โดย …ผศ.ดร.เนตรนภิส เขียวขำ ภาควิชาโรคพืช คณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ในการเกิดโรคพืชมีกระบวนการและปัจจัยที่เกี่ยวข้องบางอย่างที่มีส่วนในการทำให้เกิดโรค ปัจจัยเหล่านี้จะขาดปัจจัยหนึ่งปัจจัยใดไม่ได้ กล่าวคือ ถ้าขาดอย่างใดอย่างหนึ่งไปหรือมีไม่ครบถ้วน ลักษณะอาการของโรคพืชก็จะไม่แสดงให้เห็นหรือพืชไม่เป็นโรค ปัจจัยดังกล่าวประกอบด้วย เชื้อสาเหตุของโรค พืชอาศัย สภาพแวดล้อม และระยะเวลาในการเข้าทำลาย (สืบศักดิ์, 2554)  การเข้าทำลายของเชื้อราสาเหตุโรคหลังการเก็บเกี่ยวหลายชนิด จะเริ่มจากอาศัยอยู่กับผลิตผลแบบแฝง (quiescent) ในระยะที่ผลเจริญเติบโตโดยไม่แสดงอาการให้เห็น เมื่อผลเข้าสู่ระยะสุกแก่และเสื่อมสภาพ เชื้อราสาเหตุโรคก็จะเข้าทำลายทำให้เกิดอาการของโรค เนื่องจากในระยะผลยังอ่อน พืชจะสร้างกลไกการป้องกันตัวเพื่อจำกัดการเจริญของเชื้อรา ต่อมาเมื่อผลสุกแก่กลไกการป้องกันตัวมีการเปลี่ยนแปลงทำให้เชื้อราสามารถเจริญได้ โดยในที่นี้จะขอกล่าวถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดด่างในผลิตผลต่อเชื้อราสาเหตุโรคพืช ค่าความเป็นกรดด่างของผลิตผลที่เพิ่มหรือลดลง ส่งผลต่อการกลไกการป้องกันตัวของพืช ทำให้เชื้อราสาเหตุโรคถูกกระตุ้นให้มีการปลดปล่อยเอนไซม์ย่อยเนื้อเยื่อพืชอาศัย จึงก่อให้เกิดโรคได้ ความเป็นด่างจะเกิดจากปฏิกิริยาการผลิตแอมโมเนีย (ammonification) ในเนื้อเยื่อพืชที่มีการเข้าทำลายของเชื้อรา เช่น Colletotrichum และ Alternaria ส่วนความเป็นกรดเกิดจากปฏิกิริยาการสร้างกรด (acidification) ที่เป็นพวกกรดอินทรีย์ต่างๆ ในเนื้อเยื่อพืชที่มีการเข้าทำลายของเชื้อรา เช่น Penicillium Botrytis และ Sclerotinia (Pursky et al., 2010)

เชื้อราสาเหตุโรคหลังการเก็บเกี่ยวจะมีช่องทางการเข้าทำลายเนื้อเยื่อพืชอาศัยได้ 3 ลักษณะ ได้แก่ 1) การเข้าทำลายทางบาดแผลที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต เช่น แมลงหรือสัตว์ และบาดแผลที่เกิดจากสิ่งไม่มีชีวิต เช่น เครื่องมือการเกษตร การกระแทก รอยแยกจากการพัฒนาของผล ในระหว่างการเจริญและการเก็บรักษา 2) การเข้าทางรอยเปิดตามธรรมชาติของพืชอาศัย เช่นเลนติเซล ขั้วผล ก้านผล และ 3) การเข้าโดยตรงที่บริเวณรอยแตกของชั้นคิวติเคิลในระยะที่มีการพัฒนาของผล

การเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) ของสิ่งแวดล้อมหรือพืชอาศัย มีผลต่อการเกิดโรคจากเชื้อราสาเหตุโรคหลังการเก็บเกี่ยว การเปลี่ยนแปลงค่า pH ทำให้เกิดการเพิ่มหรือลดปริมาณเชื้อราได้ซึ่งอธิบายได้จากการที่เชื้อรามีทั้งประเภทที่เป็นเชื้อราที่เจริญในสภาพด่าง (alkalizing fungi) และเชื้อราที่เจริญในสภาพกรด (acidifying fungi) ค่า pH ของพืชอาศัยที่เหมาะสมจะมีผลต่อการสร้างเอนไซม์ของเชื้อรา  การเปลี่ยนแปลง pH ของพืชอาศัยมีความสำคัญในการกระตุ้นให้เชื้อราที่เข้าทำลายแบบแฝงสามารถเจริญและพัฒนาก่อโรคในพืชได้ เชื้อราที่เจริญในสภาพด่างเช่น ผลอะโวคาโดในระยะสุกแก่และเสื่อมสภาพ จะมีค่า pH เปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นจาก 5.2 เป็น 6 ในระยะที่เข้าสู่การสุกแก่ (Yakoby et al., 2000) ในระหว่างเชื้อราสาเหตุโรคเพิ่มปริมาณในพืชอาศัยจะเกิดมีปฏิกิริยาการผลิตแอมโมเนียขึ้น เช่นเชื้อรา Colletotrichum และ Alternaria จะสร้างแอมโมเนียออกมา ในชั้น pericarp ของผลอะโวกาโดซึ่งมี pH 5.2 ทำให้ pH เพิ่มขึ้นเป็น 7.5-8 เช่นเดียวกับผลมะเขือเทศจะมี pH 4.1-4.5 เมื่อเชื้อรา C. gloeosporioides เข้าทำลาย บริเวณบาดแผลที่เน่าเสียมี pH เพิ่มขึ้นเป็น 8 และมีการสะสมแอมโมเนียเป็น 3.6 มิลลิโมลาร์ เมื่อเปรียบเทียบกับเนื้อเยื่อพืชปกติที่มีแอมโมเนีย 0.2 มิลลิโมลาร์ (Alkan et al., 2008; Prusky et al., 2001) เช่นเดียวกับ พริกหยวก แตงเมล่อน เชอร์รี่ และพลับ (Eshel et al., 2002) ที่พบการเข้าทำลายของเชื้อรา A. alternata จะมีความเข้มข้นแอมโมเนียเพิ่มขึ้น 3-10 เท่า และส่งผลให้ pH เพิ่มขึ้นจาก 0.2 เป็น 2.4 การสร้างแอมโมเนียนั้น เกิดจากกิจกรรมของเอนไซม์ย่อยโปรตีนและการย่อยกรดอะมิโน (Prusky and Yakoby, 2003) เมื่อผลไม้ที่มีความเป็นกรดถูกเชื้อราเข้าทำลาย เชื้อราจะสร้างแอมโมเนียออกมาเกิดสภาพด่างทำให้เชื้อรามีความรุนแรงในการก่อโรค การสะสมแอมโมเนียเป็นปัจจัยที่สำคัญในการเข้าทำลายของเชื้อรา  Colletotrichum และทำให้เกิดการพัฒนาของโรคในผลิตผลสุก และพบการสร้างเอนไซม์  arsenal (Prusky and Yakoby, 2003) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่สร้างจากเชื้อสาเหตุโรคมีหน้าที่ย่อยสลายผนังเซลของพืช นอกจากนี้ยังมีการศึกษาการแสดงออกของ endoglucanase ยีน AaK1 ที่เกิดจากเชื้อรา Alternaria alternata จะเกิดขึ้นเมื่ออยู่ในสภาวะที่มีค่า pH มากกว่า 6 ในเนื้อเยื่อพืชที่มีการเน่าเสีย ซึ่ง endoglucanase เป็นเอนไซม์สร้างจากเชื้อรา แบคทีเรีย และโปโตรซัว มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการย่อยสลาย cellulose ในผนังเซล ยีน AaK1 จะไม่แสดงออกเมื่ออยู่ในสภาวะ pH ต่ำ ทำให้อยู่ในสภาวะการเข้าทำลายแบบแฝง (Eshel et al., 2002) เชื้อรา  Colletotrichum มียีน pelB ที่จะแสดงออกเมื่อค่า pH มากกว่า 5.7 (Yakoby et al., 2001)

ส่วนเชื้อราที่เจริญในสภาพกรด ได้แก่เชื้อรา Pencillium expansum P. digitatum P. italicum B. cinerea และ Sclerotium sclerotiorum จะปลดปล่อยกรดอินทรีย์ทำให้เกิดสภาพความเป็นกรดในเนื้อเยื่อ เชื้อรา Pencillium spp. สร้างกรดเมื่อเข้าทำลายแอปเปิ้ลและส้ม ทำให้ผลแอปเปิ้ลมีค่า pH ลดลง จากปกติเนื้อเยื่อ mesocarb มีค่า pH ระหว่าง 3.95-4.31 ลดลงเป็น 3.64-3.88 ในเนื้อเยื่อพืชที่ถูกทำลาย (ตารางที่ 1) (Prusky et al., 2010) เชื้อรา S. sclerotiorum ในระหว่างเข้าทำลายพืชจะสร้างกรด oxalic ทำให้ค่า pH ของพืชลดต่ำลงเหลือเพียง pH 4 (Rollins and Dickman, 2011) ซึ่งการเกิดกรด oxalic เป็นสิ่งบ่งบอกว่ามีการเข้าทำลายของเชื้อในระหว่างการติดเชื้อ เช่น แบคทีเรียจะสร้างกรด oxalic ขึ้นเพื่อออกซิไดส์คาร์โบไฮเดรตของพืช ส่วนเชื้อรา Pencillium spp. และ Aspergillus สร้างกรด citric และ gluconic สะสมในเนื้อเยื่อพืช ซึ่งทำให้ค่า pH ลดลง 0.5-1 หน่วย  และเกิดการกำจัดแอมโมเนียออกจากเนื้อเยื่อพืชทำให้ค่า pH ลดต่ำลง (Prusky and Yakoby, 2003;  Ruijter et al., 1999)

เชื้อรา P. expansum เป็นเชื้อสาเหตุโรคผลเน่าในแอปเปิ้ล สร้างกรด gluconic สะสมในเนื้อเยื่อพืช ตรวจพบการแสดงออกของยีน gox2 สูง ซึ่งเป็นยีนที่มีหน้าที่ออกซิไดซ์กลูโคสและปลดปล่อยกรด gluconic (Hadas et al., 2007) การสะสมกรด gluconic และ oxalic เกิดขึ้นเมื่อพืชถูกเชื้อราเข้าทำลายซึ่งการเปลี่ยนแปลงของค่า pH เกี่ยวข้องกับการแสดงออกของยีน pac 1 (phosphatase of activated cells 1) ทำหน้าที่เป็นตัวกลางใน zinc finger transcription factor การเกิดกรด oxalic ยังเกิดขึ้นจากกิจกรรมเอนไซม์ oxaloacetase ที่สลาย oxaloacetate (Rollins and Dickman, 2001) การเปลี่ยนแปลงของค่า pH ในสิ่งแวดล้อมหรือผลิตผลเป็นปัจจัยที่เชื้อสาเหตุโรคเลือกเข้าทำลายที่มีความเฉพาะเจาะจงในพืชอาศัยแต่ละชนิด ในงานวิจัยที่กล่าวข้างต้นพบว่ายีนของเชื้อราจะถูกกระตุ้นจากการเปลี่ยนแปลงค่า pH ซึ่งยีนหลายชนิดทำให้เกิดการสร้างเอนไซม์ที่มาย่อยผนังเซลของพืช เชื้อรา P. expansum จะสร้างกรด gluconic และ citric ช่วยในการทำงานของเอนไซม์ที่ย่อยโปรตีน  มีการทดลองเพิ่มความเป็นกรด pH 3-5 ในอาหารเลี้ยงเชื้อรา P. expansum ตรวจพบว่ามีการเพิ่มของยีน pepg1 (endopolygalacturanase gene) และในบริเวณเป็นด่างจากการเติม NaHCO₃ พบการเจริญของเชื้อราลดลง (Prusky and Yakoby, 2003)

สิ่งที่มีผลให้การเข้าทำลายแบบแฝงพัฒนาให้เกิดการก่อโรค โดยการเปลี่ยนสถานะจากการอยู่ร่วมกัน (biotrophism) เป็นการก่อโรคหรือการย่อยสลาย (necrotropic-saprophytic stage) มีปัจจัยที่ทำให้เกิดกลไกดังกล่าวภายในเซลที่มีผลมาจากชนิดและปริมาณแร่ธาตุต่างๆ และค่า pH ที่เหมาะสม สารที่ถูกปลดปล่อยออกมา เช่น กรดอินทรีย์ เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้เกิดการก่อโรคและทำให้เกิดความรุนแรงของโรคตามมาโดยมีการทำงานแบ่งเป็น 3 ลักษณะ ได้แก่ 1) การเกิดสาร oxalate ซึ่งจะเป็นพิษโดยตรงต่อพืชอาศัยหรือทำให้พืชอ่อนแอ 2) อาจมีการชะล้างแคลเซียมที่ผนังเซลเนื่องมาจากกรด oxalic และ gluconic ทำให้ผนังเซลอ่อนนิ่ม (Hadas et al., 2007) และ 3)สาร oxalate ไปยับยั้งการสร้าง Reactive oxygen species (ROS) ของพืช และขัดขวางกลไกการป้องกันตัวเองของพืช (Kim et al., 2008) การสร้างแอมโมเนียมีผลทั้งทางกายภาพและชีวเคมีต่อทั้งพืชและเชื้อสาเหตุโรค เนื้อเยื่อพืชปกติจะมีอิเล็กตรอนและโปรตรอนระหว่าง plasma membrane ซึ่งมีความสำคัญต่อการแลกเปลี่ยนไอออน การเคลื่อนที่ของของเหลว และการเจริญของผนังเซล ความเป็นพิษของแอมโมเนียจะทำให้พืชมีการสังเคราะห์เอทิลีนและมีการเปลี่ยนแปลงของการผ่านเข้าออกของสารในเซลเมมเบรน และส่งผลให้พืชมีการสะสมของ ROS เนื่องจากกลไกของ NADPH oxidase ทำให้เกิดบริเวณเนื้อเยื่อตาย (cell death) บนผลมะเขือเทศซึ่งส่งผลดีทำให้เป็นบริเวณจำกัดไม่ให้เส้นใยเจริญต่อไปได้ (Alkan et al., 2009)

ความซับซ้อนของการเข้าทำลายแบบแฝงเกี่ยวของกับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ และชีวเคมีของพืชอาศัยในระหว่างการสุกและการเสื่อมสภาพอันนำไปสู่การอ่อนแอต่อโรค ประกอบกับเชื้อที่เข้าทำลายแบบแฝงมีความสามารถต้านทานสารยับยั้งเชื้อราในพืชอาศัยที่มีลดลงเมื่อเข้าสู่ระยะสุกแก่ได้ การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ อาทิเช่น ค่า pH ในเนื้อเยื่อพืชอาศัย ปริมาณน้ำตาล องค์ประกอบของผนังเซล หรือบาดแผล เหล่านี้ล้วนกระตุ้นให้เชื้อราเจริญได้ ความเป็นกรดในเนื้อเยื่อพืชจากกรดอินทรีย์ (oxalic และ gluconic) หรือความเป็นด่างจากการสร้างแอมโมเนีย อาจมีส่วนทำให้เนื้อเยื่อเน่าเสียอย่างรวดเร็วได้ รวมทั้งผลของการแสดงออกของยีนและการปลดปล่อยเอ็นไซม์พวกที่ย่อยผนังเซล การหาคำตอบของการเปลี่ยนแปลงสิ่งที่ส่งสัญญาณต่างๆ เช่น pH ไนโตรเจน และน้ำตาล ที่มีผลต่อการก่อโรคหลังการเก็บเกี่ยวในระยะที่ผลิตผลสุกแก่ยังคงต้องหาคำตอบต่อไป แต่อย่างไรก็ตามปัจจุบันเราทราบแล้วว่าค่า pH ของพืชอาศัยมีผลต่อการพัฒนาของเชื้อสาเหตุโรคอันจะนำไปสู่การควบคุมโรคในการศึกษาต่อไปในอนาคต (Prusky et al., 2006)

แนวทางในการแก้ปัญหาโรคหลังการเก็บเกี่ยวด้วยการเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดด่าง จากงานวิจัยที่ผ่านมามีการใช้กรดร่วมกับกรรมวิธีการอื่นๆ ในการจัดการโรคหลังการเก็บเกี่ยว เช่นการใช้น้ำส้ม (กรดอะซิติก) ความเข้มข้นร้อยละ 1-3 ในน้ำ อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส สามารถลดการเจริญของสปอร์ของเชื้อรา Penicillium expansum สาเหตุโรคผลเน่าของแอปเปิ้ล โดยทดลองแช่ผลแอปเปิ้ล พันธุ์ Red Delicious ในกรดน้ำส้มที่อุณหภูมิดังกล่าว ความเข้มข้นร้อยละ 3 นาน 2 นาที สามารถลดอาการผลเน่าได้ (Radi et al., 2010) Venditti et al. (2009) ทดลองรมผลส้มแมนดารินด้วยไอของกรดน้ำส้มความเข้มข้น 75 ไมโครลิตรต่อลิตร นาน 15 นาที ที่อุณหภูมิ 36 องศาเซลเซียส ที่ความชื้นสัมพัทธ์ร้อยละ 95 พบว่าสามารถยับยั้งเชื้อรา Penicillium digitatum ที่ปลูกเชื้อบนผลส้มแมนดารินเก็บเกี่ยวใหม่ 2 พันธุ์ ได้แก่พันธุ์ Fremont และ Fairchild โดยพบการเน่าเสียเพียงร้อยละ 8.3 และ 2.1 ตามลำดับ นอกจากนี้ยังมีการทดลองพ่นกรดมะนาว (กรดซิตริก) ความเข้มข้น 1,000-2,000 ไมโครลิตรต่อลิตร เป็นเวลา 30 นาที มีผลในการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่ผิวผลสตรอเบอรี่ (Vardar et al., 2012)

** บทความนี้ตีพิมพ์ลงใน Postharvest Newsletter ปีที่ 18 ฉบับที่ 1 มกราคม – มีนาคม 2562

เอกสารอ้างอิง

• สืบศักดิ์ สนธิรัตน์. 2554. การจัดการโรคพืช. ภาควิชาโรคพืช มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. หจก. เกษมศรี ซี.พี. กรุงเทพฯ. 128 หน้า.
• ศศิวิมล ลักษณพิสุทธิ์. 2553. การควบคุมโรคผลเน่าราสีเขียว ที่เกิดจากเชื้อรา Penicillium digitatum Sacc. บนผลส้มพันธุ์สายน้ำผึ้ง ด้วยสารสกัดจากขมิ้นชัน (Turmeric ; Curcuma longa Linn.). วิทยานิพนธ์ปริญญาโท.บัณฑิตวิทยาลัย, มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. 133 หน้า.
• Alkan, N, R. Fluher, A. Sherman and D. Prusky. 2008. Role of ammonia secretion and pH modulation on pathogenicity of Colletotrichum coccodes on tomato fruit. Mol Plant Microbe Interact 21:1058-1066.
• Alkan, N., R. Fluhr, M. Sagi, O. Davydov and D. Prusky. 2009. Ammonia secreted by Colletotrichum coccodes effects host NADPH oxidase activity enhancing cell death and pathogenicity in tomato fruits. Molecular Plant-Microbe Interactions 22: In press
• Eshel, D., I. Miyara, T. Ailinng, A. Dinoor and D. Prusky. 2002. pH regulates endoglucanase expression and virulence of Alternaria alternata in persimmon fruits. Mol Plant Microbe Interaction 15:744-779.
• Hadas, Y., I. Goldberg, O. Pines and D. Prusky. 2007. The relationship between expression of glucose oxidase, gluconic accumulation, acidification of host tissue and the pathogenicity of Pencillium expansum. Phytopathology 97:384-390.
• Kim, K.S., J.Y. Min and M.B. Dickman. 2008. Oxalic acid is an elicitor of plant programmed cell death during Sclerotinia sclerotiorum disease development. Mol Plant Microbe Interact 21:605-612.
• Prusky, D. and N. Yakoby. 2003. Pathogenic fungi: leading or led by ambient pH? Mol Plant Pathol 4: 509-516.
• Prusky, D., J.L. McEvoy, B. Leverentz and W.S. Conway. 2001. Local modulation of host pH by Colletotrichum species as a mechanism to increase virulence. Mol Plant Microbe Interact 14:1105-1113.
• Prusky, D., I. Kobiler, M. Aderman and I. Miyara. 2006. Effect of acidic solutions and acid Prochloraz on the control of postharvest decays caused by Alternaria alternata in mango and persimmon fruit. Postharvest Biol Technol 42:134-141.
• Prusky, D., N. Alkan, I. Miyara, S. Barad, M. Davidzon, I. Kobiler, S. Brown-Horowitz, A. Lichter, A. Sherman and R. Fluhr. 2010. Mechanisms modulation postharvest pathogen colonization of decaying fruits. In D. Prusky and M.L. Gullino. Post-harvest pathology. Springer. pp.43-56.
• Radi, M., H.A. Jouybari, G. Mesbahi, A. Farahnaky and S. Amiri. 2010. Effect of hot acetic acid solutions on postharvest decay caused by Penicillium expansum on Red Delicious apples. Scientia Horticulturae 126: 421–425.
• Rollins, J.A. and M.B. Dickman. 2011. pH signaling in Sclerotinia sclerotiorum: identification of pacC/RIM1 homolog. Applied Environ Microbiol 67:75-81.
• Ruijter, G.J.G., P.J. van de Vondervoort, and J. Visser. 1999. Oxalic acid production by Aspergillus niger: an oxalate-non-producing mutant produces citric acid at pH 5 and in the presence of manganese. Microbiology 145:2569-2576.
• Vardar, C., K. Ilhan and O.A. Karabulut.  2012. The application of various disinfectants by fogging for decreasing postharvest diseases of strawberry. Postharvest Biology and Technology 66: 30–34.
• Venditti, T., A. Dore, M.G. Molinu, M. Agabbio and G. D’hallewina. 2009. Combined effect of curing followed by acetic acid vapour treatments improves postharvest control of Penicillium digitatum on mandarins. Postharvest Biology and Technology 54: 111–114.
• Yakoby, N., I. Kobler, A. Dinoor and D. Prusky. 2000. pH regulation of pectate lyase secretion modulates the attack of Colletotrichum gloeosporioides on avocado fruits. Appl Environ Microbiol 66:1026-1030.
• Yakoby, N., D. Beno-Moualem, N.T. Keen, A. Dinoor, O. Pines, and D. Prusky. 2001. Colletotrichum gloeosporioides pelB, is an important factor in avocado fruit infection., Mol Plant Microbe Interact 14: 988-995.

The post การเข้าทำลายของเชื้อราสาเหตุโรคหลังการเก็บเกี่ยวที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดด่าง appeared first on ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว.

The post โรคผลเน่าของมังคุด appeared first on ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว.

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

The post สารพิษจากเชื้อราในผลไม้หลังการเก็บเกี่ยว appeared first on ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว.