สายวิวัฒนาการของกัญชา
ในปัจจุบันเราอาจจะเคยได้ยินมาว่ากัญชามีเป็นร้อยๆ สายพันธุ์ (strain) ที่เกิดขึ้นจากการผสมพันธุ์ตามธรรมชาติและอีกนับไม่ถ้วนที่เกิดจากการผสมพันธุ์ของมนุษย์เพื่อพัฒนาและแสวงหาคุณสมบัติที่เหมาะสมในการนำไปใช้งานในด้านต่างๆ แต่เพื่อให้ง่ายต่อการเข้าใจ จึงได้มีการแบ่งสายพันธุ์ของกัญชาในโลกนี้ออกเป็น 3 สายพันธุ์หลัก (species) โดยอาศัยลักษณะทางกายภาพและคุณสมบัติในทางวิชาการ แบ่งได้ดังนี้ คือ กัญชง (Hemp, Cannabis sativa), กัญชา (Marijuana, Cannabis indica) และ รูเดอลาริส (Cannabis ruderalis) (รูปที่ 1 )

รูปที่ 1 ลักษณะของกัญชาสายพันธุ์หลัก 

กัญชง (Hemp, Cannabis sativa) เป็นพันธุ์เก่าแก่สุดที่มนุษย์นำมาใช้ในหลายจุดประสงค์ตั้งแต่สมัยโบราณ ทั้งใช้ในการบริโภค สิ่งทอ และยารักษาโรค สายพันธุ์นี้เจริญเติบโตได้ดีในเขตร้อน ชอบกลางวันที่ยาวนานและแดดแรง เช่น ประเทศไทย โคลัมเบียและเม็กซิโก สายพันธุ์นี้ลำต้นสูง อาจสูงได้ถึง 4-5 เมตร ใบรูปหยัก ใบแหลม มีแฉก ๆ สีใบออกเขียว (รูปที่ 2) จัดเป็นสายพันธุ์ที่ปลูกยากสุดและใช้เวลาออกดอกนานสุด สายพันธุ์นี้จัดเป็นสายพันธุ์ที่ให้เส้นใยเป็นหลัก

รูปที่ 2 ลักษณะทั่วไปของกัญชง (Hemp, Cannabis sativa)  

กัญชา (Marijuana, Cannabis indica) เป็นกัญชาสายพันธุ์ที่เจริญเติบโตได้ดีทั้งในและบริเวณโดยรอบของประเทศอินเดีย รวมถึงพื้นที่กว้างใหญ่ของแถบเอเชียกลาง  สายพันธุ์นี้จะเป็นไม้พุ่มที่มีลำต้นหนาและมีความแน่นของใบ ความสูงของต้นน้อยกว่า 2 เมตร  สีใบออกเขียวเข้ม ดอกจะก่อตัวเป็นกระจุกหนา ๆ รอบ ๆ โหนดของเพศเมีย (รูปที่ 3)  สายพันธุ์นี้อุดมไปด้วยสารสำคัญ จึงเป็นสายพันธุ์ที่นิยมนำมาใช้ทำสมุนไพรมากที่สุด

รูปที่ 3 ลักษณะทั่วไปของกัญชา (Marijuana, Cannabis indica)

รูเดอลาริส (Cannabis ruderalis) เป็นสายพันธุ์น้องใหม่ล่าสุดที่ถูกค้นพบเมื่อปี 1924 ในป่าภาคกลางที่รัสเซีย เป็นพืชในเขตหนาว ทนทานต่อความแห้งแล้ง ลำต้นเล็ก เตี้ย สูงประมาณ 30-50 เซนติเมตร ใบแคบ (รูปที่ 4) ออกดอกเร็วภายใน 1-2 เดือน สายพันธุ์นี้ถูกกล่าวถึงน้อยมาก เนื่องจากมีสารสำคัญน้อย ไม่มีประโยชน์ทางการแพทย์ แต่อย่างไรก็ตามด้วยความที่ทนหนาวได้ดี นักปรับปรุงพันธุ์จึงได้นำสายพันธุ์ไปผสมกับพันธุ์อื่น ทำให้ลูกผสมรูเดอลาริสถูกนำไปใช้ประโยชน์มากขึ้น

รูปที่ 4 ลักษณะทั่วไปของรูเดอลาริส (Cannabis ruderalis)

การปรับปรุงพันธุ์กัญชงและกัญชา
เนื่องจากพืชกลุ่มนี้จะผลิตสารสำคัญที่มีประโยชน์อย่างมาก คือ สาร “แคนนาบินอยด์” (cannabinoid)  ที่ประกอบด้วยสารสำคัญ 2 ชนิด ได้แก่ Tetrahydrocannabinol (THC) และ Cannabidiol (CBD) ตามลำดับ ซึ่งจัดเป็นสาร Endocannabinoid ที่มีโครงสร้างเหมือนกับสารที่พบในร่างกายมนุษย์  โดยทั้ง THC และ CBD ได้ถูกนำมาใช้ทางการแพทย์อย่างแพร่หลาย โดยสามารถลดอาการปวดจากอาการเจ็บป่วย ลดอาการคลื่นไส้ (nausea) ความวิตกกังวล (anxiety) เพิ่มความอยากอาหาร (appetite) และช่วยในการนอนหลับ เป็นต้น 

สาร THC จะมีผลต่อระบบประสาทของมนุษย์ (psychoactive) ในขณะที่สาร CBD ไม่มีผลต่อระบบประสาทและยังช่วยลดผลกระทบที่เกิดจากสาร THC  นอกจากการนำกัญชามาใช้ทางการแพทย์แล้ว กัญชงกัญชายังสามารถถูกใช้ประโยชน์ในรูปแบบผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น  อาหาร  เครื่องดื่ม และเครื่องสำอาง  ส่งผลให้เป็นพืชชนิดนี้กำลังเป็นพืชทางเศรษฐกิจตัวใหม่ที่มาแรงของประเทศไทย  

 นักปรับปรุงพันธุ์ได้พยายามผสมพันธุ์พืชกลุ่มนี้เพื่อให้ได้สารสำคัญตามต้องการและเข้าได้กับสภาพแวดล้อมในพื้นที่เพาะปลูกแต่ละที่ วิธีการแบบดังเดิมที่นิยมใช้กัน คือ วิธีผสมเกสร ซึ่งต้องใช้ระยะเวลานาน ในปัจจุบันได้มีวิธีการที่สามารถปรับปรุงพันธุ์พืชได้อย่างรวดเร็ว และระยะเวลาอันสั้น นั้นคือ การใช้รังสีในการปรับปรุงพันธุ์ (รูปที่ 5) ซึ่ง สทน. เป็นหน่วยงานที่ได้ดำเนินการศึกษาวิจัยในเรื่องนี้อยู่

รูปที่ 5 การชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ของพืชด้วยรังสี

 กัญชงกัญชากับกฎหมายไทย
 ตาม พ.ร.บ. ยาเสพติดให้โทษ พ.ศ 2522 ได้ระบุชัดเจนว่า กัญชา จัดเป็นยาเสพติดให้โทษประเภท 5 ซึ่งในนิยามของกัญชานั้น จะรวมกัญชงเข้าไปด้วย ต่อมาได้ออกกฏกระทรวงใหม่ ลงวันที่ 1 มกราคม 2561 ได้แยกกัญชงหรือที่ มีชื่อว่า เฮมพ์ ออกจากกัญชา จะไม่ใช้คำว่า กัญชง ในทางกฏหมาย ระบุว่า เฮมพ์ จะต้องมีสาร THC ไม่เกินร้อยละ 1 ต่อน้ำหนักแห้ง  

ดังนั้นกฎหมายไทยจึงไม่ได้นิยามกัญชงและกัญชาโดยอ้างอิงพื้นฐานอนุกรมวิธานทางพฤกษศาสตร์ แต่นิยามโดยถือเอาปริมาณสารสำคัญ THC ที่มีอยู่ในสายพันธุ์นั้น ๆ คือ Cannabis สายพันธุ์ใดที่มีสาร THC มากกว่า 1% ต่อน้ำหนักแห้ง ถือว่าเป็นกัญชาทั้งหมด ไม่ว่าผู้ประกอบการนำเข้าในชื่อพันธุ์ของกัญชงหรือไม่ก็ตาม และ Cannabis สายพันธุ์ใดที่มีสาร THC ต่ำกว่า 1% ต่อน้ำหนัดแห้ง จัดว่าเป็น เฮมพ์

 จากประโยชน์ของกัญชาทางการแพทย์ และกัญชงพืชเศรษฐกิจ ในปัจจุบันได้มีประกาศกระทรวงสาธารณสุข เรื่อง ระบุชื่อยาเสพติดให้โทษในประเภท 5 พ.ศ 2563 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งใน พรบ. ยาเสพติดให้โทษ มีผลบังคับใช้ตั้งแต่วันที่ 15 ธันวาคม 2563 เป็นต้นไป ได้ปลดล๊อคกัญชงและกัญชาในระดับหนึ่งแล้ว คือ ส่วนที่ยังจัดว่าเป็นยาเสพติดของกัญชา มี 2 ส่วน  คือ ดอกตัวเมีย และเมล็ด  สำหรับกัญชงเหลือเพียงดอกตัวเมียเท่านั้น  ส่วนอื่น ๆ ไม่จัดว่าเป็นยาเสพติด ซึ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ ได้ โดยไม่ผิดกฏหมาย (รูปที่ 6) อีกทั้งกฏกระทรวงกัญชงฉบับใหม่ เริ่มบังคับใช้วันที่ 29 มกราคม 2564 เปิดกว้างให้ทุกส่วนทั้งเกษตรกร ภาครัฐ และเอกชนทั่วไป สามารถขออนุญาตและนำกัญชงไปใช้ประโยชน์ได้ทุกวัตถุประสงค์ ถึงตอนนี้กัญชงและกัญชากำลังจะกลายมาเป็นพืชเศรษฐกิจตัวใหม่ของประเทศไทย ที่จะสร้างรายได้และเกิดประโยชน์กับผู้ประกอบการได้หลาย ๆ  ส่วนต่อไป 

รูปที่ 6 ส่วนใดเป็นหรือไม่เป็นยาเสพติดในกัญชงและกัญชา

เอกสารอ้างอิง

1. กองควบคุมวัตถุเสพติด. 2564. เรื่องน่ารู้…กัญชาทางการแพทย์ กัญชงพืชเศรษฐกิจ. สืบค้นได้ที่ https://mnfda.fda.moph.go.th/narcotic/?p=10195   
2. นัทธวงศ์ อนิวรรตน์. 2562. วงจรชีวิตของต้นกัญชาและการดูแลเพื่อนำไปสกัดเป็นยา. สำนักพิมพ์ พราวเพรส (2002) จำกัด. 318 หน้า
3. Micheal Backes เขียน. จารวี นิพนธ์กิจ แปล. 2563. กัญชาทางการแพทย์ Cannabis pharmacy. สำนักพิมพ์แอร์ไรว์. 480 หน้า 

คณะผู้จัดทำ

1. นายวิชัย ภูริปัญญวานิช (ศน.)
2. ดร. ละมัย ใหม่แก้ว (ศน.)
3. นางสาวมยุรี ลิมติยะโยธิน (ศน.)
4. นางสาวปิยนุช อ้อพงษ์ (ศน.)

มิ.ย. 2564

เราได้ยินคำว่ากัญชง กัญชา กันบ่อย ๆ แต่อาจจะไม่ได้ให้ความสนใจมากนัก ใครจะปลูก ปลูกพันธุ์อะไร ใครจะขาย ใครจะซื้อ ดูเหมือนจะเป็นเรื่องไกลตัว ข้อมูลบนอินเตอร์เนตที่เกี่ยวข้องก็มีมากมายให้ค้นหา (และสั่งซื้อ) อ่านแล้วได้ทั้งความรู้ ความเพลิดเพลินหรืออาจชวนให้สับสนก็มี เพราะข้อมูลดูเหมือนจะเยอะเกินไปและบางอันก็อ้างสรรพคุณเกินจริง ส่วนมุมมองของการเป็นพืชเศรษฐกิจ ธุรกิจด้านต่าง ๆ เริ่มเข้ามาเกาะกระแส ภายหลังจากที่กระทรวงสาธารณสุขได้มีประกาศ เรื่อง ระบุชื่อยาเสพติดให้โทษในประเภท 5 พ.ศ. 2563 ปลดล็อกให้ทุกส่วนของกัญชาและกัญชงไม่เป็นยาเสพติด ยกเว้นส่วนช่อดอก ใบที่ติดกับช่อดอกและเมล็ดกัญชายังถือเป็นส่วนที่ทำให้เสพติดได้ ทำให้ส่วนต่าง ๆ ที่ได้จากต้นกัญชงหรือกัญชากลายเป็นของมีค่าและมีราคาสูง (มาก) หากมีไว้ใช้งานหรือผลิตได้ในปริมาณมาก คงต้องพิจารณาด้วยว่าการเก็บรักษาส่วนต่าง ๆ ของกัญชง-กัญชาเพื่อให้คงคุณภาพนานที่สุดก่อนนำไปใช้หรือทำผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ควรทำอย่างไรจึงเหมาะสม เพื่อไม่ให้สารสำคัญในส่วนต่าง ๆ เหล่านั้นเสื่อมสลายหรือถูกทำลายไป
เนื่องจากต้นกัญชงและกัญชามีลักษณะคล้ายกันมาก ถ้าไม่ใช่สายเขียวที่แท้จริงคงแยกลำบาก แต่สามารถใช้หลักทางวิชาการแยกออกจากกันได้จากลักษณะต้นและปริมาณสารประกอบหลักในกลุ่มแคนนาบินอยด์ (cannabinoid) ที่พืชสร้างขึ้นมาตามธรรมชาติ คือ เตตราไฮโดรแคนนาบินอล (tetrahydrocannabinol) เรียกสั้น ๆ ว่า ทีเอชซี (THC) และแคนนาบิไดออล (cannabidiol) เรียกสั้น ๆ ว่า ซีบีดี สาร THC เป็นสารที่ทำให้เมาหรือเคลิบเคลิ้ม ในทางการแพทย์มีประโยชน์ช่วยลดอาการปวด เพิ่มความอยากอาหาร รักษาผลข้างเคียงจากการทำเคมีบำบัด แต่ผลข้างเคียงจากการใช้สารชนิดนี้ในการรักษาอาจจะไปกดการทำงานของสมอง ทำให้ผู้ป่วยมีการตอบสนองช้าลง หรือปากแห้ง กระหายน้ำ ส่วนสาร CBD เมื่อได้รับจะไม่มีอาการเมาหรือเคลิบเคลิ้ม ในทางการแพทย์ช่วยลดอาการปวด แก้อาการนอนไม่หลับ แก้อาการโรคลมชัก ไม่มีผลข้างเคียงแม้จะใช้ในปริมาณมาก และนิยมนำมาใช้เป็นส่วนผสมในเครื่องสำอางหรือผลิตภัณฑ์บำรุงผิวต่าง ๆ

ประชาชนสามารถใช้ประโยชน์จากส่วนของกัญชง-กัญชาได้ตามเงื่อนไขที่กฎหมายกำหนด แต่ส่วนต่าง ๆ ที่ได้มาจะเก็บไว้ได้นานเท่าไรนั้น จะขึ้นกับหลายปัจจัย เช่น ความชื้น อุณหภูมิ แสง และสภาพบรรยากาศ หากไม่ได้ปลูกในระบบปิดในห้องที่มีการควบคุมการได้รับแสง มีระบบการกรองอากาศ มีการป้องกันโรคและแมลง หรือดูแลเรื่องความสะอาดกันเต็มที่แล้ว ส่วนของกัญชง-กัญชาที่เก็บมาเหล่านั้นย่อมมีการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ทั้งแบคทีเรีย ยีสต์ รา หรือไข่แมลง เหมือนกับสมุนไพรและเครื่องเทศอื่นทั่ว ๆ ไป เมื่อมีการปนเปื้อนมาตั้งแต่แรกแล้ว ไม่ว่าส่วนต่าง ๆ ของกัญชาแห้งของเราจะถูกเก็บไว้อย่างดีในถุงซีลสุญญากาศ หรือโหลแก้วมีฝาปิด รวมไปถึงกล่องพลาสติกและกล่องไม้ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะให้ป้องกันแสงยูวีได้ แถมเก็บไว้ในที่มืดและใส่ซองควบคุมความชื้นให้อีก จุลินทรีย์ปนเปื้อนก็ไม่ได้หายไปไหน โอกาสที่ไข่แมลงจะฟักเป็นตัวออกมากัดกินส่วนต่าง ๆ ของกัญชง-กัญชาที่เราเก็บไว้ให้เจ็บใจเล่นก็มี

โดยทั่วไปจุลินทรีย์ที่ก่อโรคในพืชจะไม่สามารถติดคนได้ แต่แบคทีเรียและเชื้อราที่ปนเปื้อนอาจเป็นสาเหตุของการติดเชื้อในผู้บริโภคที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง แม้กระทั่งเชื้อที่ตายแล้วยังอาจกระตุ้นให้เกิดภูมิแพ้หรือหอบหืดได้ เช่น มีรายงานการติดเชื้อราในปอดของผู้ป่วยมะเร็งเม็ดเลือดขาวที่สัมพันธ์กับการสูบกัญชาที่ปนเปื้อนเชื้อรา ในบางประเทศจึงมีข้อกำหนดเรื่องความปลอดภัยเพื่อให้แน่ใจว่ากัญชาและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง ปราศจากการปนเปื้อนจุลินทรีย์ โลหะหนัก และสารฆ่าแมลง เช่น ประเทศแคนาดา ที่ได้เปิดกว้างเรื่องการใช้กัญชาทางการแพทย์หรือเพื่อการสันทนาการแล้วนั้น พบว่าประมาณ 80 เปอร์เซนต์ของผู้ผลิตที่ได้รับใบอนุญาต เลือกฆ่าเชื้อในผลิตภัณฑ์กัญชาด้วยการฉายรังสี ซึ่งเป็นที่น่าสนใจว่าประเทศแคนาดาเองนั้นกำหนดให้จำหน่ายอาหารฉายรังสีได้เพียงไม่กี่ชนิดและกัญชาก็เป็นหนึ่งในนั้น คำถามที่ตามมารัว ๆ คือ แล้วรังสีมีผลต่อคุณภาพของกัญชง-กัญชา และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องอย่างไรบ้าง บางส่วนก็บอกว่าได้ยินคำว่ารังสีก็รู้สึกไม่ดีแล้ว ทำไมต้องเอารังสีมาใช้ แล้วการใช้ปลอดภัยหรือเปล่า

สำหรับท่านที่ยังไม่เข้าใจหรือยังกลัวคำว่ารังสีอยู่ ก็ขออธิบายสั้น ๆ ไว้ ณ ที่นี้ว่า รังสีก็คือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทเดียวกับเตาไมโครเวฟหรือคลื่นวิทยุที่อยู่ในบ้านเรานั่นเอง เพียงแต่รังสีที่นำมาใช้ฆ่าเชื้อโรคจะมีความถี่สูงมากกว่าแต่ความยาวคลื่นสั้นกว่าคลื่นไมโครเวฟ ดังนั้นเราจึงนำมาถ่ายภาพเอกซเรย์หรือใช้ปลอดเชื้อเครื่องมือแพทย์ต่าง ๆ ได้ ส่วนการฉายรังสีอาหารและผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรนั้น เป็นที่ยอมรับและใช้กันทั่วโลกมานานกว่า 60 ปี มีด้วยกันหลายวิธีการ ได้แก่ การฉายรังสีอาหารหรือผลิตผลการเกษตรด้วยปริมาณรังสีไม่เกิน
1กิโลเกรย์ เพื่อยับยั้งการแพร่พันธุ์ของแมลงด้วยรังสี เรียกว่า เรดิเอชัน ดิสอินเฟสเตชัน (radiation disinfestation) การฉายรังสีอาหารและผลิตภัณฑ์อาหารด้วยปริมาณรังสีค่อนข้างต่ำ 2.5-10
เกรย์ ด้วยวัตถุประสงค์เพื่อฆ่าเชื้อก่อโรคชนิดที่ไม่สร้างสปอร์ เรียกว่า เรดิซิเดชัน (radicidation) ในขณะที่การฉายรังสีปริมาณต่ำกว่า 10 กิโลเกรย์ที่มีวัตถุประสงค์ในการลดจำนวนจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียหรือเสื่อมสภาพและช่วยยืดอายุการเก็บรักษา เรียกว่า ราดูไรเซชัน (radurization) สำหรับการทำให้อาหารปลอดจากจุลินทรีย์เทียบเท่ากับการใช้ความร้อน ต้องใช้ปริมาณรังสีสูงกว่า 10 กิโลเกรย์ขึ้นไป เรียกว่า เรแดปเพอร์ไทเซชัน (radappertization) เช่น อาหารที่เตรียมให้นักบินอวกาศ ในเรื่องของความปลอดภัย องค์การอนามัยโลกและองค์กรทางการแพทย์ต่าง ๆ ในหลายประเทศทั่วโลกยืนยันว่า การฉายรังสีอาหารมีความปลอดภัยแน่นอน และเมื่อเทียบกับความร้อนที่เกิดจากเตาไมโครเวฟแล้ว การฉายรังสีจัดเป็น cold process หรือกระบวนการที่ไม่ทำให้อุณภูมิของอาหารสูงขึ้นจนเสียหาย โดยรังสีที่นำมาใช้กับอาหารได้ คือ รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ และการฉายด้วยลำอิเล็กตรอน

การฉายรังสีลดการปนเปื้อนเชื้อจุลินทรีย์ในกัญชามีมานานแล้ว โดยใช้ปริมาณรังสีแตกต่างกันไป เช่น การใช้รังสีแกมมาปริมาณ 10-20 กิโลเกรย์ แต่หากกัญชานั้นมีการปนเปื้อนจุลินทรีย์และจุลินทรีย์นั้นสร้างท็อกซินหรือสารพิษ ออกมาแล้ว การฉายรังสีไม่สามารถทำลายท็อกซินที่สร้างโดยจุลินทรีย์นั้นได้ ดังนั้นกัญชาที่นำมาฉายรังสีจึงควรมีคุณภาพดี รายงานชิ้นหนึ่งจากประเทศเนเธอร์แลนด์ทำการศึกษาในช่อดอกของกัญชา 4 สายพันธุ์และพบว่า การฉายรังสีแกมมา 10 กิโลเกรย์ไม่มีผลต่อระดับของสาร CBD และ THC เมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างที่ไม่ฉายรังสี แต่มีผลทำให้สารหลายชนิดในกลุ่มเทอร์ปีน (terpene) ในกัญชาลดลงได้ตั้งแต่ 6-38 เปอร์เซนต์ และแตกต่างกันไปตามสายพันธุ์ การลดลงของเทอร์ปีนเนื่องจากการฉายรังสีนี้คล้ายคลึงกับการเก็บกัญชาแห้งในถุงกระดาษ แม้เพียงระยะสั้น ๆ ก็ทำให้สารระเหยเหล่านี้ลดลงได้เช่นกัน (เทอร์ปีน คือ โมเลกุลของน้ำมันหอมระเหยที่มีส่วนช่วยในเรื่องกลิ่นและรสชาติ เป็นลักษณะเฉพาะตัวและเฉพาะสายพันธุ์ของพืชแต่ละชนิด ซึ่งเชื่อกันว่าเทอร์ปีนในกัญชามีส่วนช่วยในการเสริมฤทธิ์ของ CBD หรือ THC ได้ด้วย) ผู้ผลิตโดยทั่วไปกำหนดระดับความชื้นของกัญชาแห้งไว้ไม่เกิน 15 เปอร์เซนต์ และการฉายรังสีไม่มีผลให้ความชื้นของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงไป นอกไปจากนี้ คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการฉายรังสียังอาจขึ้นอยู่กับความแรงของรังสี ระยะเวลาที่ได้รับรังสี อุณหภูมิระหว่างการฉายรังสี หรือปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่ในบรรจุภัณฑ์ระหว่างการฉายรังสีด้วย

ข้อมูลที่น่าสนใจชิ้นหนึ่งโดยกลุ่มนักวิจัยจากแคนาดาได้รายงานถึงการปลูกกัญชา 4 สายพันธุ์ในระบบปิดและเก็บช่อดอกมาทำให้แห้งก่อนฉายรังสีอิเล็กตรอนปริมาณ 5 กิโลเกรย์ พบว่าการฉายรังสีอิเล็กตรอนช่วยให้ระดับของสารแคนนาบินอยด์ที่สกัดได้เพิ่มมากขึ้น และระดับของเทอร์ปีนที่สกัดได้เพิ่มขึ้นในบางสายพันธุ์ เมื่อนำสารสกัดนี้ไปทดสอบกับเซลล์ผิวหนังปกติและเซลล์มะเร็งเพาะเลี้ยง 3 ชนิด พบว่ามีสารสกัดถึง 3 สายพันธุ์ที่ทำให้สมบัติในการยับยั้งการแบ่งเซลล์เปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่กลุ่มนักวิจัยจากอิสราเอลรายงานว่า การฉายรังสีแกมมา การฉายรังสีอิเล็กตรอน และการใช้พลาสมาเย็น (cold plasma) สามารถลดปริมาณเชื้อราในช่อดอกของกัญชาที่ใช้ทางการแพทย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ส่วนคำถามที่ว่า ถ้าไม่ใช้รังสี จะมีวิธีอื่นที่ลดการปนเปื้อนจุลินทรีย์ได้หรือไม่ ผู้ผลิตรายหนึ่งในแคนาดาให้ข้อมูลว่า ได้เลือกใช้ระบบการปลูกที่ควบคุมความสะอาดทุกขั้นตอนทั้งสภาพแวดล้อมก่อนและหลังการเก็บเกี่ยวและสายพันธุ์ เพื่อให้ได้กัญชาที่มีมาตรฐานหรือดีกว่ามาตรฐานความปลอดภัยที่กฎหมายระบุไว้ วิธีนี้อาจจะทำยากแต่ขายได้ราคาดี และการทดสอบเพื่อลดปริมาณเชื้อด้วย การอบก๊าซเอทิลีนออกไซด์ การนึ่งฆ่าเชื้อภายใต้ความดัน และการใช้แก๊สพลาสมา ก็สามารถลดจุลินทรีย์ปนเปื้อนในกัญชาได้ แต่พบว่าทำให้ปริมาณ THC ลดลงมากกว่า 10 เปอร์เซนต์ การอบที่ 300 เซลเซียสเป็นเวลา 15 นาที พบว่าทำลายสปอร์ของเชื้อราบางชนิดได้เช่นกัน

กลับมาดูทางกัญชงซึ่งเป็นพืชที่ให้เส้นใยกันบ้าง โดยทั่วไปพืชเส้นใยหลายชนิดสามารถนำมาใช้เป็นพืชพลังงานเพื่อการผลิตเอทานอลจากเซลลูโลสเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงชีวภาพทดแทนการใช้พลังงานเชื้อเพลิงจากฟอสซิลที่กำลังจะขาดแคลนในอนาคตอันใกล้ นักวิจัยจากเกาหลีใต้กลุ่มหนึ่งได้แสดงให้เห็นว่า การนำ hemp biomass (ส่วนของพืชที่ไม่ใช้เป็นอาหาร) มาพรีทรีตเมนต์ด้วยการฉายรังสีอิเล็กตรอนที่ปริมาณสูงมาก (150-450 กิโลเกรย์) ก่อนนำไปผ่านกระบวนการย่อยสลายด้วยเอนไซม์ (enzymatic hydrolysis) จะช่วยให้ได้ผลผลิตจากการสกัดมากขึ้น แต่พบว่าพอลิแซกคาไรด์ชนิดไซแลน (xylan) ที่สกัดได้มีปริมาณลดลงเมื่อใช้ปริมาณรังสีเพิ่มมากขึ้น

สายสัมพันธ์ของรังสีกับสายเขียวอีกอย่างหนึ่งที่ต้องกล่าวถึง คือ การชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ในกัญชง-กัญชาโดยใช้รังสีมีมาช้านานหลายทศวรรษ ซึ่งมีผู้ศึกษาไว้แล้วทั้งรังสีเอกซ์ รังสีนิวตรอน และรังสีแกมมา ส่วนของพืชที่นำมาฉายรังสีมีทั้งละอองเกสรตัวผุ้และเมล็ด ผลลัพธ์ที่ได้ก็มีหลากหลาย เช่น กลุ่มวิจัยจากอินเดียได้ต้นพันธุ์ที่เมล็ดมีขนาดเล็กลง หรือต้นที่ดอกมีทั้งเกสรตัวผู้และเกสรตัวเมียอยู่ในดอกเดียวกันแต่เป็นหมัน และกลุ่มนักวิจัยชาวอิตาลีรายงานว่าต้นกลายพันธุ์ที่ได้จากการเพาะเมล็ดที่ผ่านการฉายรังสีแกมมา (300-350 เกรย์) มีสีของก้านใบและสีของใบย่อยต่างไปจากเดิม และยังโชคดีที่พันธุ์กลายนั้นสร้าง THC ในปริมาณที่ต่ำมาก ซึ่งการชักนำให้เกิดการกลายพันธุ์ด้วยรังสีนั้น สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้หลายอย่างในนิวเคลียส เช่น การหลุดหายไปหรือเกิดการจัดเรียงตัวใหม่ของโครโมโซม สายพันธุ์ไทยที่มีอยู่น่าจะเอามาทดลองบ้าง เผื่อจะได้สายพันธุ์ที่สร้าง CBD ได้มากกว่าเดิมหรือได้พันธุ์ที่ออกดอกเร็วกว่าเดิม ผู้ที่สนใจสามารถขอรับบริการฉายรังสีได้ทั้งแกมมา อิเล็กตรอนและเอกซเรย์ ที่สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

เล่าสู่กันฟังเพื่อสร้างไอเดียให้เห็นว่า ไม่ว่าจะใช้ทางการแพทย์หรือใช้ประโยชน์จากเส้นใยก็ได้ประโยชน์จากเทคโนโลยีการฉายรังสีเช่นเดียวกัน ส่วนใครจะปลูกใครจะรับซื้อก็ว่ากันไป เพื่อนสายเขียวและไม่เขียวทั้งหลายโปรดทราบ

เอกสารอ้างอิง

1. ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 137 ตอนพิเศษ 290 ง (14 ธันวาคม 2563) ประกาศกระทรวงสาธารณสุข เรื่อง ระบุชื่อยาเสพติดให้โทษในประเภท 5 พ.ศ. 2563.
2. Szyper-Kravitz M, Lang R, Manor Y, Lahav M (2001) Early invasive pulmonary aspergillosis in a leukemia patient linked to aspergillus contaminated marijuana smoking. Leukemia & Lymphoma 42:1433–1437.
3. Ungerleider JT, Andrysiak T, Tashkin DP, Gale RP (1982) Contamination of marijuana cigarettes with pathogenic bacteria. Cancer Treat Rep 66(3):589–590.
4. Hazekamp A. (2016) Evaluating the effects of gamma-irradiation for decontamination of medicinal cannabis. Frontiers in Pharmacology. 7: 1-12. doi: 10.3389/fphar.2016.00108.
5. Kovalchuk O, et al. (2020) The effect of cannabis dry flower irradiation on the level of cannabinoids, terpenes and anti-cancer properties of the extracts. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 29: 1-12. doi.org/10.1016/j.bcab.2020.101736.

6. Jerushalmi S. et al. (2020) Effects of cold plasma, gamma and e-beam irradiations on reduction of fungal colony forming unit levels in medical cannabis inflorescences. Journal of Cannabis Research. 2: 1-12. doi.org/10.1186/s42238-020-00020-6.
7. Shin SJ and Sung YJ. (2008) Improving enzymatic hydrolysis of industrial hemp (Cannabis sativa L.) by electron beam irradiation. Radiation Physics and Chemistry. 77: 1034– 1038. doi:10.1016/j.radphyschem.2008.05.047.
8. Sung YJ and Shin SJ. (2011) Compositional changes in industrial hemp biomass (Cannabis sativa L.) induced by electron beam irradiation pretreatment. Biomass and Bioenergy. 35: 3267-3270. doi:10.1016/j.biombioe.2011.04.011.
9. Imai Y. (1937) Sex-linked mutant characters in the hemp, Cannabis sativa. https://www.ias.ac.in/article/fulltext/jgen/035/03/0431-0432
10. Nigam RK, Varkey M, Reuben DE. (1981). Irradiation induced changes in flower formation in Cannabis sativa L. Biologia Plantarum. 23:389–391. Doi:10.1007/BF02877422
11. Fuochi P, Lavalle M, Di Candilo M, Ranalli P. (2002) Induction of mutants in Cannabis Sativa L. by gamma radiation, Proceedings of International Nuclear Conference 2002: Global Trends and Perspectives; Kuala Lumpur (Malaysia); 15-18 Oct 2002, p. 42-48. https://inis.iaea.org/search/searchsinglerecord.aspx?recordsFor=SingleRecord&RN=34030228

ปัญหาเรื่องแมลงวันผลไม้ที่เป็นแมลงศัตรูไม้ผลที่สำคัญ ซึ่งสร้างความเสียหายให้กับประเทศไทยในแต่ละปี คิดเป็นมูลค่าไม่ต่ำกว่า 1 แสนล้านบาทต่อปีจากปริมาณผลไม้ที่ได้รับความเสียหายและปัญหาการส่งออก  ปัจจุบันในหลายประเทศพยายามที่จะปกป้องผลผลิตของตนเอง โดยมีการหยิบยกประเด็นกฎหมายกักกันพืชเข้มงวด (กีดกันแมลงวันผลไม้) ในการอ้างเพื่อกีดกันทางการค้า เช่น สหรัฐอเมริกา รัสเซีย จีน และอีกกว่า 17 ประเทศ ถ้าจะนำเข้าผลไม้จากแหล่งที่มีการระบาดของแมลงวันผลไม้ ผลไม้เหล่านั้นต้องผ่านมาตรการทางกักกันพืชที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดแมลงวันผลไม้ เช่น การอบไอร้อน การใช้ความเย็น และการฉายรังสีก่อน ซึ่งขณะเดียวกันเรื่องความปลอดภัยของอาหารหรือผลผลิตที่ปราศจากสารพิษตกค้างก็เป็นอีกประเด็นที่ทั่วโลกต่างให้ความสำคัญด้วย  ในแต่ละปีประเทศคู่ค้าตรวจพบแมลงวันผลไม้และสารฆ่าแมลงปนเปื้อนหลายครั้งในผลไม้ทำให้ประเทศไทยสามารถส่งออกผลไม้ได้

การควบคุมแมลงวันผลไม้โดยเทคนิคการใช้แมลงที่เป็นหมัน (Sterile Insect Technique; SIT) ร่วมกับวิธีการอื่นในรูปแบบของครอบคลุมพื้นที่กว้าง (Area-wide Approach ) เป็นเทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งได้มีการใช้ในโลกมานานกว่า 60 ปี และได้รับการพิสูจน์แล้วในหลายพื้นที่ของไทยแล้วว่าสามารถลดความเสียหายของไม้ผลและการใช้สารเคมีกำจัดแมลงได้ เช่น แพร่ อุตรดิตถ์ พิษณุโลก พิจิตร จันทบุรี ปทุมธานี นครนายก เพชรบุรี ราชบุรี จันทบุรี เป็นต้น    แต่ในต่างประเทศได้ใช้เทคนิคนี้สร้างเป็นเขตปลอดแมลงวันผลไม้ ยกตัวอย่างเช่น  ในสหรัฐอเมริกา ( เมือง Los Angeles รัฐ California) ทำให้ลดการใช้สารเคมีกำจัดแมลง ต้นทุนการผลิตลดลง 50 เปอร์เซ็นต์ สามารถส่งออกโดยไม่ต้องทำมาตรการทางกักกันพืชอื่นเพิ่มเติมและสร้างความมั่นใจให้ประเทศคู่ค้า   ในเม็กซิโก ทำให้สามารถส่งออกผลผลิตเข้าประเทศสหรัฐอเมริกาได้มากกว่า 3,500 ล้านเหรียญสหรัฐต่อปี  ในออสเตรเลีย (Victoria และ New South Wales) ทำให้สามารถสร้างผลประโยชน์ได้ 31 เท่าของการลงทุน ถ้าไม่ดำเนินการโครงการจะสูญเสียประโยชน์มากกว่า 3265.7 ล้านเหรียญออสเตรเลีย ในชิลี ทำให้สามารถส่งออกผลไม้ไปขายในประเทศต่างมากกว่า 50 ประเทศ (ประเทศผู้ส่งออกผลไม้อันดับ 3 ของโลก) สร้างรายได้ได้มากกว่า 1,000 ล้านเหรียญสหรัฐต่อปี  ในเบลีซ และกัวเตมาลาทำให้สามารถส่งออกมะละกอไปสหรัฐอเมริกาได้โดยไม่ต้องทำมาตรการกักกันพืชอื่น นอกจากนี้ยังมี ญี่ปุ่น อาร์เจนตินา สเปน กัวเตมาลา เป็นต้น   แต่บางประเทศ เช่น คอสตาริก้า เอลซัลวาดอร์ กัวเตมาลา ฮอนดูรัส นิคารากัว ได้ใช้เทคนิคนี้สร้างพื้นที่ประชากรแมลงวันผลไม้ในระดับต่ำที่ยอมรับได้ทางกักกันพืช ทำให้สามารถส่งมะเขือเทศและพริกหยวกไปขายต่างประเทศ

ปัจจุบัน สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้ร่วมกับกรมส่งเสริมการเกษตรในการบริหารจัดการแมลงวันผลไม้เพื่อสร้างต้นแบบพื้นที่มีประชากรแมลงวันผลไม้ในระดับต่ำตามมาตรฐานระหว่างประเทศด้านมาตรการสุขอนามัยพืช (International  Standard  for  Phytosanitary  Measures) ฉบับที่ 30  (Establishment of  Areas of Low Pest Prevalence for Fruit Flies (Tephitidae) ) และฉบับที่ 35 ( System Approach for Pest Risk Management of Fruit Flies (Tephitidae))  ซึ่งกำหนดให้จำนวนแมลงวันผลไม้เฉลี่ยที่ดักจับได้ด้วยกับดักตรวจสอบในพื้นที่ต้องไม่เกิน 1 ตัวต่อกับดักต่อวัน  โดยการใช้แมลงที่เป็นหมันร่วมกับการใช้กับดัก  การกำจัดพืชอาศัยและการทำความสะอาดแปลง   ในพื้นที่ตำบลตรอกนอง อำเภอขลุง จังหวัดจันทบุรี คลอบคลุมพื้นที่ทั้งหมด 16,000 ไร่ (พื้นที่ปลูกมังคุดส่งออกที่สำคัญของประเทศ ผลผลิตมากกว่า 5,000 ตันต่อปี) เพื่อสร้างมิติใหม่สำหรับการส่งออกผลไม้คุณภาพของประเทศไทย  ลดการใช้สารเคมีกำจัดแมลงเพื่อแก้ปัญหาสารเคมีตกค้างในผลผลิต  ลดค่าใช้จ่ายการขนส่ง การอบไอน้ำ ใช้ความเย็น หรือการฉายรังสีหลังการเก็บเกี่ยว  และแก้ปัญหาแมลงวันผลไม้ปนเปื้อนผลผลิตที่ส่งออก เพื่อเพิ่มรายได้และพัฒนาคุณภาพชีวิต

ผู้เขียน:
นายวณิช ลิ่มโอภาสมณี, นายทศพล แทนรินทร์,
นางสาวฐิติมา คงรัตน์อาภรณ์, นางสาววรารัตน์ คำหวาน
(ฝ่ายเทคโนโลยีเกษตรและอาหาร ศูนย์วิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีนิวเคลียร์)

วันที่ 23 มีนาคม 2564

ข้าวเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดของประเทศไทย โดยประเทศไทยสามารถส่งออกข้าวมากเป็นอันดับหนึ่งของโลกมาตลอด 20 ปี และในปริมาณการส่งออกที่เพิ่มขึ้นทุกปี สำหรับข้าวที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในประเทศไทย คือ ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ที่เพาะปลูกในเขตทุ่งกุลาร้องไห้ซึ่งมีอาณาเขตกว้างขวางใหญ่ที่สุดในภาคอีสาน ครอบคลุมพื้นที่ 5 จังหวัด คือ ร้อยเอ็ด สุรินทร์ มหาสารคาม ศรีสะเกษ และยโสธร ซึ่งเป็นแหล่งปลูกผลิตข้าวหอมมะลิที่มีคุณภาพและมี ชื่อเสียงระดับโลก มีเอกลักษณ์ด้านรสชาติ และมีกลิ่นหอม อันแตกต่างจากข้าวหอมมะลิที่ปลูกในพื้นที่อื่นๆ ทำให้ข้าวหอมมะลิที่ปลูกในเขตทุ่งกุลามีราคาสูง ดังนั้นจึงมีผู้ค้าบางรายนำข้าวชนิดอื่นที่มีราคาถูกกว่ามาปลอมปนเพื่อเพิ่มน้าหนักและนำไปขายในราคาที่สูงขึ้น สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้ศึกษาวิจัยโดยนำเทคโนโลยีการวิเคราะห์เชิงนิวเคลียร์มาช่วยในการทำนายแหล่งเพาะปลูก ซึ่งจะทำให้ข้าวหอมมะลิไทยมีมาตรฐานสูงขึ้น เพิ่มความเชื่อมั่นให้แก่ผู้บริโภค สร้างความมั่นใจให้คู่ค้าต่างชาติ หนุนราคาข้าวหอมมะลิให้ดีขึ้น

โดยในงานวิจัยนี้ได้ใช้เทคนิคการอาบรังสีด้วยนิวตรอน (neutron activation analysis) ในการตรวจวัดปริมาณธาตุองค์ประกอบ และเทคนิคการวัดปริมาณสัดส่วนไอโซโทปเสถียร (isotope ratio mass spectrometry) ในการตรวจวัดปริมาณไอโซโทปเสถียร ในส่วนของเทคนิคการอาบรังสีด้วยนิวตรอน ได้ทำการตรวจวัดธาตุองค์ประกอบ ได้แก่ สารหนู (As) แมกนีเซียม (Mg) คลอรีน (Cl) อะลูมิเนียม (Al) โบรมีน (Br) แมงกานีส (Mn) โพแทสเซียม (K) รูบิเดียม (Rb) และสังกะสี (Zn) สำหรับปริมาณไอโซโทปเสถียรที่ตรวจวัดนั้นได้แก่ คาร์บอน-13 (13C) ไนโตรเจน-15 (15N) และออกซิเจน-18 (18O)

ผลการตรวจวัดธาตุในข้าวหอมมะลิพบว่า มีปริมาณแมกนีเซียมในข้าวหอมมะลิที่ปลูกในจังหวัดศรีสะเกษ ยโสธร ร้อยเอ็ด สุรินทร์ และมหาสารคาม ในช่วง 0.05-0.08 0.06-0.08 0.05-0.08 0.06-0.08 และ 0.05-0.06 เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อน้ำหนัก มีปริมาณคลอรีนในช่วง 182-393 326-617 149-410 203-304 และ 253-341 เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อน้ำหนัก มีปริมาณโพแทสเซียมอยู่ในช่วง 0.10-0.18 0.11-0.16 0.12-0.18 0.11-0.12 และ 0.09-0.14 เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อน้ำหนัก มีปริมาณอะลูมิเนียมอยู่ในช่วง 85-155 99-113 76-105 78-91 และ 86-94 เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อน้ำหนัก มีปริมาณสารหนูอยู่ในช่วง 0.11-0.26 0.06-0.19 0.07-0.28 0.07-0.20 และ 0.17-0.33 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีปริมาณโบรมีนอยู่ในช่วง 0.03-0.22 0.02-0.29 0.04-0.30 0.02-0.13 และ 0.14-0.28 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีปริมาณแมงกานีสอยู่ในช่วง 10.2-19.5 9.5-21.5 8.2-17.6 10.2-12.1 และ 11.1-17.3 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีปริมาณรูบิเดียมอยู่ในช่วง 3.2-9.1 4.4-10.1 2.1-6.5 2.5-6.5 และ 6.2-7.0 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม มีปริมาณสังกะสีอยู่ในช่วง 19.9-34.2 14.4-28.9 17.5-25.5 19.1-28.2 และ 20.0-23.0 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัม ตามลำดับ

ปริมาณไอโซโทปเสถียร 13C กระจายตัวในช่วง -27.70 ถึง -26.31 -27.72 ถึง -27.11 -27.80 ถึง -27.01 ถึง -27.22 ถึง -26.53 และ -27.63 ถึง -27.13 เปอร์มิลล์ มีปริมาณไอโซโทปเสถียร 15N กระจายตัวอยู่ในช่วง 2.55-9.10 2.30-5.26 1.50-5.65 3.33-4.92 และ 3.50-5.96 เปอร์มิลล์ มีปริมาณไอโซโทปเสถียร 18O กระจายตัวอยู่ในช่วง 23.44-25.22 24.69-26.60 24.32-26.67 23.65-24.54 และ 24.78-26.69 เปอร์มิลล์ ในข้าวหอมมะลิที่ปลูกในจังหวัดศรีสะเกษ ยโสธร ร้อยเอ็ด สุรินทร์ และมหาสารคาม ตามลำดับ

จากข้อมูลธาตุทั้ง 9 ธาตุ สารหนู (As) แมกนีเซียม (Mg) คลอรีน (Cl) อะลูมิเนียม (Al) โบรมีน (Br) แมงกานีส (Mn) โพแทสเซียม (K) รูบิเดียม (Rb) และสังกะสี (Zn)และ ไอโซโทปเสถียรทั้ง 3 ชนิด จะสามารถทำให้จัดกลุ่มแหล่งกำเนิดหรือแหล่งที่ปลูกข้าวหอมมะลิได้ดังรูปที่ 1 พบว่าสามารถจัดจำแนกแหล่งปลูกข้าวหอมมะลิทั้ง 5 จังหวัด ได้ 100% โดยใช้จำนวนตัวแปร 12 ตัวแปร

รูปที่ 1 การจัดกลุ่มตามแหล่งกำเนิดทางภูมิศาสตร์ของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ในเขตทุ่งกุลาร้องไห้ 5 จังหวัด (1) จังหวัดศรีสะเกษ (2) จังหวัดยโสธร (3) จังหวัดร้อยเอ็ด (4) จังหวัดสุรินทร์ และ (5) จังหวัดมหาสารคาม โดยแสดงในรูปความสัมพันธ์ของฟังก์ชันการจำแนก 1 และ 2 ซึ่งได้จากการทำการวิเคราะห์การจำแนกกลุ่มโดยใช้จำนวนตัวแปร 12 ตัวแปร

“จะเห็นได้ว่าการใช้วิธีการทางนิวเคลียร์ สามารถช่วยในการจำแนกแหล่งที่มาของข้าวขาวดอกมะลิ 105 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ”

จุลินทรีย์เป็นสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า พบอยู่ทั่วไปทั้งในดิน น้ำ อากาศ ผลิตผลทาง การเกษตรและอาหาร จุลินทรีย์สามารถแบ่งออกได้เป็นหลายกลุ่ม ได้แก่ แบคทีเรีย ยีสต์ รา ไวรัส เป็นต้น จุลินทรีย์มี ความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิต ในลักษณะที่ก่อให้เกิดประโยชน์ เช่น การผลิตยาปฏิชีวนะ การผลิตอาหารหมักดอง การผลิต เอนไซม์ และทำให้เกิดโทษ ได้แก่ การทำให้อาหารเน่าเสีย การก่อให้เกิดโรค เช่นโรคที่ติดต่อทางระบบหายใจ โรคที่ ติดต่อระบบทางเดินอาหาร ในการตรวจวิเคราะห์จุลินทรีย์ในอาหาร มักจะใช้วิธีเพาะเชื้อ จากตัวอย่างอาหารในอาหาร เลี้ยงเชื้อ ซึ่งสามารถแบ่งลักษณะของการเลี้ยงเชื้อได้เป็น 2 ประเภท คือ

1. การนับจำนวนของจุลินทรีย์ ( enumeration) เพื่อตรวจปริมาณของจุลินทรีย์ทั้งหมด ที่มีอยู่ในตัวอย่างอาหาร (total viable count)
2. การตรวจหาชนิดของจุลินทรีย์นั้น ๆ ว่ามีอยู่ในตัวอย่างอาหารหรือไม่ ( detection) โดยการนำตัวอย่างอาหารเพาะเลี้ยง บนอาหารคัดเลือกที่จำเพาะเจาะจงกับจุลินทรีย์ชนิดนั้น ๆ (selective media) เช่นการตรวจหา Escherichia coli โดยการเพาะเลี้ยงบนอาหาร Mac Conkey Agar, Pseudomonas aeruginosa โดยการเพาะเลี้ยงบนอาหาร Cetrimide Agar , Staphylococcus aureus โดยการเพาะเลี้ยงบนอาหาร Baird Parker Agar

สำหรับตัวอย่างแหนม กำหนดไว้ว่าจุลินทรีย์ที่อาจมีในแหนม ต้องไม่เกินเกณฑ์ที่กำหนด ดังต่อไปนี้ (มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม มอก. 1219-2547)

1. ซาลโมเนลลา (Salmonella) ต้องไม่พบในตัวอย่าง 25 กรัม
2. สตาฟิโลค็อกคัส ออเรียส (Staphylococcus aureus) ต้องไม่พบในตัวอย่าง 0.1 กรัม
3. คลอสตริเดียม เพอร์ฟิงเจนส์ ( Clostridium perfingens ) ต้องไม่พบในตัวอย่าง 0.1 กรัม
4. พยาธิไทรคิเรลลา สไปราลิส (Trichirella spiralis) ต้องไม่พบในตัวอย่าง 100 กรัม
5. เชื้อรา ต้องน้อยกว่า 10 คอโลนีต่อตัวอย่าง 1 กรัม

ขั้นตอนของการตรวจปริมาณจุลินทรีย์ทั้งหมด

1. ชั่งตัวอย่างแหนม ที่ผ่านการฉายรังสีและไม่ผ่านการฉายรังสี ปริมาณ 10 กรัม เติมสารละลายบัฟเฟอร์ 90 มิลลิลิตร เขย่าให้เข้ากัน จะได้ตัวอย่างอาหารที่มีความเจือจาง 1 : 10
2. ใช้ปิเปตดูดตัวอย่างอาหารที่เจือจาง 1 : 10 ปริมาตร 1 มิลลิลิตร ใส่ในหลอดทดลองที่มีสารละลายบัฟเฟอร์ 9 มิลลิลิตร เขย่าให้เข้ากัน จะได้ตัวอย่างอาหารที่มีความเจือจาง 1: 100 แล้วจึงทำการเจือจางตัวอย่างอาหาร ตามวิธีข้างต้นจนได้ค่าเจือจางที่เหมาะสม
3. นำตัวอย่างอาหารที่มีค่าความเจือจางที่ต้องการ ใส่จานเพาะเชื้อจานละ 1 มิลลิลิตร
4. เทอาหาร plate count agar ในสภาวะหลอมเหลวที่อุณหภูมิ 45 oC ลงในจานเพาะเชื้อจานละ 15-20 มิลลิลิตร
5. ผสมตัวอย่างอาหารและอาหารเลี้ยงเชื้อให้เข้ากัน วางทิ้งไว้จนอาหารแข็งตัว แล้วนำไปบ่มที่อุณหภูมิ 35 oC เป็นเวลา 48 ชั่วโมง
6. ตรวจนับปริมาณของจุลินทรีย์ที่เจริญในจานเพาะเชื้อ

มังคุดเป็นราชินีผลไม้ไทยที่ได้รับความสนใจจากผู้บริโภคต่างชาติ โดยเฉพาะในตลาดที่มีกำลังซื้อสูง เช่น ญี่ปุ่น ออสเตรเลีย และสหรัฐอเมริกา แต่ด้วยข้อจำกัดในเรื่องต้นทุนการขนส่งค่อนข้างสูง เพราะต้องขนส่งทางอากาศเท่านั้น ทำให้ที่ผ่านมาประเทศไทยสามารถส่งมังคุดไปจำหน่ายในประเทศญี่ปุ่นออสเตรเลีย และอเมริกาเพียงไม่กี่ร้อยตันต่อปี และจากงานวิจัยเกี่ยวกับโปรตีนจากผงไหม ซึ่งมีคุณสมบัติในการดูดความชื้นและกักเก็บน้ำได้ดี โดยนำมาใช้ในรูปของ สารละลายโปรตีนไหม ซึ่งเป็นสารอินทรีย์นำมาพ่นต้นมังคุดตั้งแต่ผลมังคุดขนาดเล็กจนถึงระยะก่อนเก็บเกี่ยว สามารถ ทดแทนการใช้แว็กซ์ที่เป็นสารเคมีในการเคลือบผิวผลไม้ให้มันเงาสวยงาม ทำให้ได้มังคุดที่มีคุณภาพผลดี มีผิวมันเงา สวยงาม มีขั้วและหูเขียว ผิวผลเปลี่ยนเป็นสีดำช้ากว่า และสามารถเก็บรักษาความเขียวได้เป็นระยะเวลาประมาณ 4 สัปดาห์ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส โดยไม่เน่าเสียและมีรสชาติคงเดิม เหมาะแก่การขนส่งทางเรือ โดยสถาบัน เทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้ดำเนินการกับสวนผลไม้ที่ตำบลตรอกนอง อำเภอขลุง จังหวัด จันทบุรี ซึ่งเป็นแหล่งปลูกมังคุดส่งออกที่มีชื่อเสียงด้านคุณภาพผลผลิตแหล่งหนึ่งของจังหวัดจันทบุรี

การที่สารละลายโปรตีนไหมมีผลทำให้มังคุดมีขั้วผลและหูสีเขียวเข้มขึ้น เนื่องจากประกอบด้วยกรดอะมิโน 16–18 ชนิด มีคุณสมบัติเป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์ฮอร์โมนพืช การสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ที่ใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (photosynthesis) การทำให้พืชทนต่อสภาพบีบคั้นทางธรรมชาติและฟื้นได้เร็วขึ้น ฯลฯ ดังนั้น สารละลายโปรตีนไหม ที่ต้นมังคุดได้รับจึงทำหน้าที่คล้ายฮอร์โมนพืชหรืออาหารเสริมให้แก่ผลมังคุด ทำให้ขั้วใหญ่ สีเขียวเข้มขึ้น หูกางตั้ง หนากว่า และผิวผลเปลี่ยนเป็นสีดำช้ากว่าผลมังคุดที่ไม่ได้รับสารละลายโปรตีนไหม ดังนั้นการใช้สารละลายโปรตีนไหม สามารถยืดอายุการเก็บรักษาคุณภาพผลมังคุดได้นานขึ้น

อาหารฉายรังสี คืออาหารหรือผลิตภัณฑ์อาหาร ที่ผ่านกระบวนการฉายรังสีด้วยรังสีแกมมาจากโคบอลต์-60 หรือรังสีเอกซ์จากเครื่องฉายรังสีเอกซ์ หรือรังสีอิเล็กตรอนจากเครื่องเร่งอนุภาคอิเล็กตรอน เพื่อจุดประสงค์ในการควบคุมจุลินทรีย์ก่อโรค เช่น เชื้อซาลโมเนลลาในเนื้อไก่ กุ้งและแหนม หรือเพื่อลดปริมาณแบคทีเรีย ที่ทำให้อาหารเน่าเสียเช่น Pseudomonas หรือเพื่อทำลายแมลงในเมล็ดธัญพืชและผลไม้ หรือเพื่อยับยั้งการงอกของพืชผัก เช่น หอมหัวใหญ่ และมันฝรั่ง

อาหารที่จะนำมาผ่านการฉายรังสี ต้องผลิตตามวิธีการที่ดี (GMP) โดยใช้หลักเกณฑ์ทั่วไปด้านสุขลักษณะของอาหาร และต้องบรรจุในบรรจุภัณฑ์ หรือหีบห่อที่เหมาะสม ขั้นตอนการผลิตตาม GMP และการบรรจุเป็นเรื่องที่ต้องให้ความสำคัญ เพราะหากมีการละเมิด ก็จะทำให้อาหารฉายรังสีมีคุณภาพไม่ดี และไม่ปลอดภัยได้ทั้งนี้ เพราะรังสีไม่สามารถทำให้อาหารที่เริ่มเสื่อมคุณภาพแล้วดีขึ้นได้ อีกทั้งไม่สามารถป้องกันการปนเปื้อนของเชื้อโรค หรือการเข้าเจาะทำลายของแมลงได้ หากไม่บรรจุให้เรียบร้อยในภาชนะบรรจุที่เหมาะสม

เทคโนโลยีของการฉายรังสีอาหาร เริ่มมีขึ้นเมื่อ 50 ปีมาแล้ว โดยสหภาพโซเวียตเป็นประเทศแรก ที่อนุญาตให้ฉายรังสีเมล็ดธัญพืชในปี พ.ศ. 2502 ตามมาด้วยแคนาดาในปี พ.ศ.2503 ที่ยอมรับมันฝรั่งฉายรังสี ปัจจุบัน มีการ

ยอมรับในประเทศต่าง ๆ กว่า 50 ประเทศ รวมทั้งประเทศไทย และการค้าอาหารฉายรังสีระหว่างประเทศ เริ่มขึ้นแล้วอย่างถูกกฎหมาย โดยสหรัฐอเมริกาอนุญาตให้ลำไยฉายรังสี และผลไม้ไทยฉายรังสีอีก 5 ชนิดเข้าไปจำหน่ายได้ เมื่อเดือนพฤศจิกายน 2550 ที่ผ่านมา

อาหารฉายรังสีปลอดภัยจริงหรือ? การฉายรังสีอาหารเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่มีอันตราย คณะผู้เชี่ยวชาญขององค์การชำนัญพิเศษของสหประชาชาติ อย่างองค์การอนามัยโลก องค์การอาหารและเกษตร และทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ ได้ร่วมกันประเมินผลการทดสอบความปลอดภัย ของอาหารฉายรังสีอย่างต่อเนื่องทุก 4-5 ปี ตั้งแต่ปีพ.ศ.2504 เป็นต้นมาโดยใช้ข้อมูลผลการวิจัยจากประเทศต่าง ๆ กว่า 25 ประเทศที่ร่วมมือกันและใช้งบประมาณกว่า 1000 ล้านบาท ผลการประเมินครั้งสุดท้ายในปีพ.ศ.2523 สรุปได้ว่า อาหารใดก็ตามที่ผ่านการฉายรังสี ด้วยปริมาณรังสีเฉลี่ยไม่เกิน 10 กิโลเกรย์ ไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้บริโภค ไม่ก่อให้เกิดปัญหาทางโภชนาการและจุลชีววิทยา และไม่จำเป็นต้องทำการทดสอบความปลอดภัยอีกต่อไป ต่อมาในปี พ.ศ. 2525 คณะกรรมการวิชาการระหว่างประเทศ ด้านจุลชีววิทยาและสุขลักษณะของอาหาร ได้สรุปว่า การฉายรังสีอาหาร เป็นวิธีการที่ดี สำหรับการควบคุมจุลินทรีย์ก่อโรคในอาหาร และไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของผู้บริโภค และในปี พ.ศ. 2526 คณะกรรมาธิการร่วมขององค์การอนามัยโลก และองค์การอาหารและเกษตร ด้านมาตรฐานอาหารระหว่างประเทศ ก็ได้ประกาศรับรองมาตรฐาน อาหารฉายรังสี และวิธีอันพึงปฏิบัติในการฉายรังสีอาหาร เพื่อใช้เป็นแนวทางปฏิบัติในการฉายรังสีอาหาร เพื่อประโยชน์ทางการค้าระหว่างประเทศ

ความปลอดภัยต้องมาก่อน SAFETY FIRST ความปลอดภัยของอาหารฉายรังสี เป็นเรื่องสำคัญที่สุด ที่จะต้องทำการทดสอบและประเมินผล ก่อนที่จะมีการอนุญาตให้ทำการผลิต และจำหน่ายแก่ผู้บริโภค ความปลอดภัยในที่นี้หมายความว่า การฉายรังสีอาหาร จะต้องไม่ก่อให้เกิดสารกัมมันตรังสีในอาหาร ไม่ก่อให้เกิดสารใหม่ที่เป็นพิษ หรือก่อให้เกิดมะเร็งต่อผู้บริโภค และไม่ก่อให้เกิดปัญหา ทางจุลชีววิทยาและโภชนาการ สำหรับเรื่องการเกิดสารกัมมันตรังสีในอาหารนั้น รังสีทั้งสามชนิดที่อนุญาตให้ใช้นั้น มีพลังงานไม่สูงกว่า 10 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์

จึงไม่มีโอกาสทำให้สารที่เป็นองค์ประกอบของอาหาร กลายเป็นสารกัมมันตรังสีได้ ไม่ว่าอาหารนั้นจะผ่านการฉายรังสี ด้วยปริมาณรังสีใดก็ตาม ส่วนในเรื่องการเกิดสารใหม่ที่เป็นอันตรายนั้น การฉายรังสีก็เช่นเดียวกับการใช้ความร้อน จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ได้อนุมูลอิสระ ซึ่งไม่อยู่ตัวและสลายไปอย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่เกิน 1/1000 วินาที โดยทำปฏิกิริยากับสารที่เป็นองค์ประกอบของอาหาร ได้สารประกอบต่าง ๆ ขึ้น ถ้าใช้รังสีสารที่เกิดขึ้นนั้นเรียกว่า เรดิโอไลติกโปรดักส์ (radiolytic products) แต่ถ้าใช้ความร้อนสารที่เกิดขึ้นจะเรียกว่า เทอร์โมไลติกโปรดักส์ (thermolytic products) ปริมาณของเรดิโอไลติกโปรดักส์ที่เกิดขึ้นนั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีที่ใช้ การใช้รังสีปริมาณต่ำ เพื่อทำลายแมลงและพยาธิ เพื่อยับยั้งการงอกของพืชผัก หรือเพื่อชะลอการสุกของผลไม้ จะมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีน้อยมาก แทบจะตรวจไม่พบ แต่ถ้าใช้ในปริมาณที่สูงขึ้น เช่น ในกรณีของการทำลายเชื้อจุลินทรีย์ ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีมากขึ้น แต่ก็ยังน้อยกว่าที่เกิดจากการใช้ความร้อน

รังสีอาหารไม่ทำให้แร่ธาตุชนิดต่าง ๆ ที่มีในอาหารเปลี่ยนแปลง องค์ประกอบหลักของอาหารได้แก่ โปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน มีการเปลี่ยนแปลงน้อยมากแม้ว่าจะใช้รังสีสูงถึง

10 กิโลเกรย์ก็ตาม ส่วนวิตามินนั้น อาจมีการสูญเสียบ้างเช่น วิตามินบี 1 วิตามินเอ วิตามินดี และวิตามินเค ถ้าใช้รังสีในปริมาณที่สูงกว่า 1 กิโลเกรย์ อย่างไรก็ตามการสูญเสียดังกล่าว มีน้อยกว่าหรือเทียบได้กับกรรมวิธีอื่น เช่น การใช้ความร้อน และสามารถบรรเทาให้น้อยลงได้ โดยการฉายรังสีอาหารที่อุณหภูมิต่ำหรือในสภาวะที่ไม่มีอากาศ หลังจากได้ทำการทดสอบความปลอดภัย ของอาหารฉายรังสี โดยใช้สัตว์ทดลองเป็นระยะเวลานาน จนได้ผลสรุปว่าไม่เป็นอันตรายแล้ว ที่สาธารณรัฐประชาชนจีน ก็ได้มีการทดสอบเพิ่มเติม โดยใช้อาสาสมัครซึ่งเป็นมนุษย์ รวมทั้งนักศึกษาแพทย์จำนวน 439 คนบริโภคอาหารฉายรังสีชนิดต่าง ๆ เช่น ข้าว ไส้กรอก มันฝรั่ง ถั่ว และเห็ด ซึ่งผ่านการฉายรังสีปริมาณตั้งแต่ 0.1-8.0 กิโลเกรย์ เป็นเวลา 7-15 สัปดาห์ ผลการทดสอบ ก็ไม่ปรากฏว่าเกิดการผิดปกติแต่ประการใด และไม่พบว่ามีการเพิ่มขึ้นของโครโมโซมในเซลล์ จึงเป็นการยืนยันในเรื่องความปลอดภัย ของอาหารฉายรังสีได้อย่างดี ยิ่งไปกว่านั้น มนุษย์อวกาศที่บริโภคอาหารฉายรังสี ในระหว่างที่อยู่ในอวกาศ รวมทั้งคนไทยด้วยที่บริโภคแหนมฉายรังสีกว่า 20 ปีแล้ว ก็ยังไม่มีรายงานว่าผู้ใดได้รับอันตราย หรือมีความผิดปกติทางร่างกายแต่ประการใด

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

• Council for Agricultural Science and Technology. Wholesomeness of Food Treated With Ionizing Energy. Ames, Iowa, 1986. Report No. 109.
• United Kingdom, Advisory Committee on Irradiated and Novel Foods. Report on the Safety and Wholesomeness of Irradiated Foods. London, 1986. Her Majesty’s Stationery Office. P.O. Box 276, London SW8 SDT.

ในการประชุมวิชาการ International Botanical Congress 2011 ณ เมืองเมลเบิร์น ประเทศออสเตรเลีย ดร. David A. Fischhoff ซึ่งเป็น technology strategy & development lead ของ Monsanto Company สหรัฐอเมริกา ได้รับเชิญบรรยายในหัวข้อ Technological Innovation for Tomorrow’s Crops หนึ่งใน plenary lecture ในวันจันทร์ที่ ๒๕ กรกฎาคม พ.ศ. ๒๕๕๔ ซึ่งเป็นวันแรกของการประชุม

ดร. Fischhoff กล่าวถึงการผลิตพืชเศรษฐกิจในกลุ่มข้าวโพด ข้าว ข้าวสาลี และถั่วเหลือง ว่าตั้งแต่ ค.ศ. ๑๙๖๐ ถึง ๒๐๐๙ ผลผลิตของพืชเหล่านี้ต่อหน่วยทรัพยากรการผลิต (yield/input) มีค่าเพิ่มขึ้นมากกว่าสามเท่า โดยการเพิ่มขึ้นนั้น เป็นไปอย่างสม่ำเสมอตลอดมาและไม่มีการเพิ่มขึ้นของพื้นที่การผลิต  ปัจจัยสำคัญสำหรับการเพิ่มผลผลิตนี้คือ การปรับปรุงเชิงพันธุกรรมและการปรับปรุงเชิงเกษตรกรรม ซึ่งปัจจัยหลังยังรวมถึงการใช้สารเคมีและการใช้ เครื่องจักรกลด้วย  ในปัจจุบันการขยายพื้นที่การผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการอาหารที่เพิ่มขึ้นคงเป็นไปได้ยาก สิ่งที่เราต้องทำต่อไปเพื่อตอบสนองความต้องการด้านอาหารของประชากรโลกยังคงเป็นการเพิ่มผลผลิตนั่นเอง  ดร. Fischhoff กล่าวว่าการเพิ่มผลผลิตอย่างยั่งยืนจำเป็นต้องบูรณาการเทคโนโลยีทั้งการปรับปรุงพันธุ์ เทคโนโลยีชีวภาพ และเกษตรกรรมเข้าด้วยกันอย่างลงตัวจึงจะประสบความสำเร็จ

การปรับปรุงพันธุ์ยุคปัจจุบันได้ก้าวหน้าไปมาก นักปรับปรุงพันธุ์ปัจจุบันบูรณาการความรู้ ข้อมูล และทรัพยากร หลากหลายสาขา เช่น สถิติ พันธุศาสตร์ โครโมโซม ความหลากหลายของแหล่งพันธุกรรม การผลิตลูกผสม การผลิต dihaploid เป็นต้น  ในเชิงอุตสากรรม การปรับปรุงพันธุ์พืชเศรษฐกิจยังอาศัยเทคโนโลยี recombinant DNA และ DNA sequencing ในการสร้างพืชพันธุ์ใหม่ที่ให้ผลผลิตสูงภายใต้สภาวะเครียดต่าง ๆ  ในระยะเริ่มแรกเทคโนโลยีดีเอ็นเอ ที่ถูกนำมาใช้ในการทำแผนที่พันธุกรรมของพืชคือ restriction fragment length polymorphism หรือ RFLP [อาศัยความแตกต่างของโมเลกุลดีเอ็นเอในการถูกย่อยด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ – ผู้เขียน]  แต่เทคโนโลยีดีเอ็นเอ ได้รุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว ปัจจุบันจึงนิยมใช้ single nucleotide polymorphism หรือ SNP [อาศัยความแตกต่าง โดยตรวจวัดที่ความละเอียดระดับนิวคลีโอไทด์ – ผู้เขียน] ร่วมกับการวิเคราะห์ลักษณะที่พืชแสดงออก (phenotype) เพื่อเชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างดีเอ็นเอเครื่องหมายกับลักษณะต่าง ๆ (marker-trait association)  และยังมีเทคโนโลยีการวิเคราะห์พันธุกรรมจากเมล็ดแบบไม่ทำลาย (non-destructive analysis) เรียกว่า seed chipping [พัฒนาโดยบริษัทมอนซานโต นักปรับปรุงพันธุ์สามารถเก็บตัวอย่างเพียง 5 มิลลิกรัมจากเมล็ด แล้วนำมาตรวจดีเอ็นเอ โดยไม่ทำอันตรายต่อตัวอ่อนในเมล็ด – ผู้เขียน]  นักปรับปรุงพันธุ์จึงสามารถคัดเลือกเชื้อพันธุ์ที่มีพันธุกรรมตามต้องการ ได้ก่อนที่จะนำเมล็ดนั้นไปปลูกเสียอีก

ก) จำลองผลการวิเคราะห์ RFLP ดีเอ็นเอจากตัวอย่าง A1 A2 และ A3 ถูกย่อยด้วยเอนไซม์ตัดจำเพาะ ได้ดีเอ็นเอที่มีขนาดแตกต่างกัน  ข) จำลองผลการวิเคราะห์ SNP ลำดับดีเอ็นเอจากตัวอย่าง A1 A2 และ A3 มีความแตกต่าง ๑ ตำแหน่งที่ลำดับเบสที่ ๔

เมื่อกล่าวถึงการปรับปรุงลักษณะเชิงคุณภาพ (quality trait improvement) ดร. Fischhoff ยกตัวอย่างการปรับปรุง พันธุ์ผักบรอกคอลีเพื่อเพิ่มคุณค่าอาหารโดยเฉพาะการเพิ่มปริมาณแอนติออกซิแดนต์ (antioxidant)  ปัจจัย เชิงเทคโนโลยีที่นำมาสู่ความสำเร็จของการปรับปรุงพันธุ์นี้คือ การพัฒนาแผนที่พันธุกรรมสำหรับบรอกคอลี ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างดีเอ็นเอเครื่องหมายจำนวนมาก (high-density genetic map) ซึ่งใช้เวลาพัฒนาถึง ๒๐ ปีในแวดวงวิชาการ ก่อนที่จะก้าวหน้าถึงระดับที่จะนำมาต่อยอดเชิงอุตสาหกรรมได้  [Monsanto Company และ Apio, Inc. ร่วมกันนำเสนอบรอกคอลีพันธุ์ไหม่ Benefort?TM สู่ตลาดใน ค.ศ. ๒๐๑๐  Benefort?TM มีปริมาณ glucoraphanin สูงกว่าบรอกคอลีพันธุ์อื่นในท้องตลาด ๒ – ๓ เท่า  glucoraphanin มีผลกระตุ้นให้ร่างกาย ของผู้บริโภคผลิต antioxidant enzymes ซึ่งเป็นกลไกป้องกันอันตรายจากมลพิษและอนุมูลอิสระ – ผู้เขียน (อ้างอิงจาก www.beneforte.com)]

(รูปจาก www.beneforte.com)

ในการปรับปรุงพันธุ์เพื่อปกป้องผลผลิตและลดปัจจัยนำเข้า (yield protection / reduced input) บริษัทมอนซานโต ประสบความสำเร็จในการผลิตพันธุ์พืชเศรษฐกิจประกอบด้วยข้าวโพด ถั่วเหลือง ฝ้าย และแคโนลา (canola) ที่ทนต่อสารกำจัดวัชพืช (herbicide-tolerance crops) และพันธุ์พืชที่มีความสามารถในการควบคุมประชากรแมลง (insect-control crops) [พืชในกลุ่มนี้เป็นพืชจำลองพันธุ์ (transgenic plant) คือได้รับการตัดแต่งยีน – ผู้เขียน]  พันธุ์พืชเหล่านี้ได้รับการยอมรับจากหลายประเทศทั่วโลกมาเป็นเวลากว่า ๑๕ ปีแล้ว  และมากกว่าร้อยละ ๙๐ ของพันธุ์พืชเหล่านี้ เพาะปลูกอยู่ในประเทศกำลังพัฒนาซึ่งเกษตรกรมีกำลังน้อยในการจัดหาปัจจัยการผลิต ตัวอย่างเช่น Bollgard? ซึ่งเป็นพันธุ์ฝ้ายที่มีส่วนช่วยให้ประเทศอินเดียสามารถก้าวขึ้นมาเป็นประเทศผู้ผลิตฝ้ายอันดับที่ ๒ ของโลก  พันธุ์ฝ้ายในชุดนี้ใช้ประโยชน์จากโปรตีนในกลุ่ม Bt toxin ซึ่งในธรรมชาติจะผลิตโดยแบคทีเรีย Bacillus thuringiensis  [ในการดัดแปลงพันธุกรรม จะนำพันธุกรรมของแบคทีเรียเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องกับการผลิต Bt toxin ใส่เข้าไป เป็นส่วนหนึ่งของพันธุกรรมฝ้าย ทำให้ฝ้ายสามารถผลิต Bt toxin ได้ด้วยตัวเอง  Bt toxin มีหลายชนิด แต่ละชนิดอาจแสดงพิษจำเพาะต่อระบบทางเดินอาหารของหนอนแมลงในอันดับ (order) ต่าง ๆ เช่น Lepidoptera (กลุ่มผีเสื้อ) Diptera (กลุ่มแมลงวันและยุง) Coleoptera (กลุ่มแมลงปีกแข็ง) Hymenoptera (กลุ่มผึ้งและมด) และบางชนิดยังเป็นพิษต่อหนอนตัวกลม (nematode) อีกด้วย – ผู้เขียน]

บริษัทมอนซานโตเริ่มต้นจาก Bt toxin ชนิด Cry1ac ซึ่งใช้ในฝ้ายพันธุ์ Bollgard I?  จากนั้นจึงพัฒนาการใช้ประโยชน์ จาก Cry2ab ใน Bollgard II? ซึ่งแสดงพิษต้านทานแมลงได้หลากชนิดขึ้น และชะลอการสร้างความต้านทานต่อพิษ โดยแมลงกลุ่มเป้าหมาย  ปัจจุบันบริษัทกำลังพัฒนา Bollgard III ซึ่งจะใช้ทั้ง Cry1ac Cry2ab และโปรตีนพิษ อีกชนิดหนึ่ง  การใช้ประโยชน์จากโปรตีนพิษเหล่านี้เกิดขึ้นได้จากความสามารถในการค้นคว้าและพัฒนาโปรตีนพิษ ชนิดใหม่ ๆ  ในต้นคริสต์ทศวรรษที่ ๑๙๘๐ เทคโนโลยีที่ใช้คือ genome sequencing การวิเคราะห์เชิงสรีรวิทยา (physiological analysis) การระบุรายละเอียดลักษณะ (trait description) และการจับภาพ (imaging) เป็นต้น  ปัจจุบันถือเป็นยุค new genomics เป็นการเกิดใหม่ของเทคโนโลยี DNA sequencing ซึ่งเปลี่ยนโฉมการหา ลำดับดีเอ็นเอจากที่เคยต้องใช้ระยะเวลาหลายทศวรรษต่อ ๑ จีโนม (ข้อมูลพันธุกรรมหรือลำดับดีเอ็นเอทั้งหมดที่จำเป็น ต่อการดำรงชีวิตอย่างปกติของสิ่งมีชีวิต – ผู้เขียน) เป็นมากกว่า ๑๐๐ จีโนมต่อวัน  อีกทั้งการวิเคราะห์จีโนไทป์ (genotype) หรือชุดของยีน สามารถใช้ระบบอัตโนมัติตั้งแต่การสกัดดีเอ็นเอ การทำปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (polymerase chain reaction หรือ PCR) จนถึงการตรวจหาความแตกต่างระดับหนึ่งนิวคลิโอไทด์ (SNP)  และด้วย เทคโนโลยี microfluidics ปัจจุบัน ระบบอัตโนมัติที่ต้องใช้เครื่องมือหลายชิ้นเหล่านี้ได้ถูกรวมเข้ามาอยู่ในเครื่องมือเล็ก ๆ ขนาดตั้งโต๊ะเพียงเครื่องเดียว [อาศัยการสกัดและวิเคราะห์โดยใช้ของเหลวปริมาตรน้อยมาก ๆ ทำการวิเคราะห์บน chip – ผู้เขียน] ซึ่งเป็นการเพิ่มผลผลิตงานวิเคราะห์ต่อหน่วยเวลาต่อเงินลงทุน

ฝ้าย Bollard II? with Roundup Ready? Flex
(รูปจาก www.monsanto.com)

เทคโนโลยีเหล่านี้เปลี่ยนรูปแบบการพัฒนาพืชเทคโนโลยีชีวภาพ จากที่ต้องอาศัยองค์ความรู้ที่มีอยู่ก่อนเกี่ยวกับ การทำงานของยีนและโปรตีนแต่ละชนิด เปลี่ยนเป็นอาศัย functional genomic program ซึ่งประกอบด้วย ความสามารถในการค้นหาและวิเคราะห์ลำดับดีเอ็นเอในปริมาณมากในเวลาอันสั้น การทดสอบการทำงานของยีน ที่หลากหลาย การทดสอบลักษณะที่พืชแสดงออกภายใต้สภาวะต่าง ๆ ในปริมาณมาก

ดร. Fischhoff ยังกล่าวถึงเทคโนโลยีใหม่สำหรับพืชดัดแปลงพันธุกรรม ได้แก่เทคโนโลยี small dsRNA ที่ให้พืชผลิต อาร์เอ็นเอ (ribonucleic acid) เกลียวคู่สายสั้น ๆ ซึ่งจะไปทำลายโมเลกุลอาร์เอ็นเอเป้าหมายในแมลง หรือหนอนแบบจำเพาะ ซึ่ง small dsRNA เหล่านี้ยังสามารถกระตุ้นให้แมลงหรือหนอนศัตรูพืชตอบสนองแบบทั้งระบบ (systemic response) ไม่จำเพาะเพียงแต่เนื้อเยื่อทางเดินอาหารที่ได้รับ small dsRNA โดยตรงจากพืชเท่านั้น  ปัจจุบันบริษัทมอนซานโตกำลังพัฒนาพันธุ์ข้าวโพดที่ผลิตทั้ง Bt toxin และ small dsRNA ซึ่งสามารถต้านทาน หนอนทำลายราก (corn rootworm) และยับยั้งการสร้างความต้านทานต่อพิษในหนอนด้วย

อีกความก้าวหน้าหนึ่งที่เป็นไปได้เพราะเทคโนโลยี high-throughput DNA sequencing คือ combinatorial genomics  ในการพัฒนาพืชที่ทนทานต่อแมลงจีนัส lygus (กลุ่มมวน) บริษัทมอนซานโตได้รวบรวมแบคที่เรีย Bacillus thuringiensis ซีงผลิต Bt toxin จากแหล่งต่าง ๆ และพบเพียงหนึ่งไอโซเลตเท่านั้นที่แสดงพิษต่อ lygus ถึงแม้ประสิทธิภาพจะต่ำ บริษัทจึงทำการหาลำดับดีเอ็นเอทั้งหมดของ Bacillus thuringiensis จากทุกแหล่งที่รวบรวมได้ เพื่อระบุและวิเคราะห์ลำดับดีเอ็นเอที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพิษ และใช้ประโยชน์จากข้อมูลลำดับดีเอ็นเอร่วมกับ protein modeling   recombinant DNA technology และ protein engineering ในการพัฒนาโปรตีนพิษที่มีประสิทธิภาพสูง ต่อ lygus โดยการสลับและตัดต่อส่วน (domain) ของ Bt toxin จากแหล่งต่าง ๆ สร้างเป็น Bt toxin ชนิดใหม่ ที่ไม่สามารถพบได้ในธรรมชาติแต่มีประสิทธิภาพสูงตามต้องการ

ในช่วงท้าย Dr. Fischhoff กล่าวถึงความตระหนักของบริษัทต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของโลก อีกโจทย์หนึ่ง ของมอนซานโตจึงเกี่ยวข้องกับการสร้างผลกระทบต่อผลผลิตพืชโดยตรง ด้วยการเพิ่มความต้านทานต่อสภาพเครียด จากปัจจัยกายภาพ (abiotic stress)  นักวิทยาศาสตร์ทราบว่ายีนที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มผลผลิตนั้นมีมากมาย แต่ก็เป็นการยากที่จะระบุยีนที่มีผลกระทบสูงต่อการเพิ่มผลผลิตภายใต้สภาวะต่าง ๆ  เทคโนโลยีที่บริษัทเลือกที่จะพัฒนา คือ high-throughput phenotyping หรือการระบุลักษณะที่สามารถทำได้ครั้งละมาก ๆ ในเวลาอันสั้นภายใต้เงื่อนไข และสภาวะต่าง ๆ  เทคโนโลยีนี้ประกอบด้วย เรือนกระจกอัตโนมัติที่มาพร้อมกับระบบการเก็บภาพ ทำให้สามารถติดตาม การเปลี่ยนแปลงหรือการตอบสนองของพืชจำนวนมากในเวลาพร้อม ๆ กันได้โดยละเอียด และด้วยความร่วมมือกับ BASF Corporation บริษัทมอนซานโตสามารถพัฒนาพันธุ์ถั่วเหลืองที่ให้ผลผลิตที่สูงขึ้นได้สำเร็จ  บริษัทคาดว่า ปัจจัยในการเพิ่มผลผลิตคือการเปลียนแปลงของนาฬิกาวงจรชีวิต (circadian clock) ในถั่วเหลือง ทำให้ต้นถั่วเหลือง ตอบสนองโดยการเปลี่ยนแปลงจำนวนและขนาดของฝักถั่ว และบริษัทมอนซานโตยังสนใจพัฒนาพืชทนแล้ง โดยในโปรแกรมการปรับปรุงพันธุ์นี้จะบูรณาการเทคโนโลยีการปรับปรุงพันธุ์พืชกับเทคโนโลยีชีวภาพเข้าด้วยกัน

ถึงแม้จะเป็นบริษัทข้ามชาติขนาดใหญ่ ดร. Fischhoff ได้แสดงให้เห็นว่าการทำงานร่วมมือกับหลายหน่วยงานก็ยังเป็น สิ่งจำเป็น ไม่ว่าจะเป็นในด้านการพัฒนาองค์ความรู้ร่วมกับสถาบันการศึกษา การพัฒนาเทคโนโลยีและพันธุ์พืช ร่วมกับเอกชน และยังรวมถึงการร่วมมือกับองค์การต่างประเทศในการทดสอบพันธุ์พืชต่าง ๆ ด้วย ความร่วมมือเหล่านี้ นำไปสู่ความสำเร็จในการผลิตพันธุ์พืชที่มีลักษณะพึงประสงค์ และสามารถเพาะปลูกได้ในหลายประเทศทั่วโลก

โพสต์เมื่อ : 17 สิงหาคม 2554

หมายเหตุ : STKC ขอนำเสนอบทคัดย่อของบทความที่เสนอในการประชุม วทน. 12 รวม 50 เรื่อง

อันอาจเป็นประโยชน์ต่อกิจการสำหรับผู้สนใจ

การพัฒนาแมลงวันผลไม้สายพันธุ์หลังขาวที่ได้จากการแชไในน้ำร้อนเพื่อใช้ในการตรวจสอบติดตามแมลงที่เป็นหมัน เป็นการพัฒนาเพื่อใช้ประเมินความสำเร็จขอการควบคุมแมลงวันผลไม้โดยใช้แมลงที่เป็นหมันจากรังสี การทดลองนี้มีวัตถุประสงเพื่อศึกษาผลของการเพาะเลี้ยงจำนวนมากต่อคุณภาพของแมลงวันผลไม้สายพันธุ์หลังขาวประสิทธิภาพในการควบคุมประชากรแมลงในธรรมชาติ และประสิทธิภาพในการจำแนกแมลงที่เป็นหมันออกจากแมลงในธรรมชาติ ผลการทดลองพบว่า เมื่อเพาะเลี้ยงเป็นจำนวนมากโดยวิธีการมาตรฐาน จำนวนดักแต้ที่ได้ลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับแมลงสายพันธุ์ปกติ แต่คุณภาพของแมลงดีขึ้น การปล่อยแมลงวันผลไม้สายพันธุ์หลังขาวที่เป็นหมันร่วมกับวิธีการอื่น ควบคุมแมลงวันผลไม้ในตำบลตรอกนอง อำเภอขถุง จังหวัดจันทบุรี พบว่าจำนวนแมลงวันผลไม้ในพื้นที่ลดลง 96.02 เปอร์เซ็นต์เมื่อเปรียบเทียบกับก่อนดำเนินการควบคุมแมลง และการใช้แมลงวันผลไม้สายพันธุ์หลังชาวในการตรวจสอบติดตามประชากรแมลง พบว่ามีความถูกต้องในการจำแนกแมลงที่เป็นหมันออกจากแมลงในธรรมชาติมากกว่อย่างมีนัยสำคัญ ใช้เวลา และต้นทุนวัสดุน้อยกว่าวิธีการทำเครื่องหมายดักแด้ด้วยผงสีสะท้อนแสงคำสำคัญ : แมลงวันผลไม้ เทคนิคการใช้แมลงที่เป็นหมัน แมลงวันผลไม้สายพันธุ์หลังขาว

A white-striped oriental fruit fly strain, derived from hot-water treated eggs, was developed for sterile fly detection. It was applied to evaluate the effectiveness of fruit fly population control by releasing the radiation-induced sterile flies. The objectives of this reported set of experiments were to study the effects of mass rearing on the quality of white-striped oriental fruit flies.

the effectiveness of controlling the wild fly population and the accuracy of detection of the released white-striped flies. It was found that mass rearing decreased the pupal yield but increased the pupal quality of white-striped flies comparing with normal flies. Controlling the wild fruit fly population by releasing sterile white-striped flies integrated with other control methods at

Tambon Trok Nong, Amphoe Khlung, Chanthaburi Province, could suppress the wild fruit fly population by 96.02 %. The use of white-striped oriental fruit flies yielded a higher detection accuracy upon releasing and reduced the operating time and costs when compared with the use of fluorescent dye marking approach.Keywords: fruit fly, sterile insect technique, white-striped oriental fruit fly

อะมิโนที่เกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของเอนไซม์ โดยใช้ แอล-อะลานีน เป็นสารมาตรฐาน ผลการศึกษพบว่ารังสีแกมมาปริมาณ 60 กิโลเกรย์ มีผลต่อการเพิ่มความสามารถในการย่อยโปรตีนในกากเมล็ดสบู่ดำได้ตั้งแต่ร้อยละ 15 – 92 โดยการฉายรังสีไม่มีผลต่อองค์ประกอบทางโภชนะได้แก่ ความชื้น ไขมัน เถ้า และโปรตีนของเมล็ดสบู่ดำ ยกเว้นเยื่อใยที่มีปริมาณลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (0 < 0.05) ดังนั้น การฉายรังสีแกมมา

จึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการย่อยโปรตีนในกากเมล็ดสบู่ดำ ก่อนนำไปใช้เป็นแหล่งโปรตีนสำหรับผสมในอาหารสัตว์ต่อไป

The effect of gamma radiation on protein digestibility of Jatropha curcas press cake was investigated using in vitro digestibility technique. Six varieties of Jatropha curcas seeds were subjected to cobalt-60 gamma radiation at doses of 10 – 100 kGy. All treated seeds were defatted by screw press. In vitro protein digestibilities in defatted seeds were assayed using trinitrobenzene sulphonic acid (TNBS) method. by which the contents of alpha-amino induced from the function of enzymes were determined using L-alanine as a reference standard. It was found that irradiation treatment at 60 kGy significantly increased the protein digestibility by 15 – 92%. Also, the results showed that moisture, crude protein. fat and ash contents were unchanged by irradiation, whereas fiber was significantly decreased (p < 0.05). Therefore, irradiation could serve as a possible processing method for protein utilization improvement in defatted Jatropha curcas seeds before using as a protein supplement in animal feed.