โดย วราภา มหากาญจนกุล1,2 กนิฐพร วังใน1 และวิภาดา ศิริอนุสรณ์ศักดิ์1
1ภาควิชาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
2ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว กระทรวงการอุดมศึกษาวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม
การปนเปื้อนสารพิษจากเชื้อราในวัตถุดิบทางการเกษตร เป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของผู้บริโภคและความมั่นคงทางอาหาร รวมถึงความเสียหายทางเศรษฐกิจ จากการรายงานของ BIOMIN ในไตรมาสแรกของปี 2564 (มกราคม-มีนาคม) พบการปนเปื้อนของสารพิษอะฟลาทอกซินมากกว่า 55% ผลผลิตทางการเกษตรที่มักพบการปนเปื้อนอะฟลาทอกซิน บี1 (AFB1) เช่น ข้าวโพด ถั่วลิสง ข้าว และผลิตภัณฑ์จากเมล็ดธัญพืช สารพิษจากเชื้อราชนิดนี้ถูกจัดอยู่ในกลุ่ม 1 ของสารก่อมะเร็ง โดยหน่วยงานสากลด้านการศึกษาวิจัยโรคมะเร็ง (IARC) ส่วนใหญ่คนและสัตว์ได้รับสารพิษจากเชื้อราจากการบริโภคอาหารที่มีสารพิษปนเปื้อน สำหรับวัตถุดิบอาหารสัตว์อาจมีการปนเปื้อนสารพิษจากเชื้อราได้ในทุกขั้นตอนการผลิตอาหารสัตว์ ซึ่งส่วนประกอบของอาหารสัตว์ในประเทศไทยได้จากการผลิตภายในประเทศและนำเข้าจากต่างประเทศ มีความเป็นไปได้ที่อาจเกิดการปนเปื้อนสารพิษจากเชื้อราได้ ในหลายปีที่ผ่านมาการลดความปนเปื้อนของสารพิษจากเชื้อราเป็นสิ่งที่ได้รับความสนใจจากเกษตรกรและอุตสาหกรรมปศุสัตว์ วิธีที่นิยมนำมาใช้ก็คือการเติมสารดูดซับผสมลงในวัตถุดิบ เนื่องจากง่ายต่อการนำมาใช้และมีหลากหลายชนิด เช่น ซีโอไลท์ เบนโทไนท์ และไฮเดรตโซเดียมแคลเซียมอลูมิโนซิลิเกต ส่วนใหญ่สารดูดซับต้องนำเข้าจากต่างประเทศ ทำให้ต้องสูญเสียเงินกับการนำเข้าสารดูดซับและส่งผลต่อต้นทุนการผลิตปศุสัตว์ นอกจากนี้ยังพบข้อจำกัดบางอย่างในการใช้สารดูดซับ เช่น สารดูดซับสามารถดูดซับวิตามิน แร่ธาตุ และยาปฏิชีวนะ (Shakoor and Nasar, 2018) ทำให้โภชนาการอาหารที่สัตว์สมควรได้รับลดลง หากสามารถพัฒนาสารดูดซับสารพิษจากเชื้อราที่มีประสิทธิภาพในการดูดซับสารพิษจากเชื้อราได้หลายชนิด ราคาไม่แพง และไม่ส่งผลกระทบข้างเคียงกับสัตว์ คาดว่าน่าจะเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกรและอุตสาหกรรมปศุสัตว์
ที่ผ่านมามีการนำวัสดุเหลือทิ้งหลายชนิดมาใช้เป็นสารดูดซับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัสดุเหลือทิ้งที่เป็นส่วนประกอบของพืช เช่น กากองุ่น ฟางข้าว เปลือกทุเรียน เนื่องจากเป็นวัสดุที่มีองค์ประกอบของลิกนิน เซลลูโลส และเฮมิเซลลูโลส ซึ่งมีองค์ประกอบของหมู่ฟังก์ชันจำนวนมาก เมื่อนำไปดูดซับในรูปของสารละลายจะเกิดการแลกเปลี่ยนประจุกับสารละลาย ทำให้มีคุณสมบัติในการดูดซับได้ดี รวมทั้งโครงสร้างของเซลล์พืชมีลักษณะเป็นรูพรุนที่เกิดจากท่อลำเลียงต่างๆ เป็นการเพิ่มพื้นที่ผิว สามารถเกิดการดูดซับเพิ่มขึ้น ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรจำนวนมาก หนึ่งในนั้นคือเปลือกมะพร้าวอ่อน โดยมะพร้าว 1 ผลจะมีเปลือกมะพร้าวประมาณ 30% (ภาพที่ 1) ซึ่งเปลือกมะพร้าวอ่อนที่เป็นของเหลือทิ้งจากทั้งวิสาหกิจขนาดกลางและขนาดย่อมรวมไปถึงอุตสาหกรรมแปรรูปมะพร้าว มีปริมาณมากถึงปีละ 300,000 ตัน ทั้งนี้การนำเปลือกมะพร้าวอ่อนไปใช้ประโยชน์ค่อนข้างจำกัด ดังนั้นการนำเปลือกมะพร้าวอ่อน ซึ่งมีองค์ประกอบของลิกนิน เซลลูโลส และเฮมิเซลลูโลส มาพัฒนาเป็นสารดูดซับ น่าจะเป็นแนวทางในการเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุเหลือทิ้งดังกล่าว และช่วยลดปัญหาที่เกิดขึ้นจากการจัดการที่ไม่เหมาะสม
ในการศึกษานี้ เปลือกมะพร้าวอ่อนถูกปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริก เนื่องจากงานวิจัยที่ผ่านมา พบว่าวัสดุเหลือทิ้งประเภทนี้เมื่อผ่านการปรับสภาพด้วยกรดจะช่วยทำให้พื้นที่ผิวของสารดูดซับมีความเหมาะสมและมีประสิทธิภาพในการดูดซับเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งผงเปลือกมะพร้าวที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริก มีลักษณะเป็นผงละเอียดสีดำ (ภาพที่ 2) จากการวิเคราะห์ลักษณะพื้นผิวของสารดูดซับด้วยกล้อง SEM (ภาพที่ 3) พบว่าพื้นผิวของสารดูดซับ CP มีลักษณะเรียบ ไม่พบรูพรุนบนพื้นผิว ในขณะที่สารดูดซับ AMCP พื้นผิวมีลักษณะขรุขระ และมีรูพรุนมาก การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากกรดซัลฟูริกทำลายโครงสร้างที่แข็งแรงของลิกโนเซลลูโลส และช่วยเพิ่มความพรุนของวัสดุ
จากการประเมินประสิทธิภาพของผงเปลือกมะพร้าว AMCP ในการดูดซับสารพิษ AFB1 ในระบบโมเดลจำลองทางเดินอาหารของสัตว์ที่พีเอช 3 และพีเอช 7 (in vitro) โดยมีการจำลองการปนเปื้อนสารพิษ AFB1 ที่ความเข้มข้น 1 ug/ml ผลทดสอบการดูดซับ AFB1 ของผงเปลือกมะพร้าว CP และ AMCP แสดงดัง ภาพที่ 4 ผลการทดลองพบว่าเมื่อเปรียบเทียบเปอร์เซ็นต์การดูดซับ AFB1 ที่พีเอช (pH) 3 ของสารดูดซับ CP และ AMCP เท่ากับ 42% และ 84% ตามลำดับ ขณะที่พีเอช 7 เปอร์เซ็นต์การดูดซับ AFB1ของสารดูดซับ CP และ AMCP เท่ากับ 49% และ 94% ตามลำดับ ผลการทดลองแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริก 98% มีผลต่อการดูดซับเพิ่มขึ้นประมาณ 2 เท่า โดยคาดว่าการดูดซับสารพิษ AFB1 บนสารดูดซับ AMCP เกิดขึ้นที่บริเวณพื้นผิวและภายในรูพรุนของสารดูดซับ ดังแบบจำลองแสดงดังภาพที่ 5
เมื่อนำเปลือกมะพร้าวที่ผ่านการปรับสภาพด้วยกรดซัลฟูริกมาทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับ AFB1 ในตัวอย่างข้าวโพดเลี้ยงสัตว์และรำข้าว เปรียบเทียบกับสารดูดซับทางการค้า คือ เบนโทไนท์ ซึ่งเป็นสารดูดซับสารพิษ AFB1 ที่มีประสิทธิภาพดีและใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารสัตว์ ผลการทดสอบประสิทธิภาพการดูดซับสารพิษอะฟลาทอกซิน บี1 พบว่าสารดูดซับทั้งสองชนิดให้ผลไม่แตกต่างกัน โดยทั้ง AMCP และเบนโทไนท์มีประสิทธิภาพในการดูดซับสารพิษอะฟลาทอกซิน บี1 (1 ug/g) ได้มากกว่า 99% ทั้งในข้าวโพดเลี้ยงสัตว์และรำข้าว
บทความนี้ตีพิมพ์ลงใน Postharvest Newsletter ปีที่ 22 ฉบับที่ 2 เมษายน – มิถุนายน 2566
เอกสารอ้างอิง
- Guan, S., L. Zhao, Q. Ma, T. Zhou, N. Wang, X. Hu and C. Ji. 2010. In vitro efficacy of myxococcus fulvus ANSM068 to biotransform aflatoxin B₁. International Journal of Molecular Sciences11(10): 4063-4079.
- Shakoor, S. and A. Nasar. 2018. Adsorptive decontamination of synthetic wastewater containing crystal violet dye by employing Terminalia arjuna sawdust waste. Groundwater for Sustainable Development 7: 30-38.
