ความสำคัญและเทคนิคการวิเคราะห์สารเคมีตกค้างในผลผลิตเกษตร

ความสำคัญและเทคนิคการวิเคราะห์สารเคมีตกค้างในผลผลิตเกษตร หมวดหมู่ : บทความ เมื่อวันที่ : 5 มีนาคม 2555 ผู้ชม : 19655 ครั้ง
Print Friendly and PDF
ความสำคัญและเทคนิคการวิเคราะห์สารเคมีตกค้างในผลผลิตเกษตร

โดย ...วรรณวรางค์ พัฒนะโพธิ์
สถาบันวิจัยเทคโนโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

สารเคมีตกค้างทางการเกษตรเป็นปัญหาหลักที่เกิดขึ้นกับภาคเกษตรกรรมเละสุขภาพของคนไทยในปัจจุบัน เพื่อให้ได้ผลผลิตสูง มีคุณภาพ ปราศจากโรคและแมลงนั้น จำเป็นต้องใช้สารเคมีโดยเฉพาะพืชผักนั้นมักพบแมลงศัตรูพืชมาก โดยเฉพาะหนอน เพลี้ย และเชื้อรา ทำให้เกษตรกรต้องใช้ยาฆ่าแมลงและสารเคมีป้องกันกำจัดเชื้อรา เพื่อไม่ให้ผักเสียหาย สารเคมีกำจัดแมลงในผลผลิตเกษตรที่มักใช้ มี 4 กลุ่ม คือกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต (organophosphate) กลุ่มคาร์บาเมต(carbamate) กลุ่มไพรีทรอยด์(pyrethroid) และกลุ่มออร์กาโนคลอรีน(organochlorine) โดยสารเคมีกำจัดแมลง 3 กลุ่มแรกนิยมใช้ในทางเกษตรกรรมและผลิตภัณฑ์ทั่วไป สำหรับกลุ่มที่ 4 คือ กลุ่มสารออร์กาโนคลอรีนในหลายประเทศได้ประกาศห้ามใช้ เนื่องจากสารตกค้างมีความคงทนมาก สลายตัวได้ยากในสิ่งแวดล้อมและสามารถสะสมในร่างกายมนุษย์ ก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ สารเคมีตกค้างที่พบบ่อยคือ สารกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต (organophosphate) และสารคาร์บาเมต (carbamate) ซึ่งเป็นกลุ่มของสารเคมีที่ส่งผลต่อระบบประสาทส่วนกลาง และระบบประสาทรอบนอก สารเคมีเหล่านี้เมื่อใช้ในปริมาณที่มากจะไม่สามารถกำจัดให้หมดได้โดยการทำความสะอาดด้วยการล้าง เพราะสารที่ตกค้างสามารถซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อของผลผลิต ส่งผลให้เกิดภาวะสารเคมีตกค้างในผู้บริโภคและกระทบต่อการสุขภาพของประชาชนในประเทศ

สำหรับในแง่ของการส่งออกนั้น การที่ผลผลิตเกษตรมีสารเคมีตกค้างส่งผลกระทบร้ายแรงต่อเศรษฐกิจของประเทศชาติมหาศาล ดังที่เป็นข่าวเมื่อเร็วๆนี้ที่สหภาพยุโรป(EU) จะระงับการนำเข้าผักผลไม้ไทยเนื่องจากมีการตรวจพบสารเคมีเกษตรตกค้างเกินค่ามาตรฐาน(MRLs) และมีจำนวนครั้งที่ตรวจพบมากที่สุดในโลก (ดังรูปที่ 1) ดังนั้นประเทศไทยจึงได้ออกมาตรการที่จะระงับการส่งออกสินค้าเกษตรไปยังสหภาพยุโรป ใน 5 กลุ่ม 16 ชนิด ได้แก่ กลุ่มที่ 1 กะเพรา โหระพา แมงลัก ยี่หร่า กลุ่มที่ 2 พริก กลุ่มที่ 3 มะระจีน มะระขี้นก กลุ่มที่ 4 มะเขือเปาะ มะเขือยาว มะเขือม่วง มะเขือขื่น และกลุ่มที่ 5 ผักชีฝรั่ง ภายในวันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2554 เพื่อป้องกันผลกระทบการส่งออกสินค้าเกษตร และต่อมาได้เปลี่ยนเป็นมาตรการตรวจเช็คคุณภาพผักและผลไม้ส่งออก 100% ของกรมวิชาการเกษตร

จะเห็นได้ว่าการตกค้างของสารเคมีกำจัดศัตรูพืชที่เกินค่ามาตรฐาน (MRLs) ทำให้เกิดผลกระทบต่อสุขภาพ และผลกระทบต่อเศรษฐกิจการส่งออกผักผลไม้ของไทยไปยังสหภาพยุโรป ที่มีมูลค่ากว่า 58 ล้านยูโร (2,785 ล้านบาท) ต่อปี อีกทั้งยังส่งผลต่อความเชื่อมั่นของประเทศผู้นำเข้าอื่นๆ เช่น สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น เป็นต้น


ที่มา : http://www.prachatai.com/journal/2011/02/33122

รูปที่ 1 แสดง 5 ประเทศที่มีการตรวจพบสารเคมีเกษตรตกค้างในผักผลไม้ส่งออกไปบังสหภาพยุโรปมากที่สุด

การส่งออกผักผลไม้จำเป็นต้องมีใบรับรองที่ระบุว่าไม่มีสารเคมีตกค้างหรือมีปริมาณสารเคมีตกค้างในสินค้าในระดับต่ำกว่าที่กำหนดตามมาตรฐานของตลาด เช่น ในสหภาพยุโรปจะมีระเบียบการกำหนดปริมาณสารตกค้างสูงสุดในอาหาร (Maximum residue levels (MRLs) in food stuffs: Regulation (EC) 396/2005)

ดังนั้นเพื่อเป็นการป้องกันการกีดกันการส่งออกสินค้าเกษตรไปยังสหภาพยุโรป ผู้ส่งออกไทยต้องเร่งปรับปรุงคุณภาพพืชผักให้ได้คุณภาพและมาตรฐานจากต้นทางก่อนที่สินค้าจะถูกส่งออกไปยังปลายทาง ซึ่งวิธีการตรวจวิเคราะห์ปริมาณสารพิษตกค้างในปัจจุบัน สามารถแบ่ง ได้ดังนี้

1. การตรวจวัดภาคสนาม

เป็นการตรวจโดยใช้วิธีการตรวจสอบอย่างง่าย และมีความรวดเร็ว อาศัยหลักการการเปลี่ยนสีของสาร (Colorimetric) ซึ่งหากมีสารที่ต้องการตรวจพบจะเกิดสี ในปัจจุบันมีชุดตรวจวัดสารพิษตกค้างภาคสนามให้บริการหลากหลาย เช่น ชุดน้ำยาตรวจสอบยาฆ่าแมลง/สารพิษตกค้าง "จีที" (GT-Pesticide Residual test kit) ชุดทดสอบสารพิษตกค้าง (Pesticides Residue Test Kit, PR) และ ชุดตรวจสอบสารพิษตกค้างในผักผลไม้ TM KIT เป็นต้น

- ชุดน้ำยาตรวจสอบยาฆ่าแมลง/สารพิษตกค้าง "จีที" (GT-Pesticide Residual test kit)


ที่มา : www.gttestkit.com

ใช้หลักการตรวจหาสารพิษด้วยวิธี acetyl cholinesterase inhibition technique โดยอาศัยทฤษฎีที่ว่า สารพิษในกลุ่มสารประกอบฟอสเฟต และ/หรือ คาร์บาเมตมีคุณสมบัติเด่นในด้านการยับยั้งการทำงานของเอ็นไซม์ในร่างกายได้ เมื่อร่างกายได้รับสารพิษในกลุ่มเหล่านี้ จะทำให้ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ จึงนำหลักการนี้มาใช้เป็นวิธีการตรวจสอบเบื้องต้น

ปัจจุบันชุดน้ำยาตรวจสอบยาฆ่าแมลง/สารพิษตกค้าง “จีที” มี 2 แบบ คือ

(1) แบบตรวจคัดกรองได้ 2 กลุ่ม คือ กลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต และกลุ่มคาร์บาเมต โดยใช้เวลาในการตรวจ 30 นาที
(2)แบบตรวจคัดกรอง 4 กลุ่ม คือ กลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต กลุ่มคาร์บาเมต กลุ่มไพรีทรอยด์ และกลุ่มออร์กาโนคลอรีน ใช้เวลาในการตรวจ 1 ชั่วโมง

การประเมินว่าปลอดภัยหรือไม่ปลอดภัย จะดูจากการเปรียบเทียบค่ากำหนดของชนิดสารเคมีกับชนิดอาหาร ซึ่งหากมีการตกค้างของสารพิษหลายชนิดในตัวอย่างเดียว แต่ปริมาณการตกค้างไม่เกินค่ากำหนดในทุกชนิดสารเคมี ให้ถือว่าปลอดภัย

- ชุดทดสอบสารพิษตกค้าง ( Pesticides Residue Test Kit, PR)


