กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวกาแฟอะราบิกาและโรบัสตาในประเทศไทยกับการปนเปื้อนสารโอคราทอกซิน

กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวกาแฟอะราบิกาและโรบัสตาในประเทศไทยกับการปนเปื้อนสารโอคราทอกซิน


กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวกาแฟ

โดย … ปาริชาติ เทียนจุมพล  ดนัย บุณยเกียรติ  ณัฏฐวัฒณ์ หมื่นมาณี และสุภาวดี  ศรีวงค์เพ็ชร

กาแฟ (coffee) เป็นเครื่องดื่มยอดนิยมสำหรับทุกเพศ โดยเฉพาะคนในวัยทำงานและมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ กาแฟผลิตมาจากเมล็ดกาแฟ (coffee bean) ซึ่งเป็นสินค้าเกษตรที่สำคัญชนิดหนึ่งของไทย และทำรายได้ต่อปีให้แก่เกษตรกรค่อนข้างสูง

กาแฟที่นิยมปลูก มี 2 สายพันธุ์ คือ พันธุ์โรบัสตา (Coffea canephora var. robusta) ปลูกในภาคใต้ คิดเป็นร้อยละ 99 ของกาแฟที่ปลูกในประเทศไทย เนื่องจากเจริญเติบโตได้ดีที่ระดับน้ำทะเลและในเขตร้อนชื้น ให้ผลผลิตสูง และทนทานต่อโรคราสนิม ระยะเวลาตั้งแต่ดอกบานจนกระทั่งผลสุกพร้อมเก็บเกี่ยว ใช้เวลาประมาณ 9-11 เดือน การสุกของผลกาแฟขึ้นอยู่กับความสูงของพื้นที่ปลูก หากปลูกบนพื้นที่สูงผลกาแฟจะสุกช้า ผลดิบมีสีเขียว เมื่อสุกอาจมีสีเหลือง ส้มหรือแดงถึงแดงเข้ม ขึ้นอยู่กับพันธุ์กาแฟ คุณภาพด้านรสชาติด้อยกว่ากาแฟพันธุ์อะราบิกา (กรมวิชาการเกษตร, 2552; พัชนี, 2549) ส่วนกาแฟพันธุ์อะราบิกา (Coffea arabica) ปลูกในภาคเหนือ คิดเป็นร้อยละ 1  เจริญเติบโตที่ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลระหว่าง 600 ถึง 1,600 เมตร (FAO, 2006) ระยะเวลาตั้งแต่ดอกบานจนกระทั่งผลกาแฟสุก ใช้เวลาประมาณ 6-8 เดือน ผลกาแฟดิบมีสีเขียว ผลกาแฟสุกมีสีเหลือง ส้ม แดง หรือแดงเข้ม ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์กาแฟ (กรมวิชาการเกษตร, 2552; พงษ์ศักดิ์และบัณฑูรย์, 2557)

กาแฟโรบัสตาและอะราบิกา

ผลผลิตกาแฟที่ผลิตได้ในพื้นที่ภาคเหนือและภาคใต้ มีกระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยว โดยเฉพาะกระบวนการเตรียมเมล็ดกาแฟดิบ (green coffee) แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นกับแนวปฏิบัติที่สืบทอดต่อกันมาตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน รวมถึงปัจจัยต่างๆ ที่เอื้อให้มีการปฏิบัติที่แตกต่างกัน ซึ่งสามารถจำแนกได้ 2 วิธีหลัก คือ วิธีแห้ง (dry method) และวิธีเปียก (wet method)  สำหรับกาแฟพันธุ์โรบัสตาเกษตรกรหรือผู้ประกอบการส่วนใหญ่นิยมเตรียมเมล็ดกาแฟดิบด้วยวิธีแห้ง โดยหลังจากเก็บเกี่ยวผลกาแฟสด (เชอร์รี) ซึ่งเกษตรกรส่วนใหญ่ใช้วิธีการเก็บแบบรูดผลออกจากช่อ ทำให้มีทั้งผลสีเขียว เหลือง ส้ม และแดง ผสมรวมกัน หลังจากนั้นนำมาตากแห้งบนลานดินหรือลานซีเมนต์ที่มีตาข่ายสีฟ้ารองพื้น เกลี่ยพลิกกลับกองวันละ 1-2 ครั้ง  ในวันที่มีฝนตกจะใช้พลาสติกคลุมเพื่อป้องกันการเปียกซ้ำ ใช้เวลาตากแดดประมาณ 15-20 วัน (ขึ้นกับสภาพอากาศ) แล้วจึงรวมรวมผลผลิตแมล็ดกาแฟแห้งหรือเมล็ดกาแฟดิบ บรรจุในกระสอบป่านส่งขายให้พ่อค้าในท้องถิ่นหรือบริษัท อย่างไรก็ตามปัจจุบันมีกลุ่มเกษตรกรบางส่วนนำวิธีการเตรียมเมล็ดกาแฟดิบด้วยวิธีเปียกมาใช้เพื่อลดปัญหาต่างๆ ที่เกิดจากการใช้วิธีแห้ง และเพื่อให้ได้เมล็ดกาแฟดิบที่มีคุณภาพดี (จากข้อมูลการสัมภาษณ์ผู้แทนกลุ่มเกษตรกรผู้ปลูกกาแฟในพื้นที่จังหวัดชุมพร ปี 2558) ภายหลังการเก็บเกี่ยวผลกาแฟสด โดยการเลือกเก็บเฉพาะผลที่สุกทีละผลหรือทั้งช่อ หากผลสุกพร้อมกันที่ 90-100 เปอร์เซ็นต์ คือ ผลที่มีสีส้มแดงและสีแดง นำผลกาแฟที่เก็บเกี่ยวได้มาคัดแยกคุณภาพผลสดด้วยวิธีการลอยน้ำ (ความถ่วงจำเพาะ) จากนั้นนำผลกาแฟมากะเทาะเปลือกและเนื้อผลออก (สีเชอร์รี) ลอกเมือกด้วยเครื่องมือหรือแรงงานคน แช่น้ำสะอาดทิ้งไว้ 12 ชั่วโมง นำไปตากลดความชื้นด้วยแสงแดดหรือใช้โรงอบลดความชื้น (ช่วงที่ฝนตกชุก) ซึ่งใช้เวลาประมาณ 10-15 วัน แล้วจึงส่งขายให้กับพ่อค้าหรือบริษัทในรูปกาแฟกะลา (parchment coffee) ในเกษตรกรบางรายที่มีการแปรรูปกาแฟจำหน่าย จะเก็บรักษากาแฟกะลาประมาณ 1-2 ปี ก่อนนำไปแปรรูปต่อไป

การเก็บเกี่ยวกาแฟ พันธุ์โรบัสตา

การเตรียมเมล็ดกาแฟดิบด้วยวิธีเปียก ที่มีขั้นตอนการปฏิบัติเช่นเดียวกับการผลิตเมล็ดกาแฟพันธุ์โรบัสตาวิธีเปียก โดยเก็บเกี่ยวเฉพาะผลกาแฟสุกที่มีสีส้มและสีแดง นำมาคัดแยกผลสดที่มีคุณภาพดี กะเทาะเปลือกและเนื้อผล ลอกเมือก แล้วจึงนำไปตากแดดลดความชื้นบนแคร่ไม้ไผ่ที่ยกพื้นสูง โดยเฉพาะในภาคเหนือเพราะเป็นวัสดุที่ค่อนข้างหาได้ง่าย มีราคาถูก และใช้ต้นทุนต่ำกว่าการใช้โรงอบลดความชื้นบนแคร่ไม้ไผ่จะรองด้วยตาข่ายสีฟ้าเพื่อความสะดวกในการเก็บเมล็ดกาแฟ ในช่วงเวลากลางคืนหรือเมื่อมีฝนตก ซึ่งต้องคลุมกองด้วยพลาสติก ใช้เวลาตากประมาณ 10-15 วัน

อย่างไรก็ตามมีผู้ประกอบการบางรายเริ่มนำเครื่องอบลดความชื้นแบบถังหมุน ซึ่งนำเข้าจากต่างประเทศ มาใช้ในการอบลดความชื้นเมล็ดกาแฟ เพื่อลดระยะเวลาและแรงงาน หลังจากเมล็ดกาแฟแห้งบรรจุกาแฟกะลาในถุงตาข่าย เพื่อการระบายความชื้นของเมล็ดกาแฟ แล้วจึงส่งขายให้กับพ่อค้าหรือบริษัทที่มารับซื้อ สำหรับเกษตรกรหรือผู้ประกอบการที่มีการแปรรูปกาแฟเพื่อจำหน่ายจะต้องเก็บกาแฟกะลาเป็นระยะเวลาตั้งแต่ 6 เดือน ถึง 1 ปี แล้วจึงสีเอากะลากาแฟออกก่อนนำไปแปรรูป

การเก็บเกี่ยวกาแฟพันธุ์อะราบิกา

กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวและการเตรียมเมล็ดกาแฟดิบทั้งวิธีแห้งและวิธีเปียกมีลำดับขั้นตอนดังต่อไปนี้

กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวกาแฟ

สำหรับการเจริญเติบโตของกาแฟพันธุ์โรบัสตาอุณหภูมิที่เหมาะสม คือระหว่าง 22-26 องศาเซลเซียส และกาแฟพันธุ์อะราบิกา คือระหว่าง 18-22.5 องศาเซลเซียส (CAC, 2009)  ซึ่งเป็นสภาพที่เหมาะสมต่อการเจริญ โดยเฉพาะราที่เป็นสาเหตุของเชื้อที่ผลิตสารโอคราทอกซิน เอ (OTA)  จัดเป็นสารพิษจากรา (mycotoxins) ที่สร้างขึ้นโดยราในตระกูล Aspergillus และ Penicilium บางชนิด ในภาวะที่มีอากาศและสภาพแวดล้อมเหมาะสม ทั้งในแปลงปลูกและระหว่างการเก็บรักษา เมื่อคนที่ดื่มกาแฟได้รับสารพิษนี้เข้าไปในร่างกาย ถึงแม้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้เกิดอาการพิษ (mycotoxicosis) เนื่องจากสารพิษจากราจะเข้าไปทำลายดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ และโปรตีน (พิมพ์เพ็ญ, 2556) อาการพิษที่เกิดขึ้นอาจเป็นได้ทั้งแบบเฉียบพลันและเรื้อรัง ขึ้นอยู่กับลักษณะความเป็นพิษของสารนั้นๆ ปริมาณที่ได้รับ อายุ และเพศ รวมถึงชนิดของพันธุ์สัตว์ (สำนักตรวจสอบคุณภาพอาหารสัตว์, 2550)

ลักษณะของรา Aspergillus ochraceus และ Penicillium sp.

ผลการสุ่มเก็บตัวอย่างเมล็ดกาแฟในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวและการเตรียมเมล็ดกาแฟดิบทั้งวิธีแห้งและวิธีเปียก สามารถทำให้เข้าใจถึงจุดเสี่ยงที่สำคัญของการปนเปื้อนของราและสารพิษในห่วงโซ่อุปทานหรือกระบวนการผลิตกาแฟได้ เมล็ดกาแฟดิบมักมีการปนเปื้อนของสาร OTA และเนื่องจากสภาพแวดล้อม ลักษณะภูมิประเทศ และการจัดการในกระบวนการผลิตเมล็ดกาแฟดิบ เป็นปัจจัยโดยตรงที่มีผลต่อการเจริญของราและการผลิตสารพิษจากราชนิดนั้นๆ โดยในเมล็ดกาแฟโรบัสตา พบว่า ขั้นตอนที่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของสาร OTA คือ การตาก และการเก็บรักษา เนื่องจากมีความชื้นเท่ากับ 15.61 และ 11.89% วิเคราะห์ปริมาณสาร OTA ได้เท่ากับ 7.67 และ 0.52 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม ตามลำดับ ส่วนกาแฟพันธุ์อะราบิกา พบว่า ขั้นตอนที่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของสาร OTA คือ การเก็บรักษา เมล็ดกาแฟมีความชื้นเท่ากับ 11.86% วิเคราะห์ปริมาณสาร OTA ได้เท่ากับ 0.32 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม จากผลการวิเคราะห์ความเสี่ยงการปนเปื้อนสาร OTA โดยใช้ decision tree ในกระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวผลิตผลกาแฟทั้ง 2 พันธุ์ นั้นจะเห็นได้ว่ามี 2 ขั้นตอนที่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนสาร OTA  คือ การตาก และการเก็บรักษา ในขั้นตอนการตากนั้น เกษตรกรตากผลกาแฟซึ่งมีเปลือกหนาและความชื้นสูงบนลานดิน สำหรับพันธุ์โรบัสตา จึงมีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนมากกว่าการตากบนลานซีเมนต์และแคร่ไม้ไผ่ เนื่องจากผลกาแฟที่เก็บเกี่ยวมีความชื้นสูง เมื่อสัมผัสกับพื้นดินทำให้มีโอกาสปนเปื้อนด้วยราสูง (Batista et al.,  2009) ซึ่งในการปฏิบัติการเกษตรที่ดี (Good agricultural practice, GAP) แนะนำให้ตากผลกาแฟบนลานซีเมนต์ หากทำการตากหรือลดความชื้นอย่างรวดเร็ว โดยใช้ระยะเวลาสั้นจะสามารถลดการปนเปื้อนของราได้ (Noonim et al., 2008) นอกจากนี้ระหว่างการเก็บรักษาจะเป็นขั้นตอนหนึ่งที่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนสาร OTA ด้วยเช่นกัน เนื่องจากเกษตรกรหรือผู้ประกอบการส่วนใหญ่เก็บรักษาเมล็ดกาแฟในบรรจุภัณฑ์ที่ไม่สามารถป้องกันความชื้นได้ เช่น ใส่กระสอบป่านหรือถุงตาข่าย ประกอบกับต้องเก็บรักษาเป็นระยะเวลาอย่างน้อยประมาณ 6 เดือน ก่อนนำไปแปรรูปเป็นกาแฟชนิดต่างๆ ผลการวิจัยของ  Taniwaki  et al. (2003) รายงานว่า ในขั้นตอนการเก็บรักษาเมล็ดกาแฟมีการปนเปื้อนของสาร  OTA  สูงถึง  109 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม ซึ่งเกิดจากเชื้อ A. ochraceus  เนื่องจากการเก็บรักษาในสภาพที่ไม่เหมาะสม ทำให้มีโอกาสในการสะสมความชื้น มีกลิ่น และมีการเจริญของรา ดังนั้นในการเก็บรักษาเมล็ดกาแฟต้องเก็บรักษาในบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมและสามารถป้องกันความชื้นได้ และควรเก็บรักษาในห้องที่มีการถ่ายเทอากาศได้ดี ภายในห้องเก็บรักษาควรมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์น้อยที่สุด

เนื่องจากเมล็ดกาแฟที่แห้งจะมีความสามารถในการดูดความชื้นกลับได้ และอาจทำให้ราที่ฝังตัวอยู่เจริญได้ ดังนั้นในสภาพการเก็บรักษาจะต้องมีการควบคุมความชื้นสัมพัทธ์และอุณหภูมิภายในห้องเก็บรักษาให้คงที่ จากผลการวิจัยพบว่าควรเก็บรักษาเมล็ดกาแฟที่อุณหภูมิต่ำกว่า  30 องศาเซลเซียส ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า  68% โดยเมล็ดกาแฟที่นำมาเก็บรักษาต้องมีความชื้นประมาณ 13% และในระหว่างการเก็บรักษาควรมีการบริหารจัดการห้องเก็บรักษา โดยมีระบบระบายอากาศออกเป็นระยะๆ (Bucheli et al., 1998) เพื่อดึงเอาความร้อน ความชื้น ที่สะสมอยู่ในกระสอบเมล็ดกาแฟออก  สามารถลดโอกาสในการเจริญของราที่เป็นสาเหตุและสร้างสาร OTA ได้  อย่างไรก็ตามจะเห็นว่าปริมาณสาร OTA ที่พบในขั้นตอนการเก็บรักษามีปริมาณต่ำกว่า 5 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัม ซึ่งกำหนดไว้ในมาตรฐานของ Codex (CODEX STAN 193-1995) ดังนั้นในบทความนี้สามารถเป็นข้อมูลให้ผู้บริโภคที่ชอบดื่มกาแฟมีความมั่นใจได้ว่ายังคงมีความเสี่ยงต่อการได้รับสาร OTA น้อย อย่างไรก็ตามควรมีการควบคุมกระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวกาแฟอย่างต่อเนื่องเพื่อไม่ให้เกิดการปนเปื้อนของสาร OTA เกินกว่ามาตรฐานกำหนด ซึ่งเป็นความปลอดภัยต่อผู้บริโภค

คณะผู้เขียนขอขอบคุณสำนักงานมาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ (มกอช.) สำหรับการสนับสนุนทุนในการดำเนินงานวิจัย ขอขอบคุณสถาบันวิจัยเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ และศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว สำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษา สำหรับการเอื้อเฟื้อสถานที่และอุปกรณ์ในการทำวิจัย ข้อมูลที่นำเสนอในบทความวิจัยนี้เป็นลิขสิทธิ์ของสำนักงานมาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ (มกอช.)

>> บทความนี้ตีพิมพ์ใน Postharvest Newsletter ปีที่ 15 ฉบับที่ 4 ตุลาคม – ธันวาคม 2559

เอกสารอ้างอิง

  • กรมวิชาการเกษตร.  2552.  ระบบข้อมูลทางวิชาการ: กาแฟโรบัสตา. [ออนไลน์].  เข้าถึงได้จาก: http://it.doa.go.th/vichakan/news.php?newsid=16 (10 มิถุนายน 2557)
  • พงษ์ศักดิ์ อังกสิทธิ์ และบัณฑูรย์ วาฤทธิ์.  2557.  การปลูกและผลิตกาแฟอะราบิกาบนที่สูง.  ศูนย์วิจัยและพัฒนากาแฟบนที่สูง, คณะเกษตรศาสตร์, มหาวิทยาลัยเชียงใหม่.  229 หน้า.
  • พิมพ์เพ็ญ พรเฉลิมพงศ์.  2556.  Mycotoxin/ไมโคทอกซิน.  [ออนไลน์].  แหล่งที่มา: http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1080/mycotoxin-ไมโคทอกซิน (25 พฤษภาคม 2556)
  • พัชนี สุวรรณวิศลกิจ.  2549.  สรรสาระกาแฟ.  โรงพิมพ์นันทพันธ์, เชียงใหม่.  120 หน้า.
  • สำนักตรวจสอบคุณภาพอาหารสัตว์. 2550. สารพิษจากเชื้อรา (Mycrotoxins). [ออนไลน์].  แหล่งที่มา: http://www.dld.go.th/qcontrol/images/stories/gfeed/knowledge-toxin.pdf (25 พฤษภาคม 2556)
  • Batista, L. R., S. M. Chalfoun, C. F. Silva, M. Cirillo, E. A. Varga and R. F. Schwan. 2009. Ochratoxin A in coffee beans (Coffea arabica L.) processed by dry and wet methods. Food Control 20: 784–790.
  • Bucheli, P.,  I. Meyer, A. Pittet, G. Vuataz and R. Viani.  1998. Industrial Storage of Green Robusta Coffee under Tropical Conditions and Its Impact on Raw Material Quality and Ochratoxin A Content. Journal of Agricultural and Food Chemistry 46: 4507-4511.
  • CAC. 2009. Code of practice for the prevention and reduction of ochratoxin A contamination in coffee (CAC/RCP 69-2009).  [Online].  Available source: www.codexalimentarius.org/input/download/standards/…/CXP_069e.pdf.(1 June 2015)
  • FAO. 2006.  Guidelines for the prevention of mould formation in coffee.  [Online].  Available source: http://dev.ico.org/documents/ed1988e.pdf.(1 June 2015)
  • Noonim, P., W. Mahakarnchanakul, K. F. Nielsen, J. C. Frisvad and R. A. Samson. 2009. Fumonisin B2 production by Aspergillus niger in Thai coffee beans. Food Additives and Contaminants 26:94–100.
  • Taniwaki M.H., J.I. Pitt, A.A. Teixeira and B.T. Iamanaka.  2003.  The source of ochratoxin A in Brazilian coffee and its formation in relation to processing methods.  International Journal of Food Microbiology 82: 173-179.