กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวกาแฟอะราบิกาและโรบัสตาในประเทศไทยกับการปนเปื้อนสารโอคราทอกซิน

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)

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

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

กระบวนการจัดการหลังการเก็บเกี่ยวและการเตรียมเมล็ดกาแฟดิบทั้งวิธีแห้งและวิธีเปียกมีลำดับขั้นตอนดังต่อไปนี้

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)

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.