Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) คือกลุ่มสารอินทรีย์ที่มีความสำคัญ และเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและอาหารที่เรากิน สารเหล่านี้ประกอบด้วยวงแหวนอะโรมาติกหลายวง ซึ่งมักจะเกิดขึ้นเมื่อมีการเผาไหม้ของสารอินทรีย์ไม่สมบูรณ์ แหล่งที่มาของ PAHs มีทั้งจากธรรมชาติ เช่น ไฟป่า และจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การปล่อยมลพิษจากรถยนต์ การเผายาสูบ หรือวิธีการทำอาหารบางอย่าง เช่น การย่างหรือการรมควัน
ในอุตสาหกรรมอาหารสารPAHs มักเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่มีรสชาติจากควัน แม้ว่าการเพิ่มรสชาติจากควันจะช่วยให้รสชาติของอาหารดีขึ้น แต่ก็มีความเสี่ยงเนื่องจากสารPAHsสามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างกระบวนการรมควัน ดังนั้นการใช้วิธีการตรวจวิเคราะห์ที่มีความแม่นยำสูงจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหาปริมาณสารPAHsและรับรองความปลอดภัยของผู้บริโภค ซึ่งวิธีการวิเคราะห์ด้วย GC-MS/MS ที่เหมาะสำหรับการตรวจสารPAHsในอาหารที่มีรสชาติจากควัน โดยเน้นที่การเตรียมตัวอย่าง ความไวของเครื่องมือ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางกฎหมาย
การทำความเข้าใจเกี่ยวกับรสชาติจากควันและสารPAHs
รสชาติจากควันได้จากการเผาไหม้ไม้บางชนิดแบบควบคุม จากนั้นนำควันมาทำให้เย็น แยกส่วน และทำให้บริสุทธิ์ เพื่อนำมาใช้เพิ่มรสชาติในอาหาร เช่น ปลา เนื้อ ซอส และขนมขบเคี้ยว ให้คล้ายกับการรมควันแบบดั้งเดิม ส่วนประกอบสำคัญที่ให้รสชาติคือ Phenols และ Carbonyl compounds (Aldehydes, Ketones)
แม้ว่าอาหารที่มีรสชาติจากควันจะได้รับความนิยม แต่กระบวนการนี้อาจทำให้เกิดสาร PAHs ได้ ตัวอย่างของ PAHs ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ ได้แก่ Naphthalene, Anthracene และ Phenanthrene ส่วนสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง เช่น Benzo(a)pyrene และ Chrysene นั้นเป็นอันตรายมากขึ้น สหภาพยุโรปมีกฎระเบียบ (Regulation (EC) No 2065/2003) กำหนดให้ใช้เฉพาะผลิตภัณฑ์รสชาติจากควันที่ได้รับอนุญาต และควบคุมระดับ PAHs ให้ปลอดภัย
ความท้าทายในการวิเคราะห์สารPAHsในตัวอย่างอาหาร
การวิเคราะห์สาร PAHs ในอาหารที่มีไขมันสูง เช่น ปลาเทราต์รมควันและเต้าหู้ มีความท้าทายหลัก 3 ด้าน ได้แก่
- ความซับซ้อนของตัวอย่าง – ไขมันและโปรตีนในอาหารอาจรบกวนการตรวจจับสาร PAHs
- ข้อกำหนดที่เข้มงวด – ต้องตรวจวัดสาร PAHs ในระดับความเข้มข้นต่ำมาก (พิโคกรัมถึงเฟมโตกรัม) ตามกฎหมาย
- ประสิทธิภาพของการวิเคราะห์ – ห้องปฏิบัติการต้องมีระบบที่ไวและมีประสิทธิภาพเพื่อรองรับการทดสอบตัวอย่างจำนวนมากต่อวัน
Workflow สำหรับการวิเคราะห์ PAHs
การเตรียมตัวอย่าง: กุญแจสู่ผลลัพธ์ที่แม่นยำ
การเตรียมตัวอย่างเป็นขั้นตอนสำคัญ โดยเฉพาะในอาหารที่มีไขมันสูง เพื่อช่วยลดการรบกวนและเพิ่มประสิทธิภาพการตรวจจับ PAHs ขั้นตอนหลัก ได้แก่:
- ทำให้ตัวอย่างเป็นเนื้อเดียวกัน – ชั่งน้ำหนัก 5 กรัมผสมในหลอดแก้วเติมสารมาตรฐานภายในแล้วปล่อยให้คงที่ 10 นาที
- สกัดสารด้วยของเหลว – ใช้HexaneในUltrasonic bathทำซ้ำ 5 ครั้ง เพื่อให้ได้สารสกัดที่ครบถ้วน
- ระเหยและทำความสะอาดตัวอย่าง – ระเหยสารสกัดเหลือ 1 มิลลิลิตร จากนั้นใช้ Solid Phase Extraction (SPE) สองขั้นตอน:
- SPEครั้งแรก (HyperSep Florisil) – กำจัดสิ่งรบกวน
- SPEครั้งที่สอง (HyperSep Phenyl) – ทำความสะอาดตัวอย่างเพิ่มเติมเพื่อให้การวิเคราะห์ GC-MS/MS แม่นยำขึ้น
บทบาทของเครื่องมือขั้นสูง: GC-MS/MS
เครื่องมือ Thermo Scientific TSQ 9610 GC-MS/MS ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยเพื่อให้ความไวที่จำเป็นในการตรวจจับ PAHs โดยมีคุณสมบัติสำคัญดังนี้:
- Advanced Electron Ionization (AEI): แหล่งไอออนที่มีประสิทธิภาพสูง ช่วยให้การทำไอออนมีความไวดีเยี่ยมและช่วยให้เครื่องมือทำงานได้แม้ในตัวอย่างที่ท้าทาย
- NeverVent Technology: ระบบที่ไม่ต้องระบายทำให้การเปลี่ยนคอลัมน์และแหล่งไอออนง่าย ช่วยเพิ่มเวลาใช้งานของเครื่องมือ
- Dual-Fiber Design: การออกแบบที่ยืดอายุการใช้งานเครื่องมือและลดความถี่ในการบำรุงรักษา
คุณภาพของแก้วในหลอดทดลองและไลเนอร์มีผลกระทบต่อผลการวิเคราะห์ PAHs เทคโนโลยี LinerGold จาก Thermo Fisher Scientific ใช้วัสดุแก้วที่มีความเฉื่อยสูง ป้องกันปัญหาจากพื้นผิวแก้วที่สามารถดูดซับ PAHs และทำให้เกิดการสูญเสียสัญญาณหรือการปนเปื้อน ช่วยให้ผลลัพธ์การวิเคราะห์มีความแม่นยำและคงที่
Thermo Scientific TSQ 9610 GC-MS/MS เป็นเครื่องมือที่มีความสำคัญในการวิเคราะห์สารPolycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) ซึ่งพบในอาหารที่มีรสชาติจากควัน เช่น ปลาและเนื้อรมควัน การตรวจวัด PAHs ต้องการความไวสูงเนื่องจากสารนี้มักมีปริมาณต่ำและมีความท้าทายในการตรวจจับ เครื่องมือนี้มีเทคโนโลยี Advanced Electron Ionization (AEI) ที่ช่วยให้การทำไอออนมีประสิทธิภาพสูง แม้ในตัวอย่างที่ซับซ้อนและท้าทาย การออกแบบ NeverVent ทำให้การเปลี่ยนคอลัมน์ง่ายขึ้น ช่วยเพิ่มเวลาใช้งาน และการใช้เทคโนโลยี LinerGold ช่วยให้การวิเคราะห์มีความแม่นยำและคงที่โดยป้องกันการปนเปื้อนจากพื้นผิวแก้ว