การตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในอาหาร

การตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในอาหาร

ดร.นุชนาถ รังคดิลก, สุมลธา หนูคาบแก้ว และ รศ.ดร.จุฑามาศ สัตยวิวัฒน์
ห้องปฏิบัติการวิจัยเภสัชวิทยา สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ (CRI), สถาบันบัณฑิตศึกษาจุฬาภรณ์ (CGI)
และศูนย์ความเป็นเลิศด้านอนามัยสิ่งแวดล้อมและพิษวิทยา

โลหะหนัก หมายถึง ธาตุที่มีค่าความถ่วงจำเพาะมากกว่าน้ำ 5 เท่า ขึ้นไป ซึ่งโลหะหนักบางชนิดมีประโยชน์ต่อร่างกาย เช่น แมงกานีส (Mn), เหล็ก (Fe), ทองแดง (Cu) และสังกะสี (Zn) เป็นต้น แต่โลหะหนักบางชนิดมีความเป็นพิษต่อร่างกาย เช่น ปรอท (Hg), ตะกั่ว (Pb) และแคดเมียม (Cd) นอกจากนี้สารหนู (As) ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มธาตุกึ่งโลหะ (Metalloid) แต่สารหนูมีความเป็นพิษต่อร่างกาย จึงมักจะถูกรวมอยู่ในกลุ่มโลหะหนักที่มีความเป็นพิษด้วย โลหะหนักเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เองในธรรมชาติ โดยอาจมาจากการทำเหมืองแร่ โรงงานผลิตสารเคมี โรงงานผลิตไฟฟ้าโดยใช้ถ่านหิน การทำแบตเตอรี่ การใช้ปุ๋ยและยากำจัดศัตรูพืชในการเกษตรกรรม แล้วจะถูกปลดปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมและบรรยากาศ หากไม่มีการบริหารจัดการกากของเสียที่ดี จะทำให้เกิดการปนเปื้อนโลหะหนักเหล่านี้ในสิ่งแวดล้อมและเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารได้ ทำให้เกิดปัญหาการปนเปื้อนในอาหารสูงเกินกว่าเกณฑ์มาตรฐานที่อนุญาตให้บริโภคได้อย่างปลอดภัย ถ้าคนหรือสัตว์เลี้ยงที่บริโภคอาหารและน้ำที่มีโลหะหนักปนเปื้อนเป็นเวลานาน ก็จะทำให้เกิดการสะสมและอาจเกิดอันตรายต่อร่างกายได้ โลหะหนักที่ถูกกำหนดไว้ในมาตรฐานอาหารส่วนใหญ่ ได้แก่ สารหนู ตะกั่ว แคดเมียม และปรอท

ห้องปฏิบัติการเภสัชวิทยา สถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ และศูนย์ความเป็นเลิศด้านอนามัยสิ่งแวดล้อม และพิษวิทยา (Center of Excellence on Environmental Health and Toxicology; EHT) ได้มีการสุ่มตัวอย่างอาหารชนิดต่างๆในท้องตลาดในกรุงเทพฯและต่างจังหวัด ทั้งข้าวสารชนิดต่างๆและผลิตภัณฑ์จากข้าว ซีเรียล (cereals) ผัก เนื้อสัตว์ ไข่ นมและอาหารเด็ก อาหารทะเล (ปลา ปลาหมึก หอย กุ้ง) สาหร่าย น้ำดื่ม รวมทั้งชาสมุนไพร มาตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักที่ปนเปื้อนในอาหารเหล่านี้ด้วยเทคนิค Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) ผลการตรวจวิเคราะห์ พบว่า อาหารเหล่านี้ส่วนใหญ่มีปริมาณโลหะหนักที่เป็นอันตราย ได้แก่ สารหนู แคดเมียม และตะกั่ว ในปริมาณที่ไม่เกินค่ามาตรฐานสูงสุดที่ยอมรับได้ในอาหารที่กำหนดโดยหน่วยงานของประเทศต่างๆ ได้แก่ Codex Alimentarius Commission, Food Standard Australia New Zealand, European Commission และสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ประเทศไทย แต่อย่างไรก็ตาม มีอาหารบางอย่างที่มีปริมาณโลหะหนักบางชนิดสูงเกินค่ามาตรฐานที่กำหนดไว้ ได้แก่ ปริมาณสารหนูสูงในตัวอย่างข้าวสี/ข้าวกล้อง เครื่องในสัตว์ สาหร่าย และอาหารทะเล หรือ ปริมาณแคดเมียมสูงในเครื่องในสัตว์ สาหร่าย นมถั่วเหลือง และชาสมุนไพรบางชนิด ซึ่งปริมาณโลหะหนักที่พบสูงในอาหารเหล่านี้ อาจมีสาเหตุมาจากวิธีการทำเกษตรกรรม การใช้ปุ๋ยและสารเคมีในการปลูกพืช การปนเปื้อนของโลหะหนักในดิน น้ำ/น้ำทะเล หรือมาจากอาหารที่ใช้เลี้ยงสัตว์ ปัจจัยต่างๆเหล่านี้ ทำให้โลหะหนักปนเปื้อนเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารได้ง่าย และผู้บริโภคอาจได้รับปริมาณโลหะหนักที่เป็นอันตรายเข้าสู่ร่างกายจากการบริโภคอาหารต่างๆนี้เป็นประจำ เมื่อสะสมในร่างกายในปริมาณมาก ก็อาจส่งผลให้เกิดความเจ็บป่วยได้ง่าย

วิธีการตรวจวิเคราะห์โลหะหนักและรายงานการวิจัยของสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์นี้ ได้รับการยอมรับและตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารต่างประเทศ จำนวน 5 ฉบับ ในวารสาร Food Additives and Contaminants: Part B (1 เรื่อง), Journal of Agricultural and Food Chemistry (3 เรื่อง) และ Archives of Environmental Contamination and Toxicology (1 เรื่อง) นอกจากนี้ข้อมูลการวิเคราะห์ปริมาณสารหนูในข้าวไทยยังได้ถูกส่งต่อไปยังหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้แก่ สำนักงานมาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ (มกอช.) กระทรวงเกษตรและสหกรณ์ ซึ่งได้นำข้อมูลการตรวจวิเคราะห์ปริมาณสารหนูรวม (Total As) และสารหนูชนิดอนินทรีย์และอินทรีย์ในข้าวไทยต่างๆของสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ไปเป็นข้อมูลส่วนหนึ่งในการเข้าร่วมประชุมกับ Codex เพื่อกำหนดค่ามาตรฐานของสารหนูอนินทรีย์ในข้าว

ในปัจจุบันค่ามาตรฐานของ Codex ที่กำหนดปริมาณสารหนู อนินทรีย์ในข้าวขัดสี (ข้าวขาว) ได้มีการปรับค่ามาตรฐานใหม่ โดยกำหนดค่าสารหนูอนินทรีย์ในข้าวขัดสีไม่เกิน 0.2 มิลลิกรัม/กิโลกรัม และปริมาณสารหนูอนินทรีย์ในข้าวสี/ข้าวกล้องไม่เกิน 0.35 มิลลิกรัม/กิโลกรัม

จากผลการวิเคราะห์ของสถาบันฯพบว่า ข้าวสีหรือข้าวกล้อง เช่น หอมนิล ไรซ์เบอรี่ และสังข์หยด จะมีปริมาณสารหนูสูงกว่าข้าวขาวหรือข้าวขัดสี และมีบางตัวอย่างที่มีปริมาณสารหนูรวม (Total As) สูงมากกว่า 0.3 มิลลิกรัม/กิโลกรัม (ประมาณ 8-10%) และสำหรับข้าวขาวพบว่า ส่วนใหญ่มากกว่า 90% มีปริมาณสารหนูอยู่ในเกณฑ์ต่ำกว่าค่ามาตรฐาน (<0.2 มิลลิกรัม/กิโลกรัม) ซึ่งค่ามาตรฐานสารหนูในข้าวสีของ Codex นี้ อาจมีผลกระทบต่อการส่งออกข้าวไทยได้ โดยเฉพาะการส่งออกข้าวกล้องชนิดต่างๆ จากผลการวิเคราะห์ที่ได้นี้เห็นได้ว่า การบริโภคข้าวมีความเสี่ยงสูงที่อาจทำให้ผู้บริโภคได้รับสารหนูเข้าสู่ร่างกาย เนื่องจากเป็นอาหารที่มีการบริโภคเป็นปริมาณมาก โดยเฉพาะในประเทศแถบเอเชีย จึงอาจทำให้เกิดการสะสมปริมาณสารหนูในผู้บริโภคและเกิดผลกระทบต่อสุขภาพของผู้บริโภคได้มากกว่าอาหารประเภทอื่นๆ ซึ่งถ้าหากมีการบริโภคอาหารที่มีสารหนูมากๆในระยะยาวอาจก่อให้เกิดโรคมะเร็ง (ในระบบทางเดินปัสสาวะและปอด) โรคระบบหลอดเลือดและหัวใจ หรือโรคผิวหนังได้ นอกจากนี้หลังจากที่มีรายงานข่าวว่าข้าวสารจากประเทศไทยมีสารหนูปนเปื้อน มีบริษัทเอกชนที่ส่งออกข้าวไทยไปยังต่างประเทศที่ได้ทำการติดต่อค้าขายข้าวขาว 25% ให้กับทางรัฐวิสาหกิจ (Bulog) ของประเทศอินโดนีเซีย ได้ติดต่อขอข้อมูลปริมาณสารหนูในข้าวไทยของสถาบันฯเพื่อใช้ยืนยันว่า ข้าวขาวของไทยมีปริมาณสารหนูอยู่ในเกณฑ์ต่ำกว่าค่ามาตรฐานสูงสุดที่ Codex กำหนดไว้ จึงทำให้ทางประเทศอินโดนีเซียมั่นใจในคุณภาพของข้าวไทยและรับซื้อข้าวจากไทย ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทำการตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักที่เป็นอันตรายในอาหารชนิดต่างๆ อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะสารหนูในในข้าวไทยชนิดต่างๆ ซึ่งวิธีการตรวจวิเคราะห์นี้จะต้องเป็นวิธีที่มีความน่าเชื่อถือและแม่นยำ เป็นที่ยอมรับในระดับนานาชาติ วิธีการตรวจวิเคราะห์ปริมาณสารหนูรวม (Total As) และธาตุชนิดอื่นๆในข้าวต่างๆ โดยใช้เทคนิค Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) ที่สถาบันฯ ได้พัฒนาขึ้น เป็นการวิเคราะห์ตัวอย่างเพียงครั้งเดียว แต่สามารถตรวจวิเคราะห์ปริมาณธาตุได้หลายชนิด ทำให้ประหยัดเวลาและปริมาณตัวอย่างที่ใช้ในการวิเคราะห์ รวมทั้งช่วยลดมลภาวะทางสิ่งแวดล้อมด้วย สถาบันฯ จึงได้จัดตั้ง “แผนกปฏิบัติการวิเคราะห์ขึ้นภายใต้หน่วยวิจัยและวิเคราะห์คุณภาพอาหารและยา” เพื่อดำเนินการขอรับรองห้องปฏิบัติการมาตรฐาน ISO/IEC 17025 สำหรับการตรวจวิเคราะห์ปริมาณธาตุชนิดต่างๆในตัวอย่างข้าวและผลิตภัณฑ์จากข้าว ได้แก่ สารหนูรวม, แคดเมียม, แมงกานีส, ทองแดง, เหล็ก และสังกะสี

ทั้งนี้ทางแผนกปฏิบัติการวิเคราะห์ได้มีการดำเนินงานในส่วนของการทำ Proficiency Testing (PT) กับหน่วยงานภายในประเทศและต่างประเทศ (Thailand Institute of Scientific and technology Research; TISTR; National Metrology Institute of Japan; NMIJ, National Metrology Institute of Thailand; NMIT) จำนวน 2 ครั้ง (ปี 2557 และ 2558) ซึ่งการทำ PT นี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินประสิทธิภาพของห้องปฏิบัติการในการตรวจวิเคราะห์อาหารของห้องปฏิบัติการภายในประเทศไทย

การทำ PT ในปี 2557 มีห้องปฏิบัติการเข้าร่วมทั้งสิ้น 42 แห่ง (มีรายงานผลการวิเคราะห์ 39 แห่ง, ได้การรับรองมาตรฐาน ISO/IEC 17025 สำหรับการตรวจวิเคราะห์อาหารแล้ว 17 แห่ง, ได้การรับรองมาตรฐาน ISO/IEC 17025 สำหรับอื่นๆ 12 แห่ง, ยังไม่ได้รับการรับรองมาตรฐาน 10 แห่ง) ผลการทดสอบ พบว่า ในการทำ Quality control ของวิธีการทดสอบธาตุเหล่านี้ มีเพียง 3 ห้องปฏิบัติการเท่านั้น ที่ใช้สารมาตรฐาน Matrix CRM (SRM 1568a rice flour, CRM, NMIJ CRM 7503a) ซึ่งเป็นวิธีที่แนะนำให้ใช้ และสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ เป็น 1 ใน 3 ห้องปฏิบัติการที่ใช้ CRM สำหรับการเตรียมและวิเคราะห์ตัวอย่างนั้น ทั้งนี้มี 9 ห้องปฏิบัติการที่ใช้เพียง 1 วิธี ในการตรวจวิเคราะห์ธาตุทั้ง 4 ชนิดพร้อมกัน (As, Cd, Cu, Zn) และสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์เป็น 1 ใน 3 ห้องปฏิบัติการ ที่มีผลการวิเคราะห์ธาตุผ่านเกณฑ์ทั้ง 4 ชนิด (ค่า Z-score <2.0) ซึ่งผลจากการทำ PT ในครั้งแรกนี้ ทำให้ทราบว่า วิธีการสกัดและตรวจวิเคราะห์ปริมาณ Total As, Cd, Cu และ Zn ในตัวอย่างข้าวกล้องของสถาบันฯ เป็นวิธีที่ได้มาตรฐาน มีความน่าเชื่อถือ และเป็นที่ยอมรับของห้องปฏิบัติการอื่นๆ และจากการที่ทาง Codex กำหนดค่ามาตรฐานสารหนูในข้าวเป็นชนิดอนินทรีย์ ซึ่งจัดเป็นสารหนูที่มีความเป็นพิษสูงกว่าสารหนูอินทรีย์ (Arsenosugars, Arsenonbetaine) ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีวิธีการตรวจวิเคราะห์ชนิดสารหนูต่างๆ โดยเฉพาะในข้าว หรืออาหารทะเล เพื่อบ่งชี้ว่าข้าวหรืออาหารทะเลที่มีปริมาณสารหนูรวม (Total As) สูง จะมีปริมาณสารหนูชนิดอนินทรีย์สูงด้วยหรือไม่ และในปี 2558 สถาบันฯได้ดำเนินการทำ PT กับหน่วยงานเดิม (Thailand Institute of Scientific and technology Research; TISTR; National Metrology Institute of Japan; NMIJ, National Metrology Institute of Thailand; NMIT) โดยในครั้งที่ 2 นี้ ได้ทำการวิเคราะห์ปริมาณ Total As, Cd, Mn, Cu, Zn รวมทั้ง Inorganic As (iAs) ซึ่งผลการทดสอบของธาตุทั้ง 5 ชนิด รวมทั้ง iAs ของสถาบันฯมีค่า Z-score อยู่ในเกณฑ์ที่ดีมาก (<2.0) ดังนั้นแผนกปฏิบัติการวิเคราะห์จึงอยู่ระหว่างการดำเนินงานเพื่อยื่นขอการรับรองห้องปฏิบัติการมาตรฐาน ISO/IEC 17025 สำหรับการตรวจวิเคราะห์ปริมาณธาตุชนิดต่างๆ ในตัวอย่างข้าวและผลิตภัณฑ์จากข้าว เช่น สารหนูรวม, แคดเมียม, แมงกานีส, ทองแดง, เหล็ก และสังกะสี เพื่อเปิดให้บริการในการตรวจวิเคราะห์ธาตุเหล่านี้ในข้าวไทยแก่ภาครัฐและเอกชนที่ต้องการนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ต่อไป

หากผู้ผลิตข้าวหรือผู้ส่งออกข้าวไทยท่านใด มีความต้องการที่จะส่งตัวอย่างข้าวเพื่อทำการตรวจวิเคราะห์ปริมาณธาตุอาหาร ได้แก่ แมงกานีส, ทองแดง, เหล็ก, สังกะสี รวมทั้งแคดเมียม และสารหนู สามารถติดต่อมายังสถาบันวิจัยจุฬาภรณ์ได้ โดยในช่วงระหว่างการยื่นขอการรับรองห้องปฏิบัติการมาตรฐาน ทางสถาบันฯจะดำเนินการตรวจวิเคราะห์โดยไม่คิดค่าใช้จ่ายใดๆ จำนวน 3 ตัวอย่างต่อราย

สามารถติดต่อขอรายละเอียดการส่งตัวอย่างได้ที่ แผนกปฏิบัติการวิเคราะห์ หน่วยวิจัยและวิเคราะห์คุณภาพอาหารและยา โทรศัพท์ 02-553 8555 ต่อ 8317 หรือที่ [email protected] (คุณเนตรทราย วิชกำจร)