โดย … ดร.เนตรนภิส เขียวขำ ภาควิชาโรคพืช คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
ผักและผลไม้ที่มีการเข้าทำลายของเชื้อจุลินทรีย์จะสามารถสังเกตพบได้ก็ต่อเมื่อแสดงอาการของโรค ทั้งในแปลงปลูกจนกระทั่งเก็บเกี่ยวและหลังการเก็บเกี่ยว ซึ่งอันที่จริงเชื้อราบางชนิดมีการเข้าทำลายแบบแฝงโดยไม่แสดงอาการอยู่ที่ผิวของผลไม้ที่ยังอ่อนและเมื่อผลสุกจึงแสดงอาการของโรค ในระหว่างการเกิดโรคเชื้อราบางชนิดอาจมีการสร้างสารพิษจากเชื้อรา หรือสารทุติยภูมิ (secondary metabolites) แตกต่างกัน ซึ่งมีความเป็นพิษต่อมนุษย์และสัตว์ เมื่อบริโภคเข้าไป การศึกษาสารพิษจากเชื้อรามุ่งเน้นไปในผลิตผลแห้ง เช่น เมล็ดพืช และธัญพืชต่าง ๆ ซึ่งมีความสำคัญต่อการค้าขายระหว่างประเทศ ในช่วงสิบปีที่ผ่านมา มีการตรวจพบชนิดของสารพิษในผักผลไม้เพิ่มขึ้น (Barkai-Golan and Paster, 2008) เราจึงควรคำนึงถึงความปลอดภัยในการบริโภคผักผลไม้ที่มีการเข้าทำลายของเชื้อรา เพื่อหลีกเลี่ยงการได้รับสารพิษจากเชื้อรา ซึ่งในที่นี้จะกล่าวถึงลักษณะทั่วไปของเชื้อราที่สร้างสารพิษ ตัวอย่างสารพิษที่พบมากในผลไม้ การก่อให้เกิดความเป็นพิษและการควบคุม
เชื้อราส่วนใหญ่ต้องการออกซิเจนในการเจริญเติบโตพบอยู่ทั่วไป โดยอาศัยอินทรียวัตถุในที่ที่มีความชื้นและอุณหภูมิเหมาะสม เชื้อราหนึ่งชนิดสามารถสร้างสารพิษได้หลายชนิดและ/หรือเชื้อราต่างชนิดก็สามารถสารพิษชนิดเดียวกันได้ เชื้อราจะมีการสร้างสารพิษในระหว่างเจริญและสร้างเส้นใย โดยเหตุผลในการสร้างสารพิษยังไม่ปรากฏชัดเจน อาจเนื่องจากมีความจำเป็นต่อการเจริญเติบโตหรือการพัฒนาของเชื้อราเอง ทำให้พืชอาศัยอ่อนแอง่ายต่อการเข้าทำลาย เชื้อราอาจใช้สารพิษเพื่อปรับสภาพให้เหมาะสมต่อการเจริญเติบโต (Hussein and Brasel, 2001) การสร้างสารพิษขึ้นอยู่กับปัจจัยของสภาพแวดล้อม ซึ่งแปรผันตามชนิดของเชื้อราที่เข้าทำลาย ความอ่อนแอของพืชอาศัยกระบวนการเมทาโบลิซึม และกลไกการป้องกันตัวของพืชอาศัย รวมถึงสภาพอากาศที่เพาะปลูก วิธีการเก็บเกี่ยว การจัดการก่อนและหลังการเก็บเกี่ยว และสภาพการเก็บรักษา การสะสมของสารพิษจากเชื้อราสามารถเกิดขึ้นได้ในแปลงปลูก ระหว่างเก็บเกี่ยว หลังการเก็บเกี่ยว และโดยเฉพาะระหว่างการเก็บรักษา การจัดการอย่างระมัดระวังและ การจัดการสุขาภิบาลที่ดีในระหว่างการเก็บเกี่ยวและการเก็บรักษา และกระบวนการแปรรูปจะช่วยลดจำนวนการเน่าเสียจากเชื้อรา และการสร้างสารพิษ ผลไม้ที่ใช้สำหรับทำผลไม้แห้งควรได้รับการทำให้แห้งอย่างรวดเร็วและเก็บในสภาพที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการเกิดความชื้นภายในบรรจุภัณฑ์ (Jackson and Al-Taher, 2008) สารพิษถูกสร้างขึ้นจากเชื้อราที่มีการสร้างเส้นใย เชื้อราที่สร้างสารพิษที่พบส่วนใหญ่ ได้แก่ Aspergillus sp., Penicillium sp., Alternaria sp. ซึ่งพบเป็นส่วนใหญ่ว่ามีการสร้างสารพิษในผลไม้ และ Fusarium sp. สารพิษที่พบในเนื้อเยื่อผักและผลไม้ ได้แก่ patulin, aflatoxin, ochratoxin A และ alternaria toxin ซึ่งบางชนิดเป็นสารก่อมะเร็ง และเกือบทั้งหมดมีความทนทานสูงต่ออุณหภูมิสูงในกระบวนการแปรรูปอาหาร ผู้บริโภคอาจจะกำจัดผลิตผลที่พบเชื้อราหรือเน่าเสียที่สามารถสังเกตเห็นได้ แต่สำหรับการแปรรูปผลไม้อาจยังมีบางส่วนที่ปะปนไปซึ่งเป็นแหล่งที่ก่อให้เกิดการสร้างสารพิษขึ้นได้ aflatoxin พบมากจากเชื้อรา Aspergillus flavus และ A. parasiticus มักมีรายงานว่าพบในผลที่กำลังเจริญเติบโตภายใต้สภาพภูมิอากาศเขตร้อนและกึ่งร้อน เช่น นอกจากถั่วต่างๆ แล้วยังพบในผลมะเดื่อฝรั่งแห้ง (figs) อินทผลัม และส้ม ส่วนในไวน์พบ ochratoxin A จากผลองุ่นที่ติดเชื้อรา A. carbonarius, A. niger และ Aspergillus spp.อื่นๆ โดยมีรายงานการพบในซีรั่ม ของมนุษย์ ซึ่งมีส่วนสำคัญในกิจกรรมที่ก่อให้เกิดมะเร็ง การปนเปื้อนของเชื้อราในองุ่นสด ลูกเกด และผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ขององุ่นจะเป็น แหล่งสำคัญในการบริโภคสารพิษจากเชื้อรา หากบริโภคเป็นจำนวนมากเชื้อรา A. carbonarius เจริญได้ดีที่อุณหภูมิ 30-35 องศาเซลเซียส สามารถเจริญได้ในระดับต่ำที่อุณหภูมิต่ำกว่า 15 องศาเซลเซียส ส่วน patulin เป็นสารพิษที่สร้างจากเชื้อรา Penicillium expansum ซึ่งเป็นเชื้อราสาเหตุโรคเน่า (blue mold rot) ของแอปเปลิ สาลี่ องุ่น แตงเมล่อน สตรอเบอรี่ และพวก stone fruit ซึ่งเป็นผลไม้ที่มีส่วนของ endocarp ที่แข็ง เช่น พรุนและท้อ นอกจากนี้ Penicillium spp. อื่นๆ ที่เป็นสาเหตุการเน่าเสียของผักผลไม้
ภาพที่ 1 โรคเน่าของผลแอปเปิล (blue mold rot) และเชื้อรา Penicillium expansum(http://www.pv.fagro.edu.uy/fitopato/cursos/fitopato/practicas/hongos.html)
ในระหว่างวงจรชีวิตของเชื้อราจะมีการสร้างสารพิษในพืชอาศัย เช่น สาร ochratoxin A, citrinin, penicillic acid และสารทุติยภูมิอื่นๆ เช่น chaetoglobosins, communesins, roquefortinec, expansolides และ janthitrems ซึ่งเป็นสารที่กระตุ้นให้เกิดความเป็นพิษ พบว่าค่าความเป็นกรดด่างจะมีผลต่อการสร้างสารพิษ pH ต่ำกว่า 3 ทำให้สารพิษคงตัวได้ดี และเชื้อราสามารถสร้างสารพิษได้ที่อุณหภูมิ 1-4 องศาเซลเซียส แต่สร้างมากกว่าที่อุณหภูมิ 15 หรือ 24 องศาเซลเซียส สารพิษจากเชื้อรา Alternaria ได้แก่ สาร alternariol, alternariol methyl ether, atternuen, tenuazonic acid และ altertoxins ซึ่งพบในผักผลไม้หลายชนิด ในสภาพที่เก็บในห้องเย็นและระหว่างการจำหน่าย Alternaria alternata เป็นเชื้อหลักที่สร้างสารพิษ ส่วน A. citri, A. solani, A. longipes, A. tenuissima, A. arborescen และ A. infectori พบการสร้างสารพิษปนเปื้อนในพืชอาศัย เช่น มะเขือเทศ ส้ม มะนาว แอปเปิล บลูเบอรี่ และพวก stone fruit เชื้อรา Alternaria เข้าทำลายทางรอยแตกหรือบาดแผลรวมทั้งอาการผิดปกติทางสรีระวิทยาต่างๆ เช่น ผลิตผลที่เกิดอาการสะท้านหนาว (chilling injury) หรือโดนแดดเผา โดยปกติเชื้อราจะเจริญได้ดีที่อุณหภูมิ 22-28 องศาเซลเซียส แต่พบบ่อยครั้งว่าทำให้ผลิตผลเน่าเสียขณะเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำ โดยสามารถเจริญได้ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส (Barkai-Golan and Paster, 2008)
ตารางที่ 1 เชื้อรา Aspergillus spp. Penicillium spp. และ Alternaria spp. ที่สร้างสารพิษในผลิตผลชนิดต่างๆ (Barkai-Golan and Paster, 2008)
สารพิษจากเชื้อราซึ่งมีความเป็นพิษต่อมนุษย์และสัตว์เมื่อบริโภคเข้าไป อาการพิษเกิดขึ้นเนื่องจากสารพิษจากเชื้อราเข้าไปทำลาย DNA RNA และโปรตีน ทำให้เกิดพิษต่ออวัยวะต่างๆ แบ่งเป็น พิษต่อตับ (hepatotoxin) ได้แก่ aflatoxin พิษต่อไต (nephrotoxin) ได้แก่ ochratoxin พิษต่อระบบประสาท ( neurotoxin ) ได้แก่ patulin พิษต่อระบบทางเดินอาหาร (alimentary tract toxin) ได้แก่ trichothecene พิษต่อระบบฮอร์โมน (estrogenic mycotoxin) ได้แก่ zearalenone พิษอื่นๆ ได้แก่ ergot (กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์, 2552) หลายประเทศมีการออกกฎข้อบังคับและการควบคุมปริมาณสารพิษจากเชื้อราในผักและผลไม้มีการกำหนดค่า โดยหน่วยงานสากลที่ประเมินความปลอดภัยทางด้านอาหาร เช่น World Health Organization (WHO) Food and Agriculture Organization (FAO) European Food Safety Authority (EFSA) และthe Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) เป็นต้น การกำหนดค่ามาตรฐานที่มีข้อตกลงร่วมกันของประเทศสมาชิก เช่น Codex Alimentarius 2003 ซึ่งมีประเทศสมาชิก 171 ประเทศ กำหนดค่า aflatoxin B1B2G1G2 ตรวจพบได้ไม่เกิน 15 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม ในถั่วลิสงและผลิตผลสดอื่นๆ ค่า patulin ไม่เกิน 50 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม ในน้ำแอปเปิล เครื่องดื่มอื่นๆ และผลิตผลอื่นๆ ซึ่งประเทศสมาชิกต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดของระบบตรวจสอบคุณภาพและมาตรฐานสินค้า เป็นต้น (Food and Agriculture Organization, 2004) ในประกาศกระทรวงสาธารณสุข ฉบับที่ 98 (2529) ออกตามความใน
พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2522 กำหนดว่าการตรวจ aflatoxin ทุกชนิดในอาหารทั่วไป พบได้ไม่เกิน 20 ส่วนในพันล้านส่วน หรือ 20 ไมโครกรัมในอาหาร 1 กิโลกรัม (กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์, 2552) การควบคุมสารพิษจากเชื้อราสามารถทำได้โดยการป้องกันตั้งแต่เริ่มต้น กล่าวคือ ต้องป้องกันและควบคุมการเข้าทำลายของเชื้อรา ไม่ว่าจะเป็นวิธีการควบคุมโดยใช้สารเคมีหรือใช้วิธีทางกายภาพ และชีววิธี รวมทั้ง
การใช้สารสกัดจากธรรมชาติ สารเคมีป้องกันกำจัดเชื้อราโดยมากจะใช้พวกสารเคมีสังเคราะห์ซึ่งหากใช้ไปนานจะเกิดการต้านทานหรือดื้อต่อสารเคมีของเชื้อรา ทำให้มีการใช้สารเคมีมากขึ้น ซึ่งต้องคำนึงถึงความ
ปลอดภัยหากเกิดการตกค้างของสารเคมี ตัวอย่างการใช้สารเคมีประเภทดูดซึม เช่นกลุ่ม benzimidazole เช่น thiabendazole (TBZ) และ กลุ่ม imidazole เช่น imazalil ในโรงคัดบรรจุ เพื่อควบคุมเชื้อรา P. expansum ซึ่งป้องกันการเกิด patulin ได้ ส่วนการป้องกันการเกิด ochratoxin A ในองุ่น ยังไม่มีสารเคมีเฉพาะที่ใช้ในการควบคุมเชื้อรา Aspergillus (Marin et al., 2008) การใช้วิธีทางกายภาพ ได้แก่ การใช้ความร้อน น้ำร้อน ไอน้ำร้อน การปัดด้วยแปรงเพื่อทำความสะอาด ซึ่งพบว่าเมื่อใช้น้ำร้อนอุณหภูมิ 55 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 15 วินาที ร่วมกับการการปัดด้วยแปรงเพื่อทำความสะอาด สามารถควบคุมการเกิดโรคของเชื้อรา P. expansum ที่ติดมากับผลแอปเปิ้ล เมื่อเก็บรักษาต่อที่อุณหภูมิ 1 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 เดือน
ภาพที่ 2 การจัดการหลังการเก็บเกี่ยวของแอปเปิลและการปะปนของผลที่เกิดโรคซึ่งเป็นแหล่งแพร่กระจายของสปอร์เชื้อราในโรงคัดบรรจุแอปเปิลในประเทศอิสราเอล
นอกจากนี้ยังมีการใช้วิธีการควบคุมสภาพบรรยากาศ หรือ ใช้สภาพบรรยากาศดัดแปลง หรือสารเคมีที่ได้รับการยอมรับจาก FAO ว่าปลอดภัยซึ่งเรียกว่า generally recognized as safe (GRAS) เช่น bicarbonate salt ethanol เป็นต้น (Fallik, 2008) การควบคุมและการเจริญของเชื้อราหรือกำจัดผลไม้ที่มีการเข้าทำลายของเชื้อราจึงเป็นวิถีทางที่ดี เพื่อป้องกันการปนเปื้อนของสารพิษจากเชื้อราในผลไม้ ซึ่งมีผลต่อความปลอดภัยทางด้านอาหารงานวิจัยที่ศึกษาเกี่ยวกับสารพิษในผลไม้เขตร้อนหรือกึ่งร้อนยังมีค่อนข้างน้อย จึงควรมีการศึกษาการเข้าทำลายชองเชื้อราและการสร้างสารพิษ เพื่อพัฒนาการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวให้คงคุณภาพ และยืดอายุผลิตผลสดอย่างปลอดภัยแก่ผู้บริโภคและสิ่งแวดล้อม
เอกสารอ้างอิง
- กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ 2552. เอกสารเผยแพร่โครงการ Food safety http://www.dmsc.moph.go.th/webroot/BQSF/File/VARITY/mycotoxin.htm
- Barkai-Golan, R. and Paster N. 2008. Mycotoxins in Fruits and Vegetables San Diego,USA:Elsevier. 395 p.
- Fallik, E. 2008. Physical Control of Mycotoxingenic Fungi. In Mycotoxins in Fruits and Vegetables (R. Barkai-Golan,and N. Paster, eds.) pp.297- 310. San Diego, USA:Elsevier.
- Food and Agriculture Organization, 2004. Worldwide Regulations for Mycotoxins in Food and Feed in 2003. FAO Food and Nutrition Paper, 81, Food and Agriculture Organization of the United
Nations, Rome, Italy. - Hussein H.S. and Brasel J.M. 2001. Toxicity, Metabolism, and Impact of Mycotoxins on Humans and Animals. Toxicology 167 (2): 101–34.
- Jackson, L.S. and Al-Taher, F. 2008. Factors Affecting Mycotoxin Production in Fruits. In Mycotoxins in Fruits and Vegetables (R. Barkai-Golan, and N.Paster, eds.) pp.75-104. San Diego,
USA:Elsevier. - Marin, S., Ramos, A.J. and Sanchis, V. 2008. Chemical Control of Mycotoxingenic Fungi. In Mycotoxins in Fruits and Vegetables (R. Barkai-Golan, and N. Paster, eds.)
pp.279-296. San Diego, USA:Elsevier. - http://www.pv.fagro.edu.uy/fitopato/cursos/fitopato/ practicas/hongos.html
หมายเหตุ บทความนี้ตีพิมพ์ใน Postharvest Newsletter ปีที่ 10 ฉบับที่ 2 เมษายน – มิถุนายน 2554