ที่มา : www.thailabonline.com//food_safety1.htm

ใช้หลักการโครมาโทกราฟีแบบชั้นบาง (thin layer chromatography) ในการจำแนกชนิดของสารโดยเฟสเคลื่อนที่ (mobile phase) จะเป็นตัวพาสารที่ต้องการทดสอบขึ้นไปตามเฟสที่อยู่กับที่ (stationary phase) สารต่างชนิดกันที่มีขนาด น้ำหนักโมเลกุล และความสามารถในการละลายในตัวพาที่แตกต่างกันจะเคลื่อนที่ไปได้ด้วยความเร็ว และระยะทางที่ แตกต่างกัน ทำให้สามารถแยกสารต่างชนิดกันออกมาได้ แม้ว่าสารนั้นจะมีปริมาณเพียงเล็กน้อย ไม่มีสี ไม่มีกลิ่นก็ตาม

ปัจจุบันชุดทดสอบสารพิษตกค้าง PR มีทั้งหมด 3 แบบ คือ

(1) ชุดทดสอบ PR1 ใช้ตรวจสอบสารยาฆ่าแมลงในกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต 4 ชนิด คือ คลอไพริฟอส (chlorpyriphos) ไดเมทโธเอท (dimethoate) ไตรอโซฟอส (triazophos) และมาลาไธออน (malathion)


ที่มา : www.thailabonline.com//food_safety1.htm

(2) ชุดทดสอบ PR2 ใช้ทดสอบสารยาฆ่าแมลงในกลุ่มไพรีทรอยด์ 4 ชนิด คือไซฮาโลทริน (cyhalothrin) ไซเปอร์เมทริน (cypermethrin) เพอร์เมทริน (permethrin) และ เดลต้าเมทริน (deltamethrin)


ที่มา : www.thailabonline.com//food_safety1.htm

(3) ชุดทดสอบ PR3 ใช้ทดสอบสารยาฆ่าแมลงในกลุ่มคาร์บาเมต และ ออร์กาโนฟอสเฟต 2 ชนิด คือ เมโธมิล (methomyl) และ เมธามิโดฟอส (methamidophos)


ที่มา : www.thailabonline.com//food_safety1.htm

- ชุดตรวจสอบสารพิษตกค้างในผักผลไม้ TM KIT

เป็นชุดทดสอบที่สามารถตรวจยืนยันชนิดสารเคมีกำจัดแมลงกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต กลุ่มคาร์บาเมต กลุ่มไพรีทรอยด์ และกลุ่มออร์กาโนคลอรีน ในผักผลไม้และธัญพืช


ที่มา : http://www.highents.com/product_detail.php?pro_id=130&cat_id=2&subcat_id=3&lang=TH

โดยมีหลักการในการตรวจวัด ดังนี้

1. กลุ่มออร์กาโนฟอสเฟตและคาร์บาเมต ใช้หลักการแยกสารด้วยหลักการโครมาโตกราฟีแบบชั้นบาง (TLC) และตรวจสอบด้วยการทำปฏิกิริยากับสารเคมีเพื่อให้เกิดสี ถ้ามีสารเคมีกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟตและคาร์บาเมต จะเกิดแถบวงกลม (Spot) สีขาวบนพื้นสีม่วงบนแผ่นทีแอลซี

2. กลุ่มออร์กาโนคลอรีนและไพรีทรอยด์ ใช้หลักการแยกสารเช่นเดียวกับ ข้อ1 และตรวจสอบด้วยการทำปฏิกิริยากับสารเคมีและอังแสงยูวีที่ความยาวคลื่น 254 นาโนเมตร เพื่อให้เกิดสี ถ้ามีสารเคมีกำจัดแมลงกลุ่มออร์แกโนคลอรีนและไพรีทรอยด์ จะเกิดแถบวงกลม(Spot) เป็นสีเทา น้ำตาลเข้ม ถึงดำ บนพื้นสี

2. วิธีการทดสอบโดยหลักการ HPLC (high performance liquid chromatography) และ GC (gas chromatography)

โดยการแยกสารเคมีที่มีอยู่ในสารละลายออกจากกันด้วยตัวพา (mobile phase) ซึ่งแสดงผลออกมาเป็นกราฟจำเพาะของสารนั้นๆ ซึ่งเป็นวิธีที่มีความแม่นยำสูง แต่จำเป็นต้องทำการตรวจวัดภายในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากเครื่องมือมีขนาดใหญ่ มีความยุ่งยากในการเตรียมตัวอย่าง และจำเป็นต้องใช้เวลามากในการตรวจวัด

3. เทคนิควิธีทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical technique)

เป็นเทคนิคที่กำลังได้รับความสนใจเป็นอย่างสูง และกำลังมีการพัฒนาขึ้นเพื่อให้สามารถตรวจวัดสารออร์กาโนฟอสเฟตในภาคสนามให้อย่างรวดเร็ว โดยอาศัยตัวเร่งปฏิกิริยาเอนไซม์ที่มีความจำเพาะและวิธีการทางเคมีไฟฟ้า มีความไวในการตรวจสูงในระดับ หนึ่งในพันล้านส่วน (part per billion: ppb) สามารถตรวจวัดสารเคมีตกค้างอื่น ๆ ในกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟตที่ไม่สามารถตรวจวัดโดยชุดตรวจแบบเคลื่อนที่ของกรมวิชาการเกษตรได้ แต่เทคนิคนี้ก็มีความสามารถในการคัดแยกสารในกลุ่มใหญ่ๆเท่านั้น ไม่สามารถระบุชนิดจำเพาะเจาะจงของสารตกค้างได้ ทำให้เมื่อมีการวัดตัวอย่างจริงที่มีจำนวนสารเคมีตกค้างในกลุ่มออร์กาโนฟอสเฟตปะปนกันหลายชนิด ผลที่ได้จากการตรวจวัดอาจยังมีความคลุมเครือเรื่องชนิดของสารตกค้าง วิธีการนี้จึงเหมาะสำหรับการตรวจวัดเบื้องต้นในภาคสนามก่อนที่จะนำตัวอย่างไปตรวจวัดอย่างละเอียดในห้องปฎิบัติการ

สำหรับวิธีการตรวจวิเคราะห์หาปริมาณสารพิษตกค้างในวิธีที่สอง ซึ่งเป็นการตรวจวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการนั้น มีขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างก่อนนำไปตรวจวิเคราะห์สารตกค้าง โดยมีวิธีที่นิยมใช้ในปัจจุบัน 3 วิธี คือ

1. QuEChERS method (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe method)

เป็นวิธีที่ห้องปฏิบัติการวิเคราะห์ยาฆ่าแมลงทั่วโลกสนใจ และได้รับยอมรับอย่างเป็นทางการจาก AOAC และ CEN (Committee of European Normalization) โดยวิธีนี้ใช้สารละลายอินทรีย์กับบัฟเฟอร์ปริมาณน้อยสำหรับการวิเคราะห์ในเฟสอินทรีย์ และใช้ dispersive solid-phase extraction (d-SPE) สำหรับกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ (clean up) วิธีนี้สามารถเตรียมตัวอย่างยาฆ่าแมลงได้อย่างง่าย รวดเร็ว มีค่าใช้จ่ายน้อยและมีประสิทธิภาพอีกทั้งยังมีค่าการกลับคืนที่ดี (good recoveries) อีกด้วย (ข้อมูลเพิ่มเติม: www.QuEchERS.com)

2. Positive List method

เป็นวิธีการที่ใช้ในการเตรียมตัวอย่างเพื่อการวิเคราะห์หาสารพิษตกค้างในผักผลไม้ที่ผลิตในประเทศญี่ปุ่นและสินค้านำเข้า อีกทั้งยังเหมาะการเตรียมตัวอย่างสำหรับการตรวจวิเคราะห์หาสารพิษตกค้างในงานวิจัย เนื่องจากในการสกัด (extraction) การทำให้บริสุทธิ์ (clean up or isolation) และ การแยก (separation) มีขั้นตอนที่ละเอียดมากว่าวิธี QuEChERS โดยใช้วิธี suction ในการทำให้บริสุทธิ์ขั้นแรก และทำการแยกชั้นด้วยเทคนิคพาทิชั่น (partition) แล้วจึงนำไปทำให้บริสุทธิ์ (clean up) ครั้งที่สองด้วย SPE cartridge ก่อนนำไปทำการวิเคราะห์หาสารพิษตกค้างด้วยเทคนิค GC ต่อไป

3. Steinwandter method

วิธีนี้ได้รับความนิยมในการเตรียมตัวอย่างยาฆ่าแมลงตกค้างในผักและผลไม้ในประเทศเยอรมัน และกรมวิชาการเกษตรก็เลือกใช้วิธีการดังกล่าวในการเตรียมตัวอย่างเพื่อการวิเคราะห์หาสารพิษตกค้างในผักผลไม้ให้กับผู้ส่งออกด้วยเช่นกัน วิธีนี้มีขั้นตอนคล้ายกับวิธี PositiveList แต่ไม่ได้ใช้วิธี suction ในการทำให้บริสุทธิ์ขั้นแรก และไม่มีการแยกชั้นด้วยเทคนิคพาทิชั่น

จะเห็นได้ว่าการตรวจวิเคราะห์สารพิษตกค้างมีความสำคัญต่อชีวิตประจำวันของเรามากไม่ว่าจะทางตรงหรือทางอ้อม จากข้อมูลวิธีการหาสารพิษตกค้างทำให้ทราบว่า เราสามารถตรวจหาสารพิษตกค้างได้เบื้องต้นด้วยวิธีทางภาคสนาม ซึ่งได้รับความนิยม เนื่องจากสะดวก รวดเร็ว สามารถรู้ผลได้ทันทีว่าผลิตผลนั้นปลอดภัยต่อการบริโภคหรือไม่ แต่สำหรับการส่งออกมักนิยมตรวจวิเคราะห์อย่างละเอียดภายในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากต้องใช้ใบรับรองจากหน่วยงานตรวจวิเคราะห์เพื่อการส่งออก และเพื่อให้มั่นใจได้ว่าสินค้ามีความปลอดภัย ตรงตามกฎระเบียบการนำเข้าสินค้าของแต่ละประเทศ

ทางสถาบันวิจัยเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เล็งเห็นถึงความสำคัญของการตรวจวิเคราะห์สารพิษตกค้างในแต่ละปีจึงได้มีการจัดฝึกอบรมให้ความรู้เกี่ยวกับเทคนิคการตรวจวิเคราะห์สารพิษตกค้างด้วยเครื่อง HPLC และ GC ให้แก่ นักวิชาการ นักวิจัย นักศึกษา และผู้สนใจ อีกทั้งทางสถาบันวิจัยฯมีห้องปฏิบัติการสำหรับบริการตรวจวิเคราะห์หาสารพิษตกค้างในผักผลไม้สำหรับงานวิจัย และบุคคลทั่วไป ซึ่งทางสถาบันวิจัยฯสามารถให้บริการตรวจวิเคราะห์สารพิษตกค้างได้ 2 กลุ่ม คือ กลุ่มออร์กาโนฟอสเฟต และ กลุ่มไพรีทรอยด์ หากสนใจเข้ารับการฝึกอบรม หรือรับบริการตรวจวิเคราะห์ สามารถติดต่อสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ สถาบันวิจัยเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ 239 ถ.ห้วยแก้ว ต.สุเทพ อ.เมือง จ.เชียงใหม่ 50200 เบอร์โทร 053-944031 และหมายเลข โทรสาร 053-941426 เว็บไซด์ www.phtnet.org/postech

เอกสารอ้างอิง
1. ดีเดย์ 1 ก.พ. ห้ามส่งออกผักไป EU. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา: http://news.thaiza.com/detail_202950.html (28 กุมภาพันธ์ 2554).
2. ชุดตรวจสอบสารพิษตกค้าง TM KIT (ออร์แกโนฟอสเฟต, คาร์บาเมท, ไพเรทรอยด์, ออร์แกโนคลอรีน). [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา: http://www.highents.com/product_detail.php?pro_id=130&cat_id=2&subcat_id=3&lang=TH (28 กุมภาพันธ์ 2554).
3. ชุดตรวจหายาฆ่าแมลงจีที. [ระบบออนไลน์].http://www.gttestkit.com/index.htm (28 กุมภาพันธ์ 2554).
4. ชุดทดสอบสารเคมีกำจัดแมลงในผักผลไม้และธัญพืช เพื่อให้ประชาชนหรือผู้เกี่ยวข้องสามารถนำไปใช้ในการตรวจสารตกค้างได้ด้วยตนเอง. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา: http://www.thailabonline.com/food_safety1.htm(28 กุมภาพันธ์ 2554).
5. วิกฤตสารเคมีกำจัดศัตรูพืช: ความเป็นจริงจากมุมมองของสหภาพยุโรป. [ระบบออนไลน์]. แหล่งที่มา: http://www.prachatai.com/journal/2011/02/33122 (28 กุมภาพันธ์ 2554).
6. เอกสาร REGULATION (EC) NO 396/2005 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL,23 February 2005
7. Analytical Methods for Residual Compositional Substances of Agricultural Chemicals, Feed Additives, and Veterinary Drugs in Food (Syoku-An No.012400, January 24,2005.
8. In Press Pesticide Analysis in Methods in Biotechnology, Eds. J.L. Vidal Martinez and Garrido Frenich, Humana Press, USA ,Nov. 2004.
9. Steinwandter, H. 1985. Universal 5 min on-line method for extracting and isolating pesticide residues and industrial chemicals. Fresenius, Z. Anal. Chem. No.1155.