บทนำ

          สารเอทิลีนออกไซค์ (Ethylene Oxide; ETO) เป็นสารที่นิยมนำมาใช้รมควันสำหรับกำจัดแมลง ฆ่าเชื้อรา แบคทีเรียในอาหาร เพื่อป้องกันการเน่าเสียระหว่างขนส่งและช่วยยืดอายุการเก็บรักษาให้กับอาหาร แต่สารเอทิลีนออกไซค์เป็นสารก่อกลายพันธุ์และสารก่อมะเร็ง  ซึ่งในระหว่างการเก็บรักษาอาหารที่มีการใช้สารดังกล่าว มีโอกาสที่สารเอทิลีนออกไซค์ที่สลายตัวไม่หมด จะทำปฏิกิริยากับคลอไรด์ที่อยู่ในอาหาร เกิดเป็นสาร 2-คลอโรเอทานอล (2-chloroethanol; 2-CE) ซึ่งเป็นสารพิษต่อร่างกายมนุษย์ ส่งผลให้ต้องตรวจวิเคราะห์ปริมาณสารเอทิลีนออกไซค์และสาร 2-คลอโรเอทานอลที่ตกค้างในอาหาร เพื่อความปลอดภัยต่อผู้บริโภค โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสหภาพยุโรป (The European Union; EU) ที่ได้มีการกำหนดให้มีสารตกค้างในอาหารทั้งสองชนิดรวมกันไม่เกิน 0.05 มก./กก.

         วิธีการวิเคราะห์สารตกค้างทั้งสองชนิด จะต้องทำการสกัดตัวอย่างก่อน แล้ววิเคราะห์ด้วยเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟี-แมสสเปคโตมิทรี (Gas Chromatography-Mass Spectrometry; GC-MS/MS) โดยใช้วิธีการสกัดแบบ QuEChERS ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้การสกัดสารด้วยตัวทำละลาย (Liquid-liquid extraction; LLE)  และกำจัดสิ่งรบกวนออกจากสารสกัดตัวอย่างด้วยวิธีการสกัดด้วยของแข็งแบบกระจายตัว (Dispersive Solid Phase Extraction;  d-SPE) ซึ่งวิธีการสกัดดังกล่าวทำโดยผู้ปฏิบัติงาน ส่งผลให้ผู้ปฏิบัติงานเกิดความเสี่ยงต่อการสัมผัสกับสารเคมี และเกิดของเสียจากห้องปฏิบัติการจำนวนมาก ส่งผลทำให้เกิดค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมในส่วนของการกำจัดของเสีย ดังนั้นจึงได้มีการพัฒนาวิธีการสกัดตัวอย่างด้วยวิธีเฮดสเปซ (Headspace; HS) ซึ่งเป็นวิธีการสกัดโดยการให้ความร้อนกับตัวอย่างเพื่อให้สารที่สนใจระเหยออกจากตัวอย่าง  จากนั้นจึงดักจับสารนั้นด้วยตัวดูดซับ (Trap) เพื่อเป็นการเพิ่มความเข้มข้นของสาร เรียกเทคนิคนี้ว่าเฮดสเปซ-แทรป (Headspace-trap; HS-trap) โดยเทคนิคดังกล่าวสามารถทำการสกัดซ้ำได้มากกว่า 1 รอบต่อตัวอย่าง (Multi-Step Enrichment; MSE) ดังแสดงวิธีการทำงานดังรูปที่ 1 อีกทั้งยังช่วยเพิ่มความไว (Sensitivity) ในการวิเคราะห์มากขึ้น ลดการสัมผัสกับสารเคมีของผู้ปฏิบัติงาน และลดของเสียจากห้องปฏิบัติการอีกด้วย

รูปที่ 1 ขั้นตอนการสกัดตัวอย่างซ้ำหลายครั้งอัตโนมัติด้วยเทคนิค HS-trap

     สำหรับในบทความนี้จะเป็นการใช้เครื่องเตรียมตัวอย่างอัตโนมัติชนิด HS-trap รุ่น Centri Automated Extraction and Enrichment และวิเคราะห์ด้วยเครื่อง GC-MS ที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ปริมาณสารเอทิลีนออกไซค์และสาร 2-คลอโรเอทานอลในตัวอย่างเมล็ดงาโดยมีวิธีการดังนี้

เตรียมกราฟมาตรฐาน ความเข้มข้นของสารเอทิลีนออกไซค์และสาร 2-คลอโรเอทานอล 0.013–0.25 มิลลิกรัมต่อ

วิธีการเตรียมตัวอย่าง  ชั่งตัวอย่างเมล็ดงา 2 กรัมลงในขวดเฮดสเปซขนาด 20 มิลลิลิตร ปิดฝาให้แน่น

วิธีการวิเคราะห์

          นำขวดบรรจุสารมาตรฐานและตัวอย่างที่เตรียมไว้วางที่ถาดวางตัวอย่างของเครื่อง Centri Autosampler เพื่อทำการสกัดและวิเคราะห์

ผลการวิเคราะห์

รูปที่ 2 โครมาโทแกรมแสดงผลการวิเคราะห์ตัวอย่างที่มีการปนเปื้อนสารเอทิลีนออกไซค์และสาร 2-คลอโรเอทานอล

        การสกัดตัวอย่างเมล็ดงาด้วยวิธี HS-trap เพื่อวิเคราะห์สารเอทิลีนออกไซค์และสาร 2-คลอโรเอทานอล เป็นวิธีการที่ง่ายและสะดวกรวดเร็ว ลดการใช้ตัวทำละลายในการสกัด ลดความเสี่ยงในการสัมผัสสารเคมีของผู้ปฏิบัติงาน และช่วยลดของเสียจากห้องปฏิบัติการ รูปที่ 2 แสดงผลการวิเคราะห์ตัวอย่างเมล็ดงา สามารถตรวจพบ และวัดปริมาณได้โดยเทียบกับกราฟมาตรฐาน พบว่าในตัวอย่างมีปริมาณสารเอทิลีนออกไซค์ 0.055 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม และสาร 2-คลอโรเอทานอล 8.760 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม นอกจากนี้ยังตรวจพบตกค้างชนิดอื่น เช่นสารอะซีทอลดีไฮด์ (Acetaldehyde) ซึ่งเป็นพิษอีกชนิดหนึ่งอีกด้วย

รูปที่ 3 กราฟมาตรฐานของสารเอทิลีนออกไซค์(ซ้าย) และสาร 2-คลอโรเอทานอล(ขวา)

          สำหรับวิธีการสกัดด้วยวิธี HS-trap เป็นวิธีการสกัดที่มีการเพิ่มความเข้มข้นของสารก่อนการวิเคราะห์  จึงช่วยให้วิธีวิเคราะห์ด้วย GC-MS มีความไวมากขึ้นดังแสดงในช่วงความเป็นเส้นตรงของกราฟมาตรฐานของสารเอทิลีนออกไซค์ในช่วง    0.013–0.250 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ซึ่งอยู่ในช่วงเดียวกันกับวิธีการสกัดด้วยวิธี QuEChERS แล้ววิเคราะห์ด้วย GC-MS/MS ดังนั้นการใช้ HS-trap ในการสกัดสารเอทิลีนออกไซค์และสาร 2-คลอโรเอทานอล  จึงช่วยลดความต้องการเครื่องมือวิเคราะห์ที่มีราคาสูง สามารถใช้เครื่อง GC-MS ที่มีอยู่แล้วด้วยการเพิ่มเติมส่วนเตรียมตัวอย่างอัตโนมัติจึงช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายในขยายขอบเขตการวิเคราะห์ในอนาคตอีกด้วย

ขอบคุณที่อ่านนะคะ

อ่านบทความเพิ่มเติม: AN24_Centri_Sesame.pdf (scispec.co.th)

สนใจผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม : https://www.scispec.co.th/contact.html