อกสารประกอบการสอนportal5.udru.ac.th/ebook/pdf/upload/18a7jd007644b3rff306.pdf ·...

เอกสารประกอบการสอน

วชาหลกการวเคราะหอาหาร (FT03302)

กษมา ชารโคตร ปร.ด. (เทคโนโลยหลงการเกบเกยว)

คณะเทคโนโลย

มหาวทยาลยราชภฏอดรธาน 2559

ค ำน ำ

เอกสารประกอบการสอนรายวชาหลกการวเคราะหอาหาร (Food Analysis) รหสวชา FT03302 เอกสารประกอบเลมนเรยบเรยงขนเพอใชเปนเอกสาร โดยมวตถประสงค เพอใชประกอบการเรยนการสอนรายวชาหลกการวเคราะหอาหาร 3(2-2-5) หนวยกต ซงเปนวชาบงคบของนกศกษาสาขาวชาวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร เนอหาโดยรวมของเอกสารนประกอบดวย บทน าเกยวกบการวเคราะหอาหาร การวเคราะหความชนและปรมาณของแขงทงหมด การหาปรมาณเถา การหาปรมาณคารโบไฮเดรต การหาปรมาณไนโตรเจนและโปรตน การหาปรมาณลปดและวธการและหลกการการใชเครองมอวเคราะหขนสง ไดแก เครองสเปกโตรโฟโตมเตอร และเครองแกสโครมาโทกราฟ รวมทงเนอหาเกยวกบบทปฏบตการทเกยวของในการวเคราะหอาหาร

ผเขยนไดศกษารายละเอยดแตละหวขอจากเอกสาร หนงสอ และต าราทงภาษาไทยและตางประเทศ โดยหวงวาเอกสารประกอบการสอนเลมนคงเปนประโยชนในการเรยนการสอนรายวชาหลกการวเคราะหอาหาร และผเขยนขอขอบพระคณเจาของเอกสารต าราทกฉบบทไดน ามาเรยบเรยงจนท าใหเอกสารประกอบการเรยนการสอนเลมนเสรจสมบรณ ส าหรบแบบฝกหดทายบทเปนตวอยางของการทดสอบความรความเขาใจ การวเคราะหปญหาและประยกตเนอหาไปหาค าตอบตามเนอหาของผเรยน

สดทายผเขยนขอกราบขอบพระคณอาจารยทกทานทไดประสทธประสาทความรทางดานเทคโนโลยการอาหาร และเทคโนโลยหลงการเกบเกยว และคณพอ คณแม และสาม ดงนนจงขอยกความดของเอกสารเลมนแดผมพระคณทกทาน

กษมา ชารโคตร คณะเทคโนโลย มหาวทยาลยราชภฏอดรธาน

2559

สารบญ

หนา ค ำน ำ ก

สำรบญ ข

สำรบญรป จ

สำรบญตำรำง ช

แผนบรหำรกำรสอนประจ ำวชำ ซ

แผนบรหำรกำรสอนประจ ำบทท 1 1

บทท 1 บทน ำกำรวเครำะหอำหำร 3 1.1 กำรวเครำะหสวนประกอบทำงเคมของอำหำร 3 1.2 ชนดของตวอยำงอำหำรทวเครำะห 4 1.3 ขนตอนในกำรวเครำะหเคมอำหำร 6 1.4 กำรสมตวอยำง 7 1.5 กำรเตรยมตวอยำง 8 1.6 กำรเลอกวธกำรวเครำะห 8 1.7 แหลงขอมลงำนวเครำะห 9 1.8 หนวยงำนทก ำหนดวธกำรวเครำะหมำตรฐำน 10 บทสรป 11 ค ำถำมทำยบท 12 เอกสำรอำงอง 13


บทท 2 กำรวเครำะหควำมชนและปรมำณของแขงทงหมด 17

2.1 ควำมส ำคญของควำมชนและน ำในอำหำร 17

2.2 โครงสรำงของน ำในอำหำร 19

2.3 ปจจยทมผลตอกำรวเครำะหหำควำมชน 23

2.4 กำรวเครำะหหำควำมชน 23

2.5 กำรวดปรมำตรของแขงทงหมดทละลำยน ำได 32

2.6 กำรหำปรมำณควำมชนและปรมำณของแขงทงหมด 34

บทสรป 35

ค ำถำมทำยบท 37

เอกสำรอำงอง 38

ค

สารบญ (ตอ)

หนา แผนบรหำรกำรสอนประจ ำบทท 3 39

บทท 3 กำรหำวเครำะหหำปรมำณเถำ 41 3.1 ควำมส ำคญของกำรวเครำะหเถำ 41 3.2 หลกกำรกำรวเครำะหเถำ 42 3.3 กำรเตรยมตวอยำงส ำหรบกำรวเครำะหเถำ 43 3.4 กำรหำปรมำณเถำแบบแหง 44 3.5 กำรหำปรมำณเถำทไมละลำยในกรด 45 3.6 กำรหำปรมำณเถำแบบเปยก 46 3.7 กำรวเครำะหปรมำณเถำ 48 บทสรป 53 ค ำถำมทำยบท 54 เอกสำรอำงอง 55


บทท 4 กำรวเครำะหหำปรมำณคำรโบไฮเดรต 59

4.1 หนำทและควำมส ำคญของคำรโบไฮเดรต 59

4.2 กำรจ ำแนกชนดของคำรโบไฮเดรต 62

4.3 เสนใยอำหำร 69

4.4 สมบตทส ำคญและสมบตเชงหนำทของคำรโบไฮเดรต 70

4.5 กำรหำปรมำณคำรโบไฮเดรตโดยกำรค ำนวณ 75

4.6 กำรหำปรมำณน ำตำลรดวซซง 75

4.7 กำรหำปรมำณเสนใยอยำงหยำบ 76

บทสรป 81




บทท 5 กำรวเครำะหหำปรมำณไนโตรเจนและโปรตน 87 5.1 ประเภทของโปรตน 87

5.2 ชนดของโปรตนทส ำคญในอำหำร 90 5.3 ควำมส ำคญของโปรตนตออำหำร 91 5.4 หนำทของโปรตนในอำหำร 92 5.5 กำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนในอำหำร 93 บทสรป 107 ค ำถำมทำยบท 108

ง

สารบญ (ตอ) หนา



บทท 6 กำรวเครำะหหำปรมำณลปด 113 6.1 ควำมส ำคญของลปดในอำหำร 115 6.2 กำรจ ำแนกชนดของไขมน 116 6.3 ปจจยทมผลตอกำรเปลยนแปลงของไขมนในอำหำร 116 6.4 กำรตรวจสอบกำรเปลยนแปลงของไขมนออกซเดชนในอำหำร 117 6.5 กำรเปลยนแปลงทำงเคมทส ำคญของไขมนในอำหำร 118 6.6 กำรหำปรมำณไขมนในอำหำร 120 บทสรป 129 ค ำถำมทำยบท 131 เอกสำรอำงอง 132


บทท 7 กำรวเครำะหคำทำงเคมทส ำคญและหลกกำรใชเครองมอวเครำะหบำงชนด 135

7.1 กำรวเครำะหสำรเจอปนและสำรปนเปอนในอำหำร 135

7.2 กำรวเครำะหหำสำรตำนอนมลอสระ 138

7.3 เครองสเปกโตรโฟโตมเตอร 139

7.4 เครองแกสโครมำโทกรำฟ 144

บทสรป 159



บรรณานกรม 163

ภาคผนวก 167

สารบญรป

รปท หนา 1.1 แสดงผงการวเคราะหแบบ Proximate 5 2.1 โครงสรางโมเลกลของน า 19 2.2 โครงสราง tetrahedral ของน า 20 2.3 กราฟ Sorption Isotherm 21 2.4 ฮสเทอรซส (Hysterisis) 22 2.5 ตอบลมรอน (Hot air oven) 26 2.6 เครองวเคราะหหาความช นดวยรงสอนฟาเรด (Infrared Moisture Analyser) 28 2.7 ตอบความรอนแบบสญญากาศ (Vacuum oven) 28 3.1 เตาเผาทใชในการหาปรมาณเถา 45 3.2 ถวยเผากระเบ อง (porcelain crucible) 49 4.1 โครงสรางของน าตาลเฮกโซสทสาคญทางโภชนาการ 63 4.2 โครงสรางของโอลไกแซคคารไรดทสาคญทางโภชนาการ 65 4.3 โครงสรางของโพลแซคคารไรดทสาคญทางโภชนาการ 66 4.4 โครงสรางของไกลโคเจน 67 4.5 โครงสรางของเซลลโลส 68 4.6 ปฏกรยาของวธฟนอล-กรดซลฟวรก 75 4.7 ปฏกรยาของวธ DNS 76 4.8 แสดงการเตรยมตวอยางสาหรบประกอบใน Fiber bag system 80 4.9 อปกรณทใชในการหาปรมาณเสนใยอาหาร (fiber bag) 80 5.1 รปจาลองแสดงหลกการในการหาปรมาณโปรตน 94 5.2 ข นตอนการยอย (digestion) 95 5.3 ข นตอนการทาใหเปนกลาง (neutralization) 97 5.4 ข นตอนการไทเทรต 97 5.5 การทดสอบโปรตนดวยวธไบยเรต 102 5.6 ปฎกรยาในการหาปรมาณโปรตนโดยวธลาวร (Lowry Protein Assay) 104 6.1 ชดสกดไขมนทใชในการหาปรมาณลปดแบบซอกเลต (Soxhlet extraction) 125 6.2 ชดสกดไขมนทใชในการหาปรมาณลปดดวยเครอง Solvent extractor 125 6.3 ขวดมาเจเนอร (Majonnier flask) 127 6.4 Babcock bottle 128 6.5 Gerber glass butyrometer 129 6.6 เครองปนเหวยงสาหรบวธของเกอรเบอร 129

ฉ

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา 7.1 ก) หลอดดวเทอเรยม และ (ข) หลอดทงสเตน 140 7.2 cuvettes แบบตางๆ 141 7.3 ลกษณะหลอด PMT ในสเปกโทรโฟโตมเตอร 141 7.4 สเปกโทรโฟโตมเตอรทมไดโอดอารเรยเปนตวตรวจจบสญญาณ 142 7.5 สวนประกอบของเครองสเปกโตรโฟโทมเตอร 142 7.6 สเปกโทรโฟโตมเตอรแบบลาแสงเดยว 143 7.7 สเปกโทรโฟโตมเตอรแบบลาแสงค 143 7.8 สวนประกอบพ นฐานของ GC 145 7.9 แผนผงของเครองแกสโครมาโทกราฟ 146 7.10 แพคคอลมน (Packed column) 147 7.11 คาปลารคอลมน (Capillary column) 148 7.12 Flame ionization detector (FID) 152 7.13 Thermal conductivity detector (TCD) 153 7.14 เฟลมโฟโตเมตรกดเทคเตอร (Flame photometric detector; FPD) 153 7.15 อเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร (Electron capture detector) 154

สารบญตาราง

ตารางท หนา 1.1 แสดงการวเคราะหหาปรมาณของสารประกอบหลกในอาหาร ซงมกลม

ใหญๆ 6 กลม ดวยวธวเคราะหทางเคม 4

1.2 ชนดของตวอยางทวเคราะหในการประกนคณภาพของผลตภณฑอาหาร 5

2.1 การแบงชนดของน าทอยในสภาวะตางๆภายในอาหาร 19

2.2 ปรมาณน าในอาหารและเครองดมบางชนดทคนไทยนยมบรโภค 34

3.1 ตวอยางปรมาณเถาในอาหารบางชนด 42

3.2 การเปรยบเทยบขอด-ขอเสยของการหาปรมาณเถาโดยวธแบบแหงและแบบเปยก

47

4.1 ประโยชนของคารโบไฮเดรตในกลมผลตภณฑอาหารบางชนด 60

4.2 ตวอยางปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหารและเครองดมบางชนดทคนไทยนยมบรโภค

61

4.3 ปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหารบางชนด 62

4.4 ปรมาณเสนใยในอาหารบางชนด 69

4.5 การใชประโยชนของคารโบไฮเดรตบางชนดในอตสาหกรรมอาหาร 69

4.6 คาไฮโกรสโคปกของน าตาลบางชนดภายใตสภาวะทแตกตางกน 73

4.7 ความหวานและคาการละลายของน าตาลบางชนดทอณหภม 50 องศาเซลเซยส

74

5.1 ชนดของโปรตนอยางงายทแบงตามคณสมบตการละลาย 89

5.2 ปรมาณโปรตนในอาหารบางชนด (% ตอน าหนกเปยก) 92

5.3 สมบตและหนาทตางๆของโปรตนในอาหาร 93

5.4 คา conversation factor สาหรบใชคานวณเพอเปลยนเปอรเซนตไนโตรเจนใหเปนโปรตนในอาหารบางชนด

98

5.5 ความเขมขนและคาการดดกลนแสงของสารแชวนลอยจากโปรตนไข 103

6.1 ปรมาณไขมนในอาหารชนดตางๆ 114

6.2 จดเกดควนของไขมนและน ามน 115

6.3 การเปรยบเทยบประสทธภาพของการสกดลพด 119

6.4 ตวทาละลายอนทรยทใชสกดลพดซงมพษเปนสารกอกลายพนธและสารกอมะเรง

121

6.5 ระดบความเปนพษของตวทาละลายทใชในการสกดลพด 122

7.1 สารเจอปนและสารปนเปอนทพบในอาหาร 136

7.2 การวเคราะหวตถเจอปนอาหารทใชในการยดอายและเพอดงดดความสนใจของผบรโภค

137

แผนบรหารการสอนประจ าวชา

รหสวชา FT03302 จ านวนหนวยกต (ชวโมง) 3(2-2-5) รายวชา หลกการวเคราะหอาหาร

เวลาเรยน 48 ชวโมง / ภาคเรยน ค าอธบายรายวชา

ศกษาหลกการวเคราะหทางเคมดวยเครองมอเฉพาะทาง การวเคราะหน า สารอาหารและผลตภณฑอาหาร เพอการผลตในระดบอตสาหกรรมอาหาร หนวยงานทเกยวของกบการวเคราะหอาหารในระดบอตสาหกรรมอาหาร เพอการควบคมคณภาพผลตภณฑอาหาร

วตถประสงคทวไป

1. นกศกษาสามารถอธบายเกยวกบหลงการเบ องตนในการวเคราะหอาหารดวยเครองมอเฉพาะทางได

2. นกศกษาสามารถเตรยมตวอยางไดอยางถกตองกอนการวเคราะหผลตภณฑอาหารได

3. นกศกษาสามารถวเคราะหองคประกอบของอาหารโดยประมาณ (Proximate Analysis) ไดอยางถกตอง

4. นกศกษาสามารถวเคราะหคณสมบตของอาหารโดยใชเครองมอไดอยางถกตองเหมาะสม

เนอหา

บทท 1 บทน าการวเคราะหอาหาร 4 ชวโมง 1.1 การวเคราะหสวนประกอบทางเคมของอาหาร

1.2 ชนดของตวอยางอาหารทวเคราะห

1.3 ข นตอนในการวเคราะหเคมอาหาร

1.4 การสมตวอยาง

1.5 การเตรยมตวอยาง

1.6 การเลอกวธการวเคราะห

1.7 แหลงขอมลงานวเคราะห

1.8 หนวยงานทกาหนดวธการวเคราะหมาตรฐาน

บทท 2 การวเคราะหความชนและปรมาณของแขงทงหมด 8 ชวโมง 2.1 ความสาคญของความช นและน าในอาหาร

2.2 โครงสรางของน าในอาหาร

2.3 ปจจยทมผลตอการวเคราะหหาความช น

2.4 การวเคราะหหาความช น

2.5 การวดปรมาตรของแขงท งหมดทละลายน าได

ฌ

2.6 การหาปรมาณความช นและปรมาณของแขงท งหมด

บทปฏบตการท 1 การวเคราะหความช น (Moisture)

บทท 3 การหาวเคราะหหาปรมาณเถา 8 ชวโมง 3.1 ความสาคญของการวเคราะหเถา

3.2 หลกการการวเคราะหเถา

3.3 การเตรยมตวอยางสาหรบการวเคราะหเถา

3.4 การหาปรมาณเถาแบบแหง

3.5 การหาปรมาณเถาทไมละลายในกรด

3.6 การหาปรมาณเถาแบบเปยก

3.7 การวเคราะหปรมาณเถา

บทปฏบตการท 2 การวเคราะหหาเถาท งหมด

บทท 4 การวเคราะหหาปรมาณคารโบไฮเดรต 6 ชวโมง 4.1 หนาทและความสาคญของคารโบไฮเดรต

4.2 การจาแนกชนดของคารโบไฮเดรต

4.3 สมบตทสาคญและสมบตเชงหนาทของคารโบไฮเดรต

4.4 การหาปรมาณคารโบไฮเดรตโดยการคานวณ

4.5 การหาปรมาณน าตาลรดวซซง

4.6 การหาปรมาณเสนใยอยางหยาบ

บทปฏบตการท 3 การวเคราะหหาเยอใยรวมในอาหาร

บทท 5 การวเคราะหหาปรมาณไนโตรเจนและโปรตน 6 ชวโมง 5.1 ประเภทของโปรตน

5.2 ชนดของโปรตนทสาคญในอาหาร

5.3 ความสาคญของโปรตนตออาหาร

5.4 หนาทของโปรตนในอาหาร

5.5 การวเคราะหหาปรมาณโปรตนในอาหาร

บทปฏบตการท 4 วเคราะหหาโปรตนหยาบ

บทท 6 การวเคราะหหาปรมาณลปด 8 ชวโมง 6.1 ความสาคญของลปดในอาหาร

6.2 การจาแนกชนดของไขมน

6.3 ปจจยทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมนในอาหาร

6.4 การตรวจสอบการเปลยนแปลงของไขมนออกซเดชนในอาหาร

6.5 การเปลยนแปลงทางเคมทสาคญของไขมนในอาหาร

6.6 การหาปรมาณไขมนในอาหาร

บทปฏบตการท 5 การวเคราะหหาไขมนรวม

ญ

บทท 7 การวเคราะหคาทางเคมทส าคญและหลกการใชเครองมอวเคราะหบางชนด 8 ชวโมง 7.1 การวเคราะหสารเจอปนและสารปนเปอนในอาหาร

7.2 การวเคราะหหาสารตานอนมลอสระ 7.3 เครองสเปกโตรโฟโตมเตอร 7.4 เครองแกสโครมาโทกราฟ บทปฏบตการท 6 การวเคราะหน าตาลรดวซ ดวยวธ DNS

วธการสอนและกจกรรมการเรยนการสอน

1. แบบบรรยาย โดยเรมจากการนาเสนอปญหาหรอต งคาถาม ใชสอวดทศนในการนาเสนอกรณศกษาทนาสนใจเพอสรางพลงความคดใหกบนกศกษา แลวนาไปสกระบวนการบรรยายโดยใชสออเลกทรอนกส

2. แบบอภปราย แบงนกศกษาเปนกลม กาหนดหวขออภปรายเพอใหนกศกษาไดศกษาจากเอกสารประกอบการสอน แลวนาเสนอผลอภปรายของแตละกลม จากน นผสอนนาอภปรายสการสรปดวยคาถามใหไดความรตรงตามวตถประสงคของการเรยนรทกาหนดและตอบคาถามทายบทเรยน

3. แบบเนนการเรยนรดวยตนเอง ใหนกศกษาศกษาบทเรยนทกาหนดใหโดยคนควาจากเอกสารและอนเตอรเนตแลวสรปเปนคาพดของตนเอง

4. แบบสาธต ผสอนแสดงหรอกระทาใหผเรยนในช นเรยนไดดเปนข นๆ ตามลาดบโดยมการอภปรายประกอบการสาธต จากน นเปดโอกาสใหนกศกษามสวนรวมในการปฏบตจรง

5. แบบสบเสาะหาความร ใหผเรยนศกษาคนควาขอมลทสนใจเกยวกบหวขอทกาหนดจากแหลงเรยนรทหลากหลายแลววเคราะหและสงเคราะหขอมลทไดนาเสนอในรปแบบของรายงาน

6. แบบกลมรวมมอเพอปฎบตการตามบทปฎบตการ ใหผเรยนเรยนเปนกลมคละความสามารถ กลมละ 4-5 คน แตละคนชวยเหลอกนในการเรยนรเพอใหเกดผลสมฤทธสงสดของกลมในการปฎบตการ

7. อภปรายผลการทดลองตามกลมทไดรบมอบหมาย และรวมกนอภปรายในหวขอทตามบทปฏบตการ สอนชวยเหลอในการอภปรายใหเกดผลสมฤทธสงสดในแตละบทปฏบตการ

สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอนและหนงสอ ตาราเกยวกบหลกการวเคราะหอาหารและการควบคมคณภาพอาหาร

2. วารสารวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร 3. พระราชบญญตและมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมอาหาร 4. ภาพ แผนภม ตารางและโปสเตอรสขาภบาลอาหาร 5. การนาเสนอโดยโปรแกรม power point 6. สอวดทศน 7. เวบไซตทางอนเตอรเนต

การวดผลประเมนผล แบงเปน 2 สวน

1. การวดผลทางพฤตกรรม

ฎ

1.1 รายงานคนควาเพมเตมจากบทปฏบตการ รอยละ 10 1.2 การอภปรายในช นเรยน รอยละ 10 1.3 การศกษาคนควาขอมลจากแหลงเรยนรทเกยวของ รอยละ 5 1.4 การทาแบบฝกหด รอยละ 10

1.5 ความสนใจในการเรยนรและการเขาช นเรยน รอยละ 5 2. การวดผลสมฤทธทางการเรยน

2.1 คะแนนสอบระหวางภาค รอยละ 30

2.2 คะแนนสอบปลายภาค รอยละ 30

การประเมนผล

ระดบคะแนน คารอยละ A 85-100 B+ 80-84 B 75-79

C+ 70-74 C 60-69

D+ 55-59 D 50-54 F 0-49

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 1 บทน าการวเคราะหอาหาร

หวขอเนอหาประจ าบท

1. การวเคราะหสวนประกอบทางเคมของอาหาร 2. ชนดของตวอยางอาหารทวเคราะห 3. ขนตอนในการวเคราะหเคมอาหาร 4. การสมตวอยาง 5. การเตรยมตวอยาง 6. การเลอกวธการวเคราะห 7. แหลงขอมลงานวเคราะห 8. หนวยงานทก าหนดวธการวเคราะหมาตรฐาน

วตถประสงคเชงพฤตกรรม

เมอเรยนครบเนอหาในบทเรยนนแลว ผเรยนมความสามารถดงตอไปน 1. บอกวธการวเคราะหสวนประกอบทางเคมของอาหารได 2. บอกชนดของตวอยางอาหารทวเคราะหได 3. บอกขนตอนในการวเคราะหอาหารได 4. อธบายและเลอกวธการวเคราะหอาหารไดอยางเหมาะสม

5. บอกและเลอกใชหนวยงานทก าหนดวธการวเคราะหมาตรฐานไดอยางเหมาะสม

วธสอนและกจกรรมการเรยนการสอน

วธสอน 1. วธสอนแบบบรรยาย 2. วธสอนแบบอภปราย 3. วธสอนแบบสบเสาะหาความร

กจกรรมการเรยนการสอน 1. ผสอนตงค าถามเพอทดสอบพนฐานความรเกยวหลกการวเคราะหอาหาร 2. แบงนกศกษาออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน ก าหนดหวขอศกษาใหแตละกลมกอนศกษาวด

ทศน เรอง หลกการวเคราะหอาหารเบองตน กรณศกษาการใชเครองมอเพอวเคราะหองคประกอบทางเคมของอาหารในยคปจจบน แลวชวยกนอภปรายและสรปเนอหาทส าคญจากนนใหตวแทนกลมอออกมาน าเสนอหนาชนเรยน

3. ผสอนสรปประเดนส าคญและบรรยายเพมเตมใหนกศกษาเกดการเรยนตามวตถประสงคดวยสออเลกทรอนกส

4. ใหนกศกษาแตละกลมคนหาความรทเกยวของกบสวนประกอบทางเคมของอาหารและหลกการวเคราะหอาหารทนาสนใจจากเวบไซต แลวน าเสนอในรปแบบรายงานหรอปายนเทศ

2

5. ใหนกศกษาท าแบบฝกหดทายบทเพอทบทวนบทเรยนและฝกความร ความเขาใจ 6. ใหนกศกษาศกษาเนอหาดวยตนเองโดยใชระบบการสอนออนไลนแลวตอบค าถามโดยการสงผาน

ระบบ สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอนและต าราทเกยวของ 2. การน าเสนอโดยโปรแกรม power point

3. รปภาพขนตอนการวเคราะหทางเคมเบองตน 4. วดทศนเรอง หลกการวเคราะหอาหารเบองตน กรณศกษา การใชเครองมอเพอวเคราะห

องคประกอบทางเคมอาหารในยคปจจบน 5. เวบไซต และสอออนไลน

การวดผล 1. สงเกตจากพฤตกรรมการเรยน 2. สงเกตจากการมสวนรวมและแสดงความคดเหนในระหวางท ากจกรรมในหองเรยน 3. ประเมนผลการอภปราย 4. ตรวจผลงานทมอบหมายใหไปศกษาคนควา 5. จากการตอบค าถามทายบท

บทท 1 บทน าการวเคราะหอาหาร

(Introduction of Food Analysis)

อาหาร คอ สงทกนได เปนสงทบรโภคเพอเปนแหลงของพลงงานและสารทจ าเปนตอการท างานของเซลลในอาหารแตละชนดจะมสดสวนของสารอาหารตาง ๆ ทรางกายตองการแตกตางกน ไป ซงสารอาหารแบงไดเปน 6 ชนด ไดแก คารโบไฮเดรต โปรตน ไขมน น า เกลอแร และวตามน เมอบรโภคอาหารเขาไปรางกายจะน าสารอาหรทไดนน ไปเปลยนเปนสารประกอบโมเลกลเลกซงมความจ าเปนส าหรบการผลตพลงงานหรอสารเคมอน ๆ ตามความตองการของรางกายตอไป

การวเคราะหอาหารใหความส าคญในเรองของหลกการและวธการวเคราะหสารอาหารทงทางคณภาพและปรมาณ รวมถงการวเคราะหสงเจอปนและวตถเจอปนในอาหาร ซงเปนการจดการคณภาพ เพอใหเกดความเชอมนแกผบรโภคหรอผซอวาอาหารทบรโภคหรอซอมคณภาพตรงตามขอก าหนดทงในดานกายภาพ เคม และชวภาพ ดงนนจงมการก าหนดวธการวเคราะหมาตรฐานขนเพอใชในการวเคราะหเทยบหาองคประกอบและคณสมบตของอาหารเปนแนวทางเดยวกน

ในการหาปรมาณสารอาหารทมอยในอาหารแตละชนดจะใชวธการวเคราะหอาหารตามวธการของ The Scientic Association dedicated to Analytical Excellence (AOAC International) การวเคราะหอาหารนเปนการหาสวนประกอบหลกในอาหาร ไดแก ความชน (moisture) เถา (ash) หรอ ปรมาณแรธาตทงหมด (total minerals) ไขมน (lipids) โปรตน (protein) และคารโบไฮเดรต (carbohydrate) จากคาทไดจะท าใหทราบวาอาหารททดสอบมคณคาทางอาหารมากนอยเพยงใด นอกจากนการวเคราะหอาหารยงท าเพอใหแนใจวาอาหารทใชในการบรโภคมคณภาพและปลอดภยส าหรบการบรโภค

1.1 การวเคราะหสวนประกอบทางเคมของอาหาร (James, 1995) ในปจจบนการวเคราะหสวนประกอบทางเคมของอาหารมวธการตางๆ มากมาย ซงไดพฒนาและ

ปรบปรงกนมาอยางตอเนอง โดยอาศยมาตรฐานจากวธการทนกวทยาศาสตรชาวเยอรมน 2 คน คอ Hennelbery และ Stohmanu เรมตนวเคราะหอาหารสตวเปนครงแรกเมอ 100 ปกวามาแลว เปนการวเคราะหทเรยกวา Proximate Analysis of Foods หมายถง การวเคราะหเพอหาสวนประกอบหลกทมอยในสารอาหารโดยประมาณ ซงวธการวเคราะหทใชจะท าใหไดผลการวเคราะหทรวดเรว และไมตองใชเครองมอสมยใหมหรอทยงยากและรบเรง สวนประกอบหลกทนยมวเคราะหในตวอยางอาหาร ดงแสดงในตารางท 1.1 และรปท 1.1 ไดแก

1. ความชน (moisture) 2. เถา (ash) 3. ไขมน (crude fat) 4. โปรตน (crude protein) 5. กาก (crude fiber) หรอเสนใยอาหาร (dietary fiber) 6. คารโบไฮเดรต โดยอาศยผลตาง (by difference) การใชค าวา “crude” น าหนา ไขมน หรอโปรตน แสดงใหเหนวา ผลการวเคราะหทไดเปนเพยง

คาโดยประมาณเทานน ไมใชคาทแทจรงของสารนนในอาหาร แตกเปนคาทเชอถอได หรอมคาใกลเคยง

4

กบคาทแทจรง หากตองการคาทแทจรงจะตองวเคราะหโดยวธการอนทใหผลการวเคราะหทถกตองและแมนย า ซงอาจจะตองใชเครองมอราคาแพง ใชเวลาในการวเคราะหนาน และเสยคาใชจายสง อยางไรกตาม ปจจบนไดมการพฒนาเครองมอทใชเวลาในการวเคราะหอยางรวดเรวและใหผลการวเคราะหทถกตองแมนย ามากขน รวมทงมวธการวเคราะหทสามารถหาสารทมปรมาณนอยมากไดดวย ตารางท 1.1 แสดงการวเคราะหหาปรมาณของสารประกอบหลกในอาหาร ซงมกลมใหญๆ 6 กลม ดวยวธวเคราะหทางเคม

กลมสาร วธการวเคราะห ความชน (moisture content) การวเคราะหความชนดวยการอบแหง เถา (ash) เผาตวอยางทอณหภม 550 องศาเซลเซยส

โปรตนรวม (crude protein ,CP) Kjeldahl method

ไขมน (ether extract ,EE) สกดตวอยางดวยปโตรเลยมอเทอร กากหยาบ (crude fiber ,CF)

คารโบไฮเดรตทยอยไดงาย (nitrogen free extract, NFE)

(ทมา : http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/0455/proximate-analysis-การวเคราะหปรมาณกลมสาร)

1.2 ชนดของตวอยางอาหารทวเคราะห (นธยา, 2554) การวเคราะหสวนประกอบทางเคมอาหารมความส าคญมากในการประกนคณภาพในกระบวนการ

แปรรปผลตภณฑอาหาร ตงแตวตถดบและสวนผสมทใช รวมทงขนตอนตาง ๆ ในกระบวนการผลต จนไดเปนผลตภณฑอาหารทดและมคณภาพตามทมาตรฐานก าหนด ดงนนจงตองมการวเคราะหสวนประกอบทางเคมรวมดวยเสมอในทกขนตอน นอกจากนในการพฒนาผลตภณฑอาหารชนดใหมๆ อาจจะตองวเคราะหหาสวนประกอบทางเคมเพยงชนดเดยว หรอหลายชนดกได ชนดของตวอยางอาหารในแตละขนตอนของกระบวนการผลตทน ามาวเคราะห เพอเปนการประกนคณภาพผลตภณฑดงแสดงในตารางท 1.2

5

รปท 1.1 แสดงผงการวเคราะหแบบ Proximate

(ทมา : http://elearning.nsru.ac.th/web_elearning/dairy/lesson3_16.php) ตารางท 1.2 ชนดของตวอยางทวเคราะหในการประกนคณภาพของผลตภณฑอาหาร

ชนดของตวอยางอาหาร ค าถามทตองค านง 1. วตถดบ (raw material) - ตรงตามขอก าหนดหรอไม

- ตรงตามมาตรฐานก าหนดหรอไม - จะตองเปลยนแปลงกระบวนการการผลตหรอไมหากมการเปลยนแปลงสวนประกอบทางเคมของวตถดบ - คณภาพและสวนประกอบเหมอนเดมหรอไม วตถดบจากผขายรายอน ๆ แตกตางจากผขายรายปจจบนหรอไม

6

ตารางท 1.2 ชนดของตวอยางทวเคราะหในการประกนคณภาพของผลตภณฑอาหาร (ตอ)

ชนดของตวอยางอาหาร ค าถามทตองค านง 2. ตวอยางในการควบคมกระบวนการผลต (process control sample)

- ข นตอนใดในกระบวนการผลต ทม ผล ตอสวนประกอบหรอลกษณะของผลตภณฑ - ตองมการปรบปรงขนตอนการผลตขนตอไปหรอไม เพ อ ให ไ ดผลตภณฑ สดทายตรงตามคณภาพทก าหนด - ผลตภณฑสดทายตรงตามทกฎหมายอาหาร ก าหนดหรอไม (legal requirement)

3. ผลตภณฑส าเรจรป (finish product) - คณคาทางโภชนาการมอะไรบาง - จะเปนทยอมรบของผบรโภคหรอไม - จะมอายการวางจ าหนายนานเทาไร - มสวนประกอบและลกษณะอะไรบาง - สามารถใชขอมลมาพฒนาผลตภณฑใหม ๆ ไดหรอไม

4. ตวอยางจากคแขงหรอผผลตอน (competitor’s sample)

- มสวนประกอบและลกษณะเปนอยางไร

5. ตวอยางทมผรองทกข (complaint sample) - มความแตกตางจากอาหารปกตอยางไร (ทมา : Nielsen, 1994)

การวเคราะหตวอยางอาหารระหวางการแปรรป เพอควบคมกระบวนการผลต (process control) จะตองเลอกใชวธการวเคราะหทรวดเรว แตการวเคราะหหาสวนประกอบทางเคมเพอแสดงขอมลคณคาทางโภชนาการของอาหารบนฉลาก (nutrition labeling) จ าเปนตองใชวธการวเคราะหทเปนมาตรฐาน ซงก าหนดไวใหเปนทยอมรบกนโดยทวไป คอ เปน Official Methods of Analysis เชน วธการวเคราะหของ Association of Official Analytical Chemists International (AOAC) 1.3 ขนตอนในการวเคราะห

1. การสมตวอยางและเตรยมตวอยาง ในการวเคราะหสวนประกอบทางเคมผลการวเคราะหทไดจะขนอยกบตวอยางทน ามาวเคราะห วาสามารถเปนตวแทนของอาหารทงหมดได

2. ขนตอนการวเคราะห ขนตอนในการวเคราะหมความส าคญมากและจะแตกตางกนตามวธการทใช ชนดของตวอยางทจะวเคราะห การบนทกขอมล รวมทงสารเคม อปกรณ เครองมอ และล าดบขนตอนของวธการวเคราะห

3. การค านวณและการแปลผล การน าผลการวเคราะหทไดไปใชประโยชนจะตองขนอยกบผลการค านวณและการแปรผลอยางถกตองดวย

7

ขนตอนทวไปของการวเคราะหอาหาร

ชกตวอยาง

เตรยมตวอยาง

คดแยกและท าใหเขมขนขน

วดคา

รวบรวมขอมลและแปรผลขอมล

1.4 การสมตวอยางอยางงาย (วราวฒ, 2547)

ส าหรบวธการการสมตวอยางอยางงายประกอบดวยวธการตางๆตอไปน 1.4.1 การสมดวยอยางแบบอสระ (Random sampling)

เปนการสมตวอยางทงาย สะดวก เสยคาใชจายนอย ไมมกฎเกณฑ เปาหมายหรอหลกการใดๆในการสมตวอยาง แตเปนการสมตวอยางทมอสระในการเลอกประชากรอยางแทจรง เพอใหไดจามจ านวนทตองการ

1.4.2 การสมตวอยางแบบงาย (Simple random sampling) เปนการสมตวอยางทมการก าหนดเปาหมายกวางๆ แลวสมหรอเลอกตวอยางไดจาก

ประชากรกลมทตองการ แตมขอจ ากด คอ สามารถใชไดกบตวอยางจ านวนนอย 1.4.3 การสมตวอยางแบบมระบบ (Systematic random sampling)

เปนการสมตวอยาง โดยการสมตวแทนจ านวนหนงในทกๆสวนของประชากรท าใหผลตภณฑทงหมดมโอกาสถกเลอก ทงนมการก าหนดหรอเลอกเปนชวงของหนวยผลตภณฑหรอชวงเวลากได

1.4.4 การสมตวอยางแบบชนภม (Stratified sapling) เปนการสมตวอยางทตองมการจดกลมหรอชนของประชากรกอน โดยการเรยงตวอยางเปน

กลมหรอชน แลวจงเลอกหรอสมตวแทนจากกลมหรอชนอกครงหนง 1.4.5 การสมตวอยางแบบกลม (Cluster sampling)

เปนการแบงสมตวอยางทมการแบงประชากรออกเปนกลมๆกอน ซงแตละกลมมลกษณะคลายประชากรทงหมด หลงจากนน จงสมตวอยางแบบงาย โดยเลอกเอากลมใดกลมหนงดวยวธการทางสถตออกมา ตามลกษณะทแตกตาง แลวสมตวอยางออกมา

ส าหรบวธการสมกวางทนยมใชกน คอ ในผลตภณฑทอยในลกษณะ batch จะมการสมตวอยางออกมาประมาณ 10-20% ของตวอยางทงหมด สวนผลตภณฑในลกษณะ lot จะสมตวอยางออกมาจากรากทสองของจ านวนทงหมด หรอประมาณ 5-10% ของน าหนกตวอยาง

8

1.5 การเตรยมตวอยางอาหาร 1.5.1 อาหารแหง

เชน อาหารผง แปง เครองเทศ กาแฟ โกโก น าตาล หรออาหารแหงอนๆ ตองท าการบดใหละเอยด ผสมใหเขากนด และมขนานเทาๆกน บางชนดอาจตองมการรอนดวย

1.5.2 อาหารเหลว เชน เครองดมทไมอดกาซ ไดแก น าผลไมตองผสมใหเขากนดและทกสวนทตองการวเคราะห

ตองกระจายอยางสม าเสมอและทวถง เครองดมอดกาซ ไดแกเบยร น าอดลมตองคนหรอเขยาเพอไลกาซออกจากผลตภณฑ บางครงถาจ าเปนอาจจะตองกรองสวนน านมควรเทจากบกเกอรหนงไปยงอกบกเกอรหนง หรอมการกลบขวดไปมาอยางชาๆ เพอปองกนการเกดฟอง สวนตวอยางอาหารทมความเขมขนมากๆ เชน น าหวาน น าเชอมตองน าไปเจอจางใหมความเขมขนประมาณ 30% (โดยน าหนกตอปรมาตร) อนเลกนอยและคนใหเขากนดถาขนตองท าการกรอง

1.5.3 เนอและผลตภณฑเนอ เชน เนอสด ไสกรอก ปลาแหง เปนตน ตองบดหรอปนดายความเรวสงจนเปนเนอเดยวกน

1.5.4 ผลตภณฑผก-ผลไม (ทงสด บรรจกระปอง หมกดอง) เชน ผกผลไมไสสด บรรจกระปอง แยม เยลล อาหารหมกดอง ตองท าการน าสวนทตองการ

วเคราะห มาบดใหเปนเนอเดยวกนดวยเครองผสมทความเรวสง 1.5.5 อาหารประเภทไขมน

เชน น ามน ไขมน เนยแขงน าสลด ชอกโกแลต ถาอยในลกษณะของเหลวท าการวเคราะหไดเลย แตถาอยในลกษณะของแขงตองท าการหลอมใหเปนของเหลวกอนการวเคราะห หรอกรณชอกโกแลตอาจบดใหเขากน หรอท าการหลอมทอณหภมประมาณ 50 องศาเซลเซยส คนใหเขากนดจงน าไปวเคราะห สวนเนยแขงอาจบดอยางหยาบและรอนผานตะแกรงขนาด 20 เมช (mesh) คนใหเขากนกอนน าไปวเคราะห ส าหรบน าสลดหรอมายองเนสท าการคนเบาๆกอนน าไปวเคราะห 1.6 การเลอกวธการวเคราะห

การวเคราะหสวนประกอบทางเคมของอาหารแตละชนด อาจมวธการวเคราะหไดหลายวธ การเลอกใชหรอปรบปรงวธการใด จะตองทราบสวนประกอบทางเคมและสมบตทางกายภาพของผลตภณฑอาหาร และตองมความรเกยวกบวธการนนเปนอยางดดวย เชนหลกการหรอทฤษฎของวธการวเคราะห ขนตอนของวธการวเคราะห และขนตอนส าคญทควรระมดระวงเปนพเศษ การเลอกวธการวเคราะหยงขนอยกบวตถประสงคของการวเคราะหอกดวย เชน วธการทใชกบการประกนคณภาพ (quality assurance) อาจมความถกตองนอยกวาวธการวเคราะหทเปนมาตรฐานทใชส าหรบวเคราะหหาคณคาทางโภชนาการ เพอเปนขอมลบนฉลากโภชนาการ เปนตน

วธการวเคราะหทตองใชเครองมอราคาแพง อาจไมจ าเปนตองวเคราะหเอง แตสงตวอยางไปใหหองปฏบตการอนทรบบรการวเคราะห ซงจะมเครองมอ สารเคมและบคลากรพรอม นอกจากนการวเคราะหบางอยางสามารถท าไดโดยชใชชดวเคราะหส าเรจรป (test kit) ส าหรบขอควรค านงในการเลอกวธการวเคราะหทจะใช

9

1.6.1 ขอควรค านงในการเลอกวธการวเคราะห 1) สมบตโดยธรรมชาต

1. ลกษณะเฉพาะ หรอความจ าเพาะเจาะจง (specificity) สงทควรค านง จ าเปนตองวเคราะหหรอไม, มขนตอนการวเคราะหเปนอยางไร

2. ความแมนย า (precision) สงทควรค านง ความแมนย าของวธการเปนอยางไร, ภายในกลม (batch) เดยวกน หรอกลม-ตอ-กลม หรอวน-ตอ-วน มความผนแปรหรอไม, ขนตอนในการวเคราะหทจะสงผลกระทบท าใหผลการวเคราะหทไดมคาผนแปรมากทสด

3. ความถกตอง (accuracy) ความถกตองของวธการแตละวธแตกตางกนอยางไร และเมอน ามาเปรยบเทยบกบวธมาตรฐานจะมผลตางกนอยางไร

2) การประยกตวธการวเคราะหในหองปฏบตการ 1. ขนาดของตวอยาง (sample size) ขอควรค านง ตองการตวอยางปรมาณเทาไร

มากหรอนอยเกนไปหรอไม, เหมาะสมกบอปกรณ เครองแกว และเครองมอทมอยหรอไม 2. สารเคม (reagent) ขอควรค านง สามารถเตรยมสารเคมไดหรอไม, ตองการใช

อปกรณอะไรในกรเตรยมบาง, สารเคมมความคงตวมากนอยแคไหน, เกบรกษาในสภาวะใด, วธการทใชมความไวตอการเปลยนแปลงของสารเคมหรอไม

3. อปกรณและเครองมอ (equipment) ขอควรค านง มอปกรณหรอไม, บคลากรทมอยใชเครองมอไดหรอไม

4. คาใชจาย (cost) ขอควรค านง คาใชจายทใชในการวเคราะห เชน เครองมอ สารเคม และบคลากร

3) ประโยชนทจะไดรบ 1. ระยะเวลาทใช ขอควรค านง ใชเวลานานแคไหน ทนเวลาทจะใชขอมลหรอไม 2. ความนาเชอถอ (reliability) ขอควรค านง ผนแปรจาก standpoint of

precision และ stability อยางไร 3. ความจ าเปน (need) ขอควรค านง เปลยนแปลงวธการไดหรอไม คมคาทจะ

เปลยนหรอไม และตรงตามความตองการหรอไม 4) บคลากร

1. ความปลอดภย ขอควรค านง มขอควรระวงในการปฏบตงานอยางไร 2. ความรบผดชอบ ขอควรค านง ใครจะเปนคนเขยนวธการทดลอง การเตรยม

สารเคม การค านวณ และการแปลผลทวเคราะหได

1.7 แหลงขอมลงานวเคราะห

ชนดของขอมล 1. ขอมลทวไป 2. วารสารทางวทยาศาสตร (Scientific Journal)

2.1 ขอมลปฐมภม (Original works) 2.2 ขอมลทตยภม (บทคดยอ, บทนพนธปฏทศน)

3. Advanced Textbooks 3.1 ขอมลทวไป

10

3.2 บทคดยอ, บทนพนธปฏทศน 3.3 วทยานพนธ 3.4 หนงสอทวางขายทวไป 3.5 หนงสอแปล

1.8 หนวยงานทก าหนดวธการวเคราะหมาตรฐาน

หนวยงานทก าหนดวธการวเคราะหมาตรฐานและใชอางองได ตวอยาง เชน

1. Association of Official Analytical Chemists International (AOAC) หนวยงานนเรมขนเมอ พ.ศ. 1884 ตามความตองการและขอก าหนดของรฐบาล และหนวยงานวจย ทตองการมวธการวเคราะหทเปนมาตรฐาน และใหผลการวเคราะหทถกตองและแมนย า ในสภาพหองปฏบตการ หนวยงานนจงมหนาท

1.1 เลอกวธการวเคราะหทรายงานในวารสาร หรอพฒนาวธการวเคราะหใหม ๆ ขนมา 1.2 ศกษาเพ อทดสอบวธ ว เคราะห โดยอาศยความร วมมอระหว างหองปฏบ ตการ

(interlaboratory collaborative study) ซงเปนหองปฎบตการทยนดสมครใจรวมมอ (volunteer laboratories)

1.3 ตพมพวธการวเคราะหทไดรบการยอมรบแลวส าหรบใชกบตวอยางผลตภณฑประเภทตาง ๆ เชน อาหาร ยา เครองส าอาง อาหารสตว และยาปราบศตรพช

1.4 จดการฝกอบรมใหกบนกวเคราะหและบคลากรของหนวยงานอน ๆ วธการวเคราะหทไดรบการยอมรบแลวจะตพมพใน Journal of the Association of

Official Analytical Chemists 2. American Association of Cereal Chemists (AACC) หนวยงานนจะใหการรบรองวธการ

วเคราะหตาง ๆ ทใชส าหรบธญชาตและผลตภณฑจากธญชาต 3. American Oil Chemists’s Society (AOCS) หนวยงานนจะใหการรบรองวธการวเคราะห

ตาง ๆ ทใชกบน ามน ไขมน พชน ามน กากเมลดพชน ามน น ามนจากสตวทะเล รวมทงอะฟลาทอกซน และผลตภณฑตาง ๆ เชน เลซทน สบ และผงซกฟอก (detergent)

4. Standard Methods for the Examination of Dairy Products เปนวธการมาตรฐานทใชส าหรบวเคราะหน านมและผลตภณฑนม ซงตพมพโดย The American Public Health Association

5. Standard Method for the Examination of Water and Waste water เปนวธมาตรฐานทใชส าหรบการวเคราะหน า น าเสย และน าจากแหลงน าตาง ๆ เพอควบคมสงแวดลอม ซงตพมพโดย The American Public Health Association รวมกบ American Water Works Association และ Water Environment Federation

6. Food Chemical Codex เปนเอกสารสงพมพเกยวกบวธการมาตรฐานทใชในการวเคราะหสารเตมแตงทเตมลงในอาหารชนดตาง ๆ ซงตพมพโดย Food and Nutrition Board of the National Research Council/National Academy of Science

7. หนวยงานอน ๆ เชน The American Spice Trade Association, The Infant Formula Council และ The Corn Refiners Association ทตพมพวธการมาตรฐานทใชในการวเคราะหตวอยางเครองเทศ อาหารทารก และขาวโพด ตามล าดบ

11

บทสรป ในการหาปรมาณสารอาหารทมอยในอาหารแตละชนด เปนการวเคราะหหาสวนประกอบทางเคม

ของอาหาร หรอผลตภณฑอาหาร มวตถประสงคเพอจะไดทราบวาอาหารนนมคณคาทางโภชนาการเปนอยางไร และมสวนประกอบทางเคมเปนทยอมรบวาไดมาตรฐานหรอไม และปลอดภยตอการบรโภคหรอไม ซงชนดของตวอยางอาหารทน ามาวเคราะหจะแตกตางกน ดงนน ชนดของตวอยางอาหารและวตถประสงคของการวเคราะห จะเปนตวก าหนดวธการวเคราะหทจะเลอกใช โดยเฉพาะความรวดเรว ความแมนย า และความถกตองของผลการวเคราะหทได เปนปจจยส าคญในการเลอกใชวธการวเคราะหทเหมาะสม นอกจากนการวเคราะหจะประสบความส าเรจได ยงขนอยกบวธการสมเลอกตวอยางอาหาร และวธการเตรยมตวอยางอาหารทจะน ามาวเคราะห รวมทงการค านวณ และการแผลการทดลองทวเคราะหได

12

ค าถามทายบท 1) จงอธบายถงหลกการส าคญและบอกชนดของการวเคราะหองคประกอบทางเคมของอาหาร 2) การสมตวอยางมความส าคญอยางไรตอการวเคราะหองคประกอบอาหร 3) จงอธบายวธการเตรยมตวอยางอาหารแตละชนดของอาหารทมความแตกตางกน 4) จงบอกหนวยงานททนยมก าหนดวธการวเคราะหมาตรฐานของอาหารและอธบายความส าคญของ

วธการนน

13

เอกสารอางอง

นธยา รตนาปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. กรงเทพฯ : โอเดยนสโตร, 256 หนา. วราวฒ ครสง. 2547 . การประกนคณภาพในอตสาหกรรมอาหาร (Quality Assurance in Food

Industry) . กรงเทพฯ : ด แสควร อนเตอรเนชนแนล. ศยามน ปรยาจารย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร. เอกสารประกอบการสอน. คณะเทคโนโลย. มหาวทยาลยราชภฎอดรธาน. 115 น. James, C.S. 1995. Analytical Chemistry of Foods. Blackie Academic & Professional,

London, pp. 3-16

Nielsen, S.S. 1994. Introduction of Food Analysis. In Introduction to the Chemical Analysis of Foods. (Nielson, S.S. ed.) Jones and Bartlett Publishers, London, pp. 1-10.

Nielsen, S.S. 1998. Introduction to Food Analysis. In Food Analysis. 2nd ed. (Nielsen,

S.S. ed.) Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp 3-13.

http://elearning.nsru.ac.th/web_elearning/dairy/lesson3_16.php. http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/0455/proximate-analysis-กาวเคราะหปรมาณกลมสาร.

แผนบรหารการสอนบทท 2 การวเคราะหความชนและปรมาณของแขงทงหมด


1. ความสาคญของความชนและนาในอาหาร 2. โครงสรางของนาในอาหาร

3. ปจจยทมผลตอการวเคราะหหาความชน 4. การวเคราะหหาความชน 5. การวดปรมาตรของแขงทงหมดทละลายนาได

6. การหาปรมาณความชนและปรมาณของแขงทงหมด วตถประสงคเชงพฤตกรรม

เมอเรยนครบเนอหาในบทเรยนนแลว ผเรยนมความสามารถดงตอไปน 1. อธบายความสาคญของการวเคราะหนาในอาหารได

2. สามารถเตรยมตวอยางสาหรบการวเคราะหหาความชนได 3. เลอกวธการวเคราะหความชนทเหมาะสมกบตวอยางอาหารได

4. อภปรายผลการวเคราะหความชนในตวอยางอาหารได

วธสอนและกจกรรมการเรยนการสอน วธสอน 1. วธสอนแบบบรรยาย 2. วธสอนแบบอภปราย 3. วธสอนจากแหลงเรยนร 4. วธสอนแบบกลมรวมมอ 5. วธการสอนแบบฝกปฎบต

กจกรรมการเรยนการสอน 1. ผสอนตงคาถามเพอทดสอบพนฐานความรเกยวการวเคราะหความชนและปรมาณของแขง

ทงหมด 2. แบงนกศกษาออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน กาหนดหวขอศกษาใหแตละกลมกอนศกษาวด

ทศน เรอง หลกการวเคราะหความชน และปรมาณของแขงทงหมด แลวชวยกนอภปรายและสรปเนอหาทสาคญจากนนใหตวแทนกลมอออกมานาเสนอหนาชนเรยน

3. ผสอนสรปประเดนสาคญและบรรยายเพมเตมใหนกศกษาเกดการเรยนตามวตถประสงคดวยสออเลกทรอนกส

4. ใหนกศกษาแตละกลมคนหาความรทเกยวของกบหลกการวเคราะหความชน และปรมาณของแขงทงหมด ทนาสนใจจากเวบไซต แลวนาเสนอในรปแบบรายงานหรอปายนเทศ

5. ใหนกศกษาทาแบบฝกหดทายบทเพอทบทวนบทเรยนและฝกความร ความเขาใจ

16

6. ใหนกศกษาศกษาเนอหาดวยตนเองโดยใชระบบการสอนออนไลนแลวตอบคาถามโดยการสงผานระบบ สอการเรยนการสอน

1. เอกสารประกอบการสอนและตาราทเกยวของ 2. การนาเสนอโดยโปรแกรม power point 3. รปภาพขนตอนการวเคราะหทางเคมเบองตน 4. วดทศนเรอง การวเคราะหความชนและปรมาณของแขงทงหมด 5. เวบไซต และสอออนไลน

การวดผล 1. สงเกตจากพฤตกรรมการเรยน 2. ประเมนผลการอภปรายและการรายงานกรณศกษาหนาชนเรยน 3. จากการนาเสนอกรณศกษาหนาชนเรยน 4. จากการตอบคาถามทายบท 5. จากแบบประเมนการทางานกลมโดยพจารณาจาก ความรบผดชอบ ความรวมมอ ความตงใจและ

กระบวนการทางาน

บทท 2 การวเคราะหความชนและปรมาณของแขงทงหมด

(Determination of Moisture Content and Total Solid)

2.1 ความส าคญของความชนและน าในอาหาร โดยทวไปความชนหรอนานบไดวามความสาคญตออาหารหรอผลตภณฑ อาหารเปนอยางมาก เชน อาหารแหงถามปรมาณความชนมากเกนไป กจะทาใหอาหารเกดการจบตวกนและมอายการเกบสนลง หรอถาโดยมความชนนอยเกนไป จะทาใหไดผลตภณฑทมปรมาตรนอยเกนไป และไดผลตภณฑทมความชมและนมนอยเกนไป เปนตน ทงน ความสาคญของความชนทางดานเคมมความสาคญดานตางๆดงตอไปน คอ 1. มหนาทเกยวกบปฏกรยาทางเคมตางๆในอาหาร เชน ปฏกรยาการสลายของนาตาลซโครส จะทาใหกลายเปนนาตาลกลโคสและนาตาลฟรกโตส สวนปฏกรยาการสงเคราะห เชน นาเกยวของกบการสงเคราะหคารโบไฮเดรตในพช เปนตน 2. ทาหนาทเปนตวละลายสารตางๆ เชน เกลอแร วตามน เปนตน 3. มคาของความจความรอนมากทสด เมอเปรยบเทยบกบสารประกอบพวกสารอนทรยและสารอนนทรยตางๆ เชน ในอตสาหกรรมอาหารการใหความรอนหรอการทาใหเยนสาหรบอาหารทมนาเปนสวนประกอบหลก ตองการพลงงานประมาณ 125 กโลจล เพอใชในการเพมอณหภมจาก 20 องศาเซลเซยสไปเปน 50 องศาเซลเซยส ในขณะทนามนพชทมมวลเทากนตองการพลงงานในการใหความรอนเพยง 44 กโลจล 4. มผลตอการเปลยนแปลงลกษณะตางๆของอาหาร เชน ถาเปนอาหารขบเคยวทมความชนนอยเกนไป จะทาใหไดผลตภณฑทแหงและแขงเกนไป อาหารแหงถามความชนมากเกนไปเพมการดดซบออกซเจนของไขผง ในผก-ผลไมแหงจะมอตราการเกด browning reaction เพมขน หรอเมลดธญชาตทมความชนมากเกนไป เมอผานการขดสเมลดจะแตกหกมากเกนไปจะทาใหเสอมเสยเรว เนองจากการเจรญของรา แมลง การงอก ความรอน ฯลฯ ทาใหไดผลผลตนอยเกนไปและตดอยภายในเครองขดสมากเกนไป ทาใหเกดการสญเสยในกระบวนการผลตเกยวของกบการแปรรปทเหมาะสม เชน การบด การผสมของโด ความสด เนอสมผส เปนตน หรอนาสลดชนดขน มายองเนส นามผลตอการเกดฟองและอมลชน ทาใหผลตภณฑทความคงตวไดดยงขน (อมเอม และคณะ, 2546) 5. เกยวของกบการผลตทางอตสาหกรรมอาหาร เนองจากสมบตหรอลกษณะของนาตวอยางเชน คาความกระดางของนา เมอนามความกระดาง ไดแก นาทมพวกเหลอแคลเซยมหรอแมกนเซยมคารบอเนตอย และหรอมพวกเกลอคลเซยมหรอแมกเนเซยมซลเฟต จะมผลตอคณภาพของผลตภณฑตางๆเหลาน ไดแก ชา กาแฟ และธญชาตแหง เปนตน ในชาหรอกาแฟโดยเฉพาะชาเยนจะทาใหเกดตะกอน เนองจากการทาปฏกรยาระหวางเกลอและแทนนนทอยในเครองดม 6. เกยวของกบการเกบรกษาและการถนอมอาหาร เชน อาหารทอดหมดความกรอบ เนองจากปรมาณความชนทเพมขน

ปรมาณความชน หรอ % moisture content (%mc.) หรอ % water content (% wc.) หรอ %H2O คอ สารทระเหยไดทงหมดเมอใหความรอนท 100-105 °C โดยปรมาณความชนสามารถหาไดงายๆจากการชงนาหนกตวอยางและทาใหแหงในตตบ ซงปกตจะใชความรอนท 105 °C เปนเวลาท

18

1 คน และความแตกตางของมวล กคอ ปรมาณความชน นนเอง (วนเพญ, 2536) แตการรายงานปรมาณความชนตองระบฐานทใชในการคานวณดวยวาเปนตอนาหนกเปยกหรอนาหนกแหง นอกจากน บางครงปรมาณความชนอาจตองรายงานในหนอยของของแขงทปราศจากเกลอ (salt-free) หรอปราศจากไขมน (far-free) กได ส าหรบปรมาณน าในอาหารทางเคมประกอบดวยน า 3 รปแบบ คอ 1) อสระ (free water or loosely bound water) เปนนาทไมไดยดเหนยวกบโมเลกลใดๆในอาหาร นาประเภทนสวนใหญจะอยบรเวณผวหนา ในไซโตพลาสม หรอชวงวางระหวางโมเลกลของสารตางๆ หรอภายในทอสงนาและอาหารของพช นากลมนอาจจะจบตวทางเคมกบเกลอบางชนด มเกลอแรและสารอาหารบางชนดละลายอยบาง เชน โซเดยมคลอไรด เปนตน นากลมนมแรงดงดดระหวางโมเลกลนอยมาก เนองจากเกดจากแรงของโมเลกลหรอการกลนตวในชองเปดเลกๆ ทาให ระหวางโมเลกลนอยมาก เนองจากเกดจากแรงของโมเลกลหรอการกลนตวในชองเปดเลกๆ ทาใหสามารถถกดงออกจากอาหารไดงาย นอกจากน นาอสระยงคงมสมบตตางๆของนา ไดแก เปนตวทาละลายทด มความดนไอและความหนาแนนใกลเคยงกบนาปกต และประการสาคญจลนทรยสามารถนาไปใชการเจรญเตบโตได 2) นาทถกดดซบบนผวหนาของโมเลกลขนาดใหญ (water adsorbed on the Surface of macromolecular colloids) อาจถกดดซบเปนชนบางๆ ชนโมเลกลเกยวๆ หรอหลายๆชนอยทผวชนนอกหรอชนในของอาหาร หรอเปนนาทอยระหวางโครงสรางของเซลล หรอนาทอยในโครงสรางของเนอเยอ ไดแก โมเลกลของแปง เพคตน เซลลโลส โปรตน เปนตน นากลมนมแยงดงดดระหวางโมเลกลนอย ไดแก แรงวนเดอรวาลล พนธะไฮโดรเจน เปนตน จงทาใหสามารถระเหยไดบางสวน แตชนดนจะทาใหเกดการสญเสยนาทเรยกวา “drip loss” ในอาหารทผานการแชเยอกแขง 3) นาผกพนหรอนาทเกาะเกยวกบสารอน (bound water or very tightly bound or Langmuir) หรอนาเดรชน (hydration water) เปนนาทมความคงตวมาก ซงจบอยกบสารตางๆ หรอนายาทยดเหนยวกบโมเลกลของสารอนๆอยางเหนยวแนน โดยเฉพาะพนธะไฮโดรเจนจานวนมาก ทาใหทาลายไดยากและไมสามารถดงนาชนดนออกจากอาหารไดโดยวธงายๆ นากลมนจะมความหนาแนนสงมาก ไมสามารถใชเปนตวทาละลายได เปนนาทไมแขงตวนอกจากนยงไมสามารถสกดออกจากเนอเยอ ไมมคาแรงดนไอ และจลนทรยไมสามารถนาไปใชได ซงนาชนดนมผลตอลกษณะเนอสมผสของอาหารเปนอยางมาก สาหรบนาชนดนพบในเนอเยอสตวประมาณ 8-10 % ของปรมาณนาทงหมดผกผลไมมนาผกพนอยนอยกวา 6 % ของปรมาณนาทงหมด แตในธญพชมนาผกพนอยสงถง 34 % ของปรมาณนาทงหมด นอกจากน ยงมการแบงนาทเปนองคประกอบอยในอาหารออกเปนประเภทตางๆตามกลไกทางเคมและทางกายภาพของอาหาร ดงแสดงในตารางท 2.1

19

ตารางท 2.1 การแบงชนดของนาทอยในสภาวะตางๆภายในอาหาร

ชนดของน า ค าอธบาย สดสวนของน าใน

อาหาร (น าหนกเปยก)

-นาทเปนองคประกอบ -นาบรเวณชองวาง ระหวางเซลล -นาชนดมลตเลเยอร (multilayer) -นาอสระ (free) -นาทถกจบไว

-นาซงเปนประกอบอยในสวนทไมละลายนา -นาผกพนทเกดพนธะอยางเหนยวแนนกบบรเวณไฮโดรฟลกของสวนทไมละลายนา เพอสรางชนปกคลม (monolayer) เชน พนธะระหางนาอออน หรอพนธะระหวางนา-พวกไดโพล -นาพดผนทสรางชนหลายๆชนขนลอมรอบหมไฮโดรปลก เชน พนธะระหวางนา-นา หรอ พนธะไฮโดรเจนระหวางนา-ตวถกละลาย -น า ท ไหลไ ดอย างอแสระ ม สมบ ต ใก ล เ คยงกบสารละลายเกลอเจอจาง -เปนนาอสระทถกจบอยในโครงสรางแมทรกซหรอเจล

นอยกวา 0.03 %

0.1-0.9 %

1-5 %

5-96 %

5-96 % (ทมา : Sikorski, 2002) 2.2 โครงสรางของน า

โมเลกลของนาประกอบดวยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซเจน 1 อะตอม โดยทออกซเจนจะเปนอะตอมทมคา electronegativity สงกวาไฮโดรเจน ทาใหอเลกตรอนทอยบรเวณพนธะเขาใกลออกซเจนมากกวา ทาใหอะตอมของไฮโดรเจนมประจเปนบวก สวนอะตอมของออกซเจนมประจเปนลบ และจากการทอะตอมของไฮโดรเจนมประจบวกเหมอนกน จงพยายามผลกกน ทาใหโมเลกลของนาอยในรปททามมกน 104.5C ดงรปท 2.1

รปท 2.1 โครงสรางโมเลกลของนา (ทมา : www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/301/water/wprin.htm)

http://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/301/water/wprin.htm

20

จากการทโมเลกลของนาประกอบไปดวยอะตอมทมประจ ทาใหนาจดเปนสารจาพวกโพลาร (polar molecule) สงผลใหตามธรรมชาตของนาจงพยายามหาสารทมอเลกตรอนมาสรางพนธะดวยพนธะทเกดขนเรยกวา พนธะไฮโดรเจน (hydrogen bond) ซงเปนพนธะทเกดขนระหวางอะตอมของไฮโดรเจนกบอะตอมของสารอนทเปน electronegativity atom ตามปกตนาโมเลกลหนง ๆ จะสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนกบนาโมเลกลทขางเคยงไดถง 4 โมเลกลดวยกน ทาใหนามแรงดงดดระหวางกนสง จงเปนสาเหตใหจดเดอดของนาสงกวาสารประกอบไฮโดรด (hydride) อนๆ เชน H2S ซงการจบตวกนของโมเลกลของนาจะเปนไปตามรปท 2.2

รปท 2.2 โครงสราง tetrahedral ของนา (ทมา : www.folding.standford.edu/education/water.htm)

2.2.1 คณสมบตของน า

1) นาเปนตวควบคมอณหภมทด นาจดเปน heat buffer ทด คอ มคาความรอนจาเพาะสงทสดเมอเทยบกบของเหลว

อน (ความรอนจาเพาะ คอ การทาใหนา 1 กรม มอณหภมเพมขน 1 องศาเซลเซยส) นอกจากนนอากาศยงสามารถทจะอมไอนาไวไดมากกวาไอของเหลวชนดอน จงทาใหนาระเหยไดด นาจงถายเทความรอนออกไดมาก

2) นาเปนตวทาละลายทด นาจดเปนตวทาละลายทดกวาของเหลวชนดอน ๆ เนองจากนามคา dielectric สง

เมอเทยบกบตวทาละลายอนทรยอน ๆ นนคอ นาจะทาใหเกดแรงดงดด (electrostatic attraction) กบสารตาง ๆ ไดด เชน เกลอ แตยกเวนสารประกอบไออนกบางชนดทมแรงดงดดระหวางไอออนในผลกแขงแรงมากจนทาใหไมละลายในนา อาทเชน BaSO4 และ CaCO3

2.2.2 ไอโซเทอรมการดดซบน า (Sorption Isotherm) กราฟไอโซเทอรมการดดซบนา เปนกราฟทแสดงความสมพนธระหวาง 3 ตวแปร คอ คา

water activity (aw) ปรมาณความชนในอาหารและอณหภม ซงการหาไอโซเทอรมการดดซบนาของอาหารนน สามารถทาไดโดยการนาตวอยางอาหารจานวนเลกนอยไวในบรรยากาศทมความชนสมพทธ

http://www.folding.standford.edu/education/water.htm

21

ตางๆ ทคงท เมอตวอยางอาหารเกดสภาวะสมดลกนามาหาปรมาณความชน ซงโดยปกตรปรางของเสนกราฟ isotherm จะเปนรปอกษรเอส (S) ดงรปท 2.3

รปท 2.3 กราฟ Sorption Isotherm (ทมา : www.agronomy.psu.edu/ Courses/AGRO518/IMG00077.GIF)

จากรปท 2.3 สามารถแบงเสนโคงของ isotherm ได 3 ชวง (การจบตวของนา) ดงน

ชวงท 1 : นาทอยในชวงนหมายถงนาในชนเดยว ซงเปนนาทมผลตอคา aw นาในชนนคอนขางคงตว และไมสามารถทาใหเกดการแขงตวไดทอณหภมใด ๆ อาหารทประกอบดวยสวนประกอบทละลายนาไดและมนาหนกโมเลกลนอย สวนใหญจะมนาชนเดยวนอย

ชวงท 2 : การจบกนของนาในบรเวณนจะไมแนนเหมอนชนเดยว โดยการดดซบของนาจะเปนแบบหลายชน (multilayer)

ชวงท 3 : นาทอยในชวงนจะเปนนาอสระ ไมมการจบกนโดยทางกลอยางแทจรง แตวามการจบกนดวยแรงทคอนขางออน ซงสามารถสงเกตไดจากความชนของกราฟทคอนขางสง

2.2.3 ปรมาณน าในอาหาร ใชเปนตวแบงประเภทของอาหารไดดงน 1) อาหารมนามาก

(1) เปนอาหารทมคา aw อยในชวง 0.9–1.0 (2) มปรมาณความชน 50–100 % (3) อาหารจาพวกนาผลไม นานม ไสกรอก ผก ผลไม ฯลฯ

2) อาหารทมนาปานกลาง (1) มคา aw ในชวง 0.7–0.9 (2) ปรมาณความชน 20–50 % (3) อาหารจาพวก ผลไมแชอม แยม เจลล เคก แฮม ฯลฯ

http://www.fao.org/docrep/v5030E/v5030Eob.htm

22

3) อาหารทมนานอย (1) คา aw นอยกวา 0.5 (2) ปรมาณความชนนอยกวา 20 % (3) อาหารตากแหง เชน เนอเคม ผลไมแหง แปง นมผง กาแฟผง ฯลฯ

2.2.4 ผลของน าในอาหารตอการเปลยนแปลงของอาหาร

1) ปฏกรยาทเกดจากเอนไซม ไดแก เอนไซมชนดตาง ๆ เชน glucose oxidase, -

amylase, -amylase, lipase และ protease เปนตน ซงการศกษาปฏกรยาจะอาศยสมการ BET (Brunauer– Emmet–Teller) ในการหาจดวกฤตของปฏกรยาโดยเอนไซม

2) ปฏกรยาเคม ไดแก การเกดสนาตาลจากปฏกรยาเมลลารด และการเกดกลนหนจากปฏกรยา oxidative rancidity

3) การเปลยนแปลงโดยจลนทรย จลนทรยทมความสาคญตออาหารม 3 ชนด โดยแตละชนดจะมผลในชวง aw ของอาหารตางกน เชน รา เจรญไดในชวง aw 0.75–0.65, ยสต เจรญไดในชวง aw 0.91–0.87 และแบคทเรย เจรญไดในชวง aw 1.0–0.95 และ 0.80–0.75 (สาหรบพวกทนแลง)

2.2.5 ฮสเทอรซส (Hysterisis)

ฮสเทอรซส เปนเสนโคง isotherm ของความชน ดงรปท 2.4 แสดงลกษณะฮสเตอรซสของการดดซบและการคาย ซงจะพบวาทคา aw เทากน ในเสนกราฟของการคายนาจะมปรมาณนามากกวาเสนกราฟการดดซบ กราฟ Hysterisis มประโยชนเมอตองการผลตภณฑทมความชนสง แตมคา aw ตา การดดซบหรอการคายนนจะขนกบวธการเตรยมอาหารนน

รปท 2.4 ฮสเทอรซส (Hysterisis) (ทมา : www.sbu.ac.uk/water/activity.html)

23

2.3 ปจจยทมผลตอการหาคาความชน

1) อณหภม เชน อณหภมของอาหารและอณหภมของเตาอบ ถามคาแตกตางกนมากจะทาใหสามารถหาคาความชนไดเรวขน

2) รปแบบของเตาอบและลกษณะของภาชนะบรรจทใช เชน ถาเตาอบทมการออกแบบใหการไกลเวยนของอากาศในตอบไดด จะชวยใหอตราการทาแหงดขน สวนภาชระบรรจทใชถามลกษณะฐานกวางและความสงนอย จะชวยใหเกดการถายเอความรอนทด ดงนน ภาชนะบรรจทเปนมาตรฐานทใชการหา

ปรมาณความชน คอ standard aluminium dishes หรอจาน อะลมเนยมมาตรฐานทมคาเสนผาศนยกลาง x ความสง เทากบ 55 x 15 มม.

3) ความชนสมพทธในเตา เชน ถาในเตาอบมความชนสมพทธตา จะทาใหเกดการระเหยของความชน หรอการหาคาความชนไดดยงขน

4) การหมนเวยนของอากาศ เชน อากาศในตอบเกดการไกลเวยนไดด จะทาใหการหาความชนเกดไดเรวขน

5) ความดนในตอบ เชน ถาความดนลดลง จะทาใหอณหภมทใชในการทาแหงหรอหาปรมาณความชนลดลง

6) ลกษณะและปรมาณของตวอยาง เชน นาตาลในการทาแหงจะเกด เปลอกแขงหรอ crust กอนการทาแหงทสมบรณ สามารถแกไขไดโดยการละลายนา-ทราย/แอสเบสทอส (asbestos)จงทาแหง หรอ ทาใหแหงดวยหลอดอนฟราเรด แลว โดยใชอณหภมชวงแรกตา แลวจงใชอณหภมสงในชวงหลง

7) ตาแหนงในตอบ เชน ถาตวอยางอาหารอยในตาแหนงทมการพดพาของลดรอนด จะทาใหเกดอตราการทาแหงดเชนกน

2.4 การวเคราะหหาความชน

อาหารแตละชนดจะมนาอยในแตละรปแบบแตกตางกนขนอยกบสวนประกอบทางเคมของอาหาร อณหภมทเกบรกษาและการเกดอนตรกรยา ( interaction) ของนากบสวนประกอบทางเคมอนๆ ของอาหาร ปจจบนยงไมมวธการวเคราะหทจะหาปรมาณนาทอยในแตละรปแบบไดและจะมนาปรมาณนอยมาก (trace) ทเหลออยในอาหารซงจะวเคระหหาปรมาณไมได

ปจจบนวธการทใชวเคราะหหาความชนในอาหาร แบงออกไดเปน 4 วธ คอ 1. วธการอบแหง (drying method) 2. วธการกลน (distillation procedure) 3. วธการทางเคม (chemical assay) 4. วธทางกายภาพ (physical procedure)

24

2.4.1 วธการท าแหง (Drying method) (นธยา, 2554) เปนการนาตวอยางอาหารไปอบแหงภายใตภาวะทเฉพาะสาหรบอาหารแตละชนด

นาหนกของอาหารทหายไปหมายถง ปรมาณนาทมอยในอาหารทระเหยออกไป ในการวเคราะหจะตองควบคมอณหภมและระยะเวลาในการอบแหง เปอรเซนตความชนทไดจะผนแปรตามภาวะทเล อกใช วธการวเคราะหบางวธจะใหผลโดยประมาณและบางวธจะใหผลทถกตองแมนยา การหาความชนโดยการอบแหงเปนวธทงาย รวดเรว และใชกบตวอยางจานวนมากๆ ซงเปนวธการวเคราะหหาความชนทนยมใชกนมากทสด

วธการอบแหงทใหผลถกตอง ( ideal drying) จะเปนการหาปรมาณนาจากนาหนกทหายไป โดยการระเหยของนาเทานน แตในทางปฏบตสารอนทรยอนๆ ทระเหยไดจะระเหยออกไปดวยและอาจทาใหเกดการสลายตวของสารประกอบอนทรยบางชนดได หากเปนตวอยางนามนอาจมปฏกรยาออกซเดชนเกดขนและการเกดดงกลาวนยงเกดขนไดทอณหภมเปนชวงกวาง อตราการระเหยของนาทออกไปจากผวหนาของอาหารจะขนอยกบความดนของไอนาและอณหภมทใชในการอบแหง

การหาปรมาณนาทใหผลถกตองควรนาอาหารไปอบแหงทอณหภมตาทสด เพอใหสารอนทรยตางๆ เกดการสลายตวนอยทสด แตไมควรใชเวลาใหนานเกนไป ปจจยทมผลกระทบตอการหาปรมาณความชน คอ ก. อณหภมทใชในการอบแหง ข. อณหภมและความชนสมพทธภายในตอบ ค. ความชนสมพทธและการเคลอนทของอากาศภายในตอบ ง. ภาวะสญญากาศภายในตอบ จ. ความหนาแนนและขนาดอนภาคของตวอยาง ฉ. ลกษณธการสรางตอบ (oven construction) ช. จานวนและตาแหนงของตวอยางในตอบ ระหวางการอบแหงผวหนาของตวอยางอาหารจะแหงกอน ซงมผลกระทบตออตราการซมผานของไอนาทยงอยในตวอยางอาหาร

การหาความชนในตวอยางทเปนธญชาตจะผดพลาดไดงาย นอกจากมขอผดพลาดจากการสมตวอยาง (sampling error) แลว ยงอาจขนอยกบการเปลยนแปลงความชนระหวางการเตรยมตวอยางและการเกบรกษา สาหรบเมลดธญชาตทมความชนสง ควรใชวธการอบแหงแบบ 2 ขนตอน (two-stage drying) เชน นาตวอยางมา 100 กรม ปลอยใหเกดสมดลกบอากาศเสยกอน หานาหนกทหายไปทนท แลวจงเอาตวอยางมาบด เพออบแหงหาปรมาณความชนในตวอยางตอไป การทาวธนจะใหคาสงขนประมาณ 0.2-0.6 % มากกวาการทาเพยงขนตอนเดยว (one-stage drying) เมออบแหงแลวตองรบปดฝาใหสนททนทเมอเปดตอบและตองรบยายมาเกบไวในโถดดความชนอยางรวดเรวและรบชงนาหนกเมออณหภมลดลงถงอณหภมหอง เพอปองกนไมใหดดความชนจากสงแวดลอม ถาตวอยางเปนเมลดธญชาต การบดใหละเอยดควรใชเครองบดชนด Wiley laboratory mill เพราะเครองนจะมความรอนเกดขนนอยและปองกนไมใหตวอยางสมผสกบอากาศภายนอก ถาตวอยางเมลดธญชาตมความชนสงกวา 16 % ควรใชวธการอบแหงแบบ 2 ขนตอน เชน เมลดถวเหลองทมความชนมากกวา 10 % และขาวทมความชนมากกวา 13 % ควรใชวธการอบแหง 2 ขนตอน เชนเดยวกน

25

ธญชาตควรบดใหละเอยดผานตะแกรงขนาด 18 เมช อาหารอนๆ บดละเอยดผานตะแกรงขนาด 40 เมช ตวอยางทใชวเคราะหไมควรเกน 15 กรม แบละภาชนะอะลมเนยมใสตวอยาง (aluminium dish) ทใชสาหรบธญชาตควรมเสนผานศนยกลางประมาณ 55 มลลเมตร สง 15 มลลเมตร หากตวอยางอาหารเปนของเหลวควรระเหยใหแหงเสยกอนบนอางไอนา แลวจงนาไปเขาตอบ

1) อณหภมและเวลาทใชอบแหง

อณหภมทใชในการอบแหงจะขนอยกบชนดของอาหารซงมกจะอยในชวง 70-155 °C นาหรอความชนบางสวนยงคงเหลออย ถงแมจะใชอณหภมสงกตาม เวลาทใชในการอบแหงควรประมาณ 1-6 ชวโมง หรออบจนกระทงไดนาหนกคงท คอทศนยมตาแหนงท 2 ไมตางกนมากนก (นอยกวา 2 มลลกรมตอตวอยาง 5 กรมตอ 1 ชวโมงทอบแหง) ระยะเวลาทใชจะแปรผกผนกบอณหภม

การวดปรมาณกาซคารบอนไดออกไซดทออกมาระหวางการอบแหงเปนตวบงชวามการสลายตวของสารประกอบอนทรยในตวอยางอาหารทเกดขนหรอไม โดยเฉพาะเมอใชอณหภมสงกวา 80 °C ดงนนการใชอณหภมสงเพอตองการทราบผลเรวคสรพจารณาจากขอมลจรงในทางปฏบตเทานน

สาหรบตวอยางอาหารทสลายตวไดงาย ควรอบแหงโดยใชตอบสญญากาศและใชเวลาใหสนทสด หรอใชสารดดความชน (drying agent) หรอใชผานอากาศแหงลงบนตวอยางอาหาร

การหาความชนทผดพลาดไดงาย คอ เมอผวนอกแหงและแขงตว ทาใหนาทอยภายในอาหารระเหยออกมาไมได เชน ตวอยางอาหารทมนาตาลสง วธปองกน คอ ผสมตวอยางกบทราย หากเปนตวอยางพชควรอบแหงทอณหภมตากอน เพอปองกนการแหงแขงแลวจงคอยๆ เพมอณหภมใหสงขน หากใชอณหภมสงขณะทยงมปรมาณนามากอาจเรงใหเกดปฏกรยาทางเคม เชน การสลายโมเลกลของสตารช (dextrinization) หรอเกดปฏกรยาไฮโดรไลซส ทาใหเกดการสญเสยนาบางสวนไป ซงแกปญหาไดโดยการเรมอบแหงทมอณหภมตากอนแลวจงคอยๆ เพมอณหภมใหสงขน

หากตวอยางเปนนาผงหรอนาผลไมเขมขน ( fruit syrup) จะไวตอการสลายตวทอณหภมสง โดยเฉพาะนาตาลฟรกโทส สารละลายนาตาลฟรกโทสจะสลายตวทอณหภมสงกวา 70 °C สวนนาตาลกลโคสคอนขางคงตวถงอณหภม 98 °C

ในระหวางการทาแหงดวยเตาอบกบผลตภณฑทมนาตาลอยสงไมควรทาแหงทอณหภมมากกวา 70 °C เพอปองกนการเสอมสลายของผลตภณฑ นอกจากนการใชอณหภมความชน วธทมความถกตองมากกวาการทาแหงดวยเตาอบ คอ วธการกลนธรรมดาทายสดในการทาแหงดวยวธนตองระวงในการดดความชนกลบของตวอยางทแหงจากอากาศทชนดงนน จงควรปดตวอยางและทาการชงนาหลกใหเรวทสดเทาทจะทาให ภายหลงจากการทาใหแหงและการทาใหอณหภมเทากบอณหภมปกต ดวยโถดดความชนหรอ desiccator แลว

ขอเสย (กรณสารอนทรยมความชน) ของวธน คอไมเหมาะกบตวอยางทมสารระเหย เชน พวกไขมน นามน แวกซ ธญชาต รวมทงอาหารและพชหลายชนด เนองจากจะทาใหเกดการระเหยของสารตางๆทดดซบความชน รวมทงเกดการระเหยของสารทกลายเปนกาซ และทาใหไขมนมนเกดปฏกรยาออกซเดชนได

26

วธการหาคาความชนโดยวธการท าแหงมวธการตางๆ ดงน 1) การใชตอบลมรอน (Hot air oven)

การวเคราะหหาปรมาณนาโดยวธนจะทาโดยการนาตวอยางเขาในตอบธรรมดาอณหภมประมาณ 105–125C ดงรปท 2.5 นานไมเกน 6 ชวโมง แตสวนมากแลวในอาหารบางอยางอาจมสารทระเหยได (Volatile Substance) เปนองคประกอบ ดงนนควรมการระวงเรองการใชอณหภมในการอบเพราะถาใชอณหภมสงกวา 125C ตวอยางจะสญเสยสารระเหยไดไปในปรมาณมาก โดยปกตในการอบหาปรมาณนานนนยมทาในชวงอณหภม 105-110C นาน 2 ชวโมง แลวจงแยกใสโถแกวดดความชน (desiccator) จากนนจงทาการอบซาอกครงละ 30 นาท จนไดนาหนกทคงท โดยตวอยางทนามาทดสอบจะใชประมาณ 2–10 กรม

รอยละของปรมาณความชน = 1 F

1

W -Wx100

W

รปท 2.5 ตอบลมรอน (Hot air oven) (ทมา : http://www.jsr.kr/eng/forced-convection-oven)

เทคนคในการวเคราะห

(1) ในทกขนตอนของการวเคราะห หามใชมอจบภาชนะทใชใสตวอยางสาหรบการวเคราะหโดยเดดขาด เนองจากมอของผวเคราะหมความชน เหงอ ไขมน เปนตน ซงจะตดไปกบภาชนะซงตองมการชงนาหนก และทาใหผลการวเคราะหคลาดเคลอนไดควรใชคมจบภาชนะทกครง

(2) ตวอยางอาหารทใชวเคราะห ควรบดใหมขนาดเลกละเอยดเพอชวยในการระเหยความชน

(3) การวเคราะหความชน สามารถปรบอณหภมและเวลาทใชอบได ขนอยกบชนดของตวอยาง โดยทวไปจะอบทอณหภม 100-102 °C ใชเวลาประมาณ 4-6 ชวโมง แตหากตวอยางเปน

27

ตวอยางแหงไมมสารทสลายตวระหวางการอบและไมมนาตาลเปนองคประกอบสง อาจเพมอณหภมใหสงขนถง 135 °C ใชเวลาอบสนลงเหลอเพยง 2 ชวโมง สวนตวอยางเปยกควรใชอณหภมตา ประมาณ 60 °C โดยใชระยะเวลาอบประมาณ 24-48 ชวโมง ทงนกอนนาภาชนะหรอตวอยางอาหารเขาตอบ ควรเปดตอบทอณหภมทตองการเตรยมไวกอน และการนบเวลาในการอบตวอยางอาหาร ตองเรมนบเมออณหภมถงระดบทตงไว

(4) ขนะทอบตวอยางในตอบ ควรเปดฝาภาชนะ วางฝาไวขาง ๆ หรอเผยอฝาไว เพอใหความชนระเหยออกจากตวอยางไดงาย แตเวลานาออกจากตอบมาใสโถดดความชน หรอระหวางการนาออกจากโถดดความชนไปรอชงควรปดฝาภาชนะทใชอบ จะชวยปองกนการดดความชนกลบเขาไปในตวอยางได

(5) อยาชงนาหนกขณะทภาชนะยงอนอย ควรเกบในโถดดความชน เพอปลอยใหเยนเทาอณหภมหอง แลวรบชงทนท ชวงระยะเวลาทใสขวดชงไวในโถดดความชน ไมควรทงไวนานเกนไป หรอไมควรเกน 2 ชวโมง และควรใหเวลาใกลเคยงกนในแตละครง

(6) ไมควรจดใหโถดดความชน และเครองชงอยหางกนมากเกนไป หากเปนไปไดควรจดใหอยบรเวณใกลกนหรออยในหองเดยวกน เพอใหระยะทางการนาภาชนะบรรจตวอยางออกจากโถดดความชนมาชงไกลเกนไป สะดวกในการชงและปองกนการดดความชนกลบเขาไปในตวอยาง อยางไรกตาม ไมควรตงอยบนโตะเดยวกบเครองชงเพอปองกนความสนสะเทอนซงมผลตอการทางานของเครองชงได

(7) หากใชถวยเผาซงทนความรอนสง เปนภาชนะใสตวอยาง เมอทาการวเคราะหหาความชนเสรจแลว จะสามารถนาเขาเตาเผาเพอวเคราะหหาเถาตอไปได โดยไมตองอบและชงหานาหนกทแนนอนของภาชนะและตวอยางอาหารใหม จงชวยประหยดเวลาในการวเคราะห

2) การใชเครองชงแบบอนฟาเรด (Infrared Moisture Analyser) วธการนรวดเรวและเหมาะในการใชกบอาหารผง ทาไดโดยชงตวอยางอาหารหรอ

ผลตภณฑอาหารใสภาชนะบรรจทเหมาะสม ดงแสดงในรปท 2.6 จากนนเปดปมใหความรอนตามทตงไว (สวนใหญนยมใชอณหภมประมาณ 100-105 °C) เปดสวทซไฟจบเวลา เครองจะทาการบนทกนาหนกของตวอยางทกๆ 1 นาท หรอตามเวลาทตงไว จนตวอยางอาหารมนาหนกทคงท หลงจากนน เครองจะมสญญาณเตอน จงทาการบนทกผลทได

วธนใชหลอดไฟขนาด 250-500 วตต ซงจะทาใหเกดความรอน อณหภมประมาณ 2,000-2,500 เคลวน (K) ระยะหางระหวางหลอดไฟและผวหนาของอาหารมความสาคญ เพราะหากใกลเกนไปจะเกดการสลายตวของตวอยางอาหารได ระยะหางทควรใชประมาณ 10 เซนตเมตร ความหนาของอาหารไมควรเกน 10-15 เซนตเมตร เวลาทใชอบแหงผลตภณฑเนอประมาณ 20 นาท ขนมอบประมาณ 25 นาท ธญชาตบดละเอยด 10 นาท นาหนกตวอยางควรอยในชวง 2.5-10 กรม ขนอยกบชนดของอาหารและความชนในอาหาร

28

รปท 2.6 เครองวเคราะหหาความชนดวยรงสอนฟาเรด (Infrared Moisture Analyser) (ทมา : http://www.merittech.co.th/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&pid=184308)

3) การใชตอบสญญากาศ (Vacuum oven)

หลกการของการอบแหงวธน คอ นาจะระเหยออกจากอาหารไดงายในชวงแรกแตในชวงหลงจะมนาอกประมาณ 1 % ทระเหยออกไดยาก การใชสญญากาศจะชวยใหนาระเหยออกไดเรวขนและไมมผลกระทบตอสารประกอบอนทรยในอาหาร อตราการอบแหงจะเรวขนเมอลดความดนไอในอากาศลงโดยใชภาวะสญญกาศแตประสทธภาพ (efficiency) ของตอบจะมขอจากดและอตราการแพรของนา (rate of water diffusion) เขาไปยงปมในตอบสญญากาศควรมความดนตากวา 50 มลลเมตรปรอท จงนยมใชทความดน 25 มลลเมตรปรอท

รปท 2.7 ตอบความรอนแบบสญญากาศ (Vacuum oven) (ทมา : http://siamindustrial.com/binder-vd115)

http://siamindustrial.com/binder-vd115

29

4) การใชสารเคมดดซบความชน สารเคมทนยมใชไดแก กรดซลฟรกฟอสฟอรสเพนตะออกไซด กอนแคลเซยมคารไบด

เปนตน วธการนเหมาะในการใชกบผลตภณฑอาหารทมความชนไมสงนก และสามารถดดซบไดไมยากนก 5) การใชอณหภมต า

วธการนเปนการหาความชน โดยนาตวอยางมาทาใหเปนของแขงโดยการแขงหลงจากนนจงทาใหแหงในเดซเคเตอรทมสภาพเปนสญญากาศแลจงนาไปหานาหนกทหายไป ซงกคอ ปรมาณความชนนนเอง

6) วธอนๆ (1) Infrared ขนกบตนกาเนดแสงและความรอนทไดรบ ซงวธนจะชวยลดเวลาได 12-

33 % ของวธการอบโดยใชตอบตามปกต (2) Heat-Centrifuge ใชการเหวยงและการใหความรอน ทาใหสามารถแยกนาออกได

งายขน (3) Evaculated desiccator มการระเหยของนาโดยอาศยสารดดความชน เชน

กรดซลฟรก, calcium carbide, phosphorous, pentoxide

2.4.2 การกลน (Distillation method) เนองจากการทาแหงดวยตอบเปนวธทไมเหมาะสมกบอาหารทกชนด โดยเฉพาะอาหารทม

สวนประกอบของสารระเหย เชน ไขมน นามน แวกซ ธญชาต และอาหารทไดจากพชอกหลายๆชนด วธการกลนจงเปนทางเลอกอกทางหนงทใชในการหาปรมาณความชน ซงจะชวยลดขอผดพลาดทเกดจากการสญเสยสารระเหยตางๆ ตวอยางอาหารจะทาการกระจายในสารแขวนลอยทเปนตวทาละลายจากสารอนทรย เชน โทลอนหรอไซลน โดยสารเหลานจะมจดเดอดสงกวาจดเดอดของนา ทงนสารแขวนลอยเมอมการใชความรอนจะทาใหนาระเหยออกมาจากนน ความชนเหลาน จะถกเกบและวดปรมาตรทไดภายหลงจากการกลนตวดวยนาเยนนอกจากน วธอนๆทสามารถใชไดในการหาปรมาณความชนได คอ การใชกาซโครมาโทกราฟ และการวเคราะหดวยอนฟาเรด เชน เครอง NIR เปนตน

หลกการกลนสามารถทาไดโดย 2 วธการหลกๆคอ วธแรกเปนการกลนโดยทาใหนาในตวอยางถกกลนออกจากของเหลวทไมรวมตวกบนา ซงของเหลวนมจดเดอดสงกวานา เชน mineral oil สวนวธทสอง (นยมใชมากกวา) เปนการกลนตวทาละลายทไมรวมตวกบนาออกมาจากสวนผสม ซงตวทาละลายนมกมจดเดอดตากวานามาก เชน คารบอนเตตราคลอไรด ไซลน โทลอน เปนตน

1) วธการวเคราะหการกลน

ชงตวอยางจานวนหนงใหไดนาหนกทแนนอน (เมอกลนแลวจะไดปรมาณนาอยระหวาง 5–10 มลลลตร) ใสลงในขวดกลน เตมสารละลายซงเปนตวดงนาออกจากตวอยางลงประมาณครงขวดกลน ตอขวดกลนเขากบเครองควบแนนและหลอดรองรบนา เรมทาการกลนระยะแรกใหความรอนออนๆ กอน โดยใหสงกลน (distillate) หยดลงสหลอดรองรบนาวนาทละ 2 หยด หลงจากนนสกครจงคอยๆ เพมความรอนใหสงขนเพอใหสงกลนหยดลงสหลอดรองรบนาวนาทละ 4 หยด ทาการกลนทอณหภมนจนกระทงนาจากตวอยางถกดงออกมาหมด (โดยปรมาณนาในหลอดรองรบนาจะไมเพมขน ) ในทางปฏบตหากใชตวอยางสด 7 กรม ใชเวลากลนประมาณ 1 ชวโมง นาจะถกดงออกมาหมด กอนหยดกลนควรลางเครองควบแนนดวยสารละลายทใชกลนเลกนอย เพอลางนาทตดอยกบเครองควบแนน หากยงสงเกตเหนวามหยดนาตดอยกบเครองควบแนนหลงจากการลางแลว ใหใชยางผกกบปลายแทงแกวแหย

30

ลงไปในเครองควบแนนพรอมทงเตมสารละลายทใชกลนลงไปดวยเพอไลนาทตดอยใหไหลลงสขวดกลน แลวกลนตอไปอกประมาณ 5 นาทจงหยดกลน ทงไวใหเยน แลวอานปรมาตรของนาทอยในหลอดรองรบนา ไมควรรบอานปรมาตรนาขณะทยงรอนอยเพราะอาจเกดอมลชนระหวางนากบสารละลายทใชกลนได ซงเปนสาเหตททาใหอานคาผดพลาดได การทงไวใหเยนกอนเพอขจดปญหาดงกลาว คอ ใหนากบสารละลายทใชกลนแยกตวออกจากกนอยางชดเจน คาทอานจะไดถกตองมากทสด

2) ขอแนะน า 1) ธนไมแนะนาใหใชกบตวอยางทระเหยงาย 2) พวกเครองเทศเปนพวกทมสารระเหยไดอยในปรมาณสง แนะนาใหใชเบนซนเปน

สารละลายทใชกลน เพราะมจดเดอดตา (80 °C) สวนอาหารประเภทอน เชน อาหารทมนาตาลอยสง อาหารทสลายตวงายแลวทาใหเกดนา ตองใชสารละลายทมจดเดอดตามากๆ

3) ชนสวนของเครองมอตองสะอาดและแหง ลางดวยนายาทาความสะอาดเครองแกวและทาใหแหงกอนใชทกครง

4) หลอดรองรบนา ควรไดรบการตรวจสอบความถกตอง (Calibration) และหากมความละเอยดสามารถอานคาไดเปนจดทศนยมอยางนอย 2 ตาแหนง จะชวยลดขอผดพลาดไดมาก

5) การกลนเปนการแกปญหาทเกดจากการทาแหง เนองจากสารระเหยตางๆแตการกลนกมปญหาทเกดจากการกลนทปกตจะพบบอยๆคอ

1. ความแมนยาตา คาทไดตากวาคาจรง 2. อานคายาก 3. การระเหยทไมสมบรณของนา เชน เกดการเดอดเกนกวาจดเดอดของนา

(overboiling ซงสามารถแกไขไดโดยการเตม xylitol เปนตน) 4. คาการละลอยของนาในสวนผสมทมผลตอการกลน ทาใหกลนนาออกมาได

ปรมาณความชนนอยกวาคาจรงทควรจะได

2.4.3 วธทางเคม (Chemical Methods) 1) Karl Fischer Titration

เปนวธการวเคราะหทดดแปลงมาจากวธของ Bunsen ซงมปฏกรยาตามสมการท 1

2H2O + SO2 + I2 H2SO4 + 2HI (1)

ซงการพฒนาทวานจะถกปรบเปลยนเปนปฏกรยา 2 ขนตอน คอ

C5H5NI2 + C5H5N SO2 + C5H5N + H2O 2C5H5NHI + C5H5NHSO3 (2) และ

C5H5NHSO3 + CH3OH C5H5N(H)SO4CH3 (3)

การวเคราะหโดยวธนนยมใชในอาหารทจะใหผลผดพลาดถาทาการวเคราะหดวยวธการใชความรอนหรอใชระบบสญญากาศ นอกจากนนยงนยมใชในอาหารทมความชนตามาก (ผกและผลไมแหง

31

ลกกวาด ชอคโกแลต นาผง อาหารทมนาตาลและโปรตนสง) อาหารทมความชนปานกลาง (ผลตภณฑเบเกอร) แตมกจะไมนยมใชในอาหารทมความชนสง(ผกและผลไมสด) เพราะจะสนเปลองสารเคมมาก

การพฒนาการวเคราะหโดยวธนไดมการปฏบตมาเปนลาดบไมวาจะเปนการเปลยนแปลงสดสวนของสวนผสม การทา stock solution การใช Photometric end point determination แทนการสงเกตการเปลยนสของสารละลาย และการใชสารอนแทน pyridine (C5H5N) ซงใหกลนไมด เชน ใชสาร hydronal แทน

2) Calcium carbide

สารเคมชนดนจะทาปฏกรยากบนาในตวอยาง แลวทาใหเกด acetylene gas ซงจะระเหยออกไปตามสมการ

CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 (acetylene gas)

ทาใหนาหนกของตวอยางทเหลอหลงจากปฏกรยาสนสดลดลงตามปรมาณนาทหายไป การวเคราะหโดยวธนทาโดยชงนาหนกของตวอยางทบดละเอยด แลวนาไปผสมกบ

calcium carbide ททาปฏกรยาเพยงพอ และทราบนาหนกทแนนอน ซงในการผสมจาเปนตองใหตวอยางและสารทวถงกน ซงการแกไขปญหาการผสมทไมมประสทธภาพน คอ เตมเกลอแกงทแหงลงไปผสมเกลอแกงทเตมลงไปนจะทาการดงนาออกมาจากตวอยางกอน ทาให calcium carbide สามารถทาปฏกรยากบนาไดสมบรณขน หลงจากผสมกนอยางดแลวทงใหเกดปฏกรยาจนสมบรณ จงชงนาหนกทเหลอ คานวณปรมาณนา

3) Calcium hydride การวเคราะหโดยวธนเหมอนกบการใช calcium carbide แตปรมาณกาซทไดจะเปน

2 เทา ของปรมาณ acetylene gas ของการใช calcium carbide 4) Cobaltous bromide

เปนวธการวเคราะหหาปรมาณนาในนาตาลโดยการใช cobaltous bromide ในคลอโรฟอรมทไมมนาปนอยเลย เมอเกดปฏกรยาสมบรณแลวทาการกรองเพอแยกตะกอนทได นาไประเหยใหสารละลายออกใหหมดจะไดนาหนกของตะกอนทเปนผลมาจากนาในนาตาล

5) Sulfuric acid กรดซลฟรกจะทาปฏกรยากบนาในตวอยางทบดละเอยดภายใตสภาวะทควบคม ทา

ใหเกดความรอน อณหภมเพมขน ซงจะเปนผลโดยตรงกบปรมาณนาทมอย 6) Acetyl chloride

เปนการวเคราะหทใหนาทาปฏกรยากบ acetyl chloride แลวไดกรด ตามสมการ

H2O + CH3COOCl CH3COOH + HCl

จากนนทาการไทเทรตหากรดทเกดขน การวเคราะหโดยวธนนยมใชในอาหารทมความชนตา เชน ไขมน เนยสด เนยเทยม และเครองเทศ เปนตน

32

2.4.4 วธทางกายภาพ (Physical Procedure) 1) GC (Gas Chromatography)

เปนการวเคราะหหาปรมาณนาโดยใชตวทาละลายอนทรย ในการสกดนาออกจากอาหาร ซงตวทาละลายอนทรยทใชตองไมมผลตอพคของนาจากโครมาโตแกรมทวเคราะหดวย GC

วธการวเคราะห ชงตวอยางทบดละเอยด ประมาณ 15 กรม แลวนามาเตมลงในสารละลายทม

สวนผสมของ absolute methanol 100 มล. และ secondary butanol จานวนหนง ซงขนกบชนดของตวอยางและปรมาณนาในตวอยาง จากนนปลอยใหสวนผสมแยกชนประมาณ 15 วนาท แลวดดสารละลายสวนใสมา 2 l ฉดเขาเครอง GC การวเคราะหโดยวธนใชกบอาหารหลายชนด เชน ธญชาต ผลไม และผลตภณฑอาหารชนดตางๆ ซงมปรมาณนาในอาหาร ในชวงรอยละ 8-65

2) Infrared determination

เปนการวเคราะหโดยการวดการดดกลนแสงทความยาวคลนททาใหโมเลกลนาเกดการสน (Vibration) โดยชงตวอยางทผานการบดละเอยดแลวประมาณ 2 กรม นามาผสมกบ 1.5-2.0 mol

carbon tetrachloride ใน cell ทมเสนผาศนยกลางขนาด 4.4 ซม. แลวนาไปวดท 1.94 และ 2.08 l เพอหาความแตกตางของ optical density ของตวอยาง แลวทา calibration curve ทแสดงความสมพนธระหวางคา OD กบปรมาณความชนทวเคราะหไดตามวธมาตรฐาน นยมใชกบอาหารประเภท ขาว แปง ถว ผกและผลไมแหง และเครองเทศไดด แตวธการนไม เหมาะกบอาหารประเภทเนอสตวและไขมน 2.5 การวดปรมาตรของแขงทงหมดทละลายน าได

หลกการ (Bradley, 1998) ของแขงทงหมดทละลายนาไดในอาหาร (total soluble solid, TSS) หมายถง ปรมาตรของ

สารประกอบชนดตางๆทละลายไดอยางสมบรณในตวทาละลายทมอยในอาหารซงสวนใหญคอนา สารทละลายไดมกจะเปนนาตาลและกรดอนทรยชนดตางๆ รวมทงกรดแอมโนและกรดแอสคอรบกหรอวตามนซดวย การวดปรมารของแขงทงหมดทละลายนาไดในอาหารนยมวดดวยเครองรแฟรกโตมเตอรแบบ hand refractometer ซงมคาสเกลแตกตางกน ดงน

1) Hand refractometer ชนดมาตรฐานมสเกล 3 ระดบ คอ 0-32 %, 28-62 % และ 45-82% ทนยมใชกนมาก คอ สเกลชวง 0-32 % ซงจะใชนากลนปรบใหสเกลมคาเปน 0 กอนใชทกครง สาหรบสเกลขนาด 28-62 % หรอ 45-82 % นยมใชกบตวอยางอาหารประเภทนาผง แยมและแยมผวสม หรอมารมาเลด (marmalade) โดยคาทถกตองจะวดทอณหภม 20 °C

2) Hand digital refractometer ชนดทมสเกล 2 ระดบ คอ 0-15 % และ 0-25 % ทง 2 ชนดนใชนากลนปรบใหสเกลมคาเปน 0 กอนใชทกครงและวดคาทถกตองทอณหภม 20 °C เชนกน ปจจบนมเครองรแฟรกโตมเตอรชนดบอกเปนตวเลขซงทาใหวดไดงาย รวดเรว และไดคาทถกตอง

หนวยของปรมาณของแขงทงหมดทละลายนาไดในอาหาร คอ เปอรเซนต (%) หากเปนนาเชอม นาผง หรอสารละลายนาตาลซงของแขงทงหมดทละลายอยในนาเชอมมเพยงนาตาซโครสหรอนาตาลชนดอนทเปนสวนประกอบเพยงอยางเดยวเทานน หนวยทใชวดปรมาณของแขงทงหมดทละลาย

33

นาไดในสารละลายนาตาลหรอนาเชอม คอ องศาบรกซ (Brix) ซงในการเตรยมนาเชอมนยมใชหนวยเปนนาหนกตอนาหนก

ดงนนการวเคราะหหาปรมาณของแขงทงหมดทละลายนาไดในอาหารบางชนด เชน นาผลไม เปอรเซนตของแขงทงหมดทละลายนาไดของนาผลไมชนดตางๆ อาจเทากนหรอใกลเคยงกนได แตมไดหมายความวานาผลไมจะมรสชาตเหมอนกน เชน การวดปรมาณของแขงทงหมดทละลายนาไดในเนอลาไย ลนจ หรอมะนาว คาทวดไดอาจใกลเคยงกน แตผลไมเหลานจะมรสชาตแตกตางกน แตผลรวมของของแขงทงหมดทละลายนาไดมปรมาณใกลเคยงกน จงทาใหคาทวดไดใกลเคยงกน

การวเคราะหหาอตราสวนระหวางเปอรเซนตของแขงทงหมดทละลายนาได (% TSS) ตอปรมาณกรดทงหมดทไทเทรตได (total titratable acidity, % TTA) ในผลไมจะใชเปนตวบงชระยะความแก-ออนของผลไม (fruit maturity) ได เรยกวา อตราสวน % TSS ตอ % TTA ซงอตราสวนนจะเพมขนเมอผลไมสกมากขน เนองจากเมอผลไมสกปรมาณกรดทงหมดทไทเทรตไดจะมคาลดลง จงทาใหผลไมสกมรสหวานมากขน ซงเปอรเซนตของแขงทงหมดทละลายนาไดอาจไมไดเพมขน หรอเพมขนเพยงเลกนอยจงทาใหอตรสวนนเพมขน

คาอตราสวนของ % TSS ตอ % TTA หมายถง ปรมาณของแขงทงหมดทละลายนาไดซงจะมปรมาณกรด

ทงหมดทไทเทรตไดละลายอย 1 % เสมอ

วธท า (1) นาเนอผลไมมาจานวนหนง ปนใหเปนเนอเดยวกนในเครองปน (2) เทใสบนผาขาวบางชนดหนาคอยๆ บบเอานาผลไมออกมาใหมากทสด (3) อาจนาเนอผลไมมาแยกเปนสวนนาและสวนเนอโดยใชเครองสกดผลไม (juicer) กได (4) นาของเหลวทไดไปหยดลงบนเครองรแฟรกโตมเตอรทใชนากลนปรบใหสเกลมคาเปนศนย (0)

มากอนแลว โดยวดอยางนอย 3 ครง แลวหาคาเฉลย (5) ทดลองวดปรมาณของแขงทงหมดทละลายนาไดจากตวอยางอาหารประเภทผกและผลไมสด

ชนดตางๆ ใหมความชานาญและทราบคา (6) เตรยมสารละลายนาตาลซโครสทมความเขมขนตางๆ เชน 10, 15 และ 20 เปอรเซนตโดย

นาหนก ลวนามาทดลองวดดวยเครองรแฟรกโตมเตอรชนดทมสเกลเปนคาองศาบรกซ (7) บนทกและวจารณผลการทดลองทวเคราะหได

อปกรณการหาปรมาณของแขงทละลายน า

1) refractometer เปนอปกรณใชวดหาคาการหกเหของแสงผานปรซม เรว แมนยา ใชกบอาหารประเภท อาหารเหลวนาเชอม ไขมน แตตวอยางอาหารไมควรเกดการตกผลก หรอตวอยางอาหารควรมลกษณะเปนเนอเดยวกน

2) lactometer เปนอปกรณใชหาคาความหนาแนนของนานม (ทอณหภม 15-40 °F) 3) Baume’ hydrometer เปนอปกรณวดความหนาแนนของสารละลายนาเกลอ 4) brix hydrometer เปนอปกรณวดความเขมขนของสารละลายนาตาลซโครส 5) alcoholometer เปนอปกรณวดเปอรเซนตของแอลกอฮอล

34

6) Twaddell hydrometer เปนอปกรณใชวดความหนาแนนของของเหลว ทมคามากกวานาเทานน

7) pycnometer เปนอปกรณใชวดความหนาแนน หรอคาความถวงจาเพาะของอาหาร

2.6 การหาปรมาณความชนและปรมาณของแขงทงหมด (Determination of Moisture Content and Total Solid) 2.6.1 การหาปรมาณความชน

ความชน หรอ นาเปนองคประกอบทสาคญซงพบวาเปนสวนประกอบในอาหารทกชนดทงเซลลพชและสตว ตวอยางองคประกอบนาทมอยในอาหารชนดตางๆ เชน ผกและผลไมมนาอยมากกวา 70 % เนอสตวมนาอยประมาณ 60 %หรออาหารสดจะมปรมาณนาอยในชวง 60-95 %

ความสาคญของนาในอาหาร นนคอ โดยปกตนาทอยในสถานะของเหลวจะมคาความหนาแนนเทากบ 1000 กโลกรม/ลกบาศกเมตร ซงจะมความหนาแนนมากกวานามนและไขมนใขนณะทสารละลายนาตาลและกลเซอรอลจะมความหนาแนนมากกวานา และในสถานะของแขงนากมสมบตแตกตางจากของเหลวอนๆ เชน นาแขงจะมความหนาแนนนอยกวานาทอยในสถานะของเหลว และยงมคาการนาความรอนตากวานาดวย ทาใหสมบตเหลานมผลตอการแปรรปอาหารประเภทแชแขงทขนอยกบปจจยทสาคญ คอ นา ตวอยางเชน การทเกดนาแขงบรเวณผวหนาของอาหารเหลวหรออาหารทมลกษณะแขง จะมผลใหเกดอตราการแชเยอกแขงลดลงเปนตน สาหรบตวอยางของปรมาณนาในอาหารและเครองดมทคนไทยนยมบรโภค ดงแสดงในตารางท 2.2 ตารางท 2.2 ปรมาณนาในอาหารและเครองดมบางชนดทคนไทยนยมบรโภค

ชนดของอาหาร ปรมาณนา (%)

ผกผลไมสด เบยร นานม

เนอปลา เนอไก (ไมมหนง)

เนอวว เนอหม เนยแขง ขนมปง แยม นาผง

75-95 90 87

65-81

74 50-70 55-60

37 35 28 20

(ทมา : นธยา , 2545 และ ไพบลย, 2532)

35

2.6.2 การหาปรมาณของแขงทงหมด

ปรมาณของแขงทงหมดเปนองคประกอบทสาคญอกคาหนงในอาหาร ซงพบวาเปนสวนประกอบอนๆในอาหารทไมใชนา ไดแก คารโบไฮเดรต โปรตน ไขมน เกลอแรและวตามนทไมละลายนา โดยปรมาณของแขงทงหมดในอาหาร จะเปนสดสวนกลบหรอมความสมพนธตรงกนขามกบปรมาณทมอยในอาหาร ตวอยางเชน เนอสตวมนาอยประมาณ 60 % จะม % ของปรมาณของแขงทงหมดในอาหารอยเทากบ 100-60 = 40 เปนตน (เอกดนย , 2550)

สาหรบวธทนยมใชในการหาปรมาณนาในอาหาร คอ วธการตางๆดงตอไปน (ทไดกลาวรายละเอยดมาแลวในหวขอ 2.4)

1) การทาแหงดวยตอบ อณหภมทใชในการทาแหงอยในชวงอณหภม 98 -100 องศาเซลเซยส

2) การทาแหงดวยตอบแบบสญญากาศ อณหภมทใชในการทาแหงอยในชวงอณหภม 60-70 องศาเซลเซยส

3) การทาแหงทอณหภมหอง 4) การกลนดวยตวทาละลายทไมรวมตวกบนา 5) การทาแหงดวยวธทางเคม คอ การใชวธคารล ฟชเชอร (Karl Fisher method)

6) การวเคราะหดวยแสงอนฟราเรด

7) การใชวธการโครมาโทกราฟ สาหรบการวเคราะหหาปรมาณนาในอาหารสามารถรายงานผลไดในรปแบบตางๆกน

ไดแก นาหนกสด (wet basis) นาหนกแหง (dry basis) เปนตน ซงจะคานวณคาเหลานไดจากความสมพนธดงตอไปน

% นาหนกสด (wet basis) = นาหนกของนา

นาหนกของอาหาร× 100

หรอ = นาหนกของนา

นาหนกนา+นาหนกของแขงทงหมด× 100

% นาหนกแหง (dry basis) = นาหนกของนา

นาหนกของแขงทงหมด× 100

สรปประจ าบท

นาเปนปจจยหนงของการดารงชวต เซลลของสงมชวตจะสามารถทางานไดในสภาพปกตกตองอาศยนาเปนสาคญ ถาเซลลเสยนาไปมาก ๆ เมอไรกตามการทางานของเซลลนนจะหยดลง นอกจากนโดยทวไปความชนหรอนานบไดวามความสาคญตออาหารหรอผลตภณฑอาหารเปนอยางมาก เชน อาหารแหงถามปรมาณความชนมากเกนไป กจะทาใหอาหารเกดการจบตวกนและมอายการเกบสนลง หรอถาโดยมความชนนอยเกนไป จะทาใหไดผลตภณฑทมปรมาตรนอยเกนไป ดงนนการวเคราะหหาความชนในอาหารเปนการตรวจสอบคณคาทางอาหารอยางหนง ทมความสาคญมาก และจาเปนตองใชอยางกวางขวาง เพราะปรมาณความชนจะบอกใหทราบวาผลตภณฑอาหารนนมคณภาพดหรอไม อาย

36

การเกบรกษานานเทาใด ปรมาณของแขงในอาหารมปรมาณมากนอยเพยงใด การวเคราะหปรมาณความชนสามารถหาไดหลายวธ เชน การอบแหง การกลน การใชสารเคม หร อการใชวธทางกายภาพ เปนตน จะเลอกใชวธใดนนขนอยกบลกษณะและสวนประกอบของอาหาร ความรวดเรวในการวเคราะห และความถกตองแมนยาของผลทจะไดรบ

37

ค าถามทายบท 1. นามคณสมบตอยางไรบาง จงอธบาย 2. นาในอาหารมกชนด อะไรบาง 4. ขอควรระวงในการวเคราะหปรมาณนาดวยวธการใชตอบลมรอน (Hot air oven) 5. การใชวธอบในตอบสญญากาศ (Vacuum oven) นยมใชกบตวอยางทมลกษณะอยางไร 6. คณสมบตของสารเคมทใชในการวเคราะหปรมาณนาดวยวธ Distillation Methods คออะไร 7. วธ Chemical Methods นยมใชในกรณใด

8. จงอธบายความแตกตางระหวางวธการวเคราะหปรมาณนาโดยวธ GC (Gas Chromatography) และ Infrared determination

38


นธยา รตนาปนนท. 2539. เคมอาหาร. ภาควชาวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร . คณะอตสาหกรรมเกษตร. มหาวทยาลยเชยงใหม.

นธยา รตนาปนนท. 2545. เคมอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนดง เฮาส. นธยา รตนาปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนดง เฮาส. ไพบลย ธรรมรตนวาสก. 2532. กรรมวธการแปลรปอาหาร. กรงเทพฯ : สานบพมพโอเดยนสโตร. ศยามน ปรยาจารย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร. คณะเทคโนโลย. มหาวทยาลยราชภฎอดรธาน.

115 น. อมเอม พนสด และคณะ. 2546. เอกสารประมวลสาระ วชาวทยาศาศตรและเทคโนโลยการอาหาร. คณะอตสาหกรรมเกษตร. มหาวทยาลยเชยงใหม. เอกดนย กอกมพงษ. 2550. การวเคราะหน านม. LAB Today. ปท 6 ฉบบท 41 (มถนายน 2550). Bradley, R.L. Jr. 1998. Moisture and Total Solids Analysis. In Food Analysis. 2nd ed.

(Nielsen, S.S. ed.) Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp. 131-139. Joslyn A.M. 1970. Food science and Technology, 2nd Edition. Academic press, Inc.,

London. 845 p. Owusu-Apenen, R.K. 2005. Introduction to Food Chemistry. U.S.A. : CRC Press. Pomeranz, Yeshajahu. 1994. Food Analysis, 3rd Edition. International Thomson

Publishing Inc., USA. 778 p. Sikorski, Z.E. 2002. Chemical and Functional Properties of Food Components, 2nd

ed. U.S.A. : CRC Press. https://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/301/water/wprin.htm. https://www.folding.standford.edu/education/water.htm. https://www.agronomy.psu.edu/ Courses/AGRO518/IMG00077.GIF. https://www.Isbu.ac.uk/water/activity.html. http://www.jsr.kr/eng/forced-convection-oven http://www.merittech.co.th/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&pid=184308 http://siamindustrial.com/binder-vd115

http://www.merittech.co.th/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&pid=184308

แผนบรหารการสอนประจ าบทท 3

การหาวเคราะหหาปรมาณเถา


1. ความส าคญของการวเคราะหเถา 2. หลกการการวเคราะหเถา 3. การเตรยมตวอยางส าหรบการวเคราะหเถา 4. การหาปรมาณเถาแบบแหง 5. การหาปรมาณเถาทไมละลายในกรด

6. การหาปรมาณเถาแบบเปยก

7. การวเคราะหปรมาณเถา


1. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงความหมายและความส าคญของเถาในอาหาร

2. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงเทคนค หลกเกณฑ และวธการในหาปรมาณเถา

3. เพอใหนกศกษาสามารถบอกความแตกตางระหวางการหาปรมาณเถาแบบแหงและแบบเปยกได

วธการสอนและกจกรรมการเรยนการสอนประจ าบท

วธการสอน

1. ศกษาเอการประกอบการสอน ต ารา วารสาร หรอเอกสารอนๆทของกบการหาปรมาณเถา ไดแก AOAC เคมอาหาร วารสารอาหาร LAB today เปนตน

2. ศกษาแผนภม ตาราง แผนภาพ วดทศนทเกยวของ 3. มอบหมายการคนควาและท าแบบฝกหดเปนการบาน

4. สอนสรปเนอหาเพมเตม

กจกรรมการเรยนการสอน 1. ผสอนตงค าถามเพอทดสอบพนฐานความรเกยววเคราะหเถา 2. แบงนกศกษาออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน ก าหนดหวขอศกษาใหแตละกลมกอนศกษาวดทศน

เรอง หลกการวเคราะหเถา แลวชวยกนอภปรายและสรปเนอหาทส าคญจากนนใหตวแทนกลมออกมาน าเสนอหนาชนเรยน


4. ใหนกศกษาแตละกลมคนหาความรทเกยวของกบหลกวเคราะหเถา ทนาสนใจจากเวบไซต แลวน าเสนอในรปแบบรายงานหรอปายนเทศ

40

5. ใหนกศกษาท าแบบฝกหดทายบทเพอทบทวนบทเรยนและฝกความร ความเขาใจ 6. ใหนกศกษาศกษาเนอหาดวยตนเองโดยใชระบบการสอนออนไลนแลวตอบค าถามโดยการสงผาน

ระบบ


1. เอกสารประกอบการสอนและต าราทเกยวของ 2. การน าเสนอโดยโปรแกรม power point 3. รปภาพขนตอนการวเคราะหทางเคมเบองตน 4. วดทศนเรอง การวเคราะหเถา 5. เวบไซต และสอออนไลน

การวดผลและประเมนผล

การวดผล

1. ท าแบบฝกหดทไดมอบหมายใหและตอบค าถามทายบท

2. ทดสอบความเขาใจเกยวกบเนอหาในบท

3. ตอบประเดนหลกๆ ของบทเรยนได


1. นกศกษาสามารถท าแบบฝกหดและตอบค าถามบทไดไมนอยกวา 80 %

2. นกศกษาสามารถอธบายเกยวกบวธการหาปรมาณเถาไดอยางถกตอง 3. นกศกษาเขาใจในเนอหาของบทไมนอยกวา 70 %

4. นกศกษาสามารถตอบประเดนหลกๆของบทไดไมนอยกวา 80 %

บทท 3

การวเคราะหหาปรมาณเถา (Ash content analysis)

เถา หมายถง สวนของสารอนนทรย ทมอยในอาหาร ซงเหลออยภายหลงจากการเผาไหม หรอเกดปฏกรยาออกซเดชนอยางสมบรณของสารประกอบอนทรยตางๆ ในอาหารกบออกซเจนทอณหภมสง (500-600 องศาเซลเซยส) ไดเปนสารประกอบออกไซดทระเหยได เถาทเหลออยเปนออกไซดของแรธาตตางๆ ทระเหยไมได เถาเปนสารประกอบอนนทรยทเหลออยหลงจากการเผา (ทอณหภม) เพอใหสารประกอบอนทรยสลายจนหมด จนกลายเปนสารอนนทรยหรอธาตทมขนาดเลก เชน คลอไรดซลเฟต เปนตน (Qwusu-

Apenten, 2005) ส าหรบเถาทไดจะมลกษณะอยางไรขนอยกบชนดของอาหาร วธการทใชในการวเคราะหหาปรมาณเถา นอกจากน เถายงเปนดชนบงชคณภาพของอาหาร ตวอยางเชน เถาทมปรมาณมากเกนไปอาจถกปลอมปนได เชน ในเครองเทศ แปง เจลาตน น าตาลทราย เปนตน

3.1 ความส าคญของการวเคราะหเถา (นธยา, 2554)

การวเคราะหเถามความส าคญ เพราะปรมาณเถาเปนตวแทนของปรมาณแรธาตตางๆ ทมอยในอาหาร และยงใชปรมาณเถาเปนตวบงชคณภาพของอาหารและผลตภณฑอาหารได ดงนนการหาปรมาณเถาจงมความส าคญหลายประการ ตวอยางเชน หากมปรมาณเถาในตวอยางน าตาล สตารช และเจลาตนสง แสดงวาอาหารดงกลาวมคณภาพต า เพราะโมเลกลของทงน าตาล สตารช และเจลาตนไมมแรธาตทเปนโลหะ ในโมเลกลของน าตาลและสตารชจะมเฉพาะคารบอน ไฮโดรเจน และออกซเจนซงจะกลายเปนออกไซดระเหยไดไปหมด ส าหรบเจลาตนซงเปนโปรตน จะมไนโตรเจนและก ามะถน ซงจะกลายเปนออกไซดของไนโตรเจนและก ามะถน เชน ไนโตรเจนออกไซดและซลเฟอรไดออกไซดจะระเหยหายไปเชนเดยวกน

ในอาหารบางชนดปรมาณเถาสามารถบงชหรอประเมนคณคาทางโภชนาการได เชน น านม หรอนมผง อาจมปรมาณแคลเซยมสงหรอต ากวาคามาตรฐาน เปนตน และการวเคราะหปรมาณเถาถายงน าไปใชวเคราะหหาแรธาตอนๆ เฉพาะอยางตอไปไดดวย อาหารชนดใดทมแรธาตสงจะมปรมาณเถาสง ดงนนปรมาณเถาในอาหารจงมความส าคญทจะตองวเคราะหเสมอ เมอตวอยางอาหารถกเผาไหมอยางสมบรณจะเหลอเถาซงมสขาว หรอสเทาออน และจะตองไมมสวนทเผาไหมไมสมบรณเหลออย

ส าหรบปรมาณเถาทนยมวเคราะหหาโดยทวๆไป คอ ปรมาณเถาทงหมด ซงเปนคาการวเคราะหทใชบางชถงความบรสทธของอาหาร และมผลตอการแปรรปชนตอไป เชน การผลตน าตาลมผลตอการท าการฟอกสของน าตาล (decolorization) และการตกผลก (crystallization) ทใชบงชถงปรมาณผลไมในอาหารพวกแยม เยลล ซงคานถามปรมาณนอย หมายถง ปรมาณผลไมมมากเกนไปในผลตภณฑ สวนปรมาณเถาทไมละลายในกรด (acid-insoluble ash) บงชถงการปนเปอนของสงสกปรก เชน ผวหนาของขาว ทราบในเครองเทศ แปง หรอผก-ผลไม ซงสวนใหญสารปนเปอนจะเปนสารจ าพวกซลเกตทไมละลายในกรด

42

ปรมาณเถาในอาหารทมาจากสตวจะมคาคอนขางคงท แตปรมาณเถาในอาหารทมาจากพชจะมคาผนแปรไดงาย ปรมาณเถาในอาหารสวนใหญมคาไมเกน 5 % ยกเวนอาหารแหงหรออาหารทมรสเคม ตวอยางปรมาณเถาในอาหารบางชนดแสดงดงตารางท 3.1

ตารางท 3.1 ตวอยางปรมาณเถาในอาหารบางชนด

อาหาร ปรมาณเถา (% น าหนกเปยก) อาหาร ปรมาณเถา

(% น าหนกเปยก) น ามนพชบรสทธหรอไขมน

เบคอน

เนอแหง น านมและผลตภณฑนม

แปง (flour) ผลไมและน าผลไม ผลไมแหง จมกขาวสาล (wheat germ) สตารช

นทและผลตภณฑจากนท

เนอสตว เนอไก อาหารทะเล

ไขทงฟอง

0

6.0

11.6

0.5-5.1

0.3-1.4

0.2-0.5

2.4-3.5

4.3

0.3

0.8-3.4

0.7-1.3

0.9

ขาวซอมมอ

ขาวสาร

แปงขาวสาล

มกกะโรน น านม

น านมระเหย

เนยเคม

เนยเทยม

แอปเปล

กลวย

มนฝรง มะเขอเทศสก

1.5

0.6

1.6

0.7

0.7

1.6

2.1

2.0

0.3

0.8

1.6

0.4

(ทมา : Harbers, 1998)

3.2 หลกการวเคราะหปรมาณเถา

การวเคราะหปรมาณเถาแบงออกไดเปน 3 แบบ คอ 3.2.1 การวเคราะหเถาแหง (dry ashing) เปนปรมาณเถาทใชวเคราะหหาในอาหารทวๆ ไป ซงคอ

เถาทไดจากการเผาตวอยางอาหารในเตาเผาไฟ (muffle furnace) ทอณหภมประมาณ 500-600 °C น าและสารทระเหยไดจะระเหยออกไปหมด รวมทงสารประกอบอนทรยทถกเผาไหมกบออกซเจนในอากาศไดเปนกาซคารบอนไดออกไซด ออกไซดของก ามะถน และออกไซดของไนโตรเจน ส าหรบแรธาตตางๆ สวนใหญจะถกเปลยนเปนออกไซด ซลเฟต ฟอสเฟต คลอไรด และซลเกต แตแรธาตพวกเหลก (Fe) ซลเนยม (Se) ตะกว (Pb) และปรอท (Hg) อาจระเหยหายไปบางสวน หากตองการวเคราะหปรมาณแรธาตเหลานใหไดคาทแนนอนตองเตรยมเถาโดยใชวธอน

3.2.2 การวเคราะหเถาเปยก (wet ashing) เปนปรมาณเถาทใชวเคราะหหาในอาหารทมไขมนสง เชน เนอสตวละผลตภณฑเนอสตว เปนการเตรยมเถาเพอใชวเคราะหหาแรธาตบางชนด เถาเปยกหาไดโดยอาศยหลกการออกซไดสสารประกอบอนทรยในตวอยางอาหารดวยกรดแกหรอสารออกซไดซงเอเจนต (oxidizing agent) หรอใชรวมกบแรธาตตางๆ จะละลายอยในกรดโดยไมระเหยหายไป ดงนนการหาเถาเปยก

43

จงใชเมอตองการหาแรธาตบางชนดเทานน กรดแกทใช คอ กรดไนทรก (nitric acid)ซงท าหนาทเปนออกซแดนซ และกรดเพอรคลอลก (perchloric acid) หรออาจใชกรดทงสองชนดรวมกน อยางไรกตาม การใชกรดเพอรคลอรกตองกระท าอยางระมดระวง และตองท าในตดดควน (fume hood)เฉพาะส าหรบใชกบกรดเพอรคลอรก เรยกวา ตดดควนเพอรคลอรก (perchloric acid hood) และตองกระท าดวยความระมดระวงมากขนเมอตวอยางเปนอาหารทมไขมนสง (fatty hood)

3.2.3 การวเคราะหเถาแหงพลาสมาทอณหภมต า (Low-temperature plasma dry ashing หรอ simply plasma ashing หรอ low-temperature ashing) เปนการเตรยมเถาส าหรบหาแรธาตทระเหยไดงาย (volatile element) จงเปนวธการหาเถาแหงทมความเฉพาะเจาะจงโดยตวอยางอาหารจะถกออกซไดสในภาวะสญญากาศบางสวน (partial vacuum) โดยใชออกซเจนอสะ (nascent oxygen) ทเกดจากสนามแมเหลกไฟฟา (electromagnetic field) เถาจะคอยๆ เกดขนทอณหภมซงต ากวาอณหภมทใชในเตาเผามาก วธนจะปองกนไมใหราธาตทระเหยหายไปและโครงสรางผลก (crystalline structure) ของแรธาตยงคงสภาพอยเชนเดม

3.3 การเตรยมตวอยางส าหรบวเคราะหเถา

การเตรยมตวอยางมความส าคญมาก เชน การบดตวอยางใหละเอยด หากใชอปกรณทเปนโลหะอาจมผลกระทบตอปรมาณเถาได โดยเฉพาะเมอน าเถาไปวเคราะหหารแรธาตบางชนด เนองจากอปกรณตางๆ มกท าดวยเหลก จงอาจมเศษเหลกปนเปอนไดและในการวเคราะหหาแรธาตทมปรมาณนอย (micronutrient) น ากลนทน ามาใชตองเปนน ากลนทกลนจากชดกลนทเปนแกวและท าใหปราสจากไอออน (glass distilled-

deionized water) หากตวอยางเปนอาหารแหง เชน ธญชาต ถวตางๆ ผกและผลไมแหงความชนนอยกวา 15 เปอรเซนต

สามารถน าตวอยางไปวเคราะหหาเถาไดเลย ถาเปนผกและผลไมสดตองน าไปอบแหงและบดละเอยดเสยกอนทจะน าไปหาเถา อาหารทมไขมนสง เชน เนอสตว อาจตองอบใหแหงและสกดไขมนออกกอนแลวจงน าไปหาเถา

ในกรณทตวอยางทเปนของแขงตองบด แลวเผาไลควนดวยเตาไฟฟากอน แตถาเปนตวอยางทมความชนนอยกวาหรอเทากบ 15 % สามารถน าไปเผาไดเลย แตกรณถาเปนตวอยางทมไขมน น าเชอม เครองเทศ ควรท าใหแหงดวยอางควบคมอณหภม (water bath) หรอหลอดอนฟราเรดกอนน าเขาเตาเผา ส าหรบอาหารทมเกลอ หรอพวกเยลล เมอเผาเถาอาจจะกระเดนได ดงนน ควรปดฝาเวลาเผา หรอกรณอาหารประเภทเยลลอาจเผารวมกบส าลทไมมเถากได หรออาจปองกนการกระเดนหรอเปนฟองได โดยการหยดดวยน ามนมะกอกทปราศจากเถาประมาณ 1-2 หยด และยงชวยปองกนผวตวอยางไหมแขง ซงนยมใชกบอาหารทมคารโบไฮเดรตสง นอกจากน มการใชกลเซอรน อะลมเนยมคลอไรด แอมโมเนยมไนเดรต แอลกอฮอล (ของแมกนเซยมอะซเตต) เพอชวยเรงในการเผาของเถา แตถาเถายงมสด าสามารถแกไขไดโดยการหยดดวยน ากลน หรอกรดตางๆเหลาน ไดแก HNO3 H2SO4 HCL ลงไป เพยง 2-3 หยดเทานน

44

1) ตวอยางทมาจากพช น าตวอยางพชมาอบจนแหงกอนน าไปบด อรหภมทใชอบตงไมสงเกนไป การอบแหงมกท าเปน 2

ระดบ คอ เรมตนอบทอณหภม 55 องศาเซลเซยส แลวจงเพมอณหภมใหสงขนเพอปองกนการรบกวนจากสารลกนน ส าหรบตวอยางพชทมปรมารน าต ากวา 15 เปอรเซนต อาจน าไปวเคราะหหาเถาไดเลยโดยไมตองน าไปอบแหงและตวอยางพชทแหงและตวอยางพชแหงทไดสามารถน าไปใชวเคราะหหาโปรตน เ สนใย หรอสารประกอบอนๆ ไดดวย

2) ตวอยางผลตภณฑทมน าตาลและไขมน

ตวอยางผลตภณฑทมน าตาลหรอน าเชอม เมอน าไปเผาจะเกดเปนฟอง หากตวอยางเปนผลตภณฑจากสตวทมไขมนและน าจะเปนฟองกระเดน ซงการเกดฟองระหวางเผาจะท าใหสญเสยตวอยางไดงาย จงตองมการเตรยมตวอยางใหเหมาะสมกอนน าไปเผา เชน อบใหแหงบนอางไอน า (steam baht) หรอใชหลอดไฟอนฟาเรด (infrared (IR) lamp) หรออาจหยดน ามนมะกอกทปราศจากเถาลงไป 1-2 หยด เพอใหอณหภมเพมสงขนจะท าใหไอน าระเหยออกไปเรวขน

3) ตวอยางผลตภณฑเครองเทศ เนยแขง และอาหารทะเล

ผลตภณฑอาหารกลมน เชน เนยแขงและเครองเทศ เมอน าไปใสในเตาเผาจะเกดควนมาก ดงนนในชวงแรกอาจเผาใหหมดควนเสยกอนทจะน าไปใสในเตาเผา โดยใชเตาบนเซน (Bunsen burner) หรออาจเปดฝาเตาเผาใหควนออกไปใหหมดแลวจงเปดเตาเผา หากตวอยางมไขมนและน า อาจน ามาอบแหงและน าไปสกดไขมนออกดวยอเทอร ไลอเทอรออกใหหมดเสยกอนแลวจงน าไปวเคราะหหาเถา ซงการอบแหงและการสกดไขมนจะไมท าใหเกดการสญเสยแรธาต จงไมมผลกระทบตอปรมาณเถา

3.4 การหาปรมาณเถาแบบแหง (Dry ashing)

การหาปรมาณเถาโดยวธนเปนการวดเพอหาคาทตองการอยางรวดเรว เพอหาปรมาณเกลอแรทงหมดทมอยในตวอยางอาหาร การเผาไหมทอณหภมสงมาก คอ ประมาณ 500-600 °C จะท าใหสารอาหารทอยในรปสารอนทรยเชงซอน สารประกอบ หรอสารทซบซอน ถกเปลยนโดยความรอนสงจากสารทไมระเหยใหกลายเปนสารประกอบจ าพวกออกไซดและคารบอเนต ซงเปนการเผาตวอยางผลตภณฑอาหารโดยปราศจากเปลวไฟท 500-600 °C ในเตาเผา (ดงรปท 3.1) จนกระทงตวอยางกลายเปนสขาวหรอเถา ซงแสดงงวาตวอยางถกเผาจนกลายเปนสารอนนทรยทงหมดแลว หลงจากนนจงท าใหเยนลงและจงน าไปชงน าหนกตอไป การเผาเพอหาปรมาณเถาแบบแหง ตวอยางเมอเผาเสรจ ตวอยางทไดควรปราศจากคารบอน โดยอาหารจะถกเผาจนกลายเปนไนโตรเจนและ คารบอนไดออกไซด สวนแรธาตจะถกเปลยนใหกลายเปนพวกออกไซดตางๆ เชน ซลเฟต ฟอสเฟต คลอไรด เปนตน และอาจมบางสวนสญเสยไปกบการระเหยบาง (ศยามน, 2557)

45

รปท 3.1 เตาเผาทใชในการหาปรมาณเถา

(ทมา : https://profilab24.com/Thermconcept-Compact-Muffle-Furnaces-KLE#&gid=1&pid=1)

3.5 การหาปรมาณเถาทไมละลายในกรด (Acid-insoluble ash)

วธการนใชในการหาปรมาณเกลอแรหรอแรธาตตางๆ ทไมละลายในกรดเกลอหรอกรดไฮโดรคลอรกทมอยในอาหาร ซงขนอยกบปรมาณแรธาตทมอยในตวอยาง การใชวธการแรกเหมาะในการวเคราะหหากบตวอยางอาหารทมสารอนทรยอยสง สวน วธทสองเหมาะสมกบการหาปรมาณเถาทไมละลายในกรดในอาหารทมเกลอแรธาตอยสง รวมทงตวอยางทมปรมาณเถาทไมละลายในกรดมากกวา 1 %

สารเคมทใชในการทดลองนประกอบดวยสารละลายกรดไฮโดรคลอรกความเขมขน 3 N สารละลาย Aทไดจากการเตรยมกรดไตรคลอโรอะซตก (trichloroacetic acid) ความเขมขน 20 % (ไดจากการละลายสารน 20 กรมในน า 100 มลลลตร) สวนสารละลาย B ไดจากการเตรยมกรดไตรคลอโรอะซตก (trichloroacetic

acid) ความเขมขน 1 % (ไดจากการละลายสารน 1 กรมในน า 100 มลลลตร)

ส าหรบอปกรณทใชในการทดลองน คอ อปกรณทใหความรอน เตาเผาทควบคมอณหภมได และครซเบลทท าจากแพตตนมหรอแพลตนมผสม หรอถวยกระเบองทอาจจะเปนรปสเหลยมขนาด 60 × 40 × 25 มลลลตร หรอมลกษณะวงกลมทมเสนผานศนยกลางเทากบ 60-75 มลลลตร และความสงประมาณ 20-25 มลลลตร ส าหรบการหาปรมาณเถาทไมละลายในกรด

3.5.1 การหาปรมาณเถาทไมละลายในกรดดวยวธทหนง เตรยมตวอยางและท าการทดลองเชนเดยวกบการหาปรมาณเถา จากนน ถายตวอยางไปยงบก

เกอรขนาด 250-400 มลลลตร แลวเตมสารละลายกรดไฮโดรคลอรกความเขมขน 3 N ปรมาณ 75 มลลลตรลงไปในตวอยาง จงท าการระเหยจนแหงและท าใหแหงตอในเดซเคเตอร ท าใหเยนและเตมสารละลายกรด

46

ไฮโดรคลอรกความเขนขน 3 N ปรมาณ 75 มลลลตร แลวใหความรอนทละนอยในน าเดอดเปนเวลา 15 นาท ท าการกรองสารละลายทไดในขณะรอนดวยกระดาษกรองทไมมเถา และลางสวนทเหลอบกระดาษกรองดวยน ารอน จนไมมกรดเหลออย น ากระดาษกรองทไดไปท าแหงพรอมกบสวนทเหลอจากการกรอง จงน าไปเผาทความรอนทอณหภม 550-700 °C ในถวยครซเบล ท าใหแหงและชงน าหนกสวนทเหลอ

3.5.2 การหาปรมาณเถาทไมละลายในกรดดวยวธทสอง ตวอยางทใชในการทดลองชงมาจ านวน 5 กรม หลงจากนน จงเทตวอยางลงไปยงบกเกอร

ขนาด 25 มลลลตร ไฮโดรคลอรกความเขมขน 3 N ปรมาณ 25 มลลลตร ลงไปในตวอยาง คนอยางระมดระวงและรอจนกระทงไมมกาซเกดขน จงเตมสารละลายกรดไฮโดรคลอรกลงไปอก 50 มลลลตร ลงไปในตวอยางแลรอจนทงไมมกาซเกดขน วางบกเกอรลงในอางควบคมอณหภมทเดอดเปนเวลา 30 นาท เพอท าการไฮโดรไลสสตารทมอยในตวอยาง ท าการกรองสารละลายทไดในขณะรอนดวยกระดาษกรองทไมมเถาและลางสวนทเหลอบบนกระดาษกรองดวยน าอน จนสารละลายไมมกรดเหลออย น ากระดาษกรองทไดไปวางไวในครซเบลทมการชงน าหนกมากอนแลว ท าใหแหงและน าตวอยางไปเผาทอณหภม 550-700 °C ถายเถาทไดลงในบกดเกอร แลวใหความรอนทละนอยในน าเดอดเปนเวลา 15 นาท กรองสารละลายทไดในขณะรอนดวยกระดาษกรองทไมมเถา และลางสวนทเหลอบบนกระดาษกรองดวยน ารอน จนไมมกรดเหลออย น ากระดาษกรองทไดไปท าใหแหงพรอมกบสวนทเหลอในการกรอง น าไปเผาท 550-700 °C ในถวยครซเบล ท าใหแหงและชงน าหนกสวนทเหลอ

ทงน ถาตวอยางกรองไดยากอาจแกไขปญหาไดโดยการวเคราะหซ า โดยท าการละลายลงในสารละลายผสมระหวางกรดไฮโดรคลอรก เขมขน 3 N ปรมาณ 50 มลลลตรและกรดไตรคลอโรอะซตกปรมาณ 50 มลลลตร และลางสารละลายทกรองไดดวยสารละลาย B ทอนๆ

3.6 การหาปรมาณเถาแบบเปยก (Wet ashing)

วธการนเปนการออกซไดสสารอนทรยโดยการใชกรด เชน กรดไนตรก กรดเปอรคลอรก หรอสารออกไซดอนๆกอน แลวจงน าไปเผาเพอใหกลายเปนเถาตอไป นยมใชกบอาหานทมไขมน เชน เนอสตวและผลตภะณฑ

กรดทใชในการวเคราะหเถาเปยก หากใชกรดเพยงชนดเดยว สารประกอบอนทรยจะไมเกดออกซเดชนอยางรวดเรวและสมบรณ ดงนนจงตองใชกรดไนทรกรวมกบกรดก ามะถนหรอกรดเพอรคลอรก และมโพแทสเซยมคลอเรตหรอโพแทสเซยมซลเฟตชวยในการเผาดวยและตวอยางอาหารตางชนดกนจะใชกรดแตกตางกน ตวอยางเชน ใชกรดไนทรกและเพอรคลอรกรวมกนจะใหผลเรวกวาการใชกรดก ามะถนรวมกบกรดไนทรก การใชกรดเพอรคลอรกอยางเดยวมแนวโนมทจะระเบดได ดงนนจงตองกระท าในตดดควนซงสามารถลางไดงายและตดดควนจะตองไมท าจากสารทมพลาสตก

ในการวเคราะหเถาทงการหาเถาแหงและการหาเถาเปยก ขอดและขอเสยแตกตางกน เชน หากตองการหาปรมาณเถาทงหมดในอาหาร ควรใชวธการวเคราะหเถาแหง เพราะท าไดงายและสะดวกและสามารถน าเถา

47

ไปวเคราะหหาเถาทละลายน าได (water soluble ash) ความเปนดางของเถาทละลายน า (alkalinity of ash) เถาทไมละลายน า (water insoluble ash) และเถาทไมละลายในกรด (acid insoluble ash) ซงหมายถงแรธาตทไมละลายในกรดและปนเปอนอยในอาหาร แตการวเคราะหเถาเปยกนยมน าเถามาวเคราะหหาแรธาตแตละชนด ความเปนดางของเถายงใชวดเพอแสดงความสมดลของกรด-ดาง (acid-base balance) ในอาหารและสามารถแสดงถงความผดปกตของปรมาณแรธาตในอาหารได ดงนนสามารถเปรยบเทยบขอดขอเสยของการหาปรมาณเถาโดยวธแบบแหงและแบบเปยกได ดงตารางท 3.2

ตารางท 3.2 การเปรยบเทยบขอด-ขอเสยของการหาปรมาณเถาโดยวธแบบแหงและแบบเปยก

วธวเคราะห ขอด ขอเสย

เถาแหง 1.ท าไดงาย 2.ไมตองเสยเวลาเฝาระวงขณะอยในเตาเผา 3.ไมตองใชสารเคมและไมตองท า blank 4. ท าไดครงละหลายตวอยางขนอยกบขนาดของเตาเผา 5. เปนวธมาตรฐานทใชหาปรมาณเถาทงหมดในตวอยางอาหาร 6. สามารถน าเถามาหาเถาทละลายน าได ความเปนดางของเถาทละลายน า เถาทไมละลายน าและเถาทไมละลายในกรด

1. ตองใชอณหภมสงในการเผาไหม 2. เตาเผามราคาแพง 3. มการสญเสยแรธาตบางชนด เนองจากการระเหยหายไป 4. อาจมปฏกรยาเกดขนระหวางแรธาตดวยกนเอง 5. ถวยกระเบอง (porcelain) สามารถดดซมแรธาตทมปรมาณนอยมากได 6. ตองระมดระวงเถาทเผาได เพราะเบา อาจปลว และดดความชนกลบไดงาย 7. ใชเวลานาน 12-18 ชวโมง หรอเผาคางคน

เถาเปยก 1.ใชอณหภมคอนขางต าเมอเปรยบเทยบกบวธวเคราะหเถาแหง 2.ไมตองใชอปกรณยงยากและมราคาถก 3. เกดออกซเดชนไดอยางรวดเรว 4. ตวอยางอยในสถานะของเหลวหรอในรปของสารละลาย ซงสะดวกในการวเคราะหหาปรมาณแรธาตแตละชนดตอไป 5. มแรธาตทระเหยหายไปนอยมาก เพราะใชอณหภมต า 6. ใชเวลานอย

1. ส าร เคม ท ใ ช ม ฤทธ ก ดก ร อน (corrosive reagent) เปนจ านวนมาก 2. กรดเพอรคลอรกอาจระเบดไดงายตองกระท าดวยความระมดระวง 3. ตองท า blank ควบคไปดวย 4. ตองท าในตดดควนเฉพาะ เรยกวา perchloric acid hood 5. ไมสามารถท าไดครงละหลายๆ ตวอยาง ท าไดเพยงครงละ 1-2 ตวอยางเทานน 6. วธท านาเบอ ใชเวลานาน และตองเฝาระวงตลอดเวลาระหวางททดลอง

ทมา (นธยา, 2554)

48

3.7 การวเคราะหปรมาณเถา (Harbers, 1998 และ Ranganna, 1991)

3.7.1 อปกรณทใชวเคราะหหาเถา

1) เตาเผา มหลายแบบ เชน เตาเผาไฟฟาทมอเครองมออตโนมตส าหรบควบคมความรอนใหคงท (thermostat) และยงมเตาอบไมโครเวฟ (microwave oven) ซงตองใชภาชนะใสตวอยางเปนถวยเผา (crucible) ทท าจากควอรตซ (quartz) การหาเถาโดยใชเตาอบไมโครเวฟจะใชเวลานอยกวาเตาเผาปกต แตมความจคอนขางนอย

2) ถวยเผาพรอมฝา การเลอกใชถวยเผาในการวเคราะหเถาควรพจารณาเลอกใชถวยเผาใหเหมาะสมกบตวอยาง เชน

(1) ถวยเผาควอรตซ (quartz crucible) สามารถทนตอกรดและแฮโลเจนทอณหภมสง แตไมทนตอดาง

(2) ถวยเผาทนความรอนสง (Vycor® bran crucible) สามารถทนตอความรอนไดสงถง 900 °C

(3) ถวยเผาแกวทนไฟ (Pyrex® Gooch crucible) สามารถทนตอความรอนไดสงเพยง 500 °C การหาเถาทอณหภมต ากวา 500-525 °C อาจท าใหไดปรมาณเถาสงขนเลกนอย เพราะยงมคารบอเนตทสลายตวยงไมหมดและเกลอทระเหยได (volatile salt) เหลออยบาง

(4) ถวยเผากระเบอง (porcelain crucible) พรอมฝา ถวยเผาชนดนมสมบตคลายถวยเผาควอรตซ ทนตอความรอนไดสง แตแตกไดงายเมอลดอณหภมลงเรวเกนไปและมราคาถกจงนยมใชกนมาก

(5) ถวยเผาเหลก (steel crucible) มความทนตอกรดและดางและมราคาถก แตขอควรระวง คอ ถวยเผาชนดนประกอบดวยโครเมยมและนกเกล ซงอาจปนเปอนในการวเคราะหหาแรธาตบางชนด

(6) ถวยเผาแพลทนม (platinum crucible) เปนถวยเผาทมราคาดทสดและมความเฉอยมาก แตมราคาแพงมากดวย จงไมอาจซอมาใชในงานทท าเปนประจ าซงมตวอยางเปนจ านวนมากได

ถวยเผาทใชในการวเคราะหเถาทงหมด ควรท าเครองหมายไวใหชดเจน โดยใชเหลกปลายแหลม (steel pin) กบหมกเฉพาะ หรอใชปลายแหลมของเพชร (diamond point) ขดเปนเครองหมาย หรอใชสารละลายเฟอรกคลอไรด ความเขมขน 0.5 โมลาร ละลายในกรดเกลอ 20 % หรอใชตะปเหลก (iron nail) ละลายในกรดเกลอเขมขนจะไดสารขนหนดสน าตาล เรยกวา brown goo ซงเปนหมกส าหรบเขยนท าเครองหมายบนถวยเผาได และกอนน าถวยเผาไปใชใสตวอยางอาหาร จะตองน าไปเผาในเตาเผาใหสะอาดกอนน ามาใช

49

รปท 3.2 ถวยเผากระเบอง (porcelain crucible)

(ทมา : https://www.ebay.com/itm/1pcs-Lab-Porcelain-Crucible-with-cover-5-300ML-High-

temperature-resistant-/273134135046)

3) เครองชงแบบละเอยด (analytical balance) สามารถอานคาละเอยดได 0.1 มลลกรม

4) โถดดความชนทมสารดดความชนทมประสทธภาพ เชน ซลกาเจล (silica gel) 5) คมคบ (tong) ส าหรบจบถวยเผา 6) ถงมอ

7) หมกส าหรบท าเครองหมาย (marking ink) ชนดทนความรอน ส าหรบท าเครองหมายหรอเขยนเลขทถวยเผา หากใชปากกาหมกธรมดาจะถกเผาไหมหายไปหมด

8) เตาบนเซน หรอเตาใหความรอน (hot plate) ทมเทอรโมสแตตควบคมความรอนใหคงท 9) ทวางแบบ 3 ขา (tripod) ท าดวยเหลก

10) อางไอน า

3.7.2 การวเคราะหปรมาณเถา

ในการวเคราะหปรมาณเถาจะใชตวอยางประมาณ 2-10 กรม และปรมาณเถาทวเคราะหไดอาจรายงานในรปเปอรเซนตเถาตอน าหนกเปยก (wet weight) หรอเปอรเซนตเถาตอน าหนกแหง (dry

weight) กได วธทนยมใชคอของ AOAC (2000) Methods 900.02 และ 923.03

การวเคราะหปรมาณเถาตามวธของ AOAC การวเคราะหปรมาณเถาในบทนจะอธบายถงวธการวเคราะหเถาแหงและเถาเปยกเทานน

1) วธการวเคราะหเถาแหง ขอดของการวเคราะหเถาแหง คอเปนวธทปลอดภย ไมตองใชสารเคม ไมตองท า blank ไม

ตองเฝาระวง ท าไดครงละหลายๆ ตวอยางและเถาทไดน าไปวเคราะหหาแรธาตบางชนดได และยงน าเถาไปวเคราะหเถาทไมละลายในกรด เถาทละลายในน าและเถาทไมละลายในน าได

50

ขอเสย คอใชเวลานานมาก 12-18 ชวโมง (หรอคางคน) อปกรณเตาเผามราคาแพงและอาจสญเสยแรธาตทระเหยได หรอเกดปฏกรยาระหวางแรธาตทเปนสวนประกอบในอาหารกบแรธาตในถวยเผาได ตวอยางแรธาตทระเหยได ไดแก สารหน (As) โบรอน (B) แคดเมยม (Cd) โครเมยม (Cr) ทองแดง (Cu) เหลก (Fe) ปรอท (Hg) ตะกว (Pb) นกเกล (Ni) ฟอสฟอรส (P) วาเนเดยม (V) และสงกะส (Zn)

วธท า (1) น าถวยเผาทสะอาดและเขยนเลขหรอท าเครองหมายก ากบไว ไปอบในเตาเผาท

อณหภม 600 °C เปนเวลา 1 ชวโมง ปดเตาเผาใหมอณหภมลดลงบาง ยายถวยเผาไปใสในโถดดความชนจนเยนลงถงอณหภมหอง

(2) ใชคบคบถวยเผาไปชงหาน าหนกอยางรวดเรว เพอปองกนไมใหดดความชนกลบ

(3) ชงตวอยางอาหารแหงประมาณ 2 กรม (ชงใหทราบน าหนกทแนนอน) หากเปนอาหารเปยกใชตวอยางประมาณ 5-10 กรม ใสลงในถวยเผาททราบน าหนกหรอหกน าหนกออกแลว

(4) หากเปนตวอยางอาหารทมความชนสงควรน าไปวางบนเตาเพอใหความรอน หรออางไอน าทอณหภม 100 องศาเซลเซยส ประมาณ 1 ชวโมง เพอไลน าบางสวนออกไป หรออบตวอยางใหแหงกอนน ามาใช

(5) น าถวยเผาไปใสในเตาเผาทอณหภม 550 °C หากเตาเผารอนตองใชคมคบหรอสวมถงมอและสวมแวนตา

(6) เผาเปนเวลา 12-18 ชงโมง หรอคางคน หรอจนแนใจวาไดเถาสเทาออนหรอสขาว

(7) ปดเตาเผาใหอณหภมลดลงจนต ากวา 250 °C แลวจงคอยๆเปดเตาเผาอยางระมดระวง เพราะเถาทเปนปยเบาๆ (fluffy) อาจปลวออกมาได หรออาจปดฝาถวยเผากอนน าออกจากเตาเผา

(8) ใชคมคบถวยเผาใสในโถดดความชนทมถาดกระเบอง (porcelain plate) รองอยและมสารดดความชนอยดานลาง ปดฝาถวยเผาและปดฝาโถดดความชน ปลอยใหถวยเผาเยนจนถงอณหภมหอง น าไปชงหาน าหนกเถา

(9) หากตวอยางอาหารมคารโบไฮเดรตสง ควรวางถวยเผาบนทวางแบบ 3 ขาทท าดวยเหลก แลวเผาดวยเตาบนเซน หรอเตาใหความรอนจนไดเปนเถาสด า ประมาณ 30 นาท กอนน าไปใสในเตาเผา

(10) เมอเผาครบตามเวลาทก าหนด หากยงมเถาสด าเหลออยใหปดเตาเผาจนมอณหภมลดลงถงอณหภมหอง เตมกรดไนทรกเขมขนลงในถวยเผา 2-3 หยด ตรงต าแหนงทมสด าแลวน าไปเผาตอในเตาเผาทอณหภม 600 °C อกประมาณ 1-2 ชวโมง แลวจงปดเตาเผาอกครงหนง

ขอควรระวง เมอเอาถวยเผารอนๆ ใสเขาไปในโถดดความชน ความรอนจากถวยเผาจะท าใหอากาศ

ภายในโถดดความชนรอนขนดวย จะท าใหฝาโถดดความชนขยบขนลงได และเมอปลอยใหเยนลงอาจเกดสญญากาศขนภายในโถดดความชน ซงจะท าใหเปดฝาออกไดยาก ดงนนการเปดฝาโถดดความชนเพอเอา

51

ตวอยางออก ตองระวงคอยๆ เปด โดยคอยๆ เลอนฝาโถดดความชนไปดานขางเลกนอยเสยกอน เพอใหมความดนเทากน แลวจงคอยเปดฝาโถดดความชนออก

วธค านวณ

ค านวณหาปรมาณเถาไดดงสมการ

% เถา (น าหนกเปยก) = (น าหนกเถา+ถวยเผาทชงหลงอบ)−น าหนกถวยเผา

น าหนกตวอยางทใช × 100

% เถา (น าหนกแหง) = (น าหนกเถา+ถวยเผาทชงหลงอบ)−น าหนกถวยเผา

น าหนกตวอยางทใช ×dry matter coefficient

Dry matter coefficient = % ของแขงทงหมดในอาหาร

100

ตวอยางเชน ปลาแหงมน าหนก 87 % แสดงวาม dry matter coefficient = 0.87

อาจค านวณปรมาณเถาและรายงานผลเปนเปอรเซนตตอน าหนกสดกได คอ น าหนกตวอยางทมน าหรอความชนรวมอยดวย โดยไมตองใชคา dry matter coefficient ไปคณ

การวเคราะหหาปรมาณเถาในอาหารทะเล (AOAC, 2000; Methods 938.08) (1) ชงตวอยางอาหารมาประมาณ 2 กรม ใสในถวยเผา (2) เผาทอณหภม 550 °C ถาตวอยางมไขมนควรเผาทอณหภมต าใหหมดควนเสยกอน จง

น าไปเผาตอทอณหภม 550 °C

ขอควรปฏบต หากเผาเถาลวยงมคารบอนเหลออย ใหหยดน าหรอกรดไนทรกลงไป 2-3 หยด แลวน าไป

เผาตอ และถาหากยงคงมคารบอนเหลออยอก เชน ตวอยางอาหารทมน าตาลสงควรท าดงน (1) เอาเถาทไดละลายน า กรองดวยกระดาษกรองทไมมเถา (ashless) (2) อบสารละลายทไดจากการกรอง ( filtrate) ใหแหง เอากระดากรองใสเขาไปกบ

สารละลายทไดจากการกรองทแหงแลวน าไปเผาตอ

ขอควรปฏบตอนๆ ในการหาเถาทใหผลแมนย า ควรท าดงน (1) ตวอยางทมไขมนสง ใหสกดไขมนออกโดยใชตวท าละลายอนทรยและระเหยออกให

หมด หรอเผาใหไหมหมดเสยกอนทจะปดเตาเผา เชน น ามนหม แตตองระวงไฟลกและน ามนเดอดดวย เพราะจะท าใหผลการทดลองทไดคลาดเคลอน

52

(2) กลเซอรน (glycerin) แอลกอฮอล และไฮโดรเจน ชวยเรงการเผาไหมใหเปนเถาไดเรวขน

(3) ตวอยางอาหารทมลกษณะเปนเจลจะกระเดน ปองกนไดโดยการใชส าลผสมรวมเขาไปดวย

(4) อาหารทมเกลอสง อาจตองแยกสวนในการเผาเปนสวนทไมละลายน าและสวนทละลายน า ควรใชฝาถวยเผาปดไว เพอปองกนไมใหตวอยางกระเดนออกมา

(5) การหาเถาของพวกธญชาตอาจเรงใหเกดการเผาไหมไดเรวขนโดยใชสารละลายแมกนเซยมแอซเตตในแอลกอฮอลเตมลงไปและท า blank ควบคกนไปดวย

2) วธการวเคราะหเถาเปยก

การวเคราะหเถาเปยก บางครงเรยก wet oxidation หรอ wet digestion เปนการหาเถาเพอใชในการวเคราะหหารแรธาตบางชนดโดยเฉพาะ หรอหาโลหะทเปนพษ

อปกรณทใช อกรณทใชทส าคญ คอ ตดดควน เพอปองกนอนตรายจากควนของกรดเพอรคลอรกและกรดไนทรก

สารเคมทใช (1) กรดไนทรก ความเขมขน 69-71 %

(2) กรดเพอรคลอรก (HCIO4) ความเขมขน 60-62 %

(3) กรดผสมส าหรบยอย (digestion acid) ประกอบดวยกรดเพอรลก 1 สวน และกรดไนทรก 4 สวน (ปรมาตรตอปรมาตร)

(4) กรดไฮโดรคลอรกหรอกรดเกลอ ความเขมขน 2 โมลาร เตรยมโดยเตมกรดเกลอ ความเขมขน 36 % 1 สวน ลงในน ากลนปราศจากไอออน 5 สวน (ปรมาตรตอปรมาตร)

วธท า (1) บดตวอยางทอบแหงแลว 1-2 กรม ชงใหทราบน าหนกทแนนอนใสใน Griffin beaker

ขนาด 150 มลลลตร

(2) เตมกรดไนทรกลงไป 10 มลลลตร และแชทงไว หากตวอยางเปนอาหารทมไขมนสงควรแชไวคางคน (ท าในตดดควน)

(3) เตมกรดเพอรคลอรก ความเขมขน 60 % ลงไป 3 มลลลตร (ตองใหปลายปเปตตอยในบกเกอร) คอยๆ ใหความรอนโดยวางไวบนเตาจนมอณหภม 350 °C และจนกระทงไมมฟองเกดขนและกรดไนทรกจะระเหยไปเกอบหมด (ท าในตดดควน)

(4) คอยๆ ตมตอจนเกดปฏกรยาเพอรคลอรก (perchloric reaction) ซงจะเกดควนมาก ใหใชกระจกนาฬกา (glass watch) ปดปากบกเกอรไวตวอยางทไดจะไมมสหรอมสเหลองออนๆ (อยาใหของเหลวในบกเกอรลดลงจนแหง)

53

(5) ยกบกเกอรออกจากเตาใหความรอนและปลอยใหเยน

(6) ลางกระจกนาฬกาทใชปดดวยน ากลนทปราศจากไอออนจ านวนเลกนอยและเตมกรดเกลอ (ความเขมขน 50 %) ลงไป 10 มลลลตร

(7) เทใสขวดปรบปรมาตรขนาด 50 มลลลตร แลวปรบปรมาตรดวยน ากลนทปราศจากไอออน

(8) ลางตดดควนใหสะอาดเมอเลกใชแลว

หากตองการวเคราะหปรมาณเหลกในเนอสตว ควรใชตวอยาง 2 กรม ตมในกรดไนทรก ปรมาตร 30 มลลลตร บนเตาใหความรอนทอณหภม 350 °C จนเหลอปรมาตรสดทายประมาณ 10 มลลลตร และเตมกรดเพอรคลอรก (60 %) ลงไป 10 มลลลตร ท าซ าตงแตขอ 4 แลวเจอจางในขวดปรบปรมาตรขนาด 100 มลลลตร

การวเคราะหปรมาณเหลกจะเกดการรบกวนจากการใชกรดเพอรคลอรก ท าใหเกดปฏกรยากบเหลกเปนเฟอรสเพอรคลอเรต ( ferrous perchlorate) ซงจะรวมกบออรโทฟแนนโทรลน (o-phenanthrolene) เปนสารประกอบเชงซอนทไมละลายน า แตการวเคราะหเหลกโดยใช automic

absorption spectrophotometry จะไมมผลรบกวน

การวเคราะหเถาเปยกคอนขางอนตรายมาก ตองท าดวยความระมดระวง การวเคราะหโดยใชวธของ AOAC ตองกระท าภายใต “ Safe Handing of Special Chemical Hazards”


การวเคราะหเถามความส าคญ เพราะปรมาณเถาเปนตวแทนของปรมาณแรธาตตางๆ ทมอยในอาหาร และยงใชปรมาณเถาเปนตวบงชคณภาพของอาหารและผลตภณฑอาหารได ดงนนการหาปรมาณเถาจงมความส าคญหลายประการ ซงในอาหารบางชนดปรมาณเถาสามารถบงชหรอประเมนคณคาทางโภชนาการได ดงนนปรมาณเถาในอาหารจงมความส าคญทจะตองวเคราะหเสมอ เมอตวอยางอาหารถกเผาไหมอยางสมบรณจะเหลอเถาซงมสขาว หรอสเทาออน และจะตองไมมสวนทเผาไหมไมสมบรณเหลออย นอกจากนเถายงสามารถน าไปวเคราะหเพอหาคณสมบตตาง ๆ ตอไปไดเชน เถาทละลายและไมละลายน า เถาทไมละลายในกรด ความเปนดางของเถา และสามารถน าไปหาปรมาณแรธาตในเถาไดอกดวย

54

ค าถามทายบท

1) จงอธบายความส าคญของการวเคราะหหาปรมาณเถาในอาหารชนดตาง ๆ เชน ในตวอยางพช ตวอยางอาหารทะเล เปนตน

2) การหาปรมาณเถาแบบใดทนยมใช ในการหาปรมาณเถาในอาหาร

3) ขอควรปฎบตในการหาปรมาเถาทเหมาะสมเพอทจะไดปรมาณเถาทแมนย า มวธใดบาง 4) จงเปรยบเทยบระหวางขอด-ขอเสยของการหาปรมาณเถาแบบแหงและการหาปรมาณเถาแบบเปยก

55


นธยา รตนาปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนตง เฮาส. ศยามน ปรยาจารย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร. คณะเทคโนโลย. มหาวทยาลยราชภฎอดรธาน. 115 น. AOAC International. 2000. Official Methods of Analysis of AOAC International. 17th ed.

(Horwitz, W. ed.) AOAC International, Gaithersburg, MD, Official Method 900.02 (chapter

44, p. 3), 923.03 (chapter 32, p. 2) and 938.08 (chapter 35, p. 8).

Harbers, L.H. 1998. Ash Analysis. In Food Analysis. 2nd ed. (Nielsen, S.S. ed.) Aspen

Publishers, Inc., Gaitherburg, MD, pp. 141-149.

Owusu-Apenten, R.K. 2005. International to Food Chemistry .U.S.A. : CRC Press.

Ranganna. S. 1991. Handbook of Analysis and Quality Control for Fruit and Vegetable

Products. 2nd ed., 1st reprint, Tata Mcgraw-Hill Publishing Company Limited, New

Delhi, pp. 7-9. https://profilab24.com/Thermconcept-Compact-Muffle-Furnaces-KLE#&gid=1&pid=1

https://www.ebay.com/itm/1pcs-Lab-Porcelain-Crucible-with-cover-5-300ML-High-

temperature-resistant-/273134135046.

https://www.ebay.com/itm/1pcs-Lab-Porcelain-Crucible-with-cover-5-300ML-High-temperature-resistant-/273134135046



การวเคราะหหาปรมาณคารโบไฮเดรต


1. หนาทและความส าคญของคารโบไฮเดรต

2. การจ าแนกชนดของคารโบไฮเดรต

3. สมบตทส าคญและสมบตเชงหนาทของคารโบไฮเดรต

4. การหาปรมาณคารโบไฮเดรตโดยการค านวณ

5. การหาปรมาณน าตาลรดวซซง 6. การหาปรมาณเสนใยอยางหยาบ


1. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงความหมาย ประเภท หนาท ความส าคญ และสมบตทส าคญของคารโบไฮเดรตในอาหาร

2. เพอใหนกศกษาสามารถบอกถงการใชงานและลกษณะของอปกรณทใชในการหาคาคารโบไฮเดรต

3. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงวธการวเคราะหหาปรมาณของคารโบไฮเดรตคาตางๆ ได



1. ศกษาเอกสารประกอบการสอน ต ารา วารสาร และเอกสารทเกยวกบการหาปรมาณคารโบไฮเดรตในผลตภณฑอาหาร

2. ศกษาแผนภม แผนใส ตาราง แผนภาพ วดทศนทเกยวของ 3. มอบหมายการคนควาและท าแบบฝกหดเปนการบาน

4. สอนสรปเน อหาเพมเตม

กจกรรมการเรยนการสอนประจ าบท

1. ผสอนต งค าถามเพอทดสอบพ นฐานความรเกยวประเภท หนาท ความส าคญ และสมบตทส าคญของคารโบไฮเดรตในอาหาร

2. แบงนกศกษาออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน ก าหนดหวขอศกษาใหแตละกลมกอนศกษาวดทศน เรอง คารโบไฮเดรต แลวชวยกนอภปรายและสรปเน อหาทส าคญจากน นใหตวแทนกลมออกมาน าเสนอหนาช นเรยน


4. ใหนกศกษาแตละกลมคนหาความรทเกยวของกบหลกวเคราะหคารโบไฮเดรต ทนาสนใจจากเวบไซต แลวน าเสนอในรปแบบรายงานหรอปายนเทศ

58

5. ใหนกศกษาท าแบบฝกหดทายบทเพอทบทวนบทเรยนและฝกความร ความเขาใจ

6. ใหนกศกษาศกษาเน อหาดวยตนเองโดยใชระบบการสอนออนไลนแลวตอบค าถามโดยการสงผานระบบ



3. รปภาพข นตอนการวเคราะหคารโบไฮเดรตในอาหาร

4. วดทศนเรอง คารโบไฮเดรตในอาหาร

5. เวบไซต และสอออนไลน 6. การท าปฏบตการ




2. ทดสอบความเขาใจอยางถกตองและความแตกตางของการหาปรมาณคารโบไฮเดรต

3. ทดสอบความเขาใจเกยวกบเน อหาในบท

4. ตอบประเดนหลกๆของบทได


1. นกศกษาสามารถท าแบบฝกหดและตอบค าถามทายบทไดไมนอยกวา 80%

2. นกศกษาสามารถอธบายเกยวกบวธการหาคาคารโบไฮเดรตคาตางๆ ไดอยางถกตอง 3. นกศกษาเขาใจในเน อหาของบทไมนอยกวา 70 %

4. นกศกษาสามารถตอบประเดนหลกๆของบทไดไมนอยกวา 80%

บทท 4

การวเคราะหหาปรมาณคารโบไฮเดรต

(Carbohydrate content analysis)

คารโบไฮเดรต (carbohydrate) เปนสารอนทรยทมมากทสดในธรรมชาต ค าวา คารโบ มาจากภาษา

ละตน หมายถง คารบอนและ ไฮเดรต เปนภาษากรก หมายถง น า สารกลมน พชสรางข นมาจากระบวนการทางเคมทส าคญยงคอ การสงเคราะหดวยแสง (photosynthesis) พบไดในพชและเปนททราบกนดวาเปนแหลงของแปงและน าตาล รวมท งกากใย (crude fiber- CF) คารโบไฮเดรตเปนแหลงของพลงงานทมราคาถกและหาไดงาย ในทวปเอเชยมการบรโภคขาว เปนอาหารม อหลก ถาความตองการพลงงาน 2,400 กโลแคลอรตอวนควรเปนพลงงานจาก คารโบไฮเดรตประมาณ 55-65 % ดงน นควรรบประทานคารโบไฮเดรตประมาณวนละ 300 - 400 กรม หรอ 2-3 กรมตอน น าหนกตว 1 กโลกรมจงพอเพยงกบปรมาณพลงงานทรางกายตองการ 4.1 หนาทและความส าคญของคารโบไฮเดรตในอาหาร

4.1.1 หนาทของคารโบไฮเดรตในอาหาร ในผลตภณฑอาหารคารโบไฮเดรตมหนาทดงตอไปน คอ

1) ชวยในการเพมส กลนรสและความหวานขงอาหาร เชน จากปฏกรยาการเกดคาราเมลไลเซชน

2) สามารถจบกบน าไดด เนองจากมสมบตโดยธรรมชาตเปฯ ไฮโกรสโคปก (hygroscopic)

คอ สามารถดดซบน าไดด โดยเฉพาะน าตาลซโครสทเปนผลก ซงสามารถปองกนไดโดยการเกบรกษาทความช นสมพทธนอยกวารอยละ 50 การทความช นมากกวาระดบน จะท าใหเกดการจบกนเปนกอน และจ าเปนสาเหตใหเกดการเจรญเตมโตของเช อจลนทรยตอไป

3) ชวยใหอาหารมลกษณะเน อสมผสตามตองการ เชน สตารช แปงดดแปร คาราจแนน เปนตน ในดานความหนด โครงสรางของอาหาร หรอเคกจะมความนมช นเมอมปรมาณน าตาลเพมข น แตตองไมเกนปรมาณทเหมาะสม นอกจากน ปรมาณน าตาลระดบหนงทไมสงมากเกนไป จะชวยใหเคกมปรมาตรทด หรอเมอแรงกของไขขาวจะมความคงตวทดเมอมปรมาณน าตาล เนองจากจะท าใหเซลลขนาดเลกลงและเน อสมผสทละเอยดข น ท าใหสามารถดข นฟไดด ฯลฯ

4) เปนแหลงอาหารของยสตและชวยในการหมกดอง 5) ท าใหเกดเจลอาหารจากเพอตน ซงเจลในอาหารจะท าใหเกดการอมน าและเกดเน อสมผส

อกท งยงท าใหเกดการกระจายตวของโมเลกลโปรตนหรอสตารช

6) ชวยใหไขมนมขนาดเลกลง ท าใหเกดการตกผลกไดด (crystallization)

7) ชวยปองกนการเสอมเสยของอาหารได

60

8) ชวยชะลอการเกดการตกตะกอนของโปรตน ในผลตภณฑโปรตนทมการเพมระดบน าตาล จะท าใหใชอณหภมสงข นในการตกตะกอนโปรตน

9) ท าใหไดโครงสรางประเภมตางๆเนองจากการตกผลกของน าตาล

10) มผลตอการเกดการออสโฒซส (osmosis)

11) มผลตอสของผลไม 4.1.2 ความส าคญของคารโบไฮเดรตในอาหาร

1) น าตาลโมเลกลเดยว เชน กลโคส ฟรกโตส และน าตาลโมเลกลคาบงชนด เชน มอลโตส แลกโตส สามารถใหความหวาน ละลายในน าได ตกผลกได และสามารถท าใหเกดการเปลยนแปลงได เชน น าตาลเมอใหความรอนจะท าใหไดสและกลนของคาราเมล หรอน าตาลเอรวมกบโปรตนจะท าใหเกดปฏกรยาสน าตาล เปนตน

2) น าตาลโมเลกลเชงซอนหลายๆชนด เชน เดกซแทรน สตารช แปง กมคารราจแนน เพกตน และเซลลโลส เปนตน มการใชประโยชนดานตางๆมากมาย เชน การท าใหเกดเจล การท าใหอาหารมความคงตว การใหลกศณะเน อสมผสทดในอาหารประเภทโปรตน ใชเปนอมลซไฟเออร ใชในการตกตะกอนโปรตน และสงหนงทนบวาเปนความส าคญของการใชประโยชนจากคารโบไฮเดรตเชงซอนในอาหารกนมาก คอ การท าใหอาหารและผลตภณฑมลกศณะขนหนอหรอม body ของผลตภณฑเพมมากข น

ส าหรบประโยชนของสารอาหารประเภทคารโบไฮเดรตในผลตภณฑอาหารหรออตสาหกรรมอาหารตางๆ ดงแสดงในตารางท 4.1 ดงตอไปน

ตารางท 4.1 ประโยชนของคารโบไฮเดรตในกลมผลตภณฑอาหารบางชนด

ผลตภณฑอาหาร/ใชในอตสาหกรรม สมบตและประโยชนทใช ขนมอบและผลตภณฑแนค (baking and snack foods) ครมแตงหนาขนม เกดลกษณะเปนฟลม เน อสมผสเรยบ เกลช/ฟรอสต ง (glaze/frosting) ปองกนการตกผลก เกดเปนฟลม ยดเกาะไดดควบคม

ความหวาน เครองดม (beverage) กลนรสของเครองดม หวานนอย และปรบปรงลกษณะเน อสมผส (body) เครองดมส าหรบทารก ละลายไดด ยอยงาย หวานนอย รสธรรมชาต อาหารพเศษ (ส าหรบนกกฬา) การแพรกระจายต า ละลายไดงาย ยอยงายมาก หวาน

นอย รสธรรมชาต สารชวยในการผสม (binder) ซเรยล/สแนค (cereal/snack) ดดความช นต า จบตวกนไดด

สารเคลอบสแนค/นท เกดฟลม รกษากลนรส

61 ตารางท 4.1 ประโยชนของคารโบไฮเดรตในกลมผลตภณฑอาหารบางชนด (ตอ)

ผลตภณฑอาหาร/ใชในอตสาหกรรม สมบตและประโยชนทใช ขนมหวาน (confectionery) ลกกวาด ละลายไดด ดโความช น ปองกนการเกดลกษณะบม

(bloom) ของลกกวาด

ผลตภณฑน านม (dairy) ครมใสกาแฟ กระจายไขมนไดด ใหรสชาตทด ลกกวาด เนยแขงเทยม ชวยในกระบวนการผลต ใหลกษณะเน อสมผสทด ผลตภณฑเน อ (meat) เน อแปรรป ความหวานนอย เน อเนยน รกษาความช น

ปองกนการเกดสน าตาล เครองเทศและเครองปรงรส (spices and seasonings)

เปนตวพา และรกษาความช นในผลตภณฑเสรมกลนรส

ซอส และ น าสลด (sauces and salad dressings) เนยแขง/ซอสขาว หวานนอย เน อเนยน และไมบดบงกลนรส น าสลด ใหเน อสมผสและ cling ลดการเกดลกษณะในน าสลด

ซอสมะเขอเทศ ใหลกษณะเน อสมผส สเขมและสดใส (ทมา : Parker, 2003)

ส าหรบตวอยางปรมาณคารโบไฮเดรตท งหมดทพบในอาหารบางชนด ดงแสดงในตารางท 4.2

ตารางท 4.2 ตวอยางปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหารและเครองดมบางชนดทคนไทยนยมบรโภค

ชนดของอาหาร ปรมาณคารโบไฮเดรต (รอยละ)

ขาว ขนมปง ขาวโพด

มนฝรงตม ขนมเคก

คกก ลกกวาด ผลไมแหง

น าผ ง แนม เยลล

น าตาล

79 52-58 74-78

19 56-58 60-80 56-99 75-88

90 56-71 100

ทมา (ลาวลย, 2542.)

62 4.2 การจ าแนกชนดของคารโบไฮเดรต

คารโบไฮเดรตเปนสารประกอบอนทรยกลมใหญในอาหาร โดยทวไปประกอบดวยธาตหลกสามธาต คอ คารบอน (C) ไฮโดรเจน (H) และออกซเจน (O) มสตรทวไปอยางงายคอ Cn (H2O)x ซง n เทากบ 3 หรอมากกวา และ x เทากบ n ในกรณของโมโนแซคคารไรด แตนอยกวา n ในกรณของโอลโกแซคคารไรดและ โพลแซคคารไรด โดยทอตราสวนระหวางธาตไฮโดรเจนและออกซเจนในคารโบไฮเดรตสวนใหญประมาณ 2 :

1 เชนเดยวกบน าจงไดชอวา เปนไฮเดรตของคารบอน แตความจรงคารโบไฮเดรตไมใชไฮเดรตทแทจรงของคารบอน คารโบไฮเดรตจ าแนกออกเปนกลมตามลกษณะโครงสรางของโมเลกลไดเปน 3 กลม ดงน

1. มอโนแซกคาไรด หรอเรยกวา น าตาลโมเลกลเดยว (simple sugar) 2. โอลโกแซกคาไรด 3. พอลแซกคาไรด

คารโบไฮเดรตในอาหาร

คารโบไฮเดรตในอาหารทคนเราบรโภคไดสวนใหญมาจากพช มเพยงไกลโคเจนและน าตาลแลกโทสเทาน นทมาจากสตว ปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหารบางชนดแสดงดงตารางท 4.3

ตารางท 4.3 ปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหารบางชนด

อาหาร คารโบไฮเดรต

(% น าหนกสด) อาหาร คารโบไฮเดรต

(% น าหนกสด) โยเกรต

น านม

แปงมนฝรง แครอท

มนฝรง น าตาลทราย

5.60

4.78

83.10

3.59

15.40

100.00

บรอกโคล

มะเขอเทศ

แอปเปล

องน

สม

น าผ ง

2.30

3.63

12.39

16.11

9.19

75.10

(ทมา : . BeMiller, 1998)

4.2.1 โมโนแซคคารไรด (monosaccharide)

โมโนแซคคารไรดหรอน าตาลช นเดยวเปนโมเลกลน าตาลพ นฐาน โมโนแซคคารไรดในอาหารทส าคญมเพยงสองกลม คอกลมเพนโตส เปนน าตาลทมคารบอน 5 อะตอม (C5H10O5) และกลมเฮกโซส (C6H12O6) เปนน าตาลทมคารบอน 6 อะตอม

4.2.1.1 น าตาลเพนโทส (pentose) ปกตไมพบตามล าพงในธรรมชาตแตพบในถว ผลไมและรากพชบาง ชนดมน าตาลอะราบโนส (arabinose) และไซโลส (xylose) อยบาง เซลลในรางกายสงเคราะห น าตาลเพนโทสไดโดยเฉพาะน าตาลไรโบส (ribose) ซงเปนสวนประกอบของสารเคมทส าคญ หลายอยาง เชน

63 กรดไรโบนวคลอก (ribonucleic acid – RNA) ทเกยวของกบปฏกรยาทาง ชวเคมอะดโนซน ไตรฟอสเฟต (adenosine triphosphate-ATP) มหนาทขนสงพลงงานใน รางกาย และไรโบเฟลวน (riboflavin) ซงเปนวตามนทเปนสวนประกอบของโคเอนไซม (coenzyme) ทส าคญหลายชนด สวนน าตาลไรโบสทมออกซเจนนอยกวาปกต ชอวา 2-ดออกซ- ด-ไรโบ ส (2-deoxy-D-ribose) เปนสวนประกอบของกรดดออกซ ไรโบนวคลอก (deoxyribonucleic acid-DNA) ซงมบทบาทส าคญในดานพนธกรรมของสงมชวต

4.2.1.2 น าตาลเฮกโซส (hexose) น าตาลเฮกโซสจดเปนน าตาลทมความส าคญในทางโภชนาการ ไดแก น าตาล กลโคส ฟรกโตส และกาแลคโตส สตรโครงสรางของน าตาลท งสามชนดแสดงในรปท 4.1

รปท 4.1 โครงสรางของน าตาลเฮกโซสทส าคญทางโภชนาการ

(ทมา : http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf)

1) กลโคส (glucose)

บางคร งเรยกวาเดกซโทรส (dextrose) หรอน าตาลองน (grape sugar) พบเปนน าตาลอสระในน าผ ง ออย องน พชผกและผลไมต างๆ ทมปรมาณไมมากนกเพราะกลโคสทผลตข นโดยการสงเคราะหดวยแสงในพชถกขนยายจากใบไปแปรรปเปนคารโบไฮเดรตเชนแปงในหวหรอเมลด เปนเซลลโลสในโครงสรางของกงกานและล าตน กลโคสบรสทธ เปนผลกสขาว ละลายน าไดด มรสหวานนอยกวาน าตาลทราย กลโคสเปนน าตาลพ นฐานทส าคญทสดในทางโภชนาการเพราะเปนสวนประกอบของน าตาลไดแซคคารไรดแทบทกชนด และเปนโมเลกลน าตาลทเปนหนวยยอยของแปง ไกลโคเจน และเซลลโลสดวย เปนแหลงพลงงานทส าคญทสดเพราะสลายใหพลงงานไดอยางรวดเรว นอกจากน แพทย ยงใหกลโคสแกผปวยทออนเพลย

2) ฟรกโตส (fructose)

บางคร งเรยกวา เลวโลส (levulose) หรอน าตาลผลไม (fruit sugar ) เปนน าตาลเฮกโซสทถกสรางข นกอน แปรรปเปนกลโคส ฟรกโตสอสระพบในพช ผลไมสก บางคร งจงเรยกฟรกโตสวาเปนน าตาลผลไม นอกจากน พบในน าผ ง ฟรกโตสเปนน าตาลธรรมชาต ทมผลกสขาวละลายน าไดดมาก มรหวานจด ทสด (ตารางท 3.1) ในธรรมชาตสวนใหญฟรกโตสรวมกบน าตาลกลโคสเปนซโครส

http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf

64

3) กาแลคโตส (galactose)

กาแลคโตสเปน น าตาลอสระทไมพบในธรรมชาตปกตรวมกบน าตาลกลโคสเปนไดแซคคารไรดท ชอแลคโทสในนม พบในรปกาแลคโตซามน (galactosamine) ในสารหมเลอด (blood group substance) นอกจากน พบในเน อเยอประสาท ผงผด กาแลคโทสเปนสวนประกอบของยาง วนและเมอกในตนไม กาแลคโทสละลายน าไดแตไมดเทากบกลโคสและมความหวานนอยกวา

4.2.2 โอลโกแซคคารไรด (oligosaccharide)

น าตาลหลายช น ประกอบดวยโมเลกลของโมโนแซคคารไรด 2 ถง 10 โมเลกล ตอกนดวยพนธะไกลโคซดคบอนด (glycosidic bond) ในการรวมตวน เกดน าข น 1 โมเลกลจาก ปฏกรยาดไฮเดรชน (dehydration)

1) ไดแซคคารไรด (disaccharide) โอลโกแซคคารไรดสวนใหญเปนไดแซคคาไรด หรอน าตาลสองช นซง ประกอบดวยโมโนแซคคารไรด 2 โมเลกล ดงแสดงในรปท 4.2 พบมากในธรรมชาต น าตาลชนดน เปนน าตาลทม ความส าคญทางโภชนาการ เพราะเปนน าตาลสวนใหญทบรโภคโดยเฉพาะน าตาลซโครสหรอ น าตาลทราย

(1) ซโครส (sucrose) น าตาลน มชอเรยกอกชอวาน าตาลทรายหรอน าตาลออย (cane sugar) โมเลกลประกอบดวยกลโคสและฟรกโตส ซโครสเปนผลกใสบรสทธ ละลายน าไดด มรส หวาน ออย มะพราวและตาลเปนพชเขตรอนทใชในการผลตน าตาล อตสาหกรรมอาหารมการใช เอนไซม (invertase) ยอยซโครสใหไดสวนผสมของน าตาลกลโคสและฟรกโตสเรยกวา น าตาล อนเวรท (invert sugar)

รสหวานแหลมกวาน าตาลทรายธรรมดา น าผ งเปนน าตาลอนเวรททเกด จากผ งเกบน าหวานไปจากดอกไม ถามรสหวานจดอาจมฟรกโตสสงถง 50 % กลโคส ประมาณ 40 % และเหลอซโครสเพยง 1-5 % เทาน น นอกจากน มความหอมของดอกไม

(2) มอลโตส (maltose) น าตาลน มชอเรยกอกชอวาน าตาลมอลต (malt sugar)

โมเลกล ประกอบไปดวยกลโคส 2 โมเลกล เปนน าตาลทเกดจากการยอยแปงและไกลโคเจน มอลโตสละลายน าไดดแตรสไมคอยหวาน พบในเมลดพชทก าลงงอก เชน ตนถว ตนขาวมอลตและจาก การยอยแปงดวยเอนไซมแอลฟา-อะไมเลส (α-amylase)

(3) แลคโตส (galactose) น าตาลในน านมของคนและสตว (milk sugar) พบรอยละ 4-7 ประกอบไปดวยกลโคสและกาแลคโตสอยางละ 1 โมเลกล น าตาลแลคโตสมผลกเปนผงละเอยด คลายทราย ไมคอยละลายน า ไมคอยมรสหวานเมอเทยบกบซโครส ถาหมกแลคโตสกบเช อ แบคทเรย lactobacillus spp. จะไดกรดแลคตก (lactic acid) และแอลกอฮอล

(4) ทรฮาโลส (trehalose) น าตาลชนดน ประกอบไปดวยกลโคส 2 โมเลกลเปนน าตาลท พบในสาหรายทะเล เหด ราและแบคทเรย บางคร งเรยกวาน าตาลในเหด

65

รปท 4.2 โครงสรางของโอลไกแซคคารไรดทส าคญทางโภชนาการ (ทมา : http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf)

2) ไตรแซคคารไรด (trisaccharide) โอลโกแซคคารไรดทประกอบดวยโมโนแซคคารไรด 3

โมเลกล เรยกวา แรฟฟ โนส (raffinose) ซงประกอบดวยฟรกโทส กลโคสและกาแลคโทส อยางละ 1 โมเลกล พบมากในถวลนเตา ถวเหลอง ถวเขยว ถวลสง เมลดฝาย กากน าตาลออย หวบท (beet root)

3) เททราแซคคารไรด (tetrasaccharide) น าตาลทมคารบอน 5 อะตอม ประกอบดวยโมโนแซคคารไรด 4 โมเลกลทพบในพชหลายชนด คอ สตาคโอส (stachyose) ประกอบดวยกาแลคโทส 2โมเลกล กลโคสและฟรกโทสอยางละ 1 โมเลกล โครงสรางของสตาคโอสคลายแรฟฟโนสแตมกาแลคโทส เพมอก 1 โมเลกล พบมากในถวเขยว ถวเหลอง ถวลสง ถวลนเตา

4.2.3 โพลแซคคารไรด (polysaccharide)

โพลแซคคารไรดเรยกวา complex sugar หรอ multiple sugar หรอ glycans แตเปนคารโบไฮเดรตทไมใชน าตาล ประกอบดวยโมโนแซคคารไรดเกน 10 โมเลกล โพลแซค คารไรดทมน าหนกโมเลกลสงมกไมละลายน าเยน ไมมรสหวาน ถาโพลแซคคารไรดประกอบดวย โมโนแซคคารไรดเพยงชนดเดยว ไมมสารเคมอนปน เรยกวา โฮโมโพลแซคคารไรด (homopolysaccharide) เชน แปงประกอบดวยกลโคส

66 อยางเดยว สวนเฮทเทอโรโพลแซคคารไรด (heteropolysaccharide) ประกอบดวยโมโนแซคคารไรดหลายชนด โพลแซคคารไรดบาง ชนดเปนอาหาร ส ารองของพช เชน แปง บางชนดเปนโครงสรางของพช เชน เซลลโลส โพลแซค คารไรดเปนคารโบไฮเดรตทมความส าคญทางโภชนาการมากเพราะเปนแหลงอาหารพลงงานทส าคญ

1) แปง (starch) แปงสวนใหญเปนอาหารสะสมอยในเมลดธญพช (storage substances)

เชนขาว เผอก มน ผลไมดบ เชน กลวยดบ มะมวงดบ เมอผลไมเรมสกเปลยนแปงใหเปนน าตาล พบในธญพชทยงออนมรสหวาน เชน ขาวโพด แปงไมละลายในน าเยน แตในน ารอนเมดแปงดดน าพองตวและแตกตวกลายเปนแปงเปยกคลายน าตาล แปงยอยงายและมคณคาพลงงานเทากบ น าตาล โมเลกลของแปงประกอบดวยโพลแซคคารไรดสองชนด อะไมโลส (amylase) ซงละลาย ในน ารอน เมดแปงดดน าและพองตวออกคลายกาว อะไมโลสประกอบดวยกลโคสประมาณ 250- 300 โมเลกล จนถง 3,000 โมเลกล และอะไมโลเพคตน (amylopectin) ซงละลายน ารอนไมได มากเหมอนอะไมโลสเพราะโมเลกลใหญกวามากประกอบดวยกลโคสเปนพนโมเลกล (รปท 4.3)

รปท 4.3 โครงสรางของโพลแซคคารไรดทส าคญทางโภชนาการ

(ทมา : http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf)

67

2) ไกลโคเจน (glycogen) ไกลโคเจนเปนคารโบไฮเดรตทสตวเกบไวเปนอาหารส ารองในตบ ในกลามเน อ ไกลโคเจนเปนแหลงอาหารพลงงาน สตวทมไกลโคเจนมาก เชน หอยตางๆ โดยเฉพาะหอยนางรมสด การทเน อสตว ตบสตวและหอยมความหวานเปนเพราะไกลโคเจนในอาหารเมอถกความรอนขณะหงตมหรอถกเอนไซมอะไมเลสยอยเกดมอลโทสและกลโคสซงม ความหวาน ไกลโคเจนละลายในน าไดบาง ซงแตกตางจากแปง ไกลโคเจนประกอบดวยกลโคส ประมาณ 10,000-30,000 โมเลกล (รปท 4.4)

รปท 4.4 โครงสรางของไกลโคเจน (ทมา : http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf)

3) เดกซทรน (dextrin) เดกซทรนเกดข นเมอแปงถกยอยโดยเอนไซมหรอกรดหรอถกความรอนแหง เชน ปงหรอคว โมเลกลของแปงถกทอนใหเลกลง เมอแปงถกยอยดวยเอนไซมหรอกรด แปงเรมสลายตวและในข นสดทายไดน าเชอมทมกลโคสเปนสวนใหญแตมมอลโทส และเดกซ-ทรนปนอยบาง ในเมลดพชทก าลงงอกพบเดกซทรนมาก เดกซทรนละลายน าไดด รสหวาน เลกนอย ยอยงายกวาแปง ใชเล ยงทารกและผปวยไดดโดยเฉพาะเดกซโทรมอลโทส (dextromaltose)

68

4) เซลลโลส (cellulose) เซลลโลสเปนโพลแซคคารไรดทมมากทสดในพชและเปนสารอนทรยทม มากทสดในโลก แหลงของเซลลโลสไดแก เยอไม ปยฝาย เซลลโลสสวนใหญอยทผนงเซลลท า

หนาทเปนโครงสรางของพช ท าใหผนงเซลลแขงคงรป โดยเรยงกนอยเปนมดๆ (fibril) สตวกน หญาตองอาศยเอนไซมของจลนทรยทอยในกระเพาะในล าไสใหญหรอในไสตงชวยยอยเซลลโลส ในคนถอวาเซลลโลสเปนสงทยอยไมไดหรอเปนใยอาหาร ไมมคณคาทางพลงงาน เซลลโลสไม ละลายน าแตดดซมน าไดด โมเลกลประกอบดวยกลโคสประมาณ 3,000 โมเลกล

เซลลโลสสวนใหญอยในผนงเซลลท าหนาทโครงสรางของพช โดยพชทแกม เฮมเซลลโลส

เพคตนมาผนกเสนใยเซลลโลสและเมอปรมาณลกนนเพมข นกท าใหแขงเปน เน อไม ในทางโภชนาการ สวนทยอยไมไดในอาหารจากพชทรวมเอาลกนน เซลลโลส เฮม เซลลโลส และเพคตนไวดวยกนจดวาเปน เสนใยอาหาร (food fiber) พชประเภทผก ถวและ ผลไมจดเปนแหลงทใหเสนใยอาหารเพราะมเซลลโลสอยในปรมาณสงจงควรรบประทานประจ าทกวน วนละประมาณ 20-36 กรม เพอระบบขบถายเปนไปอยางสม าเสมอเพราะเสนใยอาหาร หรอกากชวยกระตนการเคลอนไหวของล าไสใหญ เสนใยอาหารบางชนดดดซบน าไดมากท าให อจจาระออนนม ขบถายไดงายข น เสนใยอาหารชวยใหการขบถายดข น ชวยดดซมสารพษใน

ล าไสใหญและไมกอใหเกดมะเรงทล าไสใหญ (รปท 4.5)

รปท 4.5 โครงสรางของเซลลโลส (ทมา : http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf)

69 4.3 เสนใยอาหาร ใยอาหารแบงออกเปน 2 ประเภท ไดแก

4.3.1 เสนใยอาหาร (soluble fiber)

ใยอาหารกลมน ละลายน าเปนเมอกใสๆ หรอขนคลายยางพบมากในผลไมและพช ตระกลถว เมลด ผกและมมากในขาวโอต (oat) ใยอาหารประเภทน ชวยลดโคเลสเตอรอล ลด ความอวนและควบคมเบาหวาน

4.3.2 เสนใยอาหารไมละลายน า (insoluble fiber)

ในอาหารพวกน เปนกากเพราะไมละลายน า พบมากในขาวซอมมอ เส ยนผก เปนตน

ตารางท 4.4 ปรมาณเสนใยในอาหารบางชนด

ชอของอาหาร ปรมาณเสนใยอาหารท งหมด (กรม/100 กรม น าหนกสด)

ขาวบารเลย อะพรคอท ลกพรน ลกเกด แครอท ถวพม

พารสเลย

12.25 1.12 3.13 87

3.93 2.89 2.66

(ทมา : นธยา, 2545)

เมอกลาวถงประเภทตางๆของคารโบไฮเดรตแลว กมการน าคารโบไฮเดรตเหลาน มาใชประโยชนในทางอตสาหกรรมอาหาร ซงคารโบไฮเดรตแตละชนดมประโยชนหรอการประยกตใชอยางไร แสดงรายละเอยดไดดงในตารางท 4.5

ตารางท 4.5 การใชประโยชนของคารโบไฮเดรตบางชนดในอตสาหกรรมอาหาร

คารโบไฮเดรตทใช กระประยกตใช โมโนแซคคาไรดและอนพนธ -ด-กลโคส -ด-ฟลกโตส -แอล-ซอรโบส

- การหมกเพอใหไดแอลกอฮอร สารใหความหวาน สารใหพลงงาน สารถนอมอาหาร - สารใหความหวานทไมท าใหฟนผ สารใหความหวานส าหรบโรคเบาหวาน สารถนอมอาหารและสารดดความช น - สารสงเคราะหวตามนซ

70 ตารางท 4.5 การใชประโยชนของคารโบไฮเดรตบางชนดในอตสาหกรรมอาหาร (ตอ)

คารโบไฮเดรตทใช กระประยกตใช ไดแซตตาไรด - แลคโตส - ซโครส

- การปรบปรงรสชาตในผลตภณฑน านม สวนประกอบในผตภณฑน านมหมก - การหมกเพอใหไดแอลกฮอล สารใหความหวานการผลตคาราเมล สามารถถนอมอาหาร

โพลแซคคาไรด - อะการ -อลจเนท - คารราจแนน - เซลลโลส -กมทรากาแคนธ -เพกตน -สตารช

- สารอาหารของจลนทรย สารท าใหเกดเจล อมลซไฟเออร สารปองกนการเหมนหนในขนมปง สารทดแทนเน อ และสารเพมเน อสมผสในผลตภณฑเน อ - สารท าใหขน สารท าให เกดเจล สารคงตวส าหรบลกษณะโฟมหรอเปนฟองในเบยรและอาหาร - สารท าใหเกดเจล สารคงตว ลกษณะเสนใยโปรตน ในผลตภณฑเน อ สารปองกนการตกตะกอนของไขมนนม สารชวยใหน านมใส -สารทใชสงเคราะหกลโคส เสนใยอาหาร สารดซบ - สารท าใหขนหนด สารท าใหคงตว -สารท าใหเกดเจล สารทท าใหเบยรคงตว - สารเตมแตงในอาหาร สารท าใหขนหนด สารท าใหเกดเจล ใชในขนมอบ ใชผลตภณฑ

(ทมา : Sikorski, 2002)

4.4 สมบตทส าคญและสมบตเชงหนาทของคารโบไฮเดรต

4.4.1 สมบตทส าคญทางเคมองคารโบไฮเดรต

ส าหรบสมบตทางเคมทส าคญของคารโบไฮเดรตมรายละเอยดเปนขอๆดงไดตอไปน 1) การเกดปฏกรยาไฮโดรไลซล น าตาลโมเลกลคจะเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสเมอมการใหความรอน โดยเฉพาะนาภาวะทมน าและกรด ซงพบในการตรยมลกกวาด แตกยงมการเกดปฏกรยาไฮโดร ไลซสได เมอมการใหความรอนกบผงน าตาลไฮโดรซส โดยมการดงโมเลกลของน าและท าใหน าตาลโมเลกลคแตกตวออกได นอกจากน การเกดปฏกรยาไฮโดรไลซสในโพลแซคคาไรดจะท าใหไดน าตาลจ านวนมาก

2) การเกดดเกรเดชน ปฏกรยาเปนกระบวนการแรกทเกดจากการท าลายดวนความรอนของน าตาล ท าใหเปดโครงสรางวงแหวนของน าตาล และท าใหเกดสารอลดไฮดและคโตนข น และในกรณทมกรดอยจะท าใหเกดการดงน า 3 โมเลกลออกมา ท าใหไดกรดอนทรยและสารอลดไฮด แตปฏกรยาน กอาจพบไดในสภาวะทเปนดาง

71 3) การเกดปฏกรยาคาราเมลไลเซชน เมอน าตาลถกหความรอนทอณหภมสงคอ ประมาณ 140 องศาเซลเซยสส าหรบน าตาลซโครส จะท าใหเกดปฏกรยาทางเคมน ข น และในทสดจะท าใหผลตภณฑไหมหรอกลายเปนเถาถาน แตอยางไรกตามปฏกรยาคาราเมลไลเซชนของน าตาลบางชนด กท าใหไดสและกลนรสทตองการ โดยจะมสต งแตสน าตาลทองออนๆไปจนถงน าตาลเขม กอนทจะเกดการเผาไหมข น ส าหรบกระบวนการการเกดปฏกรยาคาราเมลไลเซชนเรมจาก น าตาลซโครสถฏเปลยนใหเปนน าตาลอนเวอรต คอ น าตาลกลโคสและน าตาลฟรกโทส ซงสงผลใหวงแหวนของโครงสรางน าตาลถฏเปดออก และท าใหเกดการรวมตวกนของสารประกอบบางชนด เกดเปนโพลเมอรทมขนาดต งแต 3-10 หนวย การเปลยนแปลงทางเคมทอณหภมสงมากๆ จะท าใหเกดปฏกรยาการท าแหง และท าใหเกดกรดอนทรยและสวนประกอบทมวงแหวนบางชนด

4) การเกดปฏกรยามลลารด หรอปฏกรยาการเกดสน าตาลทมความส าคญอยางมากในการเตรยมอาหาร ปฏกรยาเปนปฏกรยาสน าตาลทไมไดเกดจากเอนไซม โดยเกยวกบการรวมตวกนของน าตาลรดวซงและเอมน ส าหรบน าตาลโมเลกลเดยวทเปนน าตาลรดวซง คอ น าตาลกลโคส ฟรกโทส และกาแลกโทส สวนน าตาลโมเลกลคทเปนน าตาลรดวซง คอ น าตาลมอลโทส และแลกโทส ตวอยางเชน เมอน าตาลแลกโทสผานปฏกรยาสน าตาลทไมไดเกดจากเอนไซม จะท าใหไดไรโบส ฟรกโทส และกลโคส จากน น น าตาลรดวซงเหลาน จะจบกบเอมนและโปรตนในอาหารอนๆ ส าหรบปฏกรยานน จะเกดการเปลยนแปลงสอยางชาๆ และใชพลงงานนอยกวาทใชในการเกดปฏกรยาคาราเมลไลเซชน โดยจะเปลยนจากสารทไมมสใหกลายเปนสทองไปจนกวาถงสน าตาลแดงหรอสน าตาลคล ากได ตวอยางเชน การอบเคกทท าใหเกดสน าตาลทเปลอกนอก แตทพเอช 6 หรอมากกวาจะชวยเรงการเกดปฏกรยามลลารด

4.4.2 สมบตเชงหนาทของคารโบไฮเดรต

สมบตทส าคญเชงหนาทของคารโบไฮเดรตมรายละเอยดเปนกลมใหญๆ 2 กลมดงน คอ

กลมน าตาล

1) น าตาลรดวซง (reducing sugar)

น าตาลโมเลกลเดยวหรอโมเลกลคทมหมอลดไฮดหรอคโตนอยในโมเลกลเรยกวา น าตาลรดวซง โดยน าตาลรดวซงจะท าหนาทเปนตวรดวซงเอเจนต ท าใหไดโมเลกลของน าตาลทถกออกซไดซและสารทถกรดวซ คาการเกดรดวซงของน าตาลข นอยกบการมหมคารยอนลอสระอยในโรงสราง น าตาลรดวซงเดยวของกบการเกดสน าตาลจากปฏกรยามลลรด

2) การเกดสน าตาล (browning)

ในน าตาลเกดปฏกรยาการเกดสน าตาลทส าคญ 2 แบบ คอ การเกดปฏกรยาสน าตาลจากปฏกรยามลลารด และการเกดปฏกรยาสน าตาลจากปฏกรยาคาราเมลไลเซชนส าหรบการเกดปฏก รยาสน าตาลจากปฏกรยามลลารด (Maillard reaction or Strecker degradation) จะท าใหเกดรงควตถสน าตาลทเรยกวา “เมลานอยดน” (melanoidins) ในอาหารปฏกรยาน ท าใหเกดสน าตาลและกลน-รสทไมตองการในอาหาร เชน ในผลตภณฑขนมอบ ไขขาวผง มนฝรงบดผง สวนประกอบตางๆทใชในอาหาร เปนตน แต

72 ปฏกรยามลลารดไมไดใหผลทางดานลบแตเพยงอยางเดยว ยงใหผลทางดานบวกดวย เชน การใหกลนหอมและผวสน าตาลของขนมปง กลน-รส ของชอกโกแลต กลน-รสของเน อยาง เปนตน การเกดปฏกรยามลลารดเปนปฏกรยาการเกดสน าตาลทไมเกยวของกบเอนไซม (nonenzymatic browning) โดยหมคารบอนลทอสระในโมเลกลของน าตาลรดวซงจะท าปฏกรยากบหมอะมโนทมอย ท าใหเกดการรวมตวกลายเปนสารไกลโคซลลามน และถกเปลยนไปเปนไพราซน (สารประกอบพวกเฟอฟรอล) และสารเหลาน จะถกเปลยนตอไปโดยปฏกรยาโพลเมอรไลซชน ท าใหเกดสารทมน าหนกโมเลกลขนาดใหญ นนคอ เมลานอยดน ซงมสน าตาลและเกดกลน-รส ทไมตองการในผลตภณฑรวมท งท าใหผลตภณฑเกดสารสญเสยความช นมากเกนไปดวย

การเกดปฏกรยาสน าตาลจากปฏกรยาคาราเมลไลเซชน (caramelization) เปนการเกดรงควตถคาราเมลสน าตาล อณหภมทเหมาะสม คอ ประมาณ 200 °C และตองไมมโปรตนในการเกดปฏกรยาน ดวยตงควตถคารมเมลมเชอเรยกวา “คาราเมลเลน” (caramelen, C24H30O18) อาจเกดการแตกตวและการสญเสยความช น ท าใหเกดกรดและกลน-รสทไมตองการได การใชประโยชนจากปฏกรยาน ไดแก สของเครองดมโคลา เกดจากการใชปฏกรยาคาราเมลไลเซชนในสภาวะทมสารแอมโมเนยมไบซลเฟต เปนตน

3) การตกผลก (crystallization)

น าตาลสามารถอยไดท งในรปแบบของสารละลาย เชน น าเชอม และรปของผลกซงถอไดวาเปนลกษณะทส าคญ การเกดโครงสรางแบบผลกหรอการตกผลก เกดจากการจดเรยงรปรางแบบสามมตของเซลลเพอใหอยในสถานะของแขง การตกผลกข นอยกบปจจยตางๆตอไปน คอ ความช น ความเขมขน และอณหภมในการตกผลกของน าตาล การเกดผลกของน าตาลม 2 ข นตอนใหญๆ คอ ข นตอนท 1 โมเลกลของน าตาลจะถกเคลอนยายมาทผวของผลก และข นตอนท 2 จะเกดการรวมตวของน าตาลเขาไปในโครงสรางของผลก

ส าหรบบางคร งการตกผลกของน าตาลในผลตภณฑอาจจะไมเปนทตองการ เชน การตกผลกของน าตาลแลกโทสในไอศกรมหรอนมขนหวาน ท าใหไดผลตภณฑทไมเรยบเนยนและมลกษณะสากมากเกนไป สวนในการผลตลกอมแบบฮารดแคนด การใชแหลงของน าตาลมความส าคญมาก เชน ถาใชน าตาลซโครสท าใหไดผลกลกอมทมขนาดใหญเกนไป ไมเรยบและไมสม าเสมอ จงควรใชน าตาลกลโคสและฟรกโทสจะท าใหไดผลกลกอมขนาดเลกและเหมาะสมในการท าลกอมตอไป

4) สารดดซบความช นหรอสมบตไฮฌโรสปก (humectancy/hygroscopicity)

ค าวา humectants หมายถง สารทสามารถจบและดซบความช นไวไดด ส าหรบน าตาลแตละชนดกมคาไฮโกรสโคปกทแตกตางกนดงแสดงในตารางท 4.6 ในอตสาหกรรมอาหารสวนใหญจะใชคารโบไฮเดรตหรอน าตาลบางชนด เปนสวนประกอบในการดดซบความช น เชน ฟรกโทสมสมบตไฮโกรสโคปกมากกวาน าตาลซโครส ท าใหสามารถลดความช นในผลตภณฑลงไดมากกวา โดยสารเหลาน สามารถเกดพนธะไฮโดรเจนกบน า สงผลใหเช อจลนทรยมปรมาณน านอยลง ทจะสามารถน าไปใชในการเจรญเตบโตได

73 ตารางท 4.6 คาไฮโกรสโคปกของน าตาลบางชนดภายใตสภาวะทแตกตางกน

น าตาล %ของการดดซบน า 20° ซ. 25° ซ.

RH = 60%, 1ซม. RH = 100%, 25วน RH = 90%, จนสมดล

มอลโทส แลกโทสไฮเดรต (บรสทธ) ฟรกโทส กลโคส น าตาลอนเวอรต

ซโครส

5.05 5.05

0.28 0.07 0.16 0.04

nd nd

73.4 14.5 74.0 18.4

nd nd

41-43 17-18

nd 50-56

RH = relative humidity คอ คาความช นสมพนธของบรรยากาศ

Nd หมายถง ไมมขอมล

(ทมา : McWilliams, 2005)

5) อนเวอรชน (inversion)

การท าปกกรยาไฮโดรจนไลซสกบน าตาลซโครสเพอใหไดสารประกอบจ าพวกโมโนแซคคาไรด จ าเปนในกรณทตองการใหผลตภณฑมรสหวานเพมข น เมอผลตภณฑน นมเพยงน าตาลซโครสเพยงชนดเดยว และผลตภณฑสดทายทไดจากการไฮโดรเจนไลสน าตาลซโครส เรยกวา น าตาลอนเวอรต

6) การเกดปฏกรยาออกซเดชนและรดกชน (oxidation and reduction)

การเกดปฏกรยาออกซเดชนของหมอลดไฮดในน าตาล จะท าใหเกดการสญเสยความหวานและเปลยนหมอลดไฮดใหกลายเปนหมคารบอซลทท าใหเกดกรด ในขณะทการเกดปฏกรยารดกชนของหมคารบอนลในน าตาลรดวซง ท าใหเกดน าตาลแอกอฮอลทมรสหวานปานกลาง ซงนยมใหเปนสารใหความหวานแทนน าตาล เชน ซอรบทอล แมนนทอล เปนตน

7) การใหรสหวานและลกศณะเน อสมผส (sweethess and texturizing)

สารใหความหวานสวนใหญหมายถงน าตาลโมเลกลเดยวหรอน าตาลโมเลกลคซงจะใหรสหวาน ตวอยางเชน น าตาลฟรกโทสใหรสหวานมากทสด สวนน าตาลแลกโทสใหรสหวายนอยทสด และโดยทวๆไปความหวานจะลดลงเมออณหภมเพมข น แตความหวานของน าตาลมอลโทสไมข นอยกบอณหภม นอกจากน น าตาลยงท าหนาทควบคมปรมาณน า ท งน าอสระ น าทถกดดซบ และน าผกพน ท าใหมผลตอลกษณะเน อสมผสของอาหาร อายการเกบ และการเจรญของเช อจลนทรย และน าตาลยงมผลตอสารอนๆทมอยในอาหาร เชน สตารช การเกดเจลของสตารชจะชาลงเมอมปรมาณน าตาลอย และยงท าใหเจลทไดมความหนดและความแขงแรงของเจลลดลง หรออกตวอยางเชนในเคก น าตาลจะชวยใหเคกมลกษณะเน อสมผสทนมช นและมปรมาตรตามตองการ เปนตน

74

8) คาการละลาย (solubility)

น าตาลสวนใหญละลายไดในน า และเมออณหภมสงข นจะท าใหน าตาลละลายเพมข นดวย ส าหรบการเปรยบเทยบความหวานและคาการละลายของน าตาลชนดตางๆดงแสดงไดในตารางท 4.7 คาการละลายของน าตาลมความส าคญ เนองจากเกยวของกบลกษณะเน อสมผสของอาหาร ตวอยางเชนลกหวาดทมน าตาลฟรกโทสจะมความนมมากกวาน าตาลชนดอนๆเนองจากคาการละลายทสงกวาของน าตาลฟรกโทส คาการละลายทต ามากของน าตาลแลกโทสท าใหเปนปญหาในอตสาหกรรมการท าไอศกรม ทท าใหเกดลกษณะของน าตาลตกผลก และท าใหเกดลกษณะทเปนทราบในผลตภณฑน ตารางท 4.7 ความหวานและคาการละลายของน าตาลบางชนดทอณหภม 50 °C

น าตาล ความหวาน กรมของน าหวานทละลายไดในน า 100 มล. ฟรกโทส น าตาลอนเวอรต ซโครส กลโคส มอลโทส กาแลกโทส แลกโทส

174 126 100 74 32 16

86.9 -

72.2 65.0 58.3 20.0

ทมา (McWilliams, 2005 and Murano, 2003.)

กลมโพลแซคคาไรด

1) ดานรสชาต

โดยสวนใหญคารโบไฮเดรตจะใหรสหวาน แมวาอาจจะมรสขมหรอไมหวานนอยกได เนองจากน าตาลโมเลกลเดยวเทาน น (ยกเวน ซโครส) ทท าปฏกรยากบมวโคโปรตนของตวรบรสชาตบรเวณล น และสารใหความหวานประเภทคารโบไฮเดรตตอไปน เปนทนยมใชกนมากทางอตสาหกรรมอาหาร

2) ดานเน อสมผส สวนใหญท าใหมความหนดและการเกาะตดเพมข น ซงมการน าประโยชนเหลาน ไปใชในผลตภณฑอาหารพวกพดด ง เยลล โฟม เปนตน นอกจากน ยงชวยในการสรางลกษณะเดนของผลตภณฑ ท าใหเกดความเรยบ และความคงตว

3) ดานการเปดสารเคลอบ เพอชวยปองกนกลนรสของผลตภณฑ ทเมอสมผสกบออกซเจนหรอแสงจะท าใหเกดการสญเสย สวนใหญนยมท าเปนลกษณะ microcapsule ซงนยมท าจากสารจ าพวกอลฟา- เบตา- หรอแกมมา- ไซโคเดกซรน

4) ดานการเปนสารทยอยไดดวยสงมชวต นยมน ามาใชท าเปนพลาสตกทสามารถยอยไดโดยทางชววทยาหรอสงมชวต เพอใชในการเปนบรรจภณฑตางๆ เชน การแพคการหอ ภาชนะบรรจอาหารจานดวน และภาชนะอนๆ เปนตน โดยใชเปนสวนประกอบในพวกโพลเอธลน เชน การใชเซลลโลส สตารช ไม หรอโปรตน เปนตน

75 4.5 การหาปรมาณคารโบไฮเดรตโดยการค านวณ (นธยา, 2554)

ในการวเคราะหสวนประกอบโดยประมาณ (proximate analysis) ของตวอยางอาหารจะตองวเคราะหหาปรมาณความช น ไขมน/ลพด (crude fat) โปรตน (crude protein) และเถา ส าหรบปรมาณคารโบไฮเดรตท งหมด (total carbohydrate) คอสวนทเหลอโดยผลตาง (by difference) จงหาปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหารไดโดยวธการค านวณ ดงน

% คารโบไฮเดรต (โดยผลตาง) = 100% - (% ความช น + % ลพด + % โปรตน + % เถา)

อยางไรกตาม หากผลการวเคราะหของสวนประกอบอนผดพลาด จะสงผลกระทบท าใหปรมาณคารโบไฮเดรตทค านวณไดผดพลาดไปดวย

การหาปรมาณคารโบไฮเดรตเชงซอน (complex carbohydrate) เปนการหาโดยวธการค านวณเชนเดยวกน โดยค านวณหาผลตางของคารโบไฮเดรตท งหมดลบกบผลรวมของปรมาณน าตาลท งหมด น าตาลแอลกอฮอลและเสนใยอาหาร ปรมาณน าตาลท งหมด หมายถงผลรวมของน าตาลกลโคส ฟรกโทส ซโครส และแลกโทส หรอน าตาลรดวซงรวมกบน าตาลนอนรดวซง สวนน าตาลแอลกอฮอล หมายถง ซอรบทอล

4.6 การหาปรมาณน าตาล

4.6.1 การวเคราะหหาปรมาณน าตาลทงหมด

การหาปรมาณน าตาลท งทมอยเดมและทไดจากการยอยสารประกอบคารโบไฮเดรตสามารถท าปฎกรยากบกรดซลฟวรกแลวเกดเปนสารประกอบเฟอฟวราลได หลกการของวธการน คอ กรดซลฟวรกเขมขนสลายพนธะไกลโคซดกในสารประกอบพวกพอลแซคคารไรดใหแตกออกเปนน าตาลโมเลกลเดยว ซงจะท าปฎกรยาตอไปเปนสารประกอบเฟอฟวราลและอนพนธตาง ๆ ของสารประกอบเฟอฟวราล สารประกอบทเกดข นเหลาน จะสามารถรวมกนกบสารฟนอลเกดเปนอนพนธของเอสเทอร ไดสารประกอบเชงซอนสน าตาลสามารถดดกลนแสงในชวงความยาวคลน 480-490 นาโนเมตร จากขอมลขางตนคาดวาปฏกรยาของวธการน

รปท 4.6 ปฏกรยาของวธฟนอล-กรดซลฟวรก

(ทมา : http://kb2tmp.psu.ac.th/psukb/bitstream/2010/6160/9/Chapter2.pdf)

76

4.6.2 การวเคราะหหาปรมาณน าตาลรดวซซง (Miller, 1959)

น าตาลรดวซง หมายถง น าตาลทมหมอลดไอดหรอคโตนเปนอสระ ซงไดแก ท งน าตาลโมเลกลเดยว และน าตาลโมเลกลค เชน กลโคส ฟรกโทส แลกโทส เปนตน

วธกรด-3,5-ไดไนโตรซาลไซลก (3,5–dinitrosalicylic acid, DNS) เปนวธทใชในการหาปรมาณน าตาลรดวซ (Reducing sugar) ในตวอยางสารทสกดมาได โดยสารละลาย DNS ซงมหมไนโตร 2 หม มลกษณะสเหลอง เมอหมไนโตร 1 หมถกรดวซโดยหมแอลดไฮดของน าตาลโดยมความรอนและสารละลายดางเปนตวเรงปฏกรยาจะท าใหสารละลาย 3,5–dinitrosalicylate กลายเปน3-amino-5-nitrosalicylic acid

ทมสสม-แดง ซงสามารถดดกลนแสงในชวงความยาวคลน 520-540 นาโนเมตร จากขอมลขางตนคาดวาปฏกรยาของวธการน ไดสมการดงรปท 4.7

รปท 4.7 ปฏกรยาของวธ DNS

(ทมา : http://kb2tmp.psu.ac.th/psukb/bitstream/2010/6160/9/Chapter2.pdf)

4.7 วธวเคราะหหาปรมาณเสนใยอยางหยาบ (Crude Fiber Determination)

เสนใยอาหาร คอ สวนประกอบของสารอนทรยทไมละลายและเหลออยภายหลงจากการผานการยอยดวยกรดและดางทเจอจางในสภาวะทเหมาะสม ซงเสนใยอาหารไดแก สารประกอบพวกลกนน เฮมเซลลโลส เพคตน ไฮโดรคอลลอยด เปนตน แตสวนของเสนใยอยางหยาบ (crude fiber) หมายถง สวนของเซลลโลสและลกนนเทาน น

ส าหรบการใชประโยชนจากการวเคราะหหาคาเสนใย เพอใชเปนดชนช วด ไดแก กรณเมลดพชถามปรมาณเสนใยสง แสดงวา มคณคาทางอาหารต า ในขณะเดยวกนการบดเมลดพชมการหาปรมาณเสนใย เพอใชวดประสทธภาพในการบดและการแยกร าขาวออกจากแปงในเมลดขาว สวนผกไลมถาแกเกนไป (over-

mature) ซงอาจจะไมเหมาะสมในการแปรรป จะท าใหมปรมาณเสนใยมคาเพมข น ท าใหทราบวาวตถดบจะตองมการผานกระบวนการอนๆ กอนการแปรรป เพอใหไดผลตภณฑตามทตองการ เปนตน

77

4.6.1 การวเคราะหปรมาณเสนใยหยาบ (crude fiber) วธน ไดพฒนาข นเมอป ค.ศ. 1850 ใชวเคราะหปรมาณคารโบไฮเดรตทยอยไมไดในอาหารสตว จงไดใชวธน วเคราะหหาเนใยหยาบในอาหารมนษยเรอมาจนถงป ค.ศ. 1970 หลงจากน นข นตอนการวเคราะหเสนใยหยาบจะใชวธการกดตวอยางดวยปโตรเลยมอเทอร แลวตมในกรดสารละลายก ามะถน ความเขมขน 1.25 % และตมในสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ความเขมขน 1.25 % กรองเอากากทเหลอจากการยอยดวยกรดและดาง น าไปอบจนแหง ชงน าหนกและหาปรมาณเถา แลวน าปรมาณเถาไปหกลบออกจากน าหนกกาก ปรมาณทเหลออยจะเปนปรมาณของเสนใยหยาบ วธน ปรมาณเสนใยหยาบทไดจะมแตเซลลโลสและลกนน สวนเพกทน ไฮโดรคอลลอยด และเฮมเซลลโลสบางสวนทละลายไดจะถกสกดออกไป ตอมาไมนยมใชวธการน แลว เพราะไดมการพฒนาวธการวเคราะหใหมๆ ข นมาทดแทน

1) สารเคมทใช (1) ปโตรเลยมอเทอร (light petroleum) มจดเดอดทอณหภม 40-60 °C

(2) เอทลแอลกอฮอล หรอเอทานอล 95 % (ปรมาตรตอปรมาตร) (3) สารละลายกรดก ามะถน ความเขมขน 0.1275 โมลาร (0.255 N) เตรยมไดโดยเจอ

จางกรดก ามะถน เขมขน 1.25 กรม ใหไดปรมาตร 100 มลลลตร ดวยน ากลน

(4) สารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ความเขมขน 0.313 โมลาร เตรยมไดโดยชงโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขน 1.25 กรม ใหไดปรมาตร 100 มลลลตร สารละลายน จะตองปราศจากโซเดยมคารบอเนต

(5) สารละลายกรดไฮโดรคลอรก ความเขมขน 1 เปอรเซนต (ปรมาตรตอปรมาตร) เตรยมไดโดยเจอจางกรดไฮโดรคลอรกเขมขน จ านวน 10 มลลลตร ใหไดปรมาตร 1 ลตร ดวยน ากลน

2) วธท า น ากระดาษกรองชนดปราศจากเถา ไปอบใหแหงแลวชงหาน าหนก ชงอาหารตวอยางท

บดละเอยด (ผานการรอนดวยตะแกรง เบอร 16) มา 2.7-3.0 กรม ใสในกระดาษกรอง หออาหารตวอยางดวยกระดาษกรอง น าไปสกดเอาลพดออกดวยปโตรเลยมอเทอรโดยใชเครองมอสกดลพด หรออาจสกดลพดออกโดยใชวธการคน ปลอยต งท งไวใหตกจะกอน เทช นของปโตรเลยมอเทอรออก ท าซ าประมาณ 3 คร ง กากทเหลอจากการสกดปลอยต งท งไวใหแหงทอณหภมหอง ถาอาหารตวอยางมปรมาณลพดต าอาจไมจ าเปนตองสกดลพดกได

น ากากทแหงแลวไปใสในฟลาสคขนาด 1 ลตร เตวสารละลายกรดก ามะถน ความเขมขน 0.1275 โมลาร (1.25 %) ลงไป 200 มลลลตร กาะเตมสารละลายกรดก ามะถน เตมลงไปประมาณ 30-40

มลลลตรกอน เพอชวยใหกากทแหงกระจายตวไดด แลวจงเตมใหครบ 200 มลลลตร น าไปตมใหเดอดภายใน 1 นาท อาจเตมสารปองกนการเกดฟอง (anti-foaming agent) เชน ลกแกวเลกๆ หรอแลนสงกะส ปลอยท งไวใหเดอดเบาๆ 30 นาท การตมตองท าดวยความระมดระวง ควรใชเตาทอณหภมควบคมได ขณะตมควรปดฝาฟลาสคดวยกระจกนาฬกาและพยายมรกษาปรมาตรของสารละลายไวใหคงท ถาปรมาตรลดลงใหเตมน า

78 รอนลงไปจนมปรมาตรเทาเดม โดยท าเคองหมายบงช ระดบของสารละลายไวขางฟลาสคดวย ขณะตมควรเขยาฟลาสคเปนคร งคารว เพอใหตวอยางผสมกนไดทวถง และพาเอาตวอยางบางสวนทตดอยขางฟลาสคลงมาดวย

ข นเตยมการกรองชนดพเศษ (Hartly form of Buchner funnel) ซงประกอบดวยสวนทวางกระดาษกรอง สวนลางของกรวย และสวนบนของกรอวยท ง 3 สวน จะมทใหตดตดกนแนน ตดกระดาษกรองใหพอดกบกรวยโดยใชกระดาษกรองเบอณ 54 หรอ 541 ตรวจสอบดวากระดาษกกรองสามารถกรองไดด โดยสารทกรองจะไมรวไหลออกไป คอยๆ เทน าเดอดใสลงในกรวจ ปลอยท งไวใหกรวยรอน แลวจงเปดการดด (suction) น าฟลาสคทใสสารละลายกรดทตมเดอดครบ 30 นาทแลว ปลอยต งท งไว 1 นาทเทสารละลายกรดใสลงในกรวย กรองกากท งหมดโดยดดใหเสรจภายใน 10 นาท ลางกากดวยน ารอนหลายๆ คร ง จนแนใจวาไมมกรดเหลออยในกาก เทกากทลางแลวน กลบลงไปในฟลาสคใบเดม ใชขวดพลาสตก (wash bottle) บรรจสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด ความเขมขน 0.313 โมลาร (1.25 %) จ านวน 200 มลลลตร เพอใชลางกากออกจากกระดาษกรองใสลงในฟลาสคใหหมด ตมใหเดอดภายใน 1 นาท และปลอยใหเดอดเปนเวลา 30

นาท ลวน าไปกรองผานกระดาษกรองโดยใชการดดเชนเดยวกบข นตอนแรก ลางกากดวยน ารอนจนแนใจวาไมมดางเหลออยในกาก (ถาอาหารตวอยางเปนผง เชน แปง ในการน ามาตมดวยสารละลายกรดหรอดาง ควรผสมแปงกบสารละลายใหเขาเปนเน อเดยวกนเสยกอน จงเตมสารละลายลงไปจนครบปรมาตร) เทกากทลางแลวน กลบลงไปในฟลาสคใบเดม ลางกากดวยสารละลายไฮโดรคลอรก ความเขมขน 1 เปอรเซนต แลวลางตามดวยน ารอนอกจนแนใจวาไมมกรดเหลออย หลงจากน นน ากากไปลางดวยเอทานอลอก 2 คร งและตามดวยไดเอทลอเทอรอก 3 คร ง น ากากทเหลอท งหมดใสลงบนกระดาษกรองชนดปราศจากเถาทผานการอบและทราบน าหนกแนนอน หรอใสในถวยกระเบ องทผานการอบแหงและทราบน าหนกแลว ลางสวนทตดกระดาษกรองดวยน ารอนเลกนอย นะไประเหยใหแหงบนอางน าเดอด แลวน าไปอบตอในตอบทอณหภม 100 องศาเซลเซยส จนไดน าหนกคงท ชงหาน าหนกของกากแหงทเหลอ น ากากไปเผาตอในเตาเผาใหเปนเถาทอณหภมประมาณ 500-550 °C เปนเวลา 3 ชวโมง ปลอยใหเยนในโถดดความช น ชงหาน าหนกเถาทได

ปรมาณเสนใยหยาบในตวอยาง = น าหนกแหงของกาก - น าหนกเถา

การหาปรมาณเสนใยอาหาร ดวยวธ Fiber Bag มรายละเอยดของข นตอนตางๆ ดงน

(1) บดตวอยางอาหารใหมขนาดเลกกวา 1 มลลเมตร จากน น น าตวอยางมาท าใหแหงในตอบและท าใหเยน

(2) น า crucible เขาเผาทอณหภม 550-600 °C เปนเวลา 2 ชวโมง น าออกมาปรบอณหภมกอนใน Dry Oven นาน 30 นาท และ ท งใหเยนใน desiccator อกประมาณ 15 นาท ชงน าหนก

crucible และบนทกคาทคงทไว

79

(3) น า Fiber Bag อบแหงท 105 °C เปนเวลา 1 ชม. ท งใหเยนใน Desiccators น าไปชงน าหนกแลวบนทกคา

(4) ชงตวอยางอาหารทผานการสกดไขมนออกแลวประมาณ 2-3 กรม จดน าหนกทแนนอน ใสลงใน Fiber Bag จากน นน า spacer ใสลงใน Fiber Bag และประกอบกบชด Carousel ดงแสดงในภาพท 4.6

(5) ตวง H2SO4 1.25 % ปรมาตร 360 มล. ลงในบกเกอร น าชด Carousel ใสลงในบกเกอร ปดบกเกอรดวยชด condenser เพอชวยควบคมความเขมขนของกรดใหคงท ตมใหเดอดเปนเวลา 30 นาท หยดใหความรอนทนท

(6) เทเอาสารละลายออกและลางดวยน ากลนรอน 3 คร ง โดยหมนชด Carousel ไปมาในบกเกอรทมน ากลนรอน

(7) ตวง NaOH 1.25 % ปรมาตร 360 มล. ลงในบกเกอร น าชด Carousel ใสลงในบกเกอร ปดบกเกอรดวยชด condenser เพอชวยควบคมความเขมขนของกรดใหคงท ตมใหเดอดเปนเวลา 30 นาท หยดใหความรอนทนท

(8) เทเอาสารละลายออกและลางดวยน ากลนรอน 3 คร ง โดยหมนชด Carousel ไปมาในบกเกอรทมน ากลนรอน

(9) ลาง 1 คร งดวยน ากลนเยน (น ากลนอณหภมหอง) (10) ลาง 1 คร ง ดวย ปโตรเลยมอเธอร จดเดอด 40-60 °C (11) น า Fiber Bag ออกจาก Spacer และน า Fiber Bag ใสใน crucible (ทเผาและ

ทราบน าหนกแลว) น าเขาเตาอบ 105 °C เปนเวลา 1 ชม. ท งไวใหเยนใน Desiccator เปนเวลา 30 นาท แลวบนทกคาน าหนก Fiber Bag crucible

(12) น า Fiber Bag crucible พรอมกากทไดไปเผาตอในเตาเผาทอณหภม 550-600 °C นาน 4 ชม.

(13) น าออกมาปรบอณหภมกอนใน Dry Oven นาน 30 นาท และ ท งใหเยนใน desiccator อกประมาณ 15 นาท ชงน าหนก crucible และบนทกคา

% เยอใยท งหมด = A-B 100

S

A = น าหนก crucible+น าหนกกากหลงอบแหงแลว (กอนเผา) B = น าหนก crucible+น าหนกเถาหลงจากเผาแลว S = น าหนกตวอยาง

80

รปท 4.8 แสดงการเตรยมตวอยางส าหรบประกอบใน Fiber bag system

(ทมา : http://www.dijkstra.net/media/productfile/dijkstravereenigde_fibrebag_heratherm.pdf)

รปท 4.9 อปกรณทใชในการหาปรมาณเสนใยอาหาร (fiber bag)

(ทมา : http://www.dijkstra.net/media/productfile/dijkstravereenigde_fibrebag_heratherm.pdf)

81

4.6.2 การวเคราะหปรมาณเสนใยโดยวธใชสารซกฟอก (detergent method)

วธน ใชวเคราะหไดท งเสนใยทใชสารซกฟอกเปนกรด (acid detergent fiber) และเสนใยทใชสารซกฟอกเปนกลาง (neutral detergent fiber) น พฒนาข นเพอใชวเคราะหหาปรมาณลกนน เซลลโลส และเฮมเซลลโลสในอาหารสตว

เสนใยทใชสารซกฟอกเปนกลาง = เสนใยทใชสารซกฟอกเปนกรด + เฮมเซลลโลส

1) การวเคราะหหาเสนใยทใชสารซกฟอกเปนกรด ท าโดยน าตวอยางมาตมดวยสารละลายซทลไทรเมทลแอมโมเนยมโบรไมด ( cetyl

trimetylammonium bromide) ความเขมขน 2 % ในสารละลายกรดก ามะถน ความเขมขน 0.5 โมลาร ซงจะละลายโปรตนออกไป เหลอแตสวนทไมละลายไดเปนเสนใยทใชสารซกฟอกเปนกรด ซงประกอบดวนเซลลโลสและลกนน

ส าหรบเสนใยทใชสารซกฟอกเปนกลางจะใชสารละลายโซเดยมลรลซลเฟต ความเขมขน 3 เปอรเซน โดยไมมกรด ปจจบนใชวธหาเสนใยทใชสารซกฟอกเปนกลางวเคราะหหาเสนใยสวนทไมละลาย

ส าหรบเพกทนและไฮโดรคอลลอยด ซงละลายในน าไดไมสามาถวเคราะหไดดวยวธดงกลาว และมอยในเสนใยเพยงเลกนอย จงไมมความส าคญในอาหารสตว แตมความส าคญตอสขภาพมนษย การวเคราะหปรมาณเพกทนและไฮโดรคอลลอยดจงใชวธอนแทนวธน

2) การวเคราะหเสนใยอาหารโดยใชวธสารซกฟอกเปนกลาง หลกการน าตวอยางมาสกดลพดออกดวยปโตรเลยมอเทอรแลวรฟลกซดวยสารละลาย

โซเดยมลอรลซลเฟตในบฟเฟอร ก าจดสตารชออกโดยใชเอนไซมอ ะไมเลส กากสวนทเหลอ คอสารทประกอบดวยเซลลโลส เฮมเซลลโลส และลกนน ซงเปนปรมาณของเสนใยอาหารชนดทไมละลายน า


คารโบไฮเดรตเปนแหลง อาหารส าคญของคน คารโบไฮเดรตประกอบดวยธาตคารบอน ไฮโดรเจนและออกซเจน คารโบไฮเดรตมหลายประเภท คารโบไฮเดรตทส าคญทางโภชนาการ คอ น าตาลและแปง รางกายนอกจากใชคารโบไฮเดรตเปนแหลงพลงงานแลวยงใชเปนสวนประกอบของสารเคมส าคญในรางกายหลายชนด แมวาคาร โบไฮเดรตเปนสารอาหารทส าคญของมนษย แตในบางกรณการรบประทานคารโบไฮเดรตทไมถกตองอาจเกดปญหาทางสขภาพได ส าหรบสมบตทางเคมทส าคญของคารโบไฮเดรต ไดแก การเกดปฏกรยาไฮโดนไลซส การเกดปฏกรยาเกรเดชน เปนตน ซงสมบตทส าคญหรอสมบตเฉพาะของคารโบไฮเดรต ท าใหน ามาใชในการวเคราะหหาคาตางๆของคารโบไฮเดรตได ส าหรบคาทนยมใหหาปรมาณคารโบไฮเดรตในอาหาร คอ การหาปรมาณคารโบไฮเดรตท งหมดดวยวธการหาผลตาง โดยการหกลบคาอนๆทไมใชสารอาหารประเภทคารโบไฮเดรตออกไป สวนการหาปรมาณน าตาลรดวซง วธ กรด-3,5-ไดไนโตรซาลไซลก (3,5–dinitrosalicylic acid, DNS) เปนวธทใชในการหาปรมาณน าตาลรดวซ ในตวอยางสารทสกดมาได

82 โดยสารละลาย DNS ซงมหมไนโตร 2 หม มลกษณะสเหลอง เมอหมไนโตร 1 หมถกรดวซโดยหมแอลดไฮดของน าตาลโดยมความรอนและสารละลายดางเปนตวเรงปฏกรยาจะท าใหสารละลาย 3 ,5–dinitrosalicylate

กลายเปน 3-amino-5-dinitrosalicylic acid ทมสสม-แดง ซงสามารถดดกลนแสงในชวงความยาวคลน 520-

540 นาโนเมตร และการหาปรมาณเสนใยอาหาร โดยการยอยดวยกรดและดางทเจอจาง (ความเขมขน 1.25 %) เพอใหเหลอเสนใยอาหารตามทตองการ

83 ค าถามทายบท

1) จงอธบายถงหนาท สมบต และประโยชรคารโบไฮเดรตในอาหาร

2) คารโบไฮเดรตแบงออกเปนกประเภท และแตละประเภทมประโยชนอยางไรบางทางอตสาหกรรมอาหาร จงยกตวอยางการใชประโยชนจากคารโบไฮเดรตแตละประเภทมาไมนอยกวา 2 ชนด

3) จงบอกสมบตทส าคญและสมบตเชงหนาทของคารโบไฮเดรตมาอยางนอยดานละ 2 ขอ

4) การหาปรมาณคารโบไฮเดรตท งหมดโดยวธการหาผลตาง คาน หามาไดอยางไร และมสมการเปนอยางไรบาง 5) จงบอกชอหลกการและอธบายหลกการในการหาปรมาณน าตาลรดวซงในอาหาร มาอยางละเอยด พรอมท งเขยนสมการหลกการของการเกดปฏกรยามาดวย

6) การหาปรมาณเสนใยอาหารอยางหยาบมหลกการและวธการอยางละเอยดอยางไรบาง

84


นธยา รตนาปนนท. 2545. เคมอาหาร พมพคร งท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พร นต ง เฮาส. นธยา รตนาปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. พมพคร งท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พร นต ง เฮาส. ลาววลย เบญจศล. 2542. วทยาศษสตรและเทคโนโลยการอาหารเบองตน. ภาควชาเกษตรศาสตร คณะ

วทยาศาสตรและเทคโนโลย สถาบนราชภฎสวนสนนทา. วรรณา ต งเจรญชย นภสรพ เหลองสกล และ ล าพง พมจนทร. 2550. ปฏบตการเคมวเคราะหอาหาร. คณะ

อตสาหกรรมเกษตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง. 68 น. ศยาน ปรยาจารย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร . เอกสารประกอบการสอน. คณะเทคโนโลย.

มหาวทยาลยราชภฎอดรธาน. 115 น. BeMiller, J.N. and Low, N.H. 1998. Carbohydrate Analysis. In Food Analysis. 2nd ed.

(Nielsen, S.S. ed.) Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp. 167-187.

McWilliams, M. 2005. Food Experimental perspectives, 5th ed. New Jersey : Pearson

Prentice Hall. 561 pp.

Miller, G.L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing

sugar. Analytical Chemistry, 31, 426-428.

Murano, P.S. 2003. Understanding Food Science and Technology. U.S.A. :

Wadsworth/Thomson Learning.

Owusu-Apenten, R.K. 2005. Introduction to Food Chemistry. U.S.A. : CEC Press. p. 23,45-60.

Parker, Rick. 2003. Introduction to Food Science. U.S.A. : Delmar Thomson Learning.

Sikorski, Z.E. 2002. Chemical and Functional Properties of Food Components, 2nd ed. U.S.A. : CEC Press.

Plumer, D.T. 1987. Biochemistry Analytical. McGraw-Hill Book Company

http://kb2tmp.psu.ac.th/psukb/bitstream/2010/6160/9/Chapter2.pdf

http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf


การวเคราะหหาปรมาณไนโตรเจนและโปรตน


1. ประเภทของโปรตน

2. ชนดของโปรตนทส ำคญตอในอำหำร

3. ควำมส ำคญของโปรตนตออำหำร

4. หนำทของโปรตนในอำหำร

5. กำรหำปรมำณโปรตนในอำหำร


1. เพอใหนกศกษำสำมำรถบอกไดถงควำมหมำย ประเภท หนำท และควำมส ำคญของโปรตนในอำหำร

2. เพอใหนกศกษำรถงหลกเกณฑ ขอควรระวง และเทคนคในกำรวเครำะหหำโปรตน

3. เพอใหนกศกษำสำมำรถใชอปกรณตำงๆในกำรหำปรมำณโปรตน

4. เพอใหนกศกษำสำมำรถบอกไดถงวธกำรหำปรมำณโปรตนทเปนมำตรฐำนได



1. ศกษำเอกสำรประกอบกำรสอน วำรสำร ต ำรำทเกยวของกบกำรวเครำะหโปรตนในหองปฏบตกำรทวไปและงำนวจย

2. ศกษำแผนภม แผนใส ตำรำง แผนภำพ วดทศนทเกยวของ 3. มอบหมำยกำรคนควำและท ำแบบฝกหดเปนกำรบำน

4. สอนสรปเนอหำเพมเตม

5. ท ำปฏบตกำรจรง กจกรรมการเรยนการสอนประจ าบท

1. ผสอนตงค ำถำมเพอทดสอบพนฐำนควำมรเกยวโปรตน โปรตนทส ำคญตอในอำหำร หนำทของโปรตนในอำหำร และกำรหำปรมำณโปรตนในอำหำร

2. แบงนกศกษำออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน ก ำหนดหวขอศกษำใหแตละกลมกอนศกษำวดทศน เรอง โปรตน แลวชวยกนอภปรำยและสรปเนอหำทส ำคญจำกนนใหตวแทนกลมออกมำน ำเสนอหนำชนเรยน

3. ผสอนสรปประเดนส ำคญและบรรยำยเพมเตมใหนกศกษำเกดกำรเรยนตำมวตถประสงคดวยสออเลกทรอนกส

4. ใหนกศกษำแตละกลมคนหำควำมรทเกยวของกบหลกวเครำะหโปรตน ทนำสนใจจำกเวบไซต แลวน ำเสนอในรปแบบรำยงำนหรอปำยนเทศ

86

5. ใหนกศกษำท ำแบบฝกหดทำยบทเพอทบทวนบทเรยนและฝกควำมร ควำมเขำใจ

6. ใหนกศกษำศกษำเนอหำดวยตนเองโดยใชระบบกำรสอนออนไลนแลวตอบค ำถำมโดยกำรสงผำนระบบ


1. เอกสำรประกอบกำรสอนและต ำรำทเกยวของ 2. กำรน ำเสนอโดยโปรแกรม power point

3. รปภำพขนตอนกำรวเครำะหโปรตนในอำหำร

4. วดทศนเรอง โปรตนในอำหำร

5. เวบไซต และสอออนไลน 6. กำรท ำปฏบตกำร



1. ท ำแบบฝกหดทไดรบมอบหมำยใหและตอบค ำถำมทำยบท

2. ทดสอบควำมเขำใจของกำรหำปรมำณโปรตนโดยกำรท ำปฏบตกำร

3. ทดสอบควำมเขำใจเดยวกบเนอหำในบท



1. นกศกษำสำมำรถท ำแบบฝกหดและตอบค ำถำมทำยบทไดไมนอยกวำ 80%

2. นกศกษำเขำเนอหำของบทไมนอยกวำ 70%

3. นกศกษำสำมำรถตอบประเดนของบทไดไมนอยกวำ 80 %

4.นกศกษำสำมำรถอธบำยขนตอนและเหตผลตำงๆในกำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนได

บทท 5

การหาวเคราะหหาปรมาณไนโตรเจนและโปรตน

(Total Nitrogen and Crude Protein Analysis)

โปรตนเปนสำรอำหำรทส ำคญอกชนดหนงทใหพลงงำนกบรำงกำยโดยปรมำณโปรตน 1 กรม ในอำหำร

สำมำรถใหพลงำนได 4 แคลอรอำรทไดจำกสตว เชน เนอสตว ไข และนม รวมถงพชจ ำพวกถวตำง ๆ เปนแหลงของโปรตนทส ำคญ โดยโปรตนทพบในอำหำรจะอยในรปของโปรตนอสระ และสำรประกอบเชงซอนกบคำรโบไฮเดรตและไขมน คอ ไกลโคโปรตน และไลโปโปรตน โปรตนเปนพอลเมอรของกรดอะมโน โปรตนแตละชนดจะมและปรมำณของกรดอะมโนแตกตำงกนออกไป ดงนน กำรบรโภคอำหำรทมโปรตนเปนองคประกอบจงท ำใหรำงกำยไดรบกรดอะมฌนอยำงครบถวน โดยเฉพำะอยำงยงกรดอะมโนชนดทรำงกำยไมสำมำรถสงเครำะหไดเอง หรอกรดอะมโนจ ำเปน (essential amino acids)

กรดอะมโนมอยทงหมดประมำณ 20 ชนด แบงออกไดเปน 3 กลม คอ

1. กรดอะมโนทมสมบตเปนกลำง เนองจำกในโมเลกลมหมอะมโนและหมคำรบอกซลอยำงละ 1หม 2. กรดอะมโนทมสมบตเปนกรด เนองจำกในโมเลกลมหมอะมโน 1 หมและหมคำรบอกซล 2 หม 3. กรดอะมโนทมสมบตเปนดำง เนองจำกในโมเลกลมหมอะมโน 2 หมและหมคำรบอกซล 1 หม

กำรวเครำะหปรมำณโปรตนในอำหำร ท ำไดโดยกำรวเครำะหปรมำณไนโตรเจนทงหมดทมอยในอำหำรนน โปรตนทพบในอำหำรสวนใหญมไนโตรเจนเปนองคประกอบประมำณ 13.4-19.1 เปอรเซนต ผนแปรตำมชนดของกรดอะมโนทเปนองคประกอบในโมเลกลของโปรตน ถำโปรตนมกรดอะมโนชนดทเปนดำงมำก เชน ไลซน จะท ำใหมปรมำณไนโตรเจนอยในโมเลกลมำกดวย

นอกจำกนในอำหำรยงมสำรประกอบชนดอนทมไนโตรเจนเปนองคประกอบในโมเลกล แตไมใชโปรตน เรยกวำ สำรประกอบไนโตรเจนทไมใชโปรตน (non-protein nitrogen) เชน กรดอะมโนอสระ กรดนวคลอก ฟอสโฟลพด วตำมนบำงชนด แอลคำลอยด กรดยรก ยเรย แอมโมเนยมไอออน และอนพนธอะมโนของน ำตำล (amino sugar) เปนตน สำรประกอบชนดอนๆ ดงกลำวทมไนโตรเจนแตไมใชโปรตนเหลำนพบไดในอำหำรเชนเดยวกน จงท ำใหมผลกระทบตอปรมำณโปรตนทวเครำะหได ท ำใหคำทวเครำะหไดสงกวำคำทแทจรง 1-2

5.1 ประเภทของโปรตน (กลยำ, 2533)

โปรตนสำมำรถแบงออกเปนกลมไดหลำยกลม ตำมลกษณะหรอสมบตในกำรพจำรณำ โดยทวไปโปรตนแบงออกเปนกลมชนดตำงๆดงน

5.1.1 การแบงตามสมบตโมเลกลในความเปนกรด-ดาง 1) กรดอะมโนทมสมบตเปนกลำง หมำยถง กรดอะมโนทมหมคำรบอนซลและหมอะมโนอยำง

ละ 1 หมอยในโมเลกล ท ำใหโมเลกลของกรดอะมโนนนมสมบตเปนกลำง ไดแก ไกลซน อะลำนน วำลน ไอ

88

โซลซน โพรลน เซอรน ทรโอนน ซสเตอน เมไทโอนน ฟนลอะลำนน ไทโรซน ทรปโตเฟน แอสพำรำจน กลตำมน

2) กรดอะมโนทมสมบตเปนกรด หมำยถง กรดอะมโนทมหมคำรบอกซล 2 หมและมหมอะมโนอย 1 หมในโมเลกล ท ำใหโมเลกลของกรดอะมโนนนมสมบตเปนกรด ไดแก กรดแอสพำรตก กรดกลตำมก

3) กรดอะมโนทมสมบตเปนดำง หมำยถง กรดอะมโนทมหมคำรบอกซล 1 หมและหมอะมโนอย 2 โมเลกล ท ำใหโมเลกลของกรดอะมโนนนมสมบตเปนดำง ไดแก ไลซน อำรจนน ฮสตดน

5.1.2 การแบงตามคณคาทางโภชนาการ 1) กรดอะมโนทจ ำเปน หมำยถง กรดอะมโนทรำงกำยไมสำมำรถสเครำะหเองหรอ สงเครำะห

เองไดแตไมเพยงพอกบควำมตองกำรของรำงกำย จงตองไดรบจำกอำหำร ส ำหรบกรดอะมโนทจ ำเปนตอรำงกำยของมนษยม 8 ชนด ไดแก ลซน ไอโซลซน ไลซน เมไทโอนน ฟนลอะลำนน ไอโรซน ทรปโตเฟน และวำลน สวนเดกตองกำรกรดอะมโนทจ ำเปนตอรำงกำยเพมอก 1 ตว คอ ฮลลลน

2) กรดอะมโนทไมจ ำเปน หมำยถง กรดอะมโนทรำงกำยสำมำรถสงเครำะหขนเองไดจำกกำรกรดอะมโนหรอสำรประกอบไนโตรเจนและเพยงพอตอควำมตองกำรของรำงกำย ไมจ ำเปนตองไดรบจำกอำหำร ไดแก กรดแอสพำรตก กรดกลตำมก อะลำนน โพรลน หรอกรดอะมโนทไมไดอยในขอท 1 ดงทกลำวมำแลว

5.1.3 การแบงตามผลของการเกดปฏกรยาไฮโดรไลซส

1) โปรตนเชงเดยวหรอโปรตนชนดงำย (simple sroein) หมำยถง โปรตนทถกไฮโดรไลสแลวจะใหกรดอะมโนชนดตำงๆ หรออนพนธของกรดอะมโน ไดแก โปรตนอลบมนพบในไข น ำนม โปรตนโกลบลนพบในขำวสำล มนฝรง โปรตนกลเทลนในขำวสำล (กลเทลนน) ขำว (โอไรเซนน) โปรตนโปรลำมนพบในขำวสำล (ไกลอะดน) ขำวโพด (เซอน)

2) โปรตนคหรอคอนจเกทโปรตน (conjugated protein) หมำยถง โปรตนทถกไฮโดรไลสแลวจะใหกรดอะมโนและสำรไมใชโปรตนทเรยกวำ พรอสเทตกกรป (prosthetic group) เชน ฮโมโกลบน (โปรตนในเลอด) เมอถกไฮโดรไลสแลวจะใหโปรตน คอ โกลบน (globin) และ สำรลสแดงในเมดเลอด ซงกคอ ฮม (heme) หรอ นวคลโอโปรตน (โปรตนในเลอด) เมอถกไฮโดนไลสแลวจะใหโปรตน และ กรดนวคลอก หรอ ไกลโคโปรตน เชน มวซน (เปนโปรตนในน ำลำย ไขขำว) เมอถกไฮโดนไลสแลวจะท ำใหไดโปรตน และ คำรโบไฮเดตร

3) ดไรฟโปรตนหรออนพนธของโปรตน (derived protein) หมำยถง โปรตนทถกยอยสลำยดวยกรด ดำง หรอน ำยอยตำงๆ แลวจะท ำใหสมบตบำงอยำงเปลยนไป เชน สมบตกำรละลำย เปนตน และเรยกโปรตนนนวำไพรมำรดไรฟโปรตนหรออนพนธโปรตนชนปฐมภม (primary derived protein) ซงไมละลำยในสำรท ำละลำยใดๆ เชน โปรตนทถกท ำใหเสยสภำพ (denatured protein) ดวยควำมรอน เปนตน แตถำโปรตนทถกไฮโดรไลสจะเรยกโปรตนนนวำ เซคนดำรดไรฟโปรตนหรออนพนธโปรตนขนทตยภม

89

(secondary derived protein) ซงละลำยน ำได แตไมแขงตวดวยควำมรอน เชน โปรตโอส เปปโตส และเปปไทด เปนตน

5.1.4 การแบงตามสมบตในการละลาย

โปรตนสำมำรถแบงตำมชนดและสมบตกำรละลำยไดดงตำรำงท 5.1

ตารางท 5.1 ชนดของโปรตนอยำงงำยทแบงตำมคณสมบตกำรละลำย

ชนดโปรตนอยำงงำย กำรละลำย ตวอยำงแหลงทพบ

อลบมน (albumin)

ละลำยไดดในน ำและละลำยไดในน ำเกลอและตกตะกอนในสำรละลำยแอมโมเนยมซลเฟตอมตว ตกตะกอนหรอรวมตวเปนกอนดวยควำมรอน

แลกทำลบมน (lactalbumin) ในนม อลบมนในไข-ขำว และซรมอลบมน(serum

albumin) ในเลอด

โกลบลน (globulin)

ละลำยน ำไดเลกนอย ละลำยในสำรละลำยเกลอเจอจำง ตกตะกอนหรอรวมตวเปนกอนดวยควำมรอนหรอสำรละลำยอมตวของแอมโมเนยมซลเฟต

ซรมโกลบลนในเลอด ไมโอซนในกลำมเนอสตว

กลเตลน (glutelins)

ละลำยในสำรละลำยกรดหรอดำงเจอจำง ไมละลำยในตวท ำละลำยทเปนกลำง

พบในพชเทำนน เชน กลเตลนในขำวสำลและ

โอรเซนน (oryzenin) ในขำวเจำ

โพรลำมน (prolamines)

ละลำยในแอลกอฮอลเขมขน 50-90 ไมละลำยน ำหรอแอลกอฮอลทอมตว (absolute alcohol) ไมตกตะกอนหรอรวมตวเปนกอนดวยควำมรอน

พบในพชเทำนน เชน ไกลอะดน(gliadin) ในขำว-สำล และขำวไรน เซอน (Zein) ในขำวโพด ฮอรดน (hordein) ในขำวบำรเลย

สคลอโรโปรตนหรออลบมนนอยด(scleroproteins หรอ alnuminoids)

ไมละลำยในน ำและตวท ำละลำยทเปนกลำง

พบในสตวเทำนน เปนโปรตนเสนใยท ำหนำทเปนสวนประกอบของโครงรำงทส ำคญของรำงกำย เชน คอลลำเจน (collagen) เครำ

90

ตารางท 5.1 ชนดของโปรตนอยำงงำยทแบงตำมคณสมบตกำรละลำย (ตอ)

ชนดโปรตนอยำงงำย กำรละลำย ตวอยำงแหลงทพบ

ตน (keratin) ในเนอเยอเกยวพน กระดก ผม อลำสตน (elastin) ในเนอเยอยดตอกระดกออน ไฟโบรอน (fibroin) ในไหม

โพรตำมน (protamines) ละลำยในน ำ ละลำยในสำรละลำยแอมโมเนยเจอจำงและกรดหรอดำง ไมตกตะกอนดวยควำมรอนท ำปฏกรยำกบกรดอนนทรยใหเกลอ

ซำลมน (salmine) จำกสเปรมของปลำแเซลมอน สครอมบรน (scrobrine)ในปลำแมคเคอรอล และคลเพอน(clupeine) ในปลำเฮอรรง

(ทมา : Lee, 1983)

5.2 ชนดของโปรตนทส าคญในอาหาร (อมเอม และคณะ, 2546)

โปรตนแบงออกเปนหลำยกลมหรอหลำยชนดดงทกลำวมำแลวในหวขอ 5.1 แตมโปรตนบำงชนดทมควำมส ำคญมำกในทำงอตสำหกรรมอำหำร ดงน

5.2.1 ไมโอโกลบน เปนรงควตถในเนอสตว ท ำใหเนอสตวมสแดงสด โดยเกดจำกสำรทมชอวำ “ออกซไอโอ

โกลบน” ซงเกดจำกกำรทไอโอโกลบนจบกบออกซเจนทมอยในอำหำร แตถำสำรนสมผวกบอำกำศนำนๆจะท ำใหเกดปฏกรยำออกซเดชน ท ำใหเนอกลำยไปเปนสน ำตำล หรอ ท ำใหเกดรงควตถชนดใหมทมชอวำ “เมทไมโอโกลบน”

5.2.2 ไมโอไฟบรล

เปนสวนของเสนใยทเปนองคประกอบอยในเซลลของกลมเนอ ท ำหนำทเกยวของกบกำรหดตวและกำรคลำยตวของกลำมเนอ โดยหนวยยอยของไมโอไฟบรล คอ ซำรโคเมยร

5.2.3 กลเตน

เปนโปรตนทมลกษณะยดหยน เหนยงเปนยำง และมโครงสรำงเปนรำงแหเมอรวมตวกบน ำ ท ำใหสรำงเกบกกกำซทเกดจำกกำรหมกไวได ท ำใหผลตภณฑขนมอบมปรมำตรเพมขนและรปรำงตำมตองกำรได ซงประกอบดวยโปรตนทส ำคญ 2 ชนด คอ ไกลอะดน (gliadin) และกลเตนน (glutenin)

91

5.3 ความส าคญของโปรตนตออาหาร (นธยำ, 2554)

โปรตนนบไดวำเปนสำรอำหำรอกชนดหนงทมควำมจ ำเปนตอลกษณะตำงๆของอำหำร เชน ดำนลกษณะสมผส รวมทงท ำใหโปรตนมสมบตตำงๆเพมขน ไดแก กำรเกดโฟม กำรเกดเจล เปนตน ทงน สำรอำหำรประเภทโปรตนมผลตอลกษณะทส ำคญในผลตภณฑของอำหำร ดงน

1) โปรตนมผลตอลกษณะทำงประสำทสมผสของอำหำร เชน กำรเกดฟอง (foaming) กำรเกดเจล (gelling) กำรตกตะกอน (coagulation) กำรเปรอมลซไฟเออร (emulsifying) เชน เลซทนในไขแดง โปรตนในน ำนม

2) ดำนกำรละลำย : คำกำรละลำยและพเอชท ำใหสำมำรถเลอกสภำวะตำงๆในกำรสกดได เชน กำรสกดโปรตนไมโอไฟบรลลำรจำกโครงสรำงเนอเยอ ดวยเกลอ กำรตดและผสมดวยเครอง silent cutter หรอกำรตกตะกอนเวยโปรตนดวยแคลเซยมคลอไรด หรอกำรตกตะกอนโปรตนถวเหลองดวบแคลมเซยมซลเฟตในอตสำหกรรมกำรท ำเตำห เปนตน

3) ดำนกำรเกดฟลมและกำรเกดเจล กำรเกดเจลเปนสมบตทส ำคญมำกใน ผลตภณฑประเภทเนอ ทมกำรบดใหละเอยด เชน ไสกรอก กำรเกดเจลจำกผลตภณฑปลำ เปนตน ซงมผลมำจำกโปรตนกลำมเนอทมชอวำ "ไมโอชน" และสภำวะทใชในกำรแปรรป

สวนกำรเกดฟลม เกดเนองจำกเปนกำรหมรอบๆสงทตองกำร ท ำใหชวยปองกน อำหำรนนจำกสงตำงๆไดแก ปองกนกำรเกดปฏกรยำสน ำตำลในผกและผลไมทหนเปนแวน เปนตน โดยฟลมเปนสวนประกอบของโปรตน แตกอำจมพวกคำรโบไฮเดรตและลปดได ซงสำรตำงๆ ทนยมใชไดแก คอลลำเจน เจลำตน เคซน เวยโปรตน โปรตนจำกถวเหลอง เปนตน ยกตวอยำง ฟลมทท ำจำกสำรเหลำน ไดแก ฟลมทท ำจำกเวยโปรตนจะมลกษณะใส ยดหยน สำมำรถปองกน ออกซเจน น ำมนและกลนตำงๆในสภำวะควำมชนตำไดเปนอยำงด แตไมสำมำรถปองกนกำร ระเหยของไอน ำได

4) ควำมสำมำรถในกำรอมน ำ (Water-Holding Capacity, WHO) ปรมำณน ำในอำหำรหลำยๆชนดขนอยกบโครงสรำงของโปรตน โดยในเนอสตวและผลตภณฑมผลอยำงมำกตอลกษณะเนอสมผส ( texture)

และควำมชมนำ (juiciness) กำรทคำ WHC ลดลงท ำใหเกดกำรสญเสยขณะปรงใหสก (cooking loss) และสำรทละลำยออกมำเมอละลำยนำแขงเพมมำกขน (thawing drip)

ส ำหรบปรมำณของสำรอำหำรประนำทโปรตนทพบในผลตภณฑอำหำรและเครองดมบำงชนด ดงแสดงในตำรำงท 5.2

92

ตารางท 5.2 ปรมำณโปรตนในอำหำรบำงชนด (% ตอน ำหนกเปยก)

อาหาร ปรมาณโปรตน อาหาร ปรมาณโปรตน

ขำวซอมมอ

ขำวสำร

แปงขำวสำล

แปงขำวโพด

มนฝรง มนส ำปะหลง ถวเมลดแหง

7.9

7.1

13.7

6.9

2.1

0.6

23.6

ไข

เนอไก เนอหม เนอวว

น ำนม

นมผงปรำศจำกไขมน

เนยแขงเชดดำร

12.5

23.1

17.1

18.5

3.3

36.2

24.9

(ทมา : Kirk, 1991 และ James, 1995)

5.4 หนาทของโปรตนในอาหาร โปรตนมสมบตตำง ๆ เชน กำรละลำย กำรดดซบ กำรเกดเจล กำรใหควำมยดหยน และกำรเกดโฟม

เปนตน จงมกำรน ำสมบตตำง ๆ เหลำนมำใชประโยชนในอำหำรชนดตำง ๆ คอ

1) ควำมสำมำรถในกำรละลำย กำรดดซบน ำ เนองจำกโมเลกลโปรตนประกอบดวยสำรมขว จงท ำใหโปรตนบำงชนดละลำยน ำได จงมกำรเตรยมเครองดมจำกโปรตน เชน นมถวเหลอง โปรตนบำงชนด เชน โปรตนในเนอสตว ในแปงสำลและมควำมสำมำรถในกำรดดซบน ำ ท ำใหควำมนม เชน ควำมนมของไสกรอก และขนมเคก เปนตน

2) ควำมสำมำรถในกำรเกดเจล โปรตนจ ำพวกคอลลำเจนทไดจำกหนงสตว เชน หนงหม หนงวว และโปรตนอลบมนและโกลบมนในไขขำว และเคซนในน ำนม สำมำรถเกดเจลไดจำกกำรแปลงสภำพจำกธรรมชำต โดยเมอโมเกลลมกำรคลำยตวออกจงสำมำรถเกดกำร cross-link ของโมเลกลเปนโครงขำยและอมน ำไวขำงใน จงมกำรน ำมำใชในกำรผลตอำหำรตำง ๆ เชน คอลลำเจน ใชในกำรประสำนในผลตภณฑเนอ น ำนมใชท ำโยเกรตและเนยแขง ไขใชท ำคสตำรด เปนตน

3) ควำมสำมำรถในกำรเกดอมลชน เจลำตนและโปรตนจำกไขขำว ชวยใหเกดอมลชนไดด เนองจำกไมมประจจงท ำใหเปนตวเชอมระหวำงชนของไขมนและน ำได จงนยมใชเจลำตนในไอศกรม

4) ควำมสำมำรถในกำรเกดโฟม กำรเกดโฟมเปนควำมสำมำรถของโปรตนในกำรเกดเปนฟลมทบรรจอำกำศไวขำงใน กำรเกดโฟมจะเกดไดดทคำพไอของโปรตนเนองจำกโมเลกลของโปรตนไมมประจ จงไมเกดกำรผลกกน โมเลกลโปรตนจงรวมตวกนไดด เกดเปนฟลมทเหนยวคงตวดกจบอำกำศไวไดด นอกจำกนกำรจะใหโฟมมเสถยรภำพตองมควำมเขมขนของโปรตนเพยงพอ กำรเกดโฟมของโปรตนในไขขำวถกน ำมำใชในกำรขนฟของขนมเคก ขนมไขและขนมสำล เปนตน

5) กำรเกดควำมเหนยวและยดหยน โปรตนในขำวสำลคอ ไกลอะดนและกลเตลน เมอผสมกบน ำแลวนวดจะท ำใหโมเลกลโปรตนบำงสวนคลำยตวออกเนองจำกแรงกลและจำกกำรนวดท ำใหสำมำรถท ำใหโปรตน

93

เหลำนจบตวกนเปนรำงแหทมควำมยดหยนโดยมพนธะไฮโดรโฟบก จงท ำใหมควำมยดหยนดกจบแกสไวไดจงท ำใหเกดกำรขนฟของขนมปงหรอขนมเคก

6) นอกจำกนโปรตนยงใหส กลนรส และเนอสมผสแกอำหำร เชน สและกลนรส ทไดจำกปฏกรยำเมลลำรดของขนมอบ ไดเพปไทดของกรดแอสพำรตกและฟนลอะลำนนทอยในรปเมทลเอสเทอรใหรสหวำนจงใชเปนสำรทดแทนน ำตำลและกรดกลตำมกทอยในรปของเกลอโซเดยมใหรสคลำยเนอใหควำมอรอยกลมกลอมแกอำหำร จงใชเปนสำรปรงรสอำหำร

นอกจำกนโปรตนยงมสมบต หนำท และบทบำทอนๆ ในอำหำรอกมำกมำยดงแลแสดงในตำรำงท 5.3

ดงตอไปน

ตารางท 5.3 สมบตและหนำทตำงๆของโปรตนในอำหำร

สมบต หนาท ดำนประสำทสมผส ส กลน และรสชำต

ควำมรสกเมอปลำยประสำทถกกระตน ลกษณะเนอสมผส ควำมรสกเมออำหำรอยในปำก ควำมนมควำมขน

กำรจบกนน ำ กำรละลำย ควำมชมชน กำรดดน ำ กำรพองตว ควำมขน ควำมหนด กำรเกดเจล

กำรเคลอบทผวนอก กำรเกดอมลชน กำรเกดโฟม กำรเกดฟลม

กำรเปนตวจบ กำรจบกบลปด กำรจบกบสำรใหกลนและรสชำต

ลกษณะโครงสรำงของอำหำร ควำมยดหยน กำรเกำะตว ควำมทนเคยว กำรเกดโต เปนตน

ลกษณะทำงกำยภำพของเนออำหำร (rheology) ควำมหนด กำรเกดเจล

กำรท ำหนำทเปนเอนไซม โปรตนนมตกตะกอนจำกเอนไซมเรนเนต เนอสตวไมเหนยวจำกเอนไซมปำเปน

กำรเปนสวนผสม สวนผสมเขำกนไดด เชน แปงขำวสำลและถวเหลองโปรตนกลเตนและเคซน

สำรตำนออกซเดชน กำรปองกนไมใหเกดกลนผดปกต

(ทมา : นธยำ, 2545)

5.5 การวเคราะหหาปรมาณโปรตนในอาหาร (Kirk, 1991 และ Chang, 1994)

1. กำรหำปรมำณโปรตนโดยวธ macro-Kjeldahl distillation

2. กำรหำปรมำณโปรตนโดยวธ semi-micro Kjeldahl distillation

3. กำรหำปรมำณโปรตนโดยกำรเผำไหมหรอวธดมำส (Dumas or Combustion Analysis)

94

4. กำรหำปรมำณโปรตนโดยกำรวดส (Nessler colorimetric method)

5. กำรหำปรมำณโปรตนโดยวธลำวร (Lowry's method)

6. กำรหำปรมำณโปรตนโดยวธไบยเรต (Biuret method)

7. กำรหำปรมำณโปรตนโดยวธฟอรมอลไตเตรชน (Formal Titration)

กำรจะเลอกใชวธใดขนอยกบอปกรณและเครองมอทมอย จ ำนวนตวอยำงทวเครำะห ควำมเรงดวนของกำรวเครำะห และควำมถกตองแมนย ำของผลกำรวเครำะหทได เชน ปรมำณโปรตนในน ำนมววจะวเครำะหโดยใชวธฟอรมอลไทเทรชน หรอ dye-binding ถำตวอยำงเปนแปงจะวเครำะหหำปรมำณโปรตนโดยใชวธยอยและกลนดวย semi-micro Kjeldahl distillation ซงจะใชตวอยำงแปงประมำณ 0.15-0.2 กรม เปนตน

รปท 5.1 รปจ ำลองแสดงหลกกำรในกำรหำปรมำณโปรตน

(ทมา : http://sibagropribor.ru/en/helpful-articles/Kjeldahl/)

5.5.1 การวเคราะหโปรตนโดยวธ Macro-Kjeldahl distillation (Kirk, and Sawyer, 1994;

James, 1995Chang, 1994)

Johann Kjeldahl ไดรำยงำนกำรวเครำะหโปรตนเปนครงแรกเมอป ค.ศ. 1883 และไดใชกนเรอยมำจนถงปจจบน จงเรยกวำ Kjeldahl method วธนเปนกำรวเครำะหหำไนโตรเจนทงหมดทอยในสำรประกอบอนทรยชนดตำงๆ (organic nitrogen) ทมอยในอำหำรทงหมด ซงมสำรประกอบไนโตรเจนทเปนโปรตนและสำรประกอบชนดอนทมไนโตรเจนแตไมใชโปรตนผสมอยรวมกน วธนจงเปนกำรวเครำะหปรมำณไนโตรเจนทงหมดในอำหำร โดยสมมตวำไนโตรเจนทงหมดในอำหำรมำจำกโปรตน และค ำนวณหำปรมำณโปรตนโดยคณดวย conversation factor ซงเปนตวเลขไดจำกกำรค ำนวณหำเปอรเซนตไนดตรเจนทเปนองคประกอบอยในโปรตนของอำหำรชนดนนๆ ตวอยำงปรมำณโปรตนในอำหำรบำงชนดแสดงดงตำรำงท 5.1

ปรมำณไนโตรเจนในอำหำรและคำ conversation factor ส ำหรบโปรตนบำงชนดแสดงในตำรำงท 5.2

95

% โปรตน = % ไนโตรเจน × conversation factor (F)

F = 100

% ไนโตรเจน

1) ขนตอนของวธ Kjeldahl แบงออกไดเปน 3 ขนตอน คอ

(1) ขนตอนกำรยอย (digestion) เปนกำรท ำ wet combustion ในขนตอนนโปรตนในอำหำรจะถกยอยโดยกำรตมให

เดอดดวยกรดก ำมะถนเขมขน โดยมโลหะเปนตวเรงปฏกรยำ กรดก ำมะถนจะท ำหนำทเปนออกซไดซงเอเจนต ท ำใหเกดปฏกรยำร ดกชนของไนโตรเจนอนทรยไดเปนแอมโมเนย ซงจะอย เปนสำรละลำยในรปของแอมโมเนยมซลเฟต [( NH4)2 SO4] ในขนตอนกำรยอยนจะเตมโซเดยมหรอโพแทสเซยมแมงกำเนตลงไปเพอเพมจดเดอดของสวนผสมใหสงขน ท ำใหเกดกำรออกซเดชนไดอยำงสมบรณ ดงแสดงในรปท 5.2

นอกจำกนยงมกำรใชตวเรงปฏกรยำ (catalyst) และตวเรงปฏกรยำทมประสทธภำพดทสด คอโลหะปรอทในรปปรอทออกไซด รองลงมำ คอ ซลเนยม แตโลหะทง 2 ชนดนเปนพษและกำรก ำจดทงจะมผลกระทบตอสงแวดลอม นอกจำกนปรอทยงรวมตวเปนสำรประกอบเชงซอนกบแอมโมเนย ตองเตมโซเดยมไทโอซลเฟตลงไปเพอสลำยสำรประกอบเชงซอนท ำใหไดแอมโมเนยออกมำ จงนยมใชสวนผสมของคอพเพอรซลเฟตและไททำเนยมไดออกไซด

รปท 5.2 ขนตอนกำรยอย (digestion) (ทมำ : https://www.velp.com/en/service_support/kjeldahl_digestion)

https://www.velp.com/en/service_support/kjeldahl_digestion

96

(2) ขนตอนกำรท ำใหเปนกลำง (neutralization) ในขนตอนนแอมโมเนยมซลเฟตทเกดขนจะถกท ำใหเปนดำงโดยกำรท ำปฏกรยำตอ

สำรละลำยกบโซเดยมไฮดรอกไซดเขมขนทมำกเกนพอ จะไดกำซแอมโมเนยระเหยออกมำ จำกนนจงกลนโดยตรงหรอกลนโดยใชไอน ำ (steam distillation) เพอไลกำซแอมโมเนยออกมำใหหมดแลวจบกำซแอมโมเนยทกลนออกมำไดดวยสำรละลำยกรดบอรก ดงแสดงในรปท 5.3

ควำมรอน

โปรตน (NH4)2 SO4/H2SO4

H2SO4 และตวเรงปฏกรยำ กลน เตม NaOH มำกเกนพอแลว

NH3/Boric acid

ขนตอนของปฏกรยำมดงน

(NH4)2 SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2H2O + 2NH3

กำซแอมโมเนยทเกดขนจำกปฏกรยำ จะถกดกจบไวดวยสำรละลำยกรดบอรกไดเปนแอมโมเนยม -

บอเรตดงสมกำร

NH3 + H3BO3 NH4 H2BO3

แอมโมเน กรดบอรก แอมโมเนยบอเรต

(3) ขนตอนกำรไทเทรต

ในขนตอนนเปนกำรไทเทรตหำปรมำณแอมโมเนยทอยในสำรละลำยในรปแอมโมเนยบอเรตดวยำรละลำยกรดก ำมะถนหรอกรดเกลอมำตรฐำน โดยใชเมทลเรดเปนอนดเคเตอร ดงแสดงในรปท 5.4 ปฏกรยำทเกดขนเปนดงสมกำรตอไปน

2 NH4 H2BO3 + H2SO4 (NH4)2 SO4 + 2H3BO3

หรอ NH4 H2BO3 + HCl NH4Cl + H3BO3

97

รปท 5.3 ขนตอนกำรท ำใหเปนกลำง (neutralization)

(ทมา : https://www.velp.com/en/service_support/kjeldahl_distillation)

รปท 5.4 ขนตอนกำรไทเทรต

(ทมา : http://sibagropribor.ru/en/helpful-articles/Kjeldahl/)

98

ค ำนวณหำปรมำณไนโตรเจนไดดงน 1 โมล H2SO4 ท ำปฏกรยำสมมลพอดกบไนโตรเจน 2 โมล หรอ 28 กรม

1 โมล HCl ท ำปฏกรยำสมมลพอดกบไนโตรเจน 1 โมล หรอ 14 กรม

1 มลลลตร 0.1 โมลำร H2SO4 ท ำปฏกรยำสมมลพอดกบไนโตรเจน 0.0028 กรม

1 มลลลตร 0.1 โมลำร HCl ท ำปฏกรยำสมมลพอดกบไนโตรเจน 0.0014 กรม

กำรหำปรมำณไนโตรเจนและโปรตนโดยวธ Kjeldahl เปนวธทใชกนทวไปเปนสำกลและใชเปนวธมำตรฐำนส ำหรบเปรยบเทยบกบวธอนๆ

ตารางท 5.4 คำ conversation factor ส ำหรบใชค ำนวณเพอเปลยนเปอรเซนตไนโตรเจนใหเปนโปรตนในอำหำรบำงชนด

อาหาร % ไนโตรเจนในโปรตน

(X) Conversation factor

(F = 100/X) อำหำรผสม

เนอสตว ขำวโพด

น ำนมและผลตภณฑนม

แปงขำวสำลและมกโรน ไข

เจลำตนและคอลลำเจน

ถวเหลอง ขำวเจำ ขำวสำลทงเมลด

ขำวบำรเลย ขำวโอตและขำวไรย ร ำขำวสำล

อลมอนด

นท ถวลสง บรำซลนท

นทชนดอนๆ

16.00

16.00

17.70

15.67

17.54

14.97

18.02

18.12

19.34

18.76

17.15

15.85

19.30

18.48

18.47

6.25

6.25

5.65

6.38

5.70

6.68

5.55

5.52

5.17

5.33

5.83

6.31

5.18

5.41

5.30

(ทมา : Boyer, 1993)

2) เทคนคในการวเคราะห (1) ถำตวอยำงอำหำรเปนของแขง หรอกงของแขง เชน ผลตภณฑเนอ เพอสะดวกในกำร

ชงตวอยำง ใหชงใสในกระดำษกรอง แลวใชกระดำษกรองหอ ตวอยำงใสลงในฟลำสคทใชยอย และใชกระดำษกรองขนำดเทำกนท ำ blank ควบคกนไปดวย

99

(2) อำจเตมสำรตำนกำรเกดฟองได

(3) ถำตวอยำงเปนของเหลว อำจตองใชกรดก ำมะถนในกำรยอยเพมมำกขน

(4) ของเหลวทไดมำจำกกำรกลนตองท ำใหเยนตลอดชวงระยะเวลำทกลน

(5) ปรมำณไนโตรเจนทงหมดทวเครำะหไดจะไมรวมไนเทรตและไนไทรตทอำจมอยใน

ตวอยำงอำหำร

(6) หลอดยอยตอเขำกบเครองกลนในระหวำงกรกลน และเมอกลนเสรจแลวจะรอนมำก ควรใชควำมระมดระวง และใสถงมอจบของรอนทกครงทจะสมผส หรอเปลยนหลอด

(7) ควรใชควำมระมดระวงในกำรตอหลอดยอยเขำกบเครองกลน โดยตองตอใหเขำกนจนสนทจรง ๆ มฉะนนระหวำงกำรเตมสำรเคมและระหวำกำรกลน สำรเคมจะเกดกำรรวไหลออกมำไดอยำงรนแรง เปนอนตรำยตอผวเครำะห และเครองมอได

3) ขอดของวธ Kjeldahl

(1) ใชไดกบอำหำรทกประเภท

(2) วธกำรไมยงยำก

(3) คำใชจำยนอย

(4) ใหผลกำรวเครำะหแมนย ำและใชเปนวธมำตรฐำนส ำหรบวเครำะหหำโปรตนอยำงหยำบ (crude protein) หรอโดยประมำณเทำนน

(5) ปรบปรงเปนวธ micro- Kjeldahl โดยวเครำะหหำปรมำณของโปรตนเปนมลลกรมได

4) ขอเสยของวธ Kjeldahl

(1) เปนกำรวเครำะหหำปรมำณในไตรเจนทมทงหมดในอำหำร ไมใชเฉพำะไนโตรเจนจำกโปรตนเพยงอยำงเดยว ดงนนหำกในอำหำรมปรมำณไนโตรเจนจำกสำรประกอบอนทไมใชโปรตนปนอยมำก จะท ำใหปรมำณโปรตนทวเครำะหไดมคำมำกกวำคำทแทจรง

(2) ใชเวลำอยำงนอย 2 ชวโมง (3) มควำมแมนย ำต ำกวำวธ Biuret

(4) สำรเคมทใชมควำมเขมขนสง อำจเปนอนตรำยได

5.5.2 การวเคราะหปรมาณไนโตรเจนโดยวธ semi-micro Kjeldahl distillation (Chang,

1998)

เปนวธกำรทใชกลนหำปรมำณไนโตรเจนในรปแอมโมเนยทใชตวอยำงปรมำณนอย ( semi-

micro scale) อำหำรตวอยำงทจะน ำมำกลนตองน ำไปยอยกบกรดก ำมะถนเขมขนใน Kjeldahl digestion

apparatus เสยกอน โดยท ำตำมขนตอนตำงๆ ดงน 1) อำหำรตวอยำงทมลกษณะเปนเนอเดยวกน เชน แปง น ำเชอม น ำผง น ำสมสำยช น ำนม

สด หรอทมลกษณะเปนผงละเอยด ใหชงอำหำรตวอยำง 0.15-0.2 กรม ใสลงในฟลำสคทใชยอยขนำด 30-35

100

มลลลตร ใชตวเรงปฏกรยำผสม 0.8 กรม และกรดก ำมะถนเขมขน จ ำนวน 2 มลลลตร หำกใชมำกกวำน ในขนตอนกลนจ ำเปนจะตองใชโซเดยมไฮดรอกไซดมำกดวย เพอใหสวนผสมของสงทยอยได (digest solution)

อยในสภำพทมโซเดยมไฮดรอกไซดมำกเกนพอ น ำสวนผสมทงหมดไปยอยบนเตำยอยจนใสแลวใหควำมรอนตออกหนงชวโมง จงหยดกำรยอย

น ำของเหลวทยอยไดนนเทลงไปในสวนทใชส ำหรบกลน ใชน ำกลนจ ำนวนเลกนอยลำงฟลำสคทใชยอย แลวเทของเหลวทไดจำกกำรลำงลงไปรวมกบของเหลวทจะใชกลน เตมสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซดควำมเขมขน 45 % ลงไป 15 มลลลตร ปดดวยจกแกว กลนไนโตรเจรรปแอมโมเนย โดยใชกำรกลนดวยไอน ำ (steam distillation) ใสลงในฟลำสคขนำด 250 มลลลตรทมสำรละลำยกรดบอรก ควำมเขมขน 4 เปอรเซนต จ ำนวน 10 มลลลตร และเมทลเรดอนดเคเตอร 2-3 หยดกลนประมำณ 10-15 นำท แลวลำงปลำยคอนเดนเซอรดวยน ำกลนเลกนอย หลงจำกนนน ำของเหลวทกลนไดไปไทเทรตกบสำรละลำยกรดเกลอ ควำมเขมขน 0.02 โมลำร บนทกปรมำตรสำรละลำยกรดเกลอทใชเพอน ำไปค ำนวณหำเปอรเซนตไนโตรเจนในอำหำรตวอยำง

2) อำหำรตวอยำงทมลกษณะทไมผสมเปนเนอเดยวกน อำหำรทไมผสมเปนเนอเดยวกน ตวอยำงเชน อำหำรประเภทเนอและผลตภณฑเนอซง

คอนขำงยงยำกในกำรสมตวอยำง ชงอำหำรตวอยำงทสมมำอยำงดแลว ประมำณ 1.5-2.0 กรม น ำไปยอยในฟลำสคทใชยอย

ขนำด 500-800 มลลลตร ใชตวเรงปฏกรยำผสม 8 กรม และกรดก ำมะถนเขมขน (ชนดปรำศจำกไนโตรเจน) จ ำนวน 20 มลลลตร น ำไปยอยจนใส แลวยอยตอใหครบอกหนงชวโมง (ท ำ blank ควบคไปดวย โดยยอยเฉพำะกรดและตวเรงปฏกรยำผสม) น ำของเหลวทยอยแลวนไปปรบปรมำตรใหครบ 100 มลลลตร แลวปเปตตสำรละลำยทได (ท ำทงของ blank และอำหำรตวอยำงคกน) มำ 10 มลลลตร น ำไปกลนโดยใชเครอง Markham semi-micro Kjeldahl distillation apparatus ตำมวธในขอ 1) ค ำนวณหำเปอรเซนตไนโตรเจน แลวน ำไปคณกบ conversation factor ของอำหำรแตละชนด

ขอดของกำรวเครำะหตำมขอ 2) คอหลงจำกปรบปรมำตรของสำรละลำยทยอยไดเปน 100 มลลลตรแลวสำมำรถน ำของเหลวดงกลำวไปกลนไดหลำยซ ำ ท ำใหผลกำรวเครำะหทได “นำเชอถอ” มำกขน

ในกำรวเครำะหหำปรมำณไนโตรเจนโดยวธ Kjeldahl เปนกำรหำปรมำณไนโตรเจนจำกสำรประกอบอนทรยเทำนน จะไมรวมไนโตรเจนจำกสำรประกอบอนนทรย เชน ไนเทรตและไนไทรต สำรประกอบอนทรยทมไนดตรเจนเปนองคประกอบทพบในอำหำรมหลำยชนด ทงทเปนโปรตนและไมใชโปรตน อำหำรบำงชนดจะมสำรประกอบอนทรยทไมใชโปรตนสง เชน ในพช ผก และผลไม แตผลกำรวเครำะหทไดใชปรมำณไนโตรเจนทงหมดทวเครำะหไดคณดวย conversation factor เปลยนใหเปนปรมำณโปรตนทงหมดท ำใหผลกำรทดลองทไดคลำดเคลอนไมถกตอง จะไดคำปรมำณโปรตนสงกวำทเปนจรงและท ำใหเกดควำมเขำใจผดคดวำตงอยำงทวเครำะหมปรมำณโปรตนสงได

101

5.5.3 การหาปรมาณโปรตนโดยการเผาไหมหรอวธดมาส (Dumas or Combustion analysis) (Owusu-Apenten, 2005)

กำรวเครำะหหำปรมำณไนโตรเจนโดยวธกำรน ท ำไดโดยกำรเผำไหมตวอยำงเปนกำรน ำตวอยำงมำเผำไหมในสภำวะทมออกซเจนอย 99% ทอณหภม 950 -1000 องศำเซลเซยส เพอใหตวอยำงกลำยเปนกำซคำรบอนไดออกไซด น ำ ไนโตรเจนออกไซด และซลเฟอรไดออกไซด ท ำใหโปรตนในอำหำรถกเปลยนไปเปนไนโตรเจน แลวจงใชตวตรวจวดในกำรวดหำปรมำณคำกำรน ำควำมรอนเพอน ำไปแปลงคำเปนปรมำณโปรตนตอไป

5.5.4 การหาปรมาณโปรตนโดยการวดส (Nessler colorimetric method)

วธกำรนเปนกำรยอยตวอยำงอำหำร ทท ำใหเกดสำรละลำยแอมโมเนยมอออนจำกนน น ำสำรละลำยทไดมำท ำปฏกรยำกบอลคำไลฟนอลและไฮโปรคลอไรท แลวจงใหควำมรอน จะท ำใหไดสำรละลำยทเกดขนมสสน ำเงน จำกนนจงน ำไปวดดวยเครองสเฟกโตโฟโตมเตอร( spectrophotometer) ท ำใหไดปรมำณโปรตนโดยกำรใชหลกกำรของเครองน วธกำรนเปนกำรยอยตวอยำงอำหำร ททำใหเกดสำรละลำยแอมโมเนยมอออน

5.5.5 การหาปรมาณโปรตนโดยวธไบยเรต (Biuret method)

ปฏกรยำกำรเกดสของโปรตนสำมำรถใชในกำรตรวจสอบเชงคณภำพแตในขณะเดยวกนบำงวธกสำมำรถทจะใชในกำรตรวจสอบเชงปรมำณได ส ำหรบวธทนยมใชในกำรตรวจสอบคณภำพของโปรตนวำมอยหรอไมหรอกำรตรวจสอบเชงคณภำพ มวธทนยมใชกนดงตอไปน 1) กำรทดสอบแบบไบยเรต (Biuret test) เปนกำรตรวจหำโปรตนทมอยในผลตภณฑ โดยกำรเตรยมตวอยำงปรมำณเพยงเลกนอยและละลำยในนำปรมำณ 5 มลลลตรแลวจงเตมดำงแกลงในตวอยำง หลงจำกนน จงท ำกำรเตมสำรละลำยคอปเปอรโดเฟตเพยง 2 -3หยด ลงในสำรละลำยโปรตน กำรเกดสมวงแสดงใหเหนวำมโปรตนอยหรอใหผลบวก กำรทดสอบนใชทดสอบโปรตนทมพนธะเปปไทดตงแต 3 ตำแหนงขนไป ดงนน กำรทดสอบกบไดเปปไทดจงใหผลเปนลบ

2) กำรทดสอบแบบแซนโธโพเทอก (Xanthoproteic test) เปนกำรเตมกรดไนตรกเขมขนปรมำณ 3 มลลลตรอยำงระมดระวงลงในสำรละลำยโปรตน สำรละลำยจะเปลยนจำกสเหลองกลำยเปนสสมไหมกรณทใหผลบวก เนองจำกโปรำนทมกรดอะมโนอย จะท ำปฏกรยำกบวงแหวนชองเบนซน

ซงไดแกไทโรซน ฟนลอะลำนน และทรปโตเฟน

3) กำรทดสอบแบบรดวซซลเฟอร (Reduced sulfur test) เปนกำรตมสำรละลำยโปรตนทมโปตสเชยมไฮดรอกไซดอย 2-3 มลลลตรในอำงน ำเดอด แลวจงเตมสำรละลำยเลดอะซเตด 2 -3 มลลลตร ในกรณทตวอยำงมกรดอะมโนทมชลเฟอรอย เชน ซสตน และเมทไธโอนน จะท ำใหไดตะกอนสด ำทเปนตะกอนจำกเลดซลไฟด

102

4) กำรทดสอบแบบนนไฮดรน (Ninhydrin test) เปนกำรตมสำรละลำยโปรตนกบนนไฮดรน(ไตรคโตไฮดรนดน ไฮเดรต) ประมำณ 2-3 มลลลตร แลวจงท ำกำรใหควำมรอนสวนผสมนจนเดอดในอำงน ำเดอด เมอท ำใหสำรละลำยเยนจะกลำยเปนสมวงออนถำสำรประกอบนนมหมอะมโนทอสระอยำงนอย 1 หมและหมคำรบอกซลทอสระอยำงนอย 1 หมยกเวนกรดอะมโนทชอโพรลนและไฮดรอกซ โพรลน ทจะใหผลตภณฑทมสเหลอง

ส ำหรบวธไบยเรตทใชในกำรหำปรมำณโปรตนในอำหำรอำศยหลกกำรทสำรซงมสำรทมพนธะเปปไทดตงแต 2 พนธะหรอมำกกวำขนไป จะใหสำรเชงซอนสมวงเมอท ำปฏกรยำกบคอปเปอร ( II) อออนในสำรละลำยทเปนดำง กำรเปลยนสทเกดขนเนองมำจำกสำรเชงชอนทเกดขนระหวำง คอปเปอรอออนและอะตอมของไนโตรเจนในสำยเปปไทด ควำมเขมขนของโปรตนในตวอยำงไดจำกกรำฟมำตรฐำนทเตรยมจำกควำมเขมขนของโปรตนททรำบคำซงรำยละเอยดของวธกำรนมดงตอไปน

(1) ปเปตโปรตนมำตรฐำนทรปรมำณและปรมำณน ำกลนดงแสดงในตำรำงท 5.5 ลงในหลอดทดลอง

(2) จำกนนเตมสำรละลำยไบยเรต (ทเตรยมจำกำรละลำย CuSO4.5H20 ปรมำณ 1.5

กรม และ NaKC4H4O6 . 4H20 ปรมำณ 6.0 กรม ลงในน ำกลนปรมำณ 500 มลลลตรแลวจงเตม NaOH ควำมเขมขน 10% ปรมำณ 300 มลลลตรลงไป พรอมกบกำรคนอยำงสม ำเสมอ จงท ำใหเจอจำงจนมปรมำตรเทำกบ 1 ลตรในขวดโพลเอธลน) ลงไปปรมำณ 4.0 มลลลตร ท ำกำรผสม และปลอยทงไวเปนเวลำ 30 นำททอณหภมหอง

(3) บนทกคำกำรดดกลนแสงหรอคำควำมหนำแนนของแสง (optical density) ท 550

นำโนเมตร ทวดดวยเครองสเปกโตโฟโตมเตอร(spectrophotometer)

(4) วำดกรำฟระหวำงคำกำรดดกลนแสงท 550 นำโนเมตร กบควำมเขมขนของโปรตนมำตรฐำน

(5) แลวเตรยมตวอยำงทมควำมเขมขนเหมำะสม ปเปตตวอยำงลงในทดลองและเตมน ำจนมปรมำตรรวมเทำกบ 1 มลลลตร แลวจงทำกำรทดลองเชนเดยวกบขอ 2

รปท 5.5 กำรทดสอบโปรตนดวยวธไบยเรต

(ทมา : https://www.getmygrades.co.uk/subjects/biology-gcse-ib/types-of-biological-

molecules/biuret-test-for-protein/)

103

ตารางท 5.5 ควำมเขมขนและคำกำรดดกลนแสงของสำรแขวนลอยจำกโปรตนไข

หลอดท ปรมาตรของสารมาตรฐาน

ปรมาตรของน า ความเขมขนของสารมาตรฐาน

คาการดดกลนแสงท 550

1 (blank)

2

3

4

5

6

0.00

0.10

0.25

0.50

0.75

1.00

1.00

0.90

0.75

0.50

0.25

0.00

0.0

1.0

2.5

5.0

7.5

10.0

ตงใหอำนคำ = 0

ทมา (Weaver and Daniel, 2003)

5.5.6 การหาปรมาณโปรตนโดยวธลาวร (Lowry's method)

วธนเปนวธทมควำมแมนย ำมำกทสดอกวธหนง ทใชในกำรหำปรมำณโปรตนทไดจำกกำรไฮโดรไลซสดวยกรด วธอนๆจะมควำมไวตอปรมำณโปรตนทไดจำกกรดอะมโนเทำนน สวนผสมของโปรตนหรอโปรตนทท ำกำรสกดออกมำแลว

สำรเคมทใชในกำรทดลองนประกอบดวย

1) สำรละลำย ผสมทเตรยมทนทกอนใชเปนสำรละลำยผสมของสำร A : B : C ในอตรำสวน 100 : 1 : 1 โดยสำรละลำย A คอ สำรละลำยโซเดยมคำรบอเนตควำมเขมขน 2 % (Na2CO3, น ำหนกตอปรมำตร) ทละลำยในนำกลน สวนสำรละลำย B คอ สำรละลำยคอปเปอรซลเฟตควำมเขมขน % (CuSO4,

5H2O, น ำหนำตอปรมำตร)ทละลำยในน ำกลน และสำรละลำย C คอ สำรละลำยโซเดยมโปตสเซยม ตำรเตรตควำมเขมขน 2 % (Na2CO3, น ำหนกตอปรมำตร) ทละลำยในน ำกลน

2) สำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด 2 N

3) สำรละลำยโฟลนทหำไดทำงกำรคำ (Folin reagent) โดยใชควำมเขมขน 21 N หรอเดมใชสำรละลำยโซเดยมทงสเตทและโซเดยมโมลบเดทในกรดฟอสฟอรกและกรดไฮโดรคลอรกใหผลตภณฑลสน ำเงนและดดกลนแสงทควำมยำวคลน 750 นำโนเมตร

4) สำรละลำยมำตรฐำน.เตรยมไดจำกสำรละลำยมำตำฐำนของโปรตน เชน bovine serum

albumen เปนตน ทมควำมเขมขนของโปรตนเทำกบ 4 มลลกรม/มลลลตร ในน ำกลน ท ำกำรเกบรกษำไวทอณหภม-20 °C ส ำหรบกำรเตรยมสำรละลำยมำตรฐำน A ทไดจำกกำรเตรยมกรดไตรคลอโรอะซตก (trichloroacetic acid) ควำมเขมขน 20 % (ไดจำกกำรละลำยสำรน 20 กรมในน ำ 100 มลลลตร) สวนสำรละลำยไดจำกกำรเตรยมกรดไตรคลอโรอะซตก (trichloroacetic acid) ควำมเขมขน 1% (ไดจำกกำรละลำยสำรนำกรมในนำ 100 มลลลตร) ท ำไดโดยกำรเตรยมจำกสำรละลำยสตอกกบน ำกลน

104

รปท 5.6 ปฎกรยำในกำรหำปรมำณโปรตนโดยวธลำวร (Lowry Protein Assay)

(ทมา : http://bqckit.com/product/lowry-protein-quantification-assay-kit/)

ส ำหรบวธของลำวรรำยละเอยดของขนตอนตำงๆทใชในกำรหำปรมำณโปรตนในอำหำร ดงตอไปน

1) ตวอยำงอำหำรหรอสำรละลำยมำตรฐำนปรมำณ 0.1 มลลลตร น ำมำเตมสำรละลำยโซเดยม

ไฮดรอกไซดควำมเขมขน 2 N ปรมำณ 0.1 มลลลตร หลงจำกนนใหควำมรอนในอำงน ำควบคมอณหภมไดท 100 °C เปนเวลำ 10 นำทเพอท ำกำรไฮโดรไลสตวอยำง

2) ปลอยใหเยนทอณหภมหอง แลวเตมสำรละลำยผสมทเตรยมขนมำใหมๆปรมำณ 1

มลลลตร และปลอยทงไวทอณหภมหองเปนเวลำ 10 นำท

3) เตมสำรละลำยโฟลนปรมำณ 0.1 มลลลตร กวนดวยเครองผสมแบบเวอรเทกซและปลอยทงไวทอณหภมหองเปนเวลำ 30-60 นำท (ไมควรเกนเวลำทก ำหนดไว)

4) อำนคำกำรดดกลนแสงทควำมยำวคลน 750 นำโนเมตร ถำควำมเขมขนของโปรตนนอยกวำ 500 ไมโครกรม/มล. และวดคำกำรดดกลนแสงทควำมยำวคลน 550 นำโนเมตร ถำควำมเขมขนของโปรตนอยระหวำง 100-2000 ไมโครกรม/มลลลตร

5) วำดกรำฟมำตรฐำนระหวำงคำกำรดดกลนแสงท 550 นำโนเมตร กบควำมเขมขนของโปรตนมำตรฐำน และใชในกำรเปรยบเทยบเพอหำปรมำณโปรตนทมอยในตวอยำง

ขอเสนอแนะหรอขอแนะน ำในกำรหำปรมำณโปรตน โดยวธของลำวรมรำยละเอยดดงตอไปน 1) ถำตวอยำงในกำรทดลองยงมตะกอนอย ควรท ำกำรละลำยดวยสำรละลำยโซเดยมกรอก

ไซดควำมเขมขน 2 N และท ำกำรไฮโดรไลสตวอยำงเชนเดยวกบกำรทดลองขอท 1 และเตมสำรละลำยทใชในกำรไฮโดรไลสตวอยำงในกำรทดลองขอท 1 ปรมำณ 0.2 มลลลตร

105

2) เมอเตมสำรละลำยโฟลนควรท ำกำรผสมอยำงรวดเรว เพอใหไดคำทตองกำร และกำรเตรยมสำรละลำยมำตรฐำนควรท ำอยำงนอย 2-3 ซ ำ เพอใหไดคำมำตรฐำนทนำเชอถอ

5.5.7 การหาปรมาณโปรตนโดยวธฟอรมอลไตเตรชน (Formal Titration) (Kirk, and Sawyer,

1991)

วธฟอรมอลไทเทรชนนท ำไดโดยกำรเตมฟอรมำลดไฮดลงในสำรละลำยอำหำรตวอยำงทท ำใหเปนกลำงดวยสำรละลำยดำงมำกอนแลว ซงจะมโปรตนและกรดอะมโนอยในสำรละลำย ฟอร?มำลดไฮดทเตมลงไปจะท ำปฏกรยำกบหมอะมโน (-NH2) ทอยในโมเลกลของโปรตนและกรดอะมโนอสระไดเปนหม methylene-amino (-N=CH2) ท ำใหโมเลกลของโปรตนและกรดอะมโนสญเสยหมอะมโนซงมสมบตเปนดำงและมหมคำรบอกซลเหลออยเปนอสระซงมสมบตเปนกรด ท ำใหมควำมเปนกรดเพมมำกขนจงหำปรมำณกรดไดโดยกำรไทเทรตกบสำรละลำยดำงมำตรฐำน ) ปฏกรยำของฟอรมำลดไฮดกบกรดอะมโน มดงน

HCHO+HOOC-CH-NH2 HOOC-CH-N=CH2

R R

วธนใชวเครำะหหำปรมำณโปรตนและกรดอะมโนไดรวดเรวและท ำไดงำย นยมใชวเครำะหในอำหำรทเปนอำหำรทเปนของเหลว เชน น ำนม น ำปลำ น ำผลไม น ำสมสำยชหมก และไอศกรม เปนตน

เปอรเซนตโปรตน = T x 0.17

เมอ T = ปรมำตรเปนมลลลตรของสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 1 โมลำร ทใชเพอท ำใหน ำนมหรออำหำรทเปนของเหลว จ ำนวน 1,000 มลลลตร เปนกลำงพอด

1) การท าฟอรมอลไทเทรชนของน าสมสายช

กำรท ำฟอรมอลไทเทรชนของน ำสมสำยช เปนกำรวเครำะหหำปรมำณกนดอะมโนและโปรตนทมอยในน ำสมสำยช ถำเปนน ำสมสำยชหมกจะสำมำรถวเครำะหหำคำฟอรมอลไทเทรชนได หำกเปนน ำสมสำยชกลนหรอน ำสมสำยชเทยมจะไมมคำฟอรมอลไทเทรชน ท ำใหมำสำรถบงชควำมแตกตำงของน ำสมสำยชไดวำเปนน ำสมสำยชหมกหรอน ำสมสำยชกลน

วธท า (1) ปเปตตน ำสมสำยชตวอยำงมำ 10 มลลลตร เตมสำรละลำยฟนอลฟทำลนลงไป 2-3

หยด ไทเทรตสำรละลำยใหใกลถงจดเปนกลำงดวยสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.5 โมลำร และไทเทรตใหไดจดทเปนกลำงพอดดวยสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.05 โมลำร

106

(2) ปเปตตฟอรมำลน (ทไทเทรตใหอยในภำวะทเปนกลำงกอนแลว) มำ 5 มลลลตร ใสลงไปผสมใหเขำกน ตงทงไว 5 นำทแลวน ำไปไทเทรตหำปรมำณกรดโดยใชสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.5 โมลำร หรอ 0.1 โมลำร บนทกปรมำตรของดำงทใชและทดลองซ ำ 2-3 ครง ค ำนวณหำคำเฉลยของดำงทใช

น ำสมสำยชหมกมคำไทเทรชนประมำณ 0.5-3.0 มลลลตรของสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.1 โมลำร เมอใชน ำสมสำยชตวอยำง 10 มลลลตร ถำเปนน ำสมสำยชกลนหรอน ำสมสำยชเทยมจะมคำฟอรมอลไทเทรชนต ำมำก กำรทน ำสมสำยชหมกมคำฟอรมอลไทเทรชนสงเนองจำกกำรหมกจะใชน ำผลไม ซงจะมกรดอะมโนอยในน ำผลไมและเกดกรดอะมโนจำกกระบวนกำรหมกดวย

2) การท าฟอรมอลไทเทรชนของน านม

วธกำรนเปนกำรหำปรมำณกรดอะมโนและโปรตนโดยประมำณเทำนน ซงอำจใชเปนวธวเครำะหกบงำนทท ำประจ ำวนไดและสำมำรถกระท ำตอจำกกำรวเครำะหหำปรมำณกรดทงหมดได เนองจำกภำยหลงกำรไทเทรตน ำนมดวยสำรละลำยดำงมำตรฐำนจนน ำนมอยในภำวะเปนกลำงแลว หำกใชน ำนมเปนตวอยำง 10 มลลลตร เตมฟอรมำลนลงไป 2 มลลลตร โดยใชปเปตตปรมำตรแนนอน (volumetric pipette) เขยำใหผสมเขำกนด ตงไวประมำณ 5 นำท น ำไปไทเทรตกบสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.1 โมลำรจนไดสชมพกลบมำอกครงหนง บนทกปรมำตรของดำงทใชสมมตใหเปน B มลลลตร

ปเปตตฟอรมำลนมำอก 2 มลลลตร และน ำกลน 10 มลลลตรใสใน porcelain basin อกใบหนง เตมฟนอลฟทำลนลงไป 2-3 หยดแลวไทเทรตสวนผสมดงกลำวกบสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.1 โมลำร บนทกปรมำตรของดำงทใช สมมตใหเปน b มลลลตร ค ำนวณหำเปอรเซนตของโปรตนไดดงน

เปอรเซนตโปรตน = 1.7 (B-b)

3) การท าฟอรมอลไทเทรชนของน าผลไม

กรดอะมโนในน ำผลไมสำมำรถวเครำะหไดดวยวธฟอรมอลไทเทรชน โดยปเปตตน ำผลไมตวอยำงมำ 10 มลลลตร ใสในฟลำสคขนำด 125 มลลลตร เตมสำรละลำยฟนอลฟทำลนลงไป 2-3 หยด ไทเทรตใหไดจดทเปนกลำงพอดโดยใชสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.5 และ 0.05 โมลำร ตำมล ำดบ กำรใชสำรละลำยดำง 0.05 โมลำรแทน 0.5 โมลำรในชวงหลงของกำรท ำใหเปนกลำงเพอปองกนไมใหเตมดำงมำกเกนจดทเปนกลำงพอด

ปเปตตฟอรมำลน (ทไทเทรตใหเปนกลำงกอนแลว) มำ 5 มลลลตร เตมลงไปผสมใหเขำกน ตงไวประมำณ 5 นำท น ำสำรละลำยทงหมดไปไทเทรตหำปรมำณกรด โดยใชสำรละลำยโซเดยมไฮดรอกไซด ควำมเขมขน 0.05 หรอ 0.1 โมลำร (ขนอยกบปรมำณกรดอะมโนหรอโปรตนทคำดวำจะมอยในตวอยำงน ำผลไม) จนไดจดยตสชมพออนบนทกปรมรำตรของดำงทใช ทดลองซ ำ 2-3 ครง ค ำนวณหำคำเฉลยของดำงทใช

107

และค ำนวณหำคำจ ำนวนฟอรมอล (formol number) เปนมลลลตรของสำรละลำยดำงควำมเขมขนตอ 100

มลลลตร หรอตอลตรของน ำผลไม


เปนททรำบกนดวำโปรตนประกอบขนดวยธำนไฮโดรเจน คำรบอน ออกซเจน ไนโตรเจน และซลเฟอร และหนวยยอยทสดของโปรตนคอ กรดอะมโน โดยกรดอะมโนแตละชนดจะเชอมตอกนดวยพนธะเพปไทด ดงนนในกำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนท ำไดหลำยวธ โดยแตละวธจะวดปรมำณโปรตนโดยอำศยคณสมบตตำง ๆ ของโปรตน ส ำหรบกำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนทรจกกนและนยมใชมำกทสด คอ วธเจลดำลห โดยวธเคลดำหลโดยตงสมมตฐำนวำโปรตนมไนโตรเจนเปนองคประกอบรอยละ 16 ดงนน เมอหำปรมำณไนโตรเจนไดแลว จงคณดวยคำคงทคอ 6.25 เพอหำปรมำณโปรตนส ำหรบอำหำรทวไป เชน เนอสตว และไข เปนตน แตส ำหรบโปรตนในขำวสำลมปรมำณไนโตรเจนในโปรตนสงกวำในอำหำรทวไป คำคงททใชคณกบปรมำณไนโตรเจนเพอใหไดปรมำณโปรตนจงเปน 5.70 แตส ำหรบน ำนมจะมคำคงทเปน 6.38 ทงนปรมำณไนโตรเจนทไมใชโปรตนจะรวมอยในนดวย โดยถอวำมนอยมำก นอกจำกน ยงมวธอนๆทใชในกำรหำปรมำณโปรตนได ทงนขนอยกบผลตภณฑอำหำรทน ำมำวเครำะห เชน วธกำรวดส วธลำวร เปนตน

108


1. จงบอกควำมหมำย ประเภท หนำท และควำมส ำคญของโปรตนในอำหำร

2. จงบอกหลกกำรกำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนดวยวธ Kjeldahl method 3. จงบอกขอปฏบตและขอควรระวง และเทคนคในกำรวเครำะหหำโปรตนดวยวธ Kjeldahl method

4. จงอธบำยขนตอนและเขยน flow chart กำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนดวยวธ Kjeldahl method

5. จงอธบำยเทคนคและวธกำรวเครำะหหำปรมำณโปรตนดวยวธไบยเรต (Biuret method)

6. จงอธบำยและเปรยบเทยบขอแตกตำงระหวำงกำรหำโปรตนดวยวธตำง ๆ

109


กลยำ จนทรอรณ. 2533. เคมอาหาร. ภำคพฒนำต ำรำและเอกสำรวชำกำร ศกษำนเทศกกรมกำรฝกหดคร นธยำ รตนำปนนท. 2545. เคมอาหาร พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนตง เฮำส. นธยำ รตนำปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนตง เฮำส. ลำววลย เบญจศล. 2542. วทยาศษสตรและเทคโนโลยการอาหารเบองตน. ภำควชำเกษตรศำสตร คณะ

วทยำศำสตรและเทคโนโลย สถำบนรำชภฎสวนสนนทำ. ศยำมน ปรยำจำรย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร . เอกสำรประกอบกำรสอน. คณะเทคโนโลย.

มหำวทยำลยรำชภฎอดรธำน. 115 น. อมเอบ พนสด และคณะ. 2546. เอกสารประมวลสาระ วชาวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร

เบองตน (หนวยท 2). ส ำนกงำนสถำบนรำชภฎ. AOAC International. 2000. Official Methods of Analysis of AOAC International. 17th ed.

(Horwitz, W. ed.) AOAC International, Gaithersburg, MD.

Boyer, R.F. 1993. Experimental Biochemistry. 2nd ed., The Benjamin/Cummings Publishing

Company, Inc., New York, pp. 55-56.

Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram

quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical

Biochemistry, 72 : 248-254.

Chang, S.K.C. 1994. Protein Analysis. In Introduction to the Chemical Analysis of Foods.

(Nielsen, S.S. ed.) Jones and Bartlett Publishers, London, pp. 207-219.

Chang, S.K.C. 1998. Protein Analysis. In Foods Analysis.2nd ed. (Nielsen, S.S. ed.) Aspen

Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp. 237-252.

James, C.S. 1995. Analytical Chemistry of Foods. Blackie Academic & Professional, London,

pp. 40-46.

Kirk, R.S. and Sawyer, R. 1991. Pearson’s Composition and Analysis of Foods. 9th ed.

Longman Scientific & Technical, Singapore, pp. 16-22.

Lee, F.A.1983. Basic Food Chemistry. The AVI Pub.Co.Inc. , Westport.

Owusu-Apenten, R.K. 2005. Introduction to Food Chemistry. U.S.A. : CEC Press.

Press.

Sikorski, Z.E. 2002. Chemical and Functional Properties of Food Components, 2nd ed.

U.S.A.: CEC Press.

Weaver, C.M. and Daniei J.R. 2003. The Food Chemistry Laboratory.2nd ed. U.S.A. : CEC

http://bqckit.com/product/lowry-protein-quantification-assay-kit/)

110

https://www.getmygrades.co.uk/subjects/biology-gcse-ib/types-of-biological-



การวเคราะหหาปรมาณไขมน


1. ความส าคญของไขมนในอาหาร

2. การจ าแนกชนดของไขมน

3. ปจจยทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมนในอาหาร

4. การตรวจสอบการเปลยนแปลงของไขมนออกซเดชนในอาหาร

5. การเปลยนแปลงทางเคมทส าคญของไขมนในอาหาร

6. การหาปรมาณไขมนในอาหาร


1. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงความหมายและความส าคญของไขมนในอาหาร

2. เพอใหนกศกษารถงปจจยและการตรวจสอบการเปลยนแปลงทเกดในไขมน

3. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงการเปลยนแปลงทางเคมทส าคญของไขมนในอาหาร

4. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงหลกการและวธการทนยมใชกนในการหาคาไขมนทมอยในอาหารและผลตภณฑ



1. ศกษาเอกสารประกอบการสอน เคมอาหาร วารสาร งานวจยตางๆทเกยวของกบการวเคราะหหาปรมาณไขมนในผลตภณฑอาหาร

2. ศกษาแผนภม แผนใส ตาราง แผนภาพ วดทศนทเกยวของ 3. มอบหมายการคนควาและท าแบบฝกหดเปนการบาน



1. ผสอนตงค าถามเพอทดสอบพนฐานความรเกยวไขมนในอาหาร ปจจยทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมน และการหาปรมาณไขมนในอาหาร

2. แบงนกศกษาออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน ก าหนดหวขอศกษาใหแตละกลมกอนศกษาวดทศน เรอง การตรวจสอบการเปลยนแปลงของไขมนออกซเดชนในอาหาร แลวชวยกนอภปรายและสรปเนอหาทส าคญจากนนใหตวแทนกลมออกมาน าเสนอหนาชนเรยน


112

4. ใหนกศกษาแตละกลมคนหาความรทเกยวของกบการเปลยนแปลงทางเคมทส าคญของไขมนในอาหารทนาสนใจจากเวบไซต แลวน าเสนอในรปแบบรายงานหรอปายนเทศ


6. ใหนกศกษาศกษาเนอหาดวยตนเองโดยใชระบบการสอนออนไลนแลวตอบค าถามโดยการสงผานระบบ



3. รปภาพขนตอนการวเคราะหโปรตนในอาหาร

4. วดทศนเรอง โปรตนในอาหาร





2. ทดสอบความเขาใจของการวเคราะหหาปรมาณไขมน หรอคาอนๆทเกยวของส าหรบผลตภณฑแตละชนด

3. ทดสอบความเขาใจเกยวกบเนอหาในบท



1. นกศกษาสามารถท าแบบฝกหดและตอบค าถามทายบทไดไมนอยกวา 80 %

2. นกศกษาสามารถอธบายเกยวกบความส าคญ หนาท หลกการและการวเคราะหหาปรมาณไขมนไดอยางถกตอง

3. นกศกษาเขาใจในเนอหาของบทไมนอยกวา 70%


บทท 6

การวเคราะหหาปรมาณไขมน

(Lipid Content Analysis)

ไขมนเปนกลมของสารอนทรยมหนาทส าคญตอรางกาย คอ เปนสารอาหารทใหพลงงานมากกวาโปรตนและคารโบไฮเดรตประมาณ 2.25 เทาของปรมาณน าหนกแหงทเทากน ไขมนท าใหอาหารมกลนรส มลกษณะเนอสมผสทด ใหกรดไขมนทจ าเปน (essential fatty acids-EFA) และเปนตวน าวตามนบางชนดทละลายไดในไขมน ไดแก วตามน เอ ด อ และ เค ใหเขาสรางกาย

ไขมนเปนสารอนทรยทพบในอาหารแทบทกชนด มปรมาณมากนอยแตกตางกน ดงตารางท 6.1 และอาจใชบรโภคในรปของไขมนจากพช และสตวทสกดในรปทเหนชดเจน เชน เนยเหลว มนหม เนยขาว น ามนสลด หรอเปนสวนประกอบของอาหารหลกๆ เชน น านม เนยแขง หรอเนอสตวตางๆ แหลงไขมนจากพชสวนใหญมาจากเมลดเชน ถวเหลอง เมลดนน ถงลสง และพชน ามน ไดแก ปาลม มะพราว และมะกอก

ไขมนทใชบรโภคเมอผานกระบวนการแลวสวนใหญจะไดสารประกอบไตรกลเซอไรด (triglycerides) ซงประกอบดวยกรดไขมน (fatty acids) หลายชนด ไตรกลเซอไรดเปนเอสเทอร (ester) ของกลเซอรอล (glycerol) กบกรดไขมน 3 โมเลกล ดงสมการ

CH2-OH HOOCR’ CH2OCOR’ CH-OH + HOOCR’’ CHOCOR’’ + 3H2O CH2-OH HOOCR’’’ CH2OCOR’’’

กรดไขมนทง 3 โมเลกลมกเปนกรดตางชนดกน นอกจากถาปรมาณของกรดชนดหนงมมากกวา 1 ใน 3

ของกรดทงหมด ไตรกลเซอไรดจะมกรดไขมนชนดเดยวกน 2 โมเลกล โมเลกลไตรกลเซอไรดทมไขมนทง 3

ชนดเหมอนกนเรยกวา ไตรกลเซอไรดเชงเดยว (simple triglycerides) แตถามกรดไขมนตางชนดกนเรยกวา ไตรกลเซอไรดผสม (mixed triglyceride)

ไขมนทมกรดไขมนอมตว (saturated fatty acids) อยสง เชน น ามนหม หรอน ามนมะพราว มกมลกษณะเปนไขแขงทอณหภมหอง (20 °C) สวนไขมนทมกรดไขมนชนดไมอมตว (unsaturated fatty acids)

อยมาก เชน น ามนพชชนดตาง ๆ จะเปนของเหลวทอณหภมหอง กรดไขมนทพบในธรรมชาตมมากกวา 4

ชนด กรดไขมนทส าคญและรจกทวไป แสดงในตารางท 6.2 กรดไขมนทส าคญม 8 ชนด คอ พวกทมคารบอน 12-18 ตว และพวกทมความไมอมตว หรอพนธะคตงแต 1-4 กรดไขมนทพบมากทสดคอ C18 และ C16

114

ตารางท 6.1 ปรมาณไขมนในอาหารชนดตางๆ

อาหารสวนทบรโภคไดหนก 100 กรม สารอาหารไขมน (กรม) น ามนหม 99.9 มารการน 91.9

เนย 81.6 เบคอน 69.3 งาด า 49.3

เมลดมะมวงหมพานต 46.4 เนอหมตดมน 45.0

ถวลสง 37.5 มะพราวแก (เนอ) 35.3

หมแฮม 31.5 นมผง 26.7

เนยแขง 20.3 เนอวว 14.0

เนอไกออน 12.6 ไอศกรม 12.5

ไขไก 11.9 ไขนกกระทา 11.2

ขาวสาล 1.5 หอยแครง 1.4

กะป 1.0 ปลาท 0.7

แตงไทย 0.4 เหด 0.3

สมเขยวหวาน 0.3 รงนก 0.3

หปลาฉลามแหง 0.1 (ทมา: ดดแปลงจาก เพยงใจ, 2540)

115

ตารางท 6.2 กรดไขมนทพบทวไป

กรดไขมน จ านวนคารบอนและพนธะค บวทรก (Butyric) 4: 0 คาโปรอก (Caproic) 6: 0 คาปรลก (Caprylic) 8: 0 คาปรก (Capric) 10: 0 ลอรก (Lauric) 12: 0 ไมรสตก (Myristic) 14: 0 ปาลมตก (Palmitic) 16: 0 สเทยรก(Stearic) 18: 0 อโคซาโนอก (Eicosanoic) 20: 0 ปาลมโทเลอก (Palmitoleic) 16: 1 โอเลอก (Oleic) 18: 1 ลโนเลอก (Linoleic) 18: 2 ลโนเลนก (Linolenic) 18: 3 แอราชโดนก (Arachidonic) 20: 4 อรสก (Erucic) 22: 1 (ทมา: จตธนา และคณะ, 2546)

6.1 การจ าแนกชนดของไขมน (นธยา, 2545)

ไขมนสามารถจ าแนกตามโครงสรางทางเคมออกเปน 3 กลม คอ

1) Simple lipids หมายถง ไขมนกลมตางๆดงตอไปน (1) ไขมน (Fats) เปนสารซงมสถานะเปนของแขงทอณหภมหอง แตถาอยในสถานะเปน

ของเหลวทอณหภมหอง เรยกวา น ามน (Oils)

(2) ขผงหรอแวกซ (Waxes)

2) Compound lipids หมายถง เปนเอสเทอรของกรดไขมนกบแอลกอฮอลพรอมกบมสารอนรวมอยดวย ไดแก

(1) ฟอสโฟไขมน (phospholipids) เปนไขมนทนอกจากประกอบดวยกรดไขมนกบแอลกอฮอลแลว ยงมกรดฟอสฟอรกและเบสทมไนโตรเจน เชน กลเซฮรอลฟอสโฟไขมนสฟงโกซนฟอสโฟไขมน เปนตน

(2) ไกลโคไขมน (glycolipids) เปนไขมนทประกอบดวยกรดไขมนกบแอลกอฮอลแลว ยงมคารโบไฮเดตรและเบสทมไนโตรเจน เชน ซรโบรไซด

(3) Compound lipids อนๆ ไดแก ไลโพโปรตน ซลโฟไขมน อะมโนไขมน

3) Derived lipids เปนไขมนทไดจากการไฮโครไลซสกลมท 1 และ 2 ท าใหไดสารตางๆ เชน กรดไขมน กลเซอรอล โมโนหรอไดกลเซฮไรด คอเลสเตอรอล แคโนทนอยด ควโนน เปนตน

116

นอกจากกรดไขมนเปนสารอนทรยประเภทไฮโดรคารบอน ทประกอบดวยคารบอนอะตอมตงแต 4-24 อะตอมเรยงจอกน และดานปลายมหมคารบอกซล 1 หม โดยสามารถแบงกรดกรดไขมนออกเปน 2 กลมใหญๆตามความอมตว คอ (อมเอม และคณะ, 2546)

(1) กรดไขมนอมตว หมายถง โมเลกลของกรดไขมนทอะตอมของคารบอนจบกนดวยพนธะเดยวทงโมเลกล ไดแก กรดลอรก กรดปาลมมตก กรดสเตยรก

(2) กรดไขมนไมอมตว หมายถง โมเลกลของกรดไขมนทอะตอมของคารบอนจบกนดวยพนธะคในโมเลกล ไดแก กรดโอเลอก (มพนธะคอย 1 ค) กรดลโนเลอก (มพนธะคอย 2 คและเปนกรดไขมนทจ าเปนตอรางกาย) กรดลโนเลนก (มพนธะคอย 3 ค)

6.2 ความส าคญของไขมนในอาหาร 1) ชวยใหอาหารมรสชาตดขน เนองจากไขมนจะท าใหอาหารมความนม ชมลน กลมกลอม และนา

รบประทานมากยงขน

2) ใหพลงงานสง โดยไขมนหรอไขมน 1 กรมจะใหพลงงานมากกวาสารอาหารอนๆ คอ ใหพลงงานมากถง 9 กโลแคลอรตอกรม

3) ชวยใหอาหารททอดมสสวย ไมตดภาชนะบรรจ และชวยใหอาหารไดรบความรอนอยางทวถง 4) ชวยใหอาหารประเภทแปงหรอผลตภณฑขนมอบนม รวน และรอนเปฯชน เชน พาย กะหรปบ

ขนมเคก โรต โดยไขมนจะไมแทรกอยระหวางสวนประกอบอนๆ

5) ชวยพากลน-รสในอาหาร และชวยการรบรทางประสาทสมผสตางๆ

6) ชวยดานเนอสมผสและความอรอยของไอศกรม

7) ท าใหเกดการถายเทความรอนในอาหารอยางรวดเรว และใชประโยชนกนมากมายทางอตสาหกรรมการทอด

6.3 ปจจยทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมนในอาหาร ส าหรบไขมนทมในอาหารจะแตกตางกนไปขนอยกบชนดของอาหาร โดยการเปลยนแปลงของไขมนใน

อาหาร มผลตอลกษณะปรากฏและกลนรสของผลตภณฑเปนอยางมาก ดงนน การเรยนรถงปจจยตางๆทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมนจงส าคญ ทงนปจจยส าคญทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมนมรายละเอยดดงน

1) องคประกอบของกรดไขมน เนองจากชนดของกรดไขมนมผลตอการแปลยนแปลงของ ไขมนหรอการเกดไขมนออกซเดชน โดยปฏกรยานพบในกรดไขมนชนดไมอมตวและกรดไขมนอสระเทานน กรดไขมนทมพนธะคมากกวาจะเกดปฏกรยาไดเรวกวา และกรดไขมนทอยในรปซสไอโซเมอระเกดปฏกรยาออกซเดชนไดเรวกวารปทรานสไอโซเมอร นอกจากนองคประกอบในการเกดอมลชนตางๆ เชน ขนาดอนภาคของกรดไขมน ชนดและความเขมขนของอมลซไฟองเอเจนต พนทผวระหวางอนภาคตาง คาพเอช เปนตน มผลตอการเกดปฏกรยาออกซเดชนดวย

117

2) ปรมาณออกซเจน โดยไขมนทสมผสปรมาณออกซเจนมากกวาจะเกดปฏกรยาออกซเดชนดกวา นอกจากน พนทผวทสมผสกบออกซเจนมากกวากจะเกดปฏกรยาออกซเดชนดกวาเชนกน

3) อณหภม ทอณหภมเพมขนสงผลใหอตราเรวของการเกดปฏกรยาเพมขน

4) ความชน อาหารแหงทมความชนต ามากประมาณ คอ คา aw ประมาณ 0.1 จะท าใหเกดปฏกรยาออกซเดชนไดอยางรวดเรว แตเมอคา aw ประมาณ 0.3 จะเกดปฏกรยาออกซเดชนนอยทสด ทงน เมอคา aw

อยในชวง 0.55-0.85 อตราการเกดปฏกรยาออกซเดชนจะเพมขนอกครง เนองจากมปรมาณน าเพมขน ท าใหออกซเจนและตวเรงท าปฏกรยาไดดยงขน

5) โปรออกซแดรนซ (pro-oxidant) หรอโลหะหรอแรญาตบางชนด เชน โคบอลท ทองแดง เหลก แมงกานส และนกเกล ปรมาณเพยงเลกนอยประมาณ 0.1 สวนตอลานสวน ท าใหเกดการเรงปฏกรยาออกซเดชนได

6) พลงงานจากแสงและรงสตางๆ เชน แสงในชวงคลนทตามองเหนได แสงอลตราไวโอแลต และรงสแกมมา สงผลใหเกดการเรงปฏกรยาออกซเดชน

7) สารตานการเกดปฏกรยาออกซเดชน เชน วตะมนอ BHA BHT และ โพรพลแกลเลต เปนตน ท าใหเกดยบยงหรอชะลอการเกดปฏกรยาออกซเดชน

6.4 การตรวจสอบการเปลยนแปลงของไขมนออกซเดชนในอาหาร การเปลยนแปลงของไขมนในอาหาร สงผลใหเกดการเปลยนแปลงตางๆของไขมนในอาหาร ดงนน การ

ตรวจสอบเพอใหรถงการเปลยนแปลงทเกดขนในอาหาร จงเปนสงจ าเปนเพอหาวธการในการแกไขหรอปองกนผลตภณฑอาหารตอไป ส าหรบวธทใชในการตรวจสอบการเปลยนแปลงจากไขมนออกซเดชนในอาหารมดงน

1) การหาคาเปอรออกไซด (peroxide value) เปอรออกไซดเปนผลตภณฑทเกดขนในชวงแรกๆของการเกดปฏกรยาออโตออกซเดชน ดงนน จงใชสมบตของเปอรออกไซดในการท าปฏกรยากบโพแทสเซยมไอโอไดดเกดเปนไอโอดน แลวจงหาปฏกรยาทเกดขนโดยการไตเตรต หรออาจท าไดโดยออกซไดสเฟอรรสไอออนใหกลายเปรเฟอรรกอออนโดยวธไทโฮไซยาเนต

ส าหรบคาเปอรออกไซด หมายถง มสลสมมลของเพอรออกไซดออกซเจนตอหนงกโลกรมของไขมนหรอน ามน

2) การทดสอบหากรดไทโอบาบทรก (barbituric acid test) กรดไทโฮบาบทรกเปนผลผลตจากการเกดปฏกรยาออกซเดชนของกรดไขมนทไมอมตว เมอท าปฏกรยากบกรดไทโอบาบทรกจะท าใหเกดส ซงจะใหสเหลองและดดกลนแสงทความยาวคลน 450 นาโนเมตร คาดวาเกดจากปฏกรยาระหวางมาโลนอดไฮด (malonadehyde) และกรดไทโอบาบทรก จ านวน 2 โมเลกล

118

6.5 การเปลยนแปลงทางเคมทส าคญของไขมนในอาหาร 6.5.1 การเหมนหน (Rancidity)

การเปลยนแปลงน เปนการเปลยนแปลงทางเคม ทท าใหเกดกลน -รสทไมตองการขนในผลตภณฑอาหาร ไดแก กลนหน การดดกลนจากสงแวดลอม เปนตน ส าหรบการเหมนหนสามารถเกดขนไดใน 3 กรณ ตอไปน คอ

1) จากปฏกรยาออกซเดชน การเหมนหนนสาเหตมาจากพนธะคของกรดไขมนทไมอมตวในไขมน เชน กรดลโนอก

ซงกรดไขมนทไมอมตวอาจเกดอนมลอสระ (free radicle) ทต าแหนงคารบอน 9 11 หรอ 12 กได ออกซเจนทมาจากอากาศเขาท าปฏกรยากบอนมลอสระ ท าใหเกดเปนสารเปอรออกไซด ทสงผลใหไขมนชนดนนเกดการเปลยนแปลง กลายเปนสารอลดไฮดและคโตนทระเหยได ท าใหเกดกลนหนทรนแรงได นอกจากน ปฏกรยาการเหมนหนจะเกดไดดขน ถามสารตางเหลาน คอ โลหะ เชน เหลกหรอทองแดง แสง หรออณฆภมทสงขน เปนตน ทงนกลนหนทเกดขนกมาจากพวกไฮโดรเปอรออกไซด อลดไฮด คโตน และแอลกฮอล ซงวธทนยมมากทสดเพอใชในการตรวจสอบการเกดไขมนออกซเดชน คอ การทดสอบหากรดทบเอ (TBA หรอ thiobarbituric acid) และการหาคาเปอรออกไซด (peroxide value)

2) เนองจากปฏกรยาไฮโดรไลซส

สาเหตของการเหมนหนนมาจากเอนไซมไลเปส ความรอนและความชน โดยกรดไขมนอสระจะแตกตวออกมาจากกลเซอรอลทอยในโมเลกลของกรดไขมน ทสงผลใหไขมนเกดการยอยสลายเปนโมเลกลทมขนาดเลกหรอกรดไขมนอสระ ซงกรดไขมนอสระบางชนดจะสงผลใหเกดกลนรสทไมตองการได

3) เนองมาจากเกดสารคโตน

การเหมนหนทเกดขนนสาเหตมาจากการเกดปฏกรยาออกซเดชนดวยเอนไซมท าใหเกดสารประกอบประเภทคโตนขน

6.5.2 การเกดรเวอรชน (Reversion)

การเปลยนแปลงนเปนการเปลยนแปลงทเกดขนในไขมน ทมออกซเจนปรมาณเพยงเลกนอยเทานน โดยเกดจากปฏกรยาออกซเดชนของกรดลโนเลอก และกรดลโนเลนกบางตวในน ามน (ทเปนกรดไขมนแบบ 18 : 2 และ 18: 3 ตามล าดบ) การเปลยนแปลงนท าใหเกดกลนรสทไมตองการ หรอเรยกวาการเกดรเวอรชน สวนใหญกลนรสทไดจะมกลนคลายกบปลาหรอถวสวนใหญพบในน ามนปลาชนดตางๆ น ามน rapeseed แตไมพบในน ามนถวเหลอง

6.5.3 ผลจากความรอน

ความรอนท าใหเกดการเปลยนแปลงตางๆกบไขมน ซงการเปลยนแปลงทมความส าคญ

ในอตสาหกรรมอาหารมดงตอไปน คอ

1) จดเกดควน (smoke point)

การทไขมนและน ามนไดรบความรอนมากเกนไป จะท าใหโมเลกลเกดการยอยสลายมขนาดเลกลง เมอไขมนเกดการยอยสลายจะท าใหเกดควนปรมาณเลกนอยเกดขน หรอทเรยกวาจดเกดควน

119

โดยทวๆไปมกเกดทอณหภมสง และเมอเลยจดเกดควนจะท าใหไดจดประกาย (flash point) และเกดการตดไฟ เนองจากไขมนถกเปลยนใหกลายเปนแอลกฮอล (คอกลเซอรอล) ปกตความรอนมากเกนไปส าหรบไขมน คอ ทอณหภม 190 °C หรอมากกวา นอกจากน การใหความรอนทสงเกนไปเรอยๆจะท าใหเกดสารพษทเรยกวาอะโครลน (acrolein) ซงเปนอลดไฮดทระเหยไดและระคายเคองตออวยวะตางๆของมนษยเปนอยางมากโดยเฉพาะตาและระบบทางเดนหายใจ ส าหรบน ามนแตละชนดกมจดเกดวนทแตกตางกนดงแสดงในตารางท 6.3

ตารางท 6.3 จดเกดควนของไขมนและน ามน

ไขมนหรอน ามน จดเกดควน (องศาฟาเรนไฮท)

น ามนดอกค าฝอย น ามนดอกทานตะวน

น ามนถวเหลอง น ามนคาโนลา น ามนขาวโพด น ามนถวลสง น ามนเมลดงา น ามนมะกอก

น ามนดอกทานตะวนทมโอเลอกปานกลาง ไขหม

ซอตเทนนง เนยเหลว

513 415 478 470 468 453 438 375 450

361-401 356-370

-350 (ทมา : McWilliams, 2005)

2) การเกดโพลเมอรไรเซชน

สาเหตของการเหมนหนนมาจากเอนไซมไลเปสและความชน ทสงผลใหไขมนเกดการยอยสลายเปนโมเลกลทมขนาดเลกหรอกรดไขมนอสระ ซงกรดไขมนอสระบางชนดจะสงผลใหเกดกลน-รสทไมตองการได

3) การเกดสารอะครลาไมด

การเหมนหนทเกดขนนสาเหตมาจากการเกดปฏกรยาออกซเดชนดวยเอนไซมท าใหเกดสารประกอบประเภทคโตนขน

120

6.6 การหาปรมาณไขมนในอาหาร การวเคราะหหาปรมาณลพดทใหผลไดถกตองและแมนย ามความส าคญมากตอการน าไปใชเปนขอมลบน

ฉลากโภชนาการและเพอใหผลตภณฑอาหารทผลตไดมคณภาพตรงตามทมาตรฐานก าหนด นอกจากนไขมนและน ามนในอาหารยงมผลตอบทบาทในการท าหนาท (functionality) และคณคาทางโภชนาการของอาหารดวย การทลพดไมละลายน าแตละลายไดในตวท าละลายอนทรยเปนสมบตทส าคญซงท าใหลพดแตกตางจากสารอาหารชนดอนๆ จงใชเปนหลกการในการสกดลพดออกจากอาหารได ส าหรบไกลโคลพดละลายไดดในแอลกอฮอล แตละลายไดเพยงเลกนอยในเฮกเซน ซงตรงกนขามกบไตรเอซลกลเซอรอลทละลายไดดในเฮกเซนและปโตรเลยมอเทอร

เนองจากลพดในอาหารเปนสารประกอบเชงซอนทรวมอยกบโปรตนทเปนลโพโปรตนหรอรวมกบคารโบไฮเดรตเปนลโพแซกคาไรด ดงนนตองท าลายพนธะเหลานเพอใหลพดเหลานแยกออกมาเปนอสร ะเสยกอน จงสกดเอาลพดออกมาไดงาย การสกดลพดเพอใหผลการวเคราะหทไดมความถกตองและแมนย าจะขนอยกบการละลายของลพดในตวท าลายทใช ดงนนการเลอกใชตวท าละลายในการสกดลพดตางชนดกน อาจสงผลท าใหผลการวเคราะหทไดแตกตางกนดวย เนองจากตวท าละลายมความมขว (polarity) แตกตางกน

6.6.1 วธการสกดดวยตวท าละลาย (Solvent extraction method) (Carpenter, 1993)

1) การเตรยมตวอยาง การวเคราะหลพดในอาหารขนอยกบปจจย 3 ประการ คอ การสมตวอยาง การเกบ

รกษาตวอยางกอนน ามาวเคราะห และการเลอกใชวธการสกดทใช

การเตรยมตวอยางส าหรบวเคราะหจะขนอยกบชนดของอาหารและธรรมชาตของลพดในอาหาร เชน วธการสกดลพดออกจากน านมยอมแตกตางจากวธการสกดลพดออกจากถวเหลอง ดงนนเพอใหการวเคราะหหาปรมาณลพดมประสทธภาพสง ควรมความรเกยวกบโครงสราง แหลงทมา และสมบตทางเคมของลพด รวมทงองคประกอบในโมเลกล เพราะไมมวธเฉพาะวธใดวธหนงส าหรบใชวเคราะหลพดในอาหารชนดตางๆ และในการเตรยมตวอยางวธทดทสดคอ ควรท าในบรรยากาศกาซเฉอย ( inert gas) เชน ไนโตรเจนและท าทอณหภมต า เพอลดการเกดปฏกรยาเคม เชน การเกดออกซเดชนของลพด การเตรยมตวอยางมขนตอนทควรกระท า ดงน

(1) การอบแหงตวอยาง (predrying sample) หากตวอยางมความชน ลพดจะไมสามารถถกสกดออกมาไดดวยเอทลอเทอร เพราะเอทลอเทอรไมสามารถแทรกซม (penetrate) เขาไปในเนอเยอของอาหารทเปยกไดและเอทลอเทอรยงมสมบตเปนสารดดความชนจงดดน าเอาไว ท าใหการสกดไขมนมประสทธภาพต า อยางไรกตาม การอบตวอยางใหแหงทอณหภมสงกไมด เพราะจะท าใหลพดรวมตวกบโปรตนและคารโบไฮเดรตซงจะท าใหสกดลพดออกไดยากดวยตวท าละลายอนทรย ควรใชตอบสญญากาศ ในการอบตวอยางใหแหงทอณหภมต า หรอใชวธการท าแหงแบบแชเยอกแขง ( lyophilization) ซงจะชวยเพมพนทผวของตวอยางอาหาร ท าใหสกดลพดไดงายขน นอกจากน การอบตวอยางใหแหงยงท าใหบดตวอยางให

121

ละเอยดไดงายดวย สกดลพดออกไดด ไมท าใหเกดอมลชนระหวางลพดกบน า ลพดจงละลายอยในตวท าละลายอนทรยไดงาย

(2) การบดตวอยาง (particle size reduction) การสกดลพดออกจากอาหารแหง เชน เมลดพชน ามนใหมประสทธภาพทดขนอยกบขนาดของอนภาค ยงละเอยดยงดและการบดตองท าทอณหภมต า เพอลดการเกดลพดออกซเดชนและการสกดลพดทด ตวอยางและตวท าลายตองผสมกนในเครองปนความเรวสง

(3) การท าไฮโดรไลซสดวยกรด (acid hydrolysis) อาหารบางชนด เชน ผลตภณฑนม ขนมปง แปง และผลตภณฑเนอ ลพดบางสวนจะรวมอยกบโปรตนและคารโบไฮเดรตซงสกดออกดวยตวท าลายชนไมมขวไดยาก ดงนนตองไฮโดรไลซดวยตวอยางกรดเสยกอน เพอสลายพนธะโควาเลนตและไอออนกทจบกนอย จะท าใหลพดเปนอสระ นยมน าตวอยางมากลนไหลกลบ (reflux) กบสารละลายกรดเกลอ ความเขมขน 3 N เปนเวลา 1 ชวโมงกอน แลวจงเตมเอทานอลและเฮกซะเมแทฟอสเฟต ( solid

hexametaphosphate) เพอชวยแยกลพดออกจากสารอนๆ ทอยในอาหารกอนทจะสกดดวยตวท าละลาย ตวอยางการท าไฮโดรไลซสดวยกรด เชน ใชกรดเกลอ ความเขมขน 3 N จ านวน 10 มลลลตร ยอยไข 2 ฟองบนอางน า (water bath) ทอณหภม 65 °C เปนเวลา 15-25 นาท หรอจนกระทงไดสารละลายใส ประสทธภาพของการสกดลพดออกจากตวอยางทไฮโดรไลซสดวยกรดและไมไดไฮโดรไลซสดวยกรดแตกตงกนดงแสดงในตารางท 6.4

ตารางท 6.4 การเปรยบเทยบประสทธภาพของการสกดลพด

อาหาร % ลพด (acid hydrolysis) % ลพด (non acid hydrolysis) ไขผง ยสต

แปง (flour) เสนบะหม

42.39

6.35

1.73

3.77-4.84

36.74

3.74

1.20

2.10-3.91

(ทมา : Min and Steenson, 1998)

2) การเลอกตวท าละลาย (Min and Steenson, 1998)

ตวท าละลายทควรเลอกใชในการสกดลพดตองสามารถสกดลพดไดดทสดและสกดโปรตน คารโบไฮเดรต และกรดแอมโนไดต าทสด ระเหยไดงายและไมมสวนตกคางเหลออยเลย มจดเดอดต า ไมตดไฟ ไมเปนพษทงในรปทเปนของเหลวและไอ สามารถแทรกตวเขาไปในอนภาคของตวอยางไดอยางรวดรว ราคาถก ไมดดน าและไมแยกสวน ซงสมบตเหลานหาไดยากในตวท าละลายชนดหนงชนดใดเพยงนดเดยว เอทลอเทอรและปโตรเลยมอเทอรเปนตวท าละลายทใชในการสกดลพดมากทสด แตนยมใชเพนเทนและเฮกเซนเปนตวท าลายสกดน ามนออกจากเมลดถวเหลอง

122

(1) เอทลอเทอร มจดเดอดทอณหภม 34.6 °C เปนตวท าลายส าหรบลพดไดดกวาปโตรเลยมอเทอรมราคารพงกวาตวท าละลายชนดอน มอนตราย เพราะตดไฟไดงาย ดดความชนและเกดเพอรออกไซด

(2) ปโตรเลยมอเทอร มจดเดอดประมาณ 35-38 °C เปนสวนของปโตรเลยมทมจดเดอดต า ประกอบดวยเพนเทนและเฮกเซนเปนสวนใหญ ปโตรเลยมอเทอรมสมบตเปนไฮโดรโฟบกมากกวาเอทลอเทอร จงเลอกใชตวอยางทมลพดชนดไฮโดรโฟบก ราคาถก ไมดดความชน และตดไฟไดยากกวาเอทลอเทอร

บางครงมการใชตวท าละลาย 2 หรอ 3 ชนด มาผสมรวมกน แตตองเปนตวท าละลายทบรสทธและไมมเพอรออกไซด นอกจากนยงตองศกษาอตรสวนระหวางตวท าละลายและตวอยางทใช (solvent-to-solute ratio) ใหเหมาะสมกบอาหารแตละชนด เพอจะไดสกดลพดออกมาใหมากทสด

ตารางท 6.5 ตวท าละลายอนทรยทใชสกดลพดซงมพษเปนสารกอกลายพนธและสารกอมะเรง

ตวท าละลายอนทรย สารกอกลายพนธ สารกอมะเรง คลอโรฟอรม

เบนซน

โทลอน

ไซลน

คารบอนเททระคลอไรด คลอรเนเทตไฮโดรคารบอน

แอโรเมตกไฮโดรคารบอน

¯

บางชนด

บางชนด

* ทดสอบโดย Ames test ** ทดสอบในสตวทดลอง (ทมา : Min and Steenson, 1998)

3) ความเปนพษของตวท าละลายอนทรย

การใชตวท าละลายอนทรยในการสกดลพดสงส าคญทตองค านงถงอกอยางหนง คอความเปนพษของตวท าละลายทใช (ตารางท 6.6) ซงสารบางชนดเปนสารกอกลายพนธและสารกอมะเรงดวย

123

ตารางท 6.6 ระดบความเปนพษของตวท าละลายทใชในการสกดลพด

ตวท าละลายอนทรย ระดบความเปนพษ

คลอโรฟอรม

เบนซน

โทลอน

ไซลน

คารบอนเททระคลอไรด เมทานอล

กรดแอซตก เขมขน

เจอจาง ไดเอทลอเทอร เอทานอล

คลอรเนเทตไฮโดรคารบอน

แอโรเมตกไฮโดรคารบอน

พษปานกลาง พษมาก

พษมาก

พษปานกลาง พษนอยถงปานกลาง

พษมาก

พษมาก

พษนอย

พษปานกลาง พษนอยถงปานกลาง

พษปานกลางถงรนแรงมาก

พษปานกลางถงรนแรงมาก

(ทมา : Carpenter, 1993)

6.6.2 วธการสกดไขมนโดยตวท าละลายแบบตอเนอง (continuous solvent extraction) วธการสกดไขมนโดยใชตวท าละลายแบบตอเนอง มประสทธภาพดและรวดเรวกวาวธการสกด

แบบใชตวท าละลายแบบกงตอเนอง (semi- continuous solvent extraction) ตวอยางของวธน เชน วธ Goldfish

กรณถาตองการสกดใหไดไขมนทงหมดในอาหาร ตองท าการไฮโดรไลสตวอยางดวยกรดหรอดางออน เพอใหไขมนทรวมอยกบสารอน เชน คารโบไฮเดรต หรอโปรตน กลายเปนไขมนอสระและสามารถสกดออกมาไดงายเมอท าการวเคราะห

การสกดใหไดผลดควรท าตามค าแนะน าตอไปน 1) ควรท าการทดลองภายใตสภาวะทมกาซไนโตรเจน

2) ตวท าละลายตองบรสทธปราศจากสารพวกเปอรออกไซด และ มอตราสวนของตวถกละลายตอตวท าละลายทเหมาะสม

3) ท าใหเกดความรอนตอตวอยางนอยทสด

4) สารทสกดไดควรมความบรสทธสง 5) ควรเกบตวอยางในสภาพทท าใหเกดการเปลยนแปลงนอยทสด

124

6.6.3 การสกดไขมนทางตรงดวยวธซอกเลต (Soxhlet extraction)

ส าหรบวธนการหาปรมาณไขมนโดยวธน ประกอบดวยอปกรณ 3 สวนทส าคญ (ดงรปท 6.2)

คอ

1) คอนเดนเซอร 2) อปกรณซอกเลต เปนแกวรปทรงกระบอกทม 2 แขน โดยแขนหนง (ทมขนาดใหญกวา)

เปนทางใหไอของตวท าละลายระเหยขนไป สวนอกแขนหนง (ทมขนาดเลกกวา) เปนชองใหตวท าละลายเกดการไซฟอน (siphon) ไหลกลบลงไปในฟลาสกกนกลมหรอทรองรบตวท าละลายและไขมนทท าการสกดได

3) ฟลาสกกนกลมหรออปกรณใสตวท าละลาย

หลกการวธการสกดแบบซอกเลต คอ ปกตวธการนนยมใชเครองมอสกดแบบซอกเลต ซงเปนอปกรณแกวทมขนาดความสง 1 ฟตและเสนผาศนยกลาง 1.5 นว เครองมอสกดจะแบงออกเปน 2 สวนใหญๆ คอ สวนบนจะใชบรรจตวอยางอาหารในทมเบล (thimple) ทมการหอดวยกรดาษกรองกอนการน าไปใสในทมเบล หลงจากนนจงตออปกรณซอกเลตเขากบคอนเดนเซอร สวนดานลางจะมอปกรณทใชบรรจตวท าละลายอนทรย โดยอาจจะเปนฟลาสกกนกลมหรอภาชนะรปทรงกระบอกกได เมอมการใหความรอนกบอปกรณทบรรจตวท าละลายอนทรย จะท าใหตวท าละลายกลายเปนไอ และเคลอนตวไปยงดานบน หลงจากนน เมอไอของตวท าละลายลอยขนไปดานบน โดยผานแขนดานขางทมขนาดใหญกวา กจะลอยเขาไปยงสวนบนของอปกรณซอกเลต และไปเจอหรอปะทะกบคอนเดนเซอรทมความเยน จะท าใหเกดการควบแนนเปนหยดของเหลวของตวท าละลายทมความบรสทธมากยงขน และตกลงสตวอยางอาหารทอยในทมเบล (thimble) อยางตอเนอง จากนนไขมนทถกสกดดวยตวท าละลายจะตกลงกลบมายงอปกรณซอกเลตอยางตอเนอง จนมปรมาตรมากพอในอปกรณซอกเลต กจะท าใหเกดลกษณะไซฟอนหรอกาลกน า ท าใหตว ท าละลายเรมแรก จากนน ตวท าละลายจะมการระเหยกลยขนไปอกหลายๆครง จนท าใหอาหารถกสกดซ าแลวซ าอกอยางนไปเรอยๆ ดวยตวท าละลายอนทรยทบรสทธ เปนผลใหสามารถสกดไขมนออกจากตวอยางไดอยางมประสทธภาพ (Owusu-Apenten, 2005)

125

รปท 6.1 ชดสกดไขมนทใชในการหาปรมาณไขมนแบบซอกเลต (Soxhlet extraction)

(ทมา : https://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tamop412A/2011-

0016_01_the_theory_and_practise_of_pharmaceutical_technology/ch14.html)

รปท 6.2 ชดสกดไขมนทใชในการหาปรมาณไขมนดวยเครอง Solvent extractor

(ทมา : http://www.chatcharee.com/en/index.php?route=product/product&product_id=78)

126

ส าหรบทมเบลเปนอปกรณทท าจากกระดาษกรองหรออะลนดม ทมลกษณะพเศษ คอ สามารถใหตวท าละลายไหลผานได โดยตวอยางในทมเบลจะถกปดดวยส าล (ทสกดไขมนออกแลว) และจมตวอยางทเตรยมเพอการสกดแลว ลงในตวท าละลายใหเปยกชมแลว จงน าไปใสในอปกรณซอกเลต เพอใหเกดการสกดไขมนไดอยางมประสทธภาพมากทสด

ส าหรบตวอยางวธการหาปรมาณไขมนอยางหยาบตาม AOAC 39.1.08 โดยการใชวธการสกดไขมนดวยตวท าละลาย (solvent extraction method) มรายละเอยดดงน (Horwitz, 2000)

1) ชงน าหนกอาหารทตองการทดลองมาประมาณ 3 กรมใสลงในทมเบล

2) เตมทรายลงในตวอยางและผสมดวยแทงแกวใหเขากนด

3) วางทมเบลไวบนทวาง และท าใหแหงโดยการใชตอบทอณหภม 125 องศาเซลเซยส เปนเวลา 1 ชวโมง

4) น าออกมาจากตอบและท าใหเยนลง จากนนคนดวยแทงแกว

5) เชดแทงแกวดวยส าลและวางส าลไวดานบนของทมเบล แลวน าทมเบลไปใสในชดสกด

6) น าฟลาสกกนกลมทจะใชในการสกดมาชงน าหนก และเตมลกแกว 2-3 ลก จากนน เตมปโตรเลยมอเธอร 40 มล. แลวท าใหเดอดเปนเวลา 25 นาทและชะลางประมาณ 30 นาท ท าใหเกดอตราการควบแนนไมนอยกวา 5 หยดตอวนาท จนการสกดสนสดลง

7) น าฟลาสกไปอบใหแหงเปนเวลา 30 นาท ในตอบอณหภม 125 องศาเซลเซยส ท าใหเยน และชงน าหนก

8) การค านวณรอยละของไขมนในตวอยางมคาเทากบ

รอยละของไขมน = (𝐵−𝐶)A × 100

โดย A = น าหนกตวอยางทท าการทดสอบ

B = น าหนกของภาชนะบรรจทท าการสกดหลงท าใหแหง C = น าหนกของภาชนะบรรจกอนท าการสกด

6.6.4 วธในการสกดไขมนในผลตภณฑน านม

1) วธของมาเจนเนอร (Majonnier method)

ผสมตวอยางแปง 2 กรม กบเอทานอล 2 มลลลตร ใหเขากนในบกเกอรขนาด 50

มลลลตร เตมกรดเกลอ 10 มลลลตร (ผสมกรดเกลอเขมขน 7 มลลลตรดวยน ากลน 3 มลลลตร) และน าบกเกอรไปแชในอางน าทอณหภม 70-80 °C พรอมกบคนไปดวยเปนเวลา 30-40 นาท เพอใหเกดการไฮโดรไลซส เตมเอทานอลลงไป 10 มลลลตร แลวปลอยใหเยนสกดแปงทผานการไฮโดรไลซแลวดวยเอทลอเทอรและตามดวยปโตรเลยมอเทอร 25 มลลลตร ตามขนตอนดงกลาวขางตน (AOAC, 2000; Method 954.02)

127

รปท 6.3 ขวดมาเจเนอร (Majonnier flask)

(ทมา : http://www.kimble-chase.com/advancedwebpage.aspx?cg=1334&cd=3)

2) วธของแบบคอก (Babcock method)

การหาปรมาณไขมนนมโดยวธ Babcock

(1) หลกการ การวเคราะหวธนจะเตมกรดก ามะถนลงไปในน านมททราบปรมาตรแนนอน Babcock bottle กรดก ามะถนจะยอยสลายโปรตนและใหความรอนออกมา ท าใหไขมนแยกออกมาจากน านมได ปนในเครองหมนเหวยงและเตมน ารอนเพอใหระดบของไขมนลอยตวสงขน วดปรมาตรของไขมนนมทสกดไดจาก Babcock bottle และรายงานผลเปนเปอรเซนตไขมนนมโดยปรมาตร (AOAC, 2000;

Method 989.10) (2) วธท า

1. ปเปตตน านมใหไดปรมาตรถกตองแมนย า จ านวน 17.6 มลลลตร ใสใน Babcock bottle

2. เตมกรดก ามะถน (reagent grade ทมคาความถวงจ าเพาะ 1.82) ลงไป 17.5

มลลลตรคอยๆ ปลอยใหกรดไหลลงไปตามคอขวดและหมนขวดชาๆ กรดจะยอยโปรตนและปลอยไขมนออกมา

3. ปนในเครองหมนเหวยง ทความเรว 600-800 รอบตอนาท เปนเวลา 5 นาท ทอณหภม 55-60 °C พยายามใหตวอยางอยทอณหภมนเพอใหไขมนนมลอยขนมาอยชนบนทคอขวด

4. คอยๆ เตมน ารอนเพอใหไขมนนมมระดบสงขนจนถงคอขวด

5. อานเปอรเซนตไขมนนมทสเกลบนคอขวด (ความละเอยด 0.05 %) วธนนยมใชหาปรมาณไขมนในน านม ซงจะใชเวลาประมาณ 45 นาทและท าซ า

อยางนอย 2 ครง คาทอานไดไมควรแตกตางกนเกน 0.1 % และวธนไมสามารถใชหาฟอสโฟลพดในผลตภณฑนมหรอผลตภณฑทมการเตมน าตาลและชอกโกแลต เพราะกรดก ามะถนจะท าใหเกดสด า (charring)

128

รปท 6.4 Babcock bottle

(ทมา : https://www.weberscientific.com/babcock-test-bottle-weber)

3) วธของเกอรเบอร (Gerber method)

วธการนกอนการเตมน านมและแอลกอฮอล มการเตมกรดซลฟรก (ถ.พ. 1.82) 10 มลลลตร.บรรจไวกอนในภาชนะบรรจเฉพาะของวธการน หลงจากน จงน าน านมจ านวน 10.75 มลลลตร. เตมลงใน Gerber glass butyrometer แลวตามดวยไอโซเอมลแอลกอฮอล (isoamyl alcohol) ปรมาณ 1 มล. จงปดดวยจกเฉพาะของอปกรณและเขยาจนไมมลมเหลออย แลวจงน าไปเซนตรฟว 4 นาท และแชในน าอน (63 °C) เปนเวลา 5 นาท จากนนจงอานคาทได

วธเกอรเบอร เปนวธทงายและนยมใชกนมาก แตการวเคราะหโดยวธเกอรเบอรและแบบคอก ใชหาปรมาณไขมนทไมไดรวมถงพวกฟอสโฟไขมน ซงจะมผลอยางมากตอการหาปรมาณไขมนในหางนม (skim milk) และบตเตอรมลค (buttermilk)

ส าหรบวธเกอรเบอรใหผลเรวมากกวาวธแบบคอก 2 -3 เทา แตวธเกอรเบอรเหมาะกบน านมทเปนเนอเดยวกน (homogenized milk) และนยมใชในแถบยโรป สวนวธแบบคอกใชกนมากในแถบประเทศสหรฐอเมรกา

นอกจากนการเตมกรดซลฟรก มจดประสงคเพอชวยใหตวอยางใสขนเนองมาจากบดบงของตวอยางน านม สวนไอโซเอมลแอลกอฮอลท าใหเกดการแยกของโมเลกลไขมนไดดยงขน และลดผลของกรดซลฟรกตอตวอยางอาหาร

129

รปท 6.5 Gerber glass butyrometer

(ทมา: https://www.gerber-instruments.com/en/suppliers/dr-n-gerber/fat-determination-acc-

to-gerber/butyrometers-for-fat-determination-in-milk-and-dairy-products.html)

รปท 6.6 เครองปนเหวยงส าหรบวธของเกอรเบอร (ทมา: https://ua.all.biz/en/laboratory-centrifuge-gerber-heated-g4686714)


ไขมนทพบในอาหารสวนใหญจะอยในรปของไทรเอซลกลเซอรอล คอเลสเตอรอล และฟอสโฟไขมนดงนนการจะวเคราะหหาปรมาณไขมนหรอลพดในอาหารใหไดคาถกตองและแมนย าจ าเปนตองมความรเกยวกบสวนประกอบทวๆ ไปของลพดในอาหารนน รวมทงสมบตทางกายภาพและเคมของไขมนและอาหารและหลกการของวธการทจะใชวเคราะห เพราะไมมวธหนงวธใดเฉพาะทสามารถจะใชไดกบอาหารทกชนดทม

130

ลกษณะแตกตางกน การวเคราะหลพดหรอไขมนจงขนอยกบการสมกลมตวอยาง การเกบรกษาตวอยางกอนน าไปวเคราะห นอกจากนยงตองอบตวอยางใหแหงและท าใหตวอยางมอนภาคเลกลง หรอไฮโดรไลซสดวยกรดกอนน าไปวเคราะห การวเคราะหหาไขมนในอาหารมกนยมใชตวท าละลายทเปนสารอนทรยเปนตวสกดเนองจากไขมนละลายไดในตวท าละลายอนทรยตวท าละลายทนยมใชกนมากทสด คอ ไดเอทลอเทอร ปโตรเลยมอเทอร เปนตน ซการสกดสามารถแบงออกไดเปน แบบตอเนอง (เชน วธ Goldfish) แบบกงตอเนอง (เชน Soxhlet) และแบบไมตอเนอง (เชน Mojonnier) สวนวธทไมใชตวท าละลาย เชน วธ Babcock, Gerber, เปนตน จะใชไดกบผลตภณฑอาหารบางชนดเทานน

131


1) จงบอกความส าคญของไขมนทมในอาหาร

2) จงอธบายถงปจจยทมผลตอการเปลยนแปลงของไขมนในอาหาร

3) การตรวจสอบการเปลยนแปลงของไขมนในอาหารมวธอะไรบาง และมหลกการในการตรวจสอบอยางไร

4) การเปลยนแปลงทส าคญในไขมนมอะไรบาง จงตอบมาอยางละเอยด

5) จงบอกชอหลกการและอธบายหลกการในการหาปรมาณไขมนในอาหารดวยวธซอกเลตมาอยางละเอยด พรอมทงวาดภาพกลไกในการท างานของอปกรณเฉพาะ (Soxhlet apparatus) ของวธนมาดวย

6) การหาปรมาณไขมนโดยวธอนมชอวาอะไรบาง มหลกการและวธการอยางไรบาง พรอมทงเขยนแผนภมหรอ flow chart หรอวาดรปขนตอนของการหาคาปรมาณไขมน

132


จตธนา แจมเมฆ สายสนม ประดษฐดวง ทนง ภครชพนธ ปรยา วบลยเศรษฐ เนอทอง วนานวธ มาลยวรรณ อารยะสกล และคณะ. 2546. วทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร. ส านกพมพมหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 504 น.

นธยา รตนาปนนท. 2545. เคมอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนตง เฮาส. นธยา รตนาปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนตง เฮาส. เพยงใจ สาตะรกษ-องสกล. 2540. โภชนศาสตรพนฐาน. ภาควชาโภชนวทยา คณะสาธารณสขศาสตร

มหาวทยาลยขอนแกน. 374 น.

ลาววลย เบญจศล. 2542. วทยาศษสตรและเทคโนโลยการอาหารเบองตน. ภาควชาเกษตรศาสตร. คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย สถาบนราชภฎสวนสนนทา.

ศยามน ปรยาจารย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร. เอกสารประกอบการสอน. คณะเทคโนโลย. มหาวทยาลยราชภฎอดรธาน. 115 น.

อมเอบ พนสด และคณะ. 2546. เอกสารประมวลสาระ วชาวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหารเบองตน (หนวยท 2). ส านกงานสถาบนราชภฎ.

AOAC International. 2000. Official Methods of Analysis of AOAC International. 17th ed.

(Horwitz, W. ed.) AOAC International. Gaithersburg, MD, Official Method 954.02 (Chapter

4, p. 33) and 989.04 (Chapter 33, p. 19). Carpenter, D.E., Ngeh-Ngwainbi, J. and Lee, S. 1993. Lipid Analysis. In Methods of Analysis

for Nutrition Labeling. (Sullivan,D.M. and Carpenter, D.E. eds.) AOAC International,

Gaithersburg, MD, pp. 85-104.

Horwitz, W. 2000. Offcoal Method of Analysis of AOAC International 17th ed. U.S.A. :

AOAC International.

McWilliams, M. 2005. Food Experimental perspectives, 5th ed. New Jersey : Person


Owusu-Apenten, R.K. 2005. Introduction to Food Chemistry. U.S.A. : CEC Press. p. 23,45-60.

https://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tamop412A/2011-

0016_01_the_theory_and_practise_of_pharmaceutical_technology/ch14.html.

http://www.kimble-chase.com/advancedwebpage.aspx?cg=1334&cd=3.

https://www.weberscientific.com/babcock-test-bottle-weber.

https://www.gerber-instruments.com/en/suppliers/dr-n-gerber/fat-determination-acc-to-

gerber/butyrometers-for-fat-determination-in-milk-and-dairy-products.html, 2561.


การวเคราะหคาทางเคมทส าคญและหลกการใชเครองมอวเคราะหบางชนด


1. การวเคราะหสารเจอปนและสารปนเปอนในอาหาร

2. การวเคราะหหาสารตานอนมลอสระ (Antioxidant content analysis)

3. เครองสเปกโตรโฟโตมเตอร (spectrophotometer)

4. เครองแกสโครมาโทกราฟ (Gas Chromatography; GC)


1. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงความหมายและความส าคญของวธการและหลกการการใชเครองมอวเคราะหขนสง

2. เพอใหนกศกษารถงหลกการและองคประกอบของเครองสเปกโตรโฟโตมเตอร และเครองแกสโครมาโท กราฟ

3. เพอใหนกศกษาสามารถบอกไดถงการวเคราะหดวยเครองสเปกโตรโฟโตมเตอร และเครองแกสโครมาโท กราฟ วธการสอนและกจกรรมการเรยนการสอนประจ าบท


1. ศกษาเอกสารประกอบการสอน เคมอาหาร วารสาร งานวจยตางๆทเกยวของกบวธการและหลกการการใชเครองมอวเคราะหขนสง

2. ศกษาแผนภม ตาราง แผนภาพ วดทศนทเกยวของ 3. มอบหมายการคนควาและท าแบบฝกหดเปนการบาน



1. ผสอนตงค าถามเพอทดสอบพนฐานความรเกยวสารเจอปนและสารปนเปอนในอาหาร วเคราะหหาสารตานอนมลอสระ เครองสเปกโตรโฟโตมเตอร และเครองแกสโครมาโทกราฟ

2. แบงนกศกษาออกเปนกลม กลมละ 4-5 คน ก าหนดหวขอศกษาใหแตละกลมกอนศกษาวดทศน เรอง สารเจอปนและสารปนเปอนในอาหารในอาหาร แลวชวยกนอภปรายและสรปเนอหาทส าคญจากนนใหตวแทนกลมออกมาน าเสนอหนาชนเรยน

134


4. ใหนกศกษาแตละกลมคนหาความรทเกยวของกบสารตานอนมลอสระ ทนาสนใจจากเวบไซต แลวน าเสนอในรปแบบรายงานหรอปายนเทศ


6. ใหนกศกษาศกษาเนอหาดวยตนเองโดยใชระบบการสอนออนไลนแลวตอบค าถามโดยการสงผานระบบ



3. รปภาพขนตอนการวเคราะหโปรตนในอาหาร

4. วดทศนเรอง โปรตนในอาหาร





2. ทดสอบความเขาใจวธการและหลกการการใชเครองมอวเคราะหขนสง 3. ทดสอบความเขาใจเกยวกบเนอหาในบท



1. นกศกษาสามารถท าแบบฝกหดและตอบค าถามทายบทไดไมนอยกวา 80 %

2. นกศกษาสามารถอธบายเกยวกบวธการและหลกการการใชเครองมอวเคราะหขนสงไดอยางถกตอง 3. นกศกษาเขาใจในเนอหาของบทไมนอยกวา 70%


บทท 7

การวเคราะหคาทางเคมทส าคญและหลกการใชเครองมอวเคราะหบางชนด

7.1 การวเคราะหสารเจอปนและสารปนเปอนในอาหาร ในอดตการใชสารเคมเพอการถนอมอาหารนนมการใชสารเคมนอยชนด และแตละชนดกใชในปรมาณนอย

แตในปจจบนนมนษยไดพฒนาใชเทคโนโลยใหม ๆ มากมายในการผลตอาหาร ซงเทคโนโลยเหลานบางครงกอใหเกดปญหาและอนตรายตามมา ตวอยาง เชน การใชสารเคมตาง ๆ ในการถนอมอาหาร และการปรงแตงกลน รส และสของอาหาร เปนตน สารเคมดงกลาวนเรยกวา วตถเจอปนในอาหาร (food additive) จ าเปนตองมมาตรฐานในการใชอยางถกตองรดกมและใชในปรมาณทก าหนด

7.1.1 วตถเจอปนในอาหาร (food additive) หมายความถง สารใด ๆ ซงตามปกตไมบรโภคเปนอาหารและใชเปนสวนผสมของอาหาร ทงนไมวา

สารนนจะมคณคาทางโภชนาการหรอไมกตาม การเตมสารนนลงในอาหารเพอวตถประสงคทางดานเทคนคตาง ๆ ของกรรมวธการผลตในอตสาหกรรมอาหารใหไดผลตภณฑอาหารตามตองการ ตลอดจนการบรรจและการขนสง เพอไมใหเสอมคณภาพไปจากเดม

7.1.2 สารปนเปอน (contaminant) หมายความถง สารซงไมเจตนาเตมลงไปในอาหาร แตเปนผลทเกดขนระหวางกรรมวธการผลต

การบรรจ และการเกบรกษา หรอตดมากบวตถดบทใชในการผลต ทงนไมรวมถงเศษแมลง ขนสตว และวตถแปลกปลอมอน ๆ สารปนเปอนทอาจมอยในอาหาร และเปนอนตรายตอการบรโภค ประเภทของวตถเจอปนทใสในอาหาร

วตถเจอปนทใชในการปรงแตงอาหาร แบงออกไดเปนประเภทตางๆ คอ 1) สหรอสารปรงแตงส เชน สผสมอาหาร (food colors) 2) สารกนหน (antioxidants) 3) สารกนเสย (preservatives) 4) สารกนบด (antimicrobial agents) 5) สารแตงกลนและรส (flavoring agents) 6) สารปรงแตงคณภาพอาหาร (improve agents) ใหดขนในดาน กลน รส และเนอสมผส 7) สารทท าใหอาหารคงตว (stabilizers) 8) สารทชวยท าใหอาหารผสมผสานเปนเนอเดยวกน (emulsifiers)

136

ตารางท 7.1 สารเจอปนและสารปนเปอนทพบในอาหาร

(ทมา : Peasrson, 1976 และ Triebold and Leonard, 1963) ตวอยางสารเจอปนในอาหาร 1. Chloramphenicol

เปนสารปฏชวนะทใชในการรกษาโรคทงในคนและสตว มฤทธทไมพงประสงคทส าคญคอ อาจท าใหเกดโรคโลหตจางชนดรายแรง (Aplastic anemia) ตอมนษย จงมการเสนอหามใชในสตวทน ามาบรโภค

2. สารในกลม Nitrofurans เปนสารกลมทกอมะเรงได แตไมมการระบวาสามารถกอมะเรงไดทกตว ทประกาศหามใช คอ ไน

โทรฟวราโซน (Nitrofurazone) ไนโทรฟวแรนโทอน (Nitrofurantoin) ฟวราซอโอลโดน (Furazalidone) และฟวแรลทาโดน (Furatadone) และเกลอของสารดงกลาวน ซงสารท 1 และ 3 ไดมประกาศของกระทรวงสาธารณสขเพกถอนใบส าคญการขนทะเบยนต ารบยา

3. แซลบวทามอล

เปนกลมสารเบตาอะโกนสต (-agonist) ใชรกษาหอบหด เพราะมสมบตขยายหลอดลม และชวยใหกลามเนอมดลกคลายตว แตอาจมผลขางเคยงท าใหกลามเนอสนและหวใจเตนเรวกวาปกต กระวนกระวายและปวดศรษะ จงหามใชในผเปนโรคหวใจและตองใชดวยความระมดระวงในผทมความดนโลหตสง ผปวยเบาหวาน และผปวย Hyperthyroidism และไมพบวาสารนกอใหเกดมะเรงในมนษย

ชอสาร

Detection limit (ไมโครกรม / กโลกรม)

วธวเคราะห

1. Chloramphenicol 0.3 ELISA 2. Nitrofurans - 3-Amino-2-oxazolidinone(AOZ), 5-Methylmorpholino-3-amino-2- oxazolidone (AMOZ) - Aminohydantion (AHD), Semicarbazide (SEM)

0.3

1.0

LC-MS/MS

LC-MS/MS

3. Salbutamol 1.0 ELISA

137

ตารางท 7.2 การวเคราะหวตถเจอปนอาหารทใชในการยดอายและเพอดงดดความสนใจของผบรโภค

ชอสาร การตรวจสอบ

1. Nitrate, Nitrite Colorimetric, Ion chromatography

2. Nitrate Ion-specific electrode

3. Nitrosamine Extraction, GLC 4. Antioxidant

- PG, Propyl gallate Extraction, Colorimetry

- NDGA, Nordihydroguaiaretic acid Colorimetry

- BHA, BHT Extraction, GLC - TBHQ HPLC

5. Preservatives

- Benzoic acid Spectrