนภายในร่างกาย ถ้าได้วิตามินบี๖ ไม่พอ จะเกิดอาการชาและซีดได้ อาหารที่ให้วิตามินบี๖ ได้แก่ เนื้อสัตว์ เครื่องในสัตว์ ถั่ว กล้วย และผักใบเขียว
          ไนอาซิน มีหน้าที่เกี่ยวกับปฏิกิริยาการเผาผลาญสารอาหารเพื่อให้เกิดกำลังงาน การหายใจของเนื้อเยื่อและการสร้างไขมันในร่างกาย การขาดไนอาซินจะทำให้มีอาการผิวหนังอักเสบบริเวณที่ถูกแสงแดด ท้องเดินและประสาทเสื่อม ความจำเลอะเลือน อาหารที่มีวิตามินนี้มาก ได้แก่ เครื่องในสัตว์และเนื้อสัตว์ ร่างกายสามารถสร้างไนอาซินได้จากกรดอะมิโนทริปโตเฟน
          กรดแพนโทเทนิก มีหน้าที่เกี่ยวกับการเผาผลาญสารอาหารเพื่อให้เกิดกำลังงาน อาหารที่ให้วิตามินตัวนี้ ได้แก่ ตับ ไต ไข่แดง และผักสด โอกาสที่คนจะขาดวิตามินตัวนี้มีน้อย
          ไบโอติน  มีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาของกรดไขมันและกรดอะมิโน โอกาสที่คนจะขาดวิตามินตัวนี้มีน้อย   เพราะอาหารที่ให้วิตามินตัวนี้มีหลายชนิด เช่น  ตับ ไต ถั่ว และดอกกะหล่ำ
          โฟลาซิน  มีหน้าที่เกี่ยวกับการสังเคราะห์กรดนิวคลิอิกและโปรตีน ถ้าขาดวิตามินตัวนี้จะเกิดอาการซีด  ชนิดเม็ดเลือดแดงโต อาหารที่ให้โฟลาซินมาก คือ ผักใบเขียวสด น้ำส้ม ตับและไต
          วิตามินบี๑๒ มีส่วนสำคัญต่อการทำงานของเซลล์ในร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อไขกระดูก ระบบประสาท และทางเดินอาหาร มีส่วนสัมพันธ์กับหน้าที่บางอย่างของโฟลาซินด้วย การขาดวิตามินบี๑๒ จะมีอาการซีดชนิดเม็ดเลือดแดงโต และมีความผิดปกติทางระบบประสาท วิตามินบี๑๒ พบมากในอาหารจากสัตว์  เช่น  ตับ ไต น้ำปลาที่ได้มาตรฐานปลาร้า แต่ไม่พบในพืช
          จะเห็นได้ว่า วิตามินบางชนิดมีอยู่เฉพาะในพืชหรือสัตว์ บางชนิดมีทั้งในพืชและสัตว์ การกินข้าวมากโดยไม่ได้อาหารพวกเนื้อสัตว์ ถั่ว พืช ผัก ไขมัน และผลไม้ที่เพียงพอ ย่อมทำให้ขาดวิตามินได้ง่ายขึ้น เพราะข้าวที่ขัดสี แล้วมีระดับวิตามินเอ บี๑ และบี๑๒ ต่ำมาก
เกลือแร่
          เกลือแร่ เป็นกลุ่มของสารอนินทรีย์ที่ร่างกายขาดไม่ได้ มีการแบ่งเกลือแร่ที่คนต้องการออกเป็น ๒ ประเภท คือ
          ๑. เกลือแร่ที่คนต้องการในขนาดมากกว่าวันละ ๑๐๐ มิลลิกรัม ได้แก่ แคลเซียม ฟอสฟอรัส โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน แมกนีเซียม และกำมะถัน
          ๒. เกลือแร่ที่คนต้องการในขนาดวันละ ๒-๓ มิลลิกรัม ได้แก่ เหล็ก ทองแดง โคบอลต์  สังกะสี แมงกานีส  ไอโอดีน  โมลิบดีนัม  ซีลีเนียม ฟลูออรีนและโครเมียม

          หน้าที่ของเกลือแร่

          ร่างกายมีเกลือแร่เป็นส่วนประกอบอยู่ประมาณร้อยละ ๔ ของน้ำหนักตัว เกลือแร่แต่ละชนิดมีหน้าที่เฉพาะของตัวเอง อย่างไรก็ตาม หน้าที่โดยทั่วไปของเกลือแร่มีอยู่ ๕ ประการ คือ
          ๑. เป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อ  เช่น แคลเซียม ฟอสฟอรัส และแมกนีเซียม เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของกระดูกและฟัน ทำให้กระดูกและฟันมีลักษณะแข็ง
          ๒. เป็นส่วนประกอบของโปรตีน  ฮอร์โมนและเอนไซม์ เช่น เหล็ก เป็นส่วนประกอบของโปรตีนชนิดหนึ่ง เรียกว่า เฮโมโกลบิน (hemoglobin) ซึ่งจำเป็นต่อการขนถ่ายออกซิเจนแก่เนื้อเยื่อต่างๆ ทองแดงเป็นส่วนประกอบของเอนไซม์ ซึ่งจำเป็นต่อการหายใจของเซลล์ไอโอดีนเป็นส่วนประกอบของฮอร์โมนไทรอกซีน ซึ่งจำเป็นต่อการทำงานของร่างกาย ถ้าหากร่างกายขาดเกลือแร่เหล่านี้ จะมีผลกระทบต่อการทำงานของโปรตีน ฮอร์โมน  และเอนไซม์ที่มีเกลือแร่เป็นองค์ประกอบ
          ๓. ควบคุมความเป็นกรด-ด่างของร่างกาย  โซเดียม โพแทสเซียม คลอรีน และฟอสฟอรัส  ทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมความเป็นกรด-ด่างของร่างกาย เพื่อให้มีชีวิตอยู่ได้
          ๔. ควบคุมดุลน้ำ โซเดียม  และโพแทสเซียมมีส่วนช่วยในการควบคุมความสมดุลของน้ำภายในและภายนอกเซลล์
          ๕. เร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาหลายชนิดในร่างกายจะดำเนินไปได้ ต้องมีเกลือแร่เป็นตัวเร่ง เช่น แมกนีเซียม เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวกับการเผาผลาญกลูโคสให้เกิดกำลังงาน

          อาหารที่ให้เกลือแร่

          ต้นตอสำคัญของเกลือแร่ชนิดต่างๆ นั้น มีอยู่ในอาหารที่ให้โปรตีน เช่น เนื้อสัตว์ นม ถั่วเมล็ดแห้งผักและผลไม้ก็ให้เกลือแร่บางชนิดด้วย เช่น โพแทสเซียม  แมกนีเซียม ส่วนโซเดียมและคลอรีนนั้นร่างกายได้จากเกลือที่ใช้ปรุงอาหาร

น้ำ
          น้ำเป็นสารอาหารอีกชนิดหนึ่ง  ที่คนขาดไม่ได้ร่างกายได้น้ำจากน้ำดื่ม และการเผาผลาญโปรตีน  คาร์โบไฮเดรต  และไขมัน  ร่างกายขับถ่ายน้ำออกมากับปัสสาวะและอุจจาระ   และโดยการระเหยทางผิวหนังและทางระบบทางเดินหายใจ ร่างกายมีกลไกควบคุมรักษาดุลน้ำให้อยู่ในเกณฑ์พอเหมาะ การขาดน้ำ  เช่น ไม่มีน้ำดื่มเป็นเวลา ๒-๓ วัน หรือเกิดท้องเดินอย่างรุนแรงไม่ได้รับการรักษา  สามารถทำให้เสียชีวิตได้  ในทางตรงกันข้ามถ้าร่างกายมีน้ำมากไป  เช่น  เป็นโรคไตขับถ่ายปัสสาวะไม่ได้ จะเกิดอาการบวม ซึ่งทำให้ตายได้เช่นกัน

ใยอาหาร
          ใยอาหาร (dietary fiber) หมายถึง สารจากพืชที่คนกินแล้ว น้ำย่อยไม่สามารถย่อยได้  ได้แก่  เซลลูโลส (cellulose) เฮมิเซลลูโลส (hemicellulose)  เพกทิน  (pectin) และลิกนิน (lignin) แม้ว่าร่างกายไม่สามารถย่อยใยอาหาร  แต่การไม่กินใยอาหารมีผลร้ายต่อสุขภาพได้ การศึกษาพบว่า ใยอาหารมีบทบาทสำคัญต่อการขับถ่ายอุจจาระให้ดำเนินไปตามปกติ  ซึ่งมีส่วนสำคัญต่อการป้องกันไม่ให้เกิดโรคถุงตันที่ลำไส้ใหญ่ โรคมะเร็งของลำไส้ใหญ่ และลดระดับคอเลสเทอรอลในเลือด
 
วิธีการถนอมอาหารในบางฤดูกาลมีผลผลิตประเภทอาหารมากมาย ทำให้ไม่สามารถรับประทานอาหารสดๆได้หมด แต่เราสามารถเก็บรักษาอาหารนั้นไว้รับประทานต่อไปได้ด้วยวิธีการถนอมอาหาร ซึ่งการเลือกวิธีการถนอมอาหารที่เหมาะสมจะทำให้สามารถเก็บรักษาอาหารไว้ได้นาน และสามารถรับประทานได้ตลอดฤดูกาล โดยที่อาหารไม่บูดเน่าเสียหรือต้องทิ้งโดยเปล่าประโยชน์
การถนอมอาหารด้วยวิธีการต่างๆมีดังนี้
การถนอมอาหารโดยตากแห้ง
1.การถนอมอาหารโดยตากแห้ง
เป็นวิธีที่ง่ายและประหยัดมากที่สุด ใช้ได้กับอาหารประเภทเนื้อสัตว์ ผักและผลไม้ โดยนำน้ำหรือความชื้นออกจากอาหารให้มากที่สุดเพื่อให้เอนไซม์ในอาหารไม่สามารถทำงานและบัตเตรีไม่สามารถที่เจริญเติบโตได้ในของแห้ง
สำหรับวิธีการตากแห้งอาจใช้ความร้อนหรือความร้อนจากแหล่งอื่น เช่น ตู้อบ เป็นต้นถ้าใช้แสงแดดควรมีฝาชีหรือตู้ที่เป็นมุ้งลวดป้องกันแมลงและฝุ่นละออง อาหารที่ผ่านวิธีการตากเเห้งแล้ว เช่น เนื้อเค็ม ปลาเค็ม กล้วยตาก เป็นต้น
การดอง
2.การดอง
เป็นการถนอมอาหารโดยใช้สารปรุงแต่งให้มีรสเปรี้ยว เค็ม หวาน หรือมีรสผสมทั้งเปรี้ยว เค็ม หวาน อุปกรณ์ที่ใช้ดองควรเป็นพวกเครื่องแก้ว ไม่ควรใช้ภาชนะที่เป็นโลหะ เช่น หม้อ อะลูมีเนียม เป็นต้น เพราะในขณะดองอาจมีกรดเกิดขึ้นซึ่งกรดพวกนี้จะทำปฏิกิริยากับโลหะทำให้เกิดสารพิษในอาหรสำหรับปรุงรสที่ใช้ ได้แก่ เกลือ น้ำตาล น้ำส้มบริสุทธิ์ ส่วนอาหารที่ใช้วิธีดอง เช่น มะม่วงดอง ผักกาดดอง หน่อไม้ดอง เป็นต้น
การถนอมอาหารโดยใช้น้ำตาล
3.การถนอมอาหารโดยใช้น้ำตาล
การถนอมอาหารโดยใช้น้ำตาลนิยมใช้กับพวกผลไม้ โดยทั่วไปแล้วผลไม้ที่มีรสเปรี้ยว
จะนิยมใส่น้ำตาลมาก การใช้น้ำตาลเพื่อการถนอมอาหารมีหลายวิธี ดังนี้
การเชื่อม
1. การเชื่อม
ใช้ความเข้มข้นของน้ำตาลแตกต่างกันตามอัตราส่วน ดังนี้
1.น้ำเชื่อมใส ใช้น้ำตาล 1 ถ้วย น้ำ 3 ถ้วย
2.น้ำเชื่อมปานกลาง ใช่น้ำตาล 1 ถ้วย น้ำ 2 ถ้วย
3.น้ำเชื่อมเข้มข้น ใช้น้ำตาล 1 ถ้วย น้ำ 1ถ้วยการเชื่อมนิยมใช้กับผลไม้บรรรจุกระป๋อง หรือขวด ที่เรียกว่า ลอยแก้ว เช่น เงาะกระป๋อง ลิ้นจี่กระป๋อง เป็นต้น
การทำแยม
2. การทำแยม
เป็นการใส่น้ำตาลในเนื้อผลไม้ที่มีน้ำปนอยู่ส่วนมาก แล้วกวนให้เข้ากัน เช่น แยมส้ม แยมสับปะรด เป็นต้น
การแช่อิ่ม
3.การแช่อิ่ม
เป็นการใส่น้ำตาลในปริมาณมาก โดยการแช่ในน้ำเชื่อม และเพิ่มความเข้มข้น ของน้ำเขื่อมจนถึงจุดอิ่มตัว แล้วนำมาทำแห้ง สมัยก่อนนิยมใช้วิธีการถนอมอาหารนี้กับผลไม้ ปัจจุบันนำผักหลายชนิดมาแช่อิ่ม แล้วจัดจำหน่ายจนเป็นที่นิยมในท้องตลาดเช่น ลูกตำลึง ก้านบอระเพ็ด ลูกมะกรูด เป็นต้น
การถนอมอาหารโดยการแช่แข็ง
4.การถนอมอาหารโดยการแช่แข็ง
การแช่เเข็งเป็นการถนอมอาหาร โดยการใช้อุณหภูมิต่ำ โดยการควบคุมจุลินทรีย์ และบัตเตรีไม่ให้สามารเจริญเติบโตได้ นิยมใช้กับอาหารสด อาหารที่ปรุงเสร็จแล้ว และบรรจุภัณฑ์พร้อมจำหน่าย ซึ่งผู้บริโภคซื้อแล้วสามารถนำไปอุ่นก่อนรับประทาน ในปัจจุบันนิยมแพร่หลายถึงแม้ว่าจะมีราคาสูง เพราะช่วยประหยัดเวลาเเละเเรงงาน ในการประกอบอาหาร นอกจากนี้ อาหารแช่เเข็งจะสดและมีรสชาติดีกว่าอาหารกระป๋อง
การถนอมอาหารโดยใช้สารปรุงแต่งอาหาร
5.การถนอมอาหารโดยใช้สารปรุงแต่งอาหาร
การใช้สารปรุงแต่งอาหารเป็นการถนอมอาหาร เพื่อหยุดยั้งการเปลี่ยนแปลงการทำงาน
ของเอนไซม์หรือปฏิกิริยาทางเคมี ทำให้เก็บรักษาอาหารได้นานขึ้งหรือตกแต่งอาหาร
สารปรุงแต่งที่นิยมใส่ในอาหาร มีดังนี้
1.) สารกันบูด ถ้าใช้เพียงเล็กน้อยจะไม่เป็นอันตราย แต่ถ้าใช้มากแม้แต่เกลือก็เป็นพิษต่อร่างกายไม่ควรใช้มากหรือบ่อยจนเกินไป ส่วนปริมาณที่ใช้อย่างปลอดภัย
ควรใช้สารกันบูด 1 กรัมต่อน้ำหนักอาหาร 1 กิโลกรัม
2) สีผสมอาหาร ควรใช้สีจากธรรมชาติ หรือสารเคมีที่ได้รับอนุญาตให้ใส่ในอาหาร ขององค์การเภสัชกรรม
3) สารเคมี ช่วยในการควบคุมความเป็นกรด ด่าง เกลือในอาหารควบคุมคุณสมบัติทางกายภาพของอาหาร ทำให้อาหารสด เช่น ทำให้ผลไม้สุกช้าหรือทำให้สุกเร็ว เช่น พวกแก๊สบ่มผลไม้ เป็นต้น ก่อนใช้ควรศึกษาและดูคำแนะนำในซอง หรือฉลากที่ปิดไว้ข้างภาชนะบรรจุ
การรมควัน
6.การรมควัน
การรมควันเป็นการถนอมอาหารที่ต่างไปจากการ ตากแห้งธรรมดา นอกจากจะทำให้อาหารแห้งแล้ว ยังช่วยรักษาให้อาหารเก็บได้นาน มีกลิ่นหอมและรสชาติแปลกซึ่งเป็นที่นิยมกันมาก การรมควันที่สามารถทำได้ในครอบครัวจะเป็นแบบธรรมชาติิโดยการสุมไฟด้วยไม้กาบมะพร้าว ขี้เลื่อย ซางข้าวโพด ให้แขวนอาหารไว้เหนือกองไฟใช้ไฟอ่อนๆเพื่อให้รมควันอาหารไปพร้อมกับไอร้อนจะช่วยทำให้อาหารแห้งเร็ว เช่น รมควันปลา เป็นต้น

วันพฤหัสบดีที่ 13 มกราคม พ.ศ. 2554

การสื่อสารข้อมูลและเครือข่ายคอมพิวเตอร์


การสื่อสารข้อมูลและเครื่อข่ายคอมพิวเตอร์



          ระบบเครือข่าย (Network System) หมายถึง การเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ ตั้งแต่ 2 เครื่องขึ้นไปเข้าด้วยกัน เช่น การเชื่อมต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในห้องเรียน ภายในองค์กร ระหว่าง อาคาร ระหว่างเมืองต่าง ๆ ตลอดไปจนถึงการเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ทั่วทั้งโลกที่เรียกว่า "อินเทอร์เน็ต" (Internet)
     การติดต่อสื่อสารข้อมูลในปัจจุบันมีรากฐานมาจากความพยายามในการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกันโดยอาศัยระบบการสื่อสาร   ต่อมาเมื่อมีการใช้
คอมพิวเตอร์มากขึ้นความต้องการในการติดต่อระหว่างคอมพิวเตอร์หลายเครื่องในเวลาเดียวกัน เรียกว่า ระบบเครือข่าย (Network System)
     ระบบสำนักงานอัตโนมัติ (Office Automation System) เป็นวิธีการทางด้านการสื่อสารข้อมูล ที่กำลังได้รับการนำมาประยุกต์ใช้ในระบบสำนักงาน ซึ่งเป็นระบบที่มี บุคคลากรในการทำงานน้อยที่สุดโดยอาศัยเครื่องมือแบบอัตโนมัติและระบบสื่อสารเชื่อมโยงข่าวสาร ระหว่างเครื่องมือเข้าด้วยกัน

สำนักงานที่จัดว่าเป็นสำนักงานอัตโนมัติประกอบด้วยองค์ประกอบสำคัญ คือ
  1. Networking System คือ ระบบข่ายงานที่เชื่อมโยงระบบคอมพิวเตอร์ระหว่างกันทั่วองค์กร
  2. Electronic Data Interchange  คือ การสื่อสารข้อมูลข่าวสารระหว่างกัน โดยอาศัยสัญญาณข้อมูลข่าวสาร
    แบบอิเล็กทรอนิกส์ผ่านระบบข่ายงาน
  3. Internet Working  คือ การรวมตัวกันของระบบข่ายงานที่กระจายอยู่ทั่วโลก จนกลายเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่
  4. Paperless System คือ ระบบที่ไม่ใช้กระดาษบทบาทที่สำคัญอีกบทบาทหนึ่งคือการให้บริการข้อมูล
ประโยชน์ของการสื่อสารข้อมูล

 1.  จัดเก็บข้อมูลได้ง่ายและสื่อสารได้รวดเร็ว
 2.  ความถูกต้องของข้อมูล
 3.  ความเร็วของการทำงาน
 4.  ประหยัดต้นทุน

มาตรฐานสำหรับระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์                      
 
    การทำงานในสำนักงานจำเป็นต้องมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน โต๊ะทำงานแต่ละตัวจะเป็นเสมือนจุดหนึ่งของการประมวลผล  การวิเคราะห์  การแยกแยะข้อมูลและส่งให้โต๊ะอื่นๆ หรือหน่วยอื่น ๆ ต่อไปการเชื่อมโยงเครือข่ายทำให้เกิดเป็นระบบแห่งการประมวลผล หรือทำให้คอมพิวเตอร์หลาย ๆ ระบบเชื่อมเข้าด้วยกัน ระบบสำนักงานอัตโนมัติจึงเป็นเรื่องของการประมวลผลในจุดต่าง ๆ แล้วส่งข้อมูลถึงกันผ่านทาง
เครือข่ายคอมพิวเตอร์

    เหตุผลของการเชื่อมโยงเครือข่ายคอมพิวเตอร์เข้าหากัน  เนื่องจากราคาของคอมพิวเตอร์ถูกลงและมีความต้องการเพิ่มขีดความสามารถของระบบโดยรวม เพราะอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เพียงอย่างเดียวก็ทำงานได้ในตัวเองอย่างหนึ่ง แต่เมื่อรวมกันจะทำงานได้เพิ่มขึ้นและสามารถใช้ทรัพยากรร่วมกันและแลกเปลี่ยน
ข้อมูลระหว่างกันได้

    การส่งข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบเครือข่าย จำเป็นต้องมีมาตรฐานกลางที่ทำให้คอมพิวเตอร์
และอุปกรณ์ต่างรุ่น ต่างยี่ห้อ ทุกเครื่องหรือทุกระบบสามารถเชื่อมโยงกันได้  ในระบบเครือข่าย จะมีการดำเนินงานพื้นฐานต่าง ๆ กัน เช่น การรับส่งข้อมูล 
การเข้าใช้งานเครือข่าย การพิมพ์งานโดยใช้อุปกรณ์ของเครือข่าย เป็นต้นองค์กรว่าด้วยเรื่องมาตรฐานระหว่างประเทศ จึงได้กำหนด มาตรฐานการจัดระบบการเชื่อต่อสื่อสารเปิด (Open Systems Interconnection : OSI) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ใช้ในการรับส่งข้อมูลระหว่าง 2 ปลายทางใด ๆ บนเครือข่ายระบบสื่อสาร  มีการแบ่งออกเป็นระดับ (Layer) ได้ 7 ระดับ โดยแต่ละระดับจะมีการกำหนดมาตรฐานในการติดต่อเป็นของตัวเอง และระดับหนึ่งจะติดต่อกับระดับที่เท่ากันของอีกปลายหนึ่งระดับที่สูงกว่าจะสั่งงานและรับข้อมูลที่ประมวลผลแล้วจากระดับที่ต่ำกว่า โดยไม่จำเป็นต้องทราบรายละเอียดของระดับที่ต่ำกว่า
   การสื่อสารในระดับต่าง ๆจะอาศัยการควบคุมเพื่อให้ระบบการทำงานนั้นเป็นไปอย่างถูกต้องมีมาตรฐานโดยการสื่อสารข้อมูลแบบแพ็กเก็ต จะเกี่ยวพันกับ 3ระดับล่าง ซึ่งได้แก่

1. ระดับฟิสิคัล (Physical Layer) เป็นระดับที่เกี่ยวข้องกับการรับข้อมูลเป็นบิต ซึ่งเกี่ยวข้องกับระดับแรงดันไฟฟ้าช่วงความถี่ คาบเวลา
2. ระดับดาต้าลิงค์ (Data Link Layer) เป็นระดับที่ทำการแปลงการรับส่งข้อมูล ที่มีความไม่แน่นอนให้แน่นอนขึ้น โดยการจัดรูปแบบข้อมูลเป็นบล็อก เช่น เฟรม (Frame) พร้อมทั้งมีการตรวจสอบข้อผิดพลาด
3. ระดับเนตเวอร์ค (Network Layer) ทำการส่งข้อมูลเป็นแพ็กเก็ตเข้าไปในเนตเวอร์ค
แพ็กเก็ตก็อาจเดินทางไปอย่างอิสระ โดยมีการจ่าหน้าแอดเดรสของผู้รับและผู้ส่งวิธีนี้เรียกว่า Datagrame
    ปัจจุบันมีผู้ใช้อินเทอร์เน็ตจำนวนมากทั่วโลก แต่ละคนก็ใช้คอมพิวเตอร์ต่างแบบต่างรุ่นกัน
ดังนั้นการสื่อสารระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์จะต้องอาศัยภาษากลางที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้ากันกันได้ ซึ่งภาษากลางนี้มีชื่อทางเทคนิคว่า "โปรโตคอล" (Protocol)   สำหรับโปรโตคอลมาตรฐานที่ใช้ใน การสื่อสารบนอินเทอร์เน็ตมีชื่อเรียกว่า TCP/IP ซึ่งได้แพร่หลายไปทั่วโลกพร้อมๆ กับเครือข่าย อินเทอร์เน็ต และเป็นโปรโตคอลที่กำลังได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน

    การทำงานของโปรโตคอล TCP/IP จะแบ่งข้อมูลที่เครื่องคอมพิวเตอร์ส่งไปยังเครื่องอื่นไปส่วนย่อยๆ(เรียกว่า แพ็คเก็ต : packet) และส่งไปตามเครือข่ายอินเตอร์เน็ต โดยการกระจายแพ็กเก็ตเหล่านั้นไปหลายทาง โดยในแต่ละเส้นทางจะไปรวมกันที่จุดปลายทาง และถูกนำมารวมกันเป็นข้อมูลที่สมบูรณ์อีกครั้งหนึ่ง
    รูปแบบการทำงานของโปรโตคอล TCP/IP ที่มีการแบ่งข้อมูลและจัดส่งเป็นส่วนย่อย จะสามารถช่วยป้องกันความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นในการติดต่อสื่อสารได้ เพราะถ้าข้อมูลเกิด สูญหายก็จะเกิดเป็นเพียงบางส่วนเท่านั้นมิใช่หายไปทั้งหมด ซึ่งคอมพิวเตอร์ปลายทางสามารถ ตรวจหาข้อมูลที่สูญหายไปได้ และติดต่อให้
คอมพิวเตอร์ต้นทางส่งเพียงเฉพาะข้อมูลที่หายไปมาใหม่อีกครั้งได้

    โปรโตคอล TCP/IP ถูกคิดค้นโดยรัฐบาลสหรัฐและถูกนำมาใช้กับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพี่อป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้ เช่น ในกรณีที่ศูนย์คอมพิวเตอร์ใหญ่ในรัฐใดรัฐหนึ่งถูกโจมตีจนได้รับความเสียหาย เครือข่ายคอมพิวเตอร์ส่วนที่เหลือก็ยังสามารถติดต่อถึงกันได้อยู่ เพราะข้อมูลจะถูกโอนย้ายไปตามเส้นทางอื่นในเครือข่ายแทน


ความหมายของระบบเครื่อข่ายคอมพิวเตอร์
 
     เครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Computer Network) คือกลุ่มของคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ถูกนำมาเชื่อมต่อกันผ่านอุปกรณ์ด้านการสื่อสารหรือสื่ออื่นใด ทำให้ผู้ใช้ในระบบเครือข่ายสามารถติดต่อสื่อสาร
แลกเปลี่ยนและใช้ อุปกรณ์ต่าง ๆ ของเครือข่ายร่วมกันได้ 


     การที่เครือข่ายคอมพิวเตอร์มีบทบาท และความสำคัญเพิ่มขึ้นเพราะไมโครคอมพิวเตอร์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย จึงเกิดความต้องการที่จะเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เหล่านั้นเข้าด้วยกัน เพื่อเพิ่มขีดความสามารถของระบบให้สูงขึ้นเพิ่มการใช้งานด้านต่าง ๆ และลดต้นทุนระบบโดยรวมลง เครือข่ายมีตั้งแต่ขนาดเล็กที่เชื่อมต่อกันด้วยคอมพิวเตอร์ เพียงสองสามเครื่องเพื่อใช้งานในบ้าน หรือในบริษัทเล็กๆ ไปจนถึงเครือข่ายระดับโลกที่ครอบคลุมไปเกือบทุกประเทศ เครือข่ายสามารถเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์เป็นจำนวนมากทั่วโลกเข้าด้วยกันเราเรียกว่า เครือข่ายอินเทอร์เน็ต


โคงสร้างของเครือข่ายคอมพิวเตอร์

1. เครือข่ายเฉพาะที่  (Local Area Network : LAN)
 
2. เครือข่ายเมือง (Metropolitan Area Network : MAN)


3. เครือข่ายบริเวณกว้าง ( Wide Area Network : WAN

 
การต่อเชื่อมเครือข่ายคอมพิวเตอร์ระยะใกล้
 
    หากต้องการที่จะนำเอาเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมาต่อเป็นระบบ โดยใช้ขีดความสามารถเดิมที่มีอยู่ สามารถทำได้ด้วยวิธีการง่าย ๆ ดังนี้
 
 1. การเชื่อมต่อผ่านช่องทาง Com1, Com2 และ LPT เป็นวิธีที่นำคอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ต่อผ่านช่องทาง COM1  หรือ COM2 เพื่อการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างกัน


 2. การเชื่อมต่อโดยใช้ระบบสลับสายข้อมูล

 3. การเชื่อมต่อผ่านระบบผู้ใช้หลายคนหลายช่องทาง ระบบผู้ใช้หลายคนขนาดเล็ก ที่อยู่บนไมโครคอมพิวเตอร์มีหลายระบบ เช่น ระบบยูนิกซ์ ระบบลีนุกซ์ ระบบดังกล่าวสามารถเชื่อมขยายเข้ากับสถานีย่อยได้มาก เป็นระบบที่ใช้งานร่วมกันได้ในราคาประหยัด โครงสร้างระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ (Network Topology)
    เครือข่ายแบบบัส (Bus Network)  เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ต่าง ๆ ด้วยสายเคเบิลยาวต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ โดยจะมีคอนเน็กเตอร์เป็นตัวเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เข้ากับสายเคเบิล ในการส่งข้อมูลจะมีคอมพิวเตอร์เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่สามารถส่งข้อมูลได้ในช่วงเวลาหนึ่งๆ
    เครือข่ายแบบดาว (Star Network) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ เข้ากับอุปกรณ์ที่เป็นจุดศูนย์กลางของเครือข่ายโดยการนำสถานีต่าง ๆ มาต่อร่วมกันกับหน่วยสลับสายกลาง การติดต่อสื่อสารระหว่างสถานีจะกระทำได้ด้วยการติดต่อผ่านทางวงจรของหน่วยสลับสายกลาง การทงานของหน่วยสลับสายกลาง จึงเป็นศูนย์กลางของการติดต่อ วงจรเชื่อมโยงระหว่างสถานี ต่าง ๆ ที่ต้องการติดต่อกัน
    เครือข่ายแบบวงแหวน (Ring Network) เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อ คอมพิวเตอร์ด้วยสายคเบิลยาวเส้นเดียวในลักษณะวงแหวน  การรับส่งข้อมูลในเครือข่ายวงแหวน จะใช้ทิศทางเดียวเท่านั้น เมื่อคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่งส่งข้อมูลมันก็จะส่งไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไป ถ้าข้อมูลที่รับมาไม่ตรงตามที่คอมพิวเตอร์เครื่องต้นทางระบุ ก็จะส่งผ่านไปยังคอมพิวเตอร์เครื่องถัดไปซึ่งจะเป็นขั้นตอน อย่างนี้ไปเรื่อย ๆ จนกว่าจะถึงคอมพิวเตอร์ปลายทางที่ถูกระบุตามที่อยู่จากเครื่องต้นทาง
    เครือข่ายแบบต้นไม้ (Tree Network)  เป็นเครือข่ายที่มีผสมผสานโครงสร้างเครือข่ายแบบต่างๆเข้าด้วยกันเป็นเครือข่ายขนาดใหญ่  การจัดส่งข้อมูลสามารถส่งไปถึงได้ทุกสถานี การสื่อสารข้อมูลจะผ่านตัวกลางไปยังสถานีอื่น ๆ ได้ทั้งหมด เพราะทุกสถานีจะอยู่บนทางเชื่อม รับส่งข้อมูลเดียวกัน
 

เครื่อข่ายประกอบด้วยองค์ประกอบดังนี้
 

ฮาร์ดแวร์ (Hardware)
   

  • คอมพิวเตอร์ (Client Computer)
  • เซอร์เวอร์ (Server)
  • ฮับ (Hub)
  • บริดจ์ (Bridge)
  • เราท์เตอร์ (Router) 
  • เกตเวย์ (Gateway)
  • โมเด็ม (Modem)
  • เน็ตเวอร์คการ์ด (Network Card)

ซอฟต์แวร์ (Software)
  • ระบบปฏิบัติการของระบบเครือข่าย (Network Operating Sytems)
  • แอบพลิเคชั่นของเครือข่าย (Network Application Sytems)

ตัวนำข้อมูล (Media Transmission)
    สายส่งข้อมูล หรือ Cable เป็นอุปกรณ์อย่างหนึ่งในระบบ Network ที่ใช้เป็นทางเดินของข้อมูลระหว่าง Workstation กับ Server มีลักษณะคล้ายสายไฟหรือสายโทรศัพท์แล้วแต่ชนิด ของ Cable แต่การเลือกใช้ Cable นั้นควรคำนึงถึงความปลอดภัย (Safety) และคลื่นรบกวน (Interference) เป็นสำคัญ สายส่งข้อมูลที่ดีไม่ควรเป็น ตัวนำไฟ เมื่อเกิดอัคคีภัยขึ้น และสามารถ ป้องกันคลื่นรบกวนจากอำนาจแม่เหล็ก และคลื่นวิทยุได้ ลักษณะของสายส่งข้อมูล แบ่งได้ดังนี้
สาย Coaxial Cable หรือ สาย Coax นอกจากใช้ในระบบ Network แล้วยังสามารถ นำไปใช้กับระบบTV และ Mainframe ได้ด้วย สาย Coax นั้นเป็นสายที่ประกอบไปด้วยแกนของ ทองแดงหุ้มด้วยฉนวน และสายดิน (ลักษณะเป็นฝอย) หุ้มด้วยฉนวนบางอีกชั้นหนึ่ง ในปัจจุบันได้เปลี่ยนจากลวดทองแดงมาเป็นลวดเงินที่พันกันหลาย ๆ เส้นแทน ทั้งนี้เพื่อป้องกันการรบกวน ที่เรียกว่า "Cross Talk" ซึ่งเป็นการรบกวนที่เกิดจากสายสัญญาณข้างเคียง
  • สาย Twisted Pair Cable เป็นสายส่งสัญญาณที่ประกอบไปด้วยสายทองแดง 2 เส้น ขึ้นไปบิดกันเป็นเกลียว (Twist) แล้วหุ้มด้วยฉนวน โดยแบ่งเป็น 2 แบบคือ แบบมี Shield และ แบบไม่มี Shield จะมีฉนวนในการป้องกันสัญญาณรบกวน หรือระบบป้องกันสัญญาณรบกวน โดยเรียกสาย Cable ทั้งสองนี้ว่า "Shielded Twisted Pair (STP)" และ "UnshieldedTwisted Pair (UTP)"
  • สาย Shielded Twisted Pair (STP) หรือที่เรียกว่า "สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน" เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่หนาอีกชั้นหนึ่ง เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่น แม่เหล็กไฟฟ้า
     
  • สาย Unshielded Twisted Pair (UTP) หรือที่เรียกว่า "สายคู่บิดเกลียว ชนิดไม่หุ้มฉนวน"เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้น ทำให้สะดวก ในการโค้งงอ สาย UTP เป็นสายที่มีราคาถูกและ หาง่าย แต่ป้องกันสัญญาณรบกวน ได้ไม่ดีเท่ากับสาย STP
   สาย Fiber Optic Cable เป็นสายใยแก้วนำแสงชนิดใหม่ ประกอบด้วยท่อใยแก้ว ที่มีขนาดเล็กและบางมากเรียกว่า "CORE" ล้อมรอบด้วยชั้นของใยแก้วที่เรียกว่า "CLADDING" อัตราการส่งถ่ายข้อมูลสูงถึง 565 เมกะบิตต่อวินาที หรือมากกว่า ป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีมาก ขนาดของสายเล็กมากและเบามากแต่มีราคาแพงนอกจากการสื่อสารข้อมูลตามสายรูปแบบต่าง ๆ แล้ว ยังมีการส่งข้อมูลแบบไร้สาย (WirelessTransmission) ซึ่งเป็นการส่งข้อมูลผ่านบรรยากาศโดยไม่ต้องอาศัยสายส่ง สัญญาณใด ๆ เช่น ระบบไมโครเวฟ ดาวเทียมสื่อสาร โทรศัพท์เคลื่อนที่ เป็นต้น ซึ่งเป็น สัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่แตกต่างกันทำให้การสื่อสาร ทำได้รวดเร็วและครอบคลุมทุกมุมโลก เป็นวิธีการต่อขยายระบบแบบง่าย ๆ ที่ใช้มือช่วยระบบสลับสายข้อมูลทำหน้าที่เหมือนชุมสายโทรศัพท์