การบูรณาการภาพรวมของชุดการตรวจวิเคราะห์การปนเปื้อนของซัลโมเนลลาอย่างรวดเร็วในอุตสาหกรรมอาหารเพื่อยกระดับมาตรฐานการส่งออก

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำเสนอการตรวจวิเคราะห์หา Salmonella รูปแบบใหม่และมีประสิทธิภาพสูงสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร โดยอาศัยการเพาะเลี้ยงเชื้อขนาดเล็กร่วมกับอาหารบ่งชี้เบื้องต้น การปรับปรุงสภาวะการเจริญที่เหมาะสมแก่ Salmonella ในอาหารตัวอย่าง โดยทำการเปรียบเทียบผลความเข้มข้นของอาหารเลี้ยงเชื้อสูตรทั่วไป คือ Tryptic Soy Broth หรือ TSB ที่ระดับความเข้มข้น 5-0.125 เท่า เพื่อทดสอบปริมาณความต้องการสารอาหารของ Salmonella จากนั้นจึงทำการเปรียบเทียบคุณภาพอาหารเลี้ยงเชื้อที่ได้จากสารอาหารจากแหล่งอื่น เพื่อนำมาทดแทนปริมาณสารอาหารในกลุ่มโปรตีนของอาหารเลี้ยงเชื้อสูตรทั่วไปที่ได้จากนม และถั่วเหลือง โดยแหล่งโปรตีนที่ใช้ ได้แก่ หมู ปลา เห็ด กรดอะมิโน อาหารทะเลและผลิตภัณฑ์จากไข่ ซึ่งถูกเตรียมเพื่อนำมาทดแทนที่แหล่งไนโตรเจนจากอาหารเลี้ยงเชื้อทั่วไป ทั้งนี้วิเคราะห์ลักษณะการเจริญเติบโตของ Salmonella ที่พบในอาหารเลี้ยงเชื้อสูตรเหลวโดยอาศัยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบ Sigmoid model เพื่อใช้วิเคราะห์ลักษณะการเจริญของ Salmonella ในอาหารแต่ละสูตร จากการทดลองพบว่าระดับความเข้มข้นของอาหารเลี้ยงเชื้อที่ Salmonella สามารถเจริญได้มากที่สุดอยู่ในช่วง 0.125 ถึง 2 เท่าของอาหารเลี้ยงเชื้อสูตรปกติ หากเพิ่มระดับความเข้มข้นตั้งแต่ 3 เท่าขึ้นไป จะส่งผลให้ Salmonella มีอัตราการเจริญเติบโตลดลงซึ่งเป้นผลอันเนื่องจากแรงดันออสโมติก โดยค่าอัตราการเจริญจำเพาะของเชื้อที่สูงที่สุดจากการทดลองคือ 2.346 ที่ระดับความเข้มข้น 2 เท่า นอกจากนี้เมื่อทำการเตรียมสารอาหารจากแหล่งอื่นเพื่อเป้นตัวแทนของตัวอย่างทดลองทั้งหมดพบว่า เนื้อไก่ที่ผ่านกระบวนการเตรียมที่อุณหภูมิ 121 C และใช้ระยะเวลานาน 60 นาที จะให้ปริมาณกรดอะมิโนที่เหมาะสมแก่ Salmonella ได้มากที่สุด ทั้งนี้จากตัวอย่างทดลองทั้งหมด พบว่าอัตราการเจริญเติบโตของเชื้อตัวอย่างที่ได้รับสารอาหารประเภทเนื้อไก่ ปลา และเนื้อหมู มีค่าใกล้เคียงกับค่าการเจริญเติบโตของเชื้อที่เจริญในอาหารเลี้ยงเชื้อสูตรทั่วไป โดยสามารถเพิ่มปริมาณเชื้อเป็น 7 log-scale ได้ภายในระยะเวลา 8 ชั่วโมง จีงสามารถกล่าวได้ว่า อาหารเลี้ยงเชื้อสูตรปรับปรุงนี้ สามารถเลี้ยงเชื้อ Salmonella ได้เทียบเคียงกับอาหารสูตรทั่วไป อีกทั้งยังเป็นแหล่งอาหารที่สามารถจัดหาได้ง่าย และมีราคาถูกด้วย โดยในงานวิจัยได้นำเสนอเทคนิคการเลี้ยงเชื้อในอาหารเหลวบ่งชี้เบื้องต้นร่วมกับการเพาะเลี้ยงบนอาหารแข็งในระดับไมโครสเกล เพื่อเป็นอีกวิธีการหนึ่ง สำหรับการตรวจการปนเปื้อนของซัลโมเนลลาเบื้องต้น โดยในขั้นตอนการเลี้ยงเชื้อบนอาหารแข็งจำเพาะในถาดอาหารแบบ 96 หลุม พบว่ามีความสัมพันธ์เชิงเส้นที่ดีกับผลที่ได้จากวิธีการมาตรฐาน (ISO method) สำหรับนับจำนวนซัลโมเนลลาบริสุทธิ์ โดยมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เท่ากับ R2 = 0.9939, P<0.0001 และสำหรับการพัฒนาสูตรอาหารบ่งชี้ชนิดใหม่นั้น ได้อาศัยหลักการของปฏิกริยาดีคาร์บอกซีเลชั่นของกรดอะมิโนและการผลิตก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟต์ของซัลโมเนลลา โดยซัลโมเนลลาแต่ละซีโรวาร์สามารถเกิดปฏิกริยาออร์นิทีนและไลซีน ดีคาร์บอกซีเลชั่น และสามารถผลิตไฮโดรเจนซัลต์ได้จากสารตั้งต้นไทโอซัลเฟต ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นทำปฏิกิริยากับอินดิเคเตอร์ที่เหมาะสม จะสามารถสร้างสารบ่งชี้ปฏิกิริยาทั้งสองในซัลโมเนลลาได้ และยังสามารถจำแนกซัลโมเนลลาออกจากแบคทีเรียแข่งขันอื่น ๆ ที่ไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาทั้งสองได้ นอกจากนี้ยังได้นำการตรวจสอบคุณสมบัติด้านแสงมาประยุกต์ใช้เพื่อวัดค่าทางสเปรคโตรโฟโตรเมตรีในอาหารบ่งชี้ เพื่อใช้ในการคัดเลือกสูตรอาหารที่ดีที่สุดจากการเปรียบเทียบปริมาณการเกิดปฏิกิริยาของซัลโมเนลลาและแบคทีเรียแข่งขันอื่น ๆ สำหรับความยาวคลื่อนที่เหมาะสมที่สุดในการบ่งชี้ปฏิกิริยาคาร์บอกซีเลชั่นของกรดอะมิโนและการเกิดไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ คือ 550 (ใช้ฟีนนอลเรดเป็นอิดิเคเตอร์) และ 650 (ใช้เฟอร์ริกแอมโมเนีมซิเตรท เป็นอินดิเคเตอร์) นาโนเมตร ตามลำดับ