โลหะหนักอาจเป็นภัยเงียบที่ปะปนอยู่ในอาหารโดยที่ผู้บริโภคไม่รู้ตัว แม้จะพบในปริมาณเพียงเล็กน้อย แต่การสะสมต่อเนื่องอาจส่งผลร้ายต่อสุขภาพในระยะยาว บทความนี้จะพาคุณทำความเข้าใจตั้งแต่แหล่งที่มาของโลหะหนัก ค่ามาตรฐานความปลอดภัยไปจนถึงการตรวจวิเคราะห์ด้วยเทคนิค ICP-OES ที่ใช้ควบคุมคุณภาพอาหารอย่างแม่นยำ
ปรอท (Hg) ตะกั่ว (Pb) แคดเมียม (Cd) และสารหนู (As) จัดเป็นโลหะหนักที่มีความเป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์ โลหะหนักเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ และยังเกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การทำเหมืองแร่ โรงงานอุตสาหกรรม การเผาไหม้ถ่านหิน การผลิตแบตเตอรี่ รวมถึงการใช้ปุ๋ยและสารกำจัดศัตรูพืชในภาคการเกษตร โลหะหนักสามารถถูกปลดปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม แหล่งน้ำ และเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร ส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนในอาหารที่มนุษย์และสัตว์บริโภค
หากมีการบริโภคอาหารหรือน้ำที่ปนเปื้อนโลหะหนักอย่างต่อเนื่อง อาจทำให้โลหะเหล่านี้สะสมในร่างกายและก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพ ดังนั้นการกำหนดค่ามาตรฐานการปนเปื้อนโลหะหนักในอาหารและการตรวจวิเคราะห์อย่างถูกต้องจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการคุ้มครองผู้บริโภค
ค่ามาตรฐานการปนเปื้อนโลหะหนักในอาหาร
จากความเป็นพิษของโลหะหนัก หน่วยงานด้านความปลอดภัยอาหารได้กำหนดค่ามาตรฐานการปนเปื้อนโลหะหนักในอาหารไว้ดังนี้
- ดีบุก (Sn): ไม่เกิน 250 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม
- สังกะสี (Zn): ไม่เกิน 100 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม
- ทองแดง (Cu): ไม่เกิน 20 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม
- ตะกั่ว (Pb): ไม่เกิน 1 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม
(ยกเว้นอาหารที่มีตะกั่วปนเปื้อนตามธรรมชาติในระดับสูง ซึ่งต้องได้รับความเห็นชอบจากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา) - สารหนู (As): ไม่เกิน 2 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม
- ปรอท (Hg):
- ไม่เกิน 0.5 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม สำหรับอาหารทะเล
- ไม่เกิน 0.02 มิลลิกรัมต่ออาหาร 1 กิโลกรัม สำหรับอาหารประเภทอื่น
ผลกระทบของโลหะหนักต่อสุขภาพ
อาการพิษจากโลหะหนักขึ้นอยู่กับชนิด ปริมาณ และระยะเวลาที่ได้รับ หากเกิดพิษเฉียบพลันจากการได้รับโลหะหนักในปริมาณมากในระยะเวลาสั้น เช่น การกลืนวัตถุหรือของเล่นที่มีโลหะหนัก อาจทำให้เกิดอาการมึนงง ชาตามร่างกาย อาเจียน หมดสติ และอาจเป็นอันตรายถึงชีวิต
ในกรณีของการได้รับโลหะหนักในปริมาณต่ำแต่สะสมเป็นเวลานาน อาจทำให้เกิดอาการเวียนศีรษะ อ่อนแรง เหนื่อยล้า ปวดกล้ามเนื้อและข้อ ท้องผูก และเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดโรคมะเร็งบางชนิด การตรวจวิเคราะห์ปริมาณโลหะหนักในอาหารจึงเป็นเครื่องมือสำคัญในการควบคุมคุณภาพและความปลอดภัยด้านอาหาร
การวิเคราะห์โลหะหนักด้วยเทคนิค ICP-OES
หนึ่งในเทคนิคที่ได้รับความนิยมและมีความน่าเชื่อถือสูงในการวิเคราะห์โลหะหนักคือ Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) ซึ่งเป็นเทคนิคที่สามารถตรวจวัดธาตุโลหะได้หลายชนิดพร้อมกัน มีความแม่นยำสูง และเหมาะสำหรับการตรวจสอบการปนเปื้อนในอาหาร
ในการศึกษานี้ ได้ใช้เครื่อง ICP-OES จากบริษัท Thermo Scientific ประเทศสหรัฐอเมริกา เครื่องมือดังกล่าวสามารถวิเคราะห์การคายแสงของธาตุได้ทั้งในแนว Axial และ Radial ครอบคลุมช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 166–847 นาโนเมตร และสามารถเลือกใช้ความยาวคลื่นได้มากกว่า 55,000 ความยาวคลื่น เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนสัญญาณ (spectral interference) ที่อาจเกิดจากเมทริกซ์ของตัวอย่าง ดังแสดงในภาพที่ 1
การเตรียมตัวอย่างและเงื่อนไขการวิเคราะห์
ตัวอย่างอาหารที่นำมาวิเคราะห์ ได้แก่
- Total Diet
- Wheat Flour
- Bovine Liver
ตัวอย่างทั้งหมดต้องผ่านกระบวนการย่อยด้วยกรด (acid digestion) เพื่อกำจัดสารประกอบอินทรีย์ก่อนการวิเคราะห์ โดยมีรายละเอียดดังนี้
- ตัวอย่าง Total Diet ใช้กรดไนตริก 5 มิลลิลิตร และกรดไฮโดรคลอริก 1 มิลลิลิตร
- ตัวอย่าง Wheat Flour และ Bovine Liver ใช้กรดไนตริก 9 มิลลิลิตร
หลังจากนั้นนำตัวอย่างเข้าสู่ระบบย่อยด้วยไมโครเวฟภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิและความดันที่กำหนด ปรับปริมาตรสุดท้ายเป็น 50 มิลลิลิตรด้วยน้ำ DI และนำไปวิเคราะห์ด้วยเครื่อง iCAP 7400 Duo โดยกำหนดความยาวคลื่น มุมมองพลาสมา และพารามิเตอร์ของเครื่องตามตารางที่ 1 และ 2
ตารางที่ 1 แสดง ความยาวคลื่น และมุมมองพลาสมาในแต่ละธาตุ
ตารางที่ 2 แสดงพารามิเตอร์ของICP-OES
ผลการทดสอบการวิเคราะห์โลหะในตัวอย่าง Bovine Liver (NBS1577a), Wheat Flour (NBS1567), Total Diet (ARC182)
จากผลการทดสอบจะเห็นได้ถึง % Recovery อยู่ในช่วง 90 - 115 ซึ่งถือว่าดีกว่าที่มาตรฐานกำหนดไว้คือ 80-120 และค่า MDL ที่ต่ำมากพอที่จะผ่านมาตรฐานการทดสอบและได้รับความน่าเชื่อถือในผลการวิเคราะห์ จึงทำให้เทคนิค ICP-OES เป็นหนึ่งในเทคนิคมาตรฐานที่ใช้ในการวิเคราะห์ปริมาณธาตุในอาหารนั่นเอง
ผลการวิเคราะห์โลหะหนักในตัวอย่างมาตรฐานอ้างอิง ได้แก่ Bovine Liver (NBS 1577a), Wheat Flour (NBS 1567) และ Total Diet (ARC 182) พบว่าค่า %Recovery อยู่ในช่วง 90–115% ซึ่งอยู่ในเกณฑ์ที่ดีกว่ามาตรฐานที่กำหนดไว้ (80–120%) นอกจากนี้ ค่า Method Detection Limit (MDL) ยังต่ำเพียงพอที่จะผ่านเกณฑ์มาตรฐานการทดสอบ ส่งผลให้ผลการวิเคราะห์มีความน่าเชื่อถือสูง
การปนเปื้อนโลหะหนักในอาหารเป็นประเด็นสำคัญด้านความปลอดภัยของผู้บริโภค การใช้เทคนิค ICP-OES ในการวิเคราะห์โลหะหนักช่วยให้สามารถตรวจวัดธาตุได้อย่างแม่นยำ รวดเร็ว และเชื่อถือได้ จึงเป็นหนึ่งในเครื่องมือมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์โลหะหนักในอาหาร และมีบทบาทสำคัญในการควบคุมคุณภาพอาหารให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยในระดับสากล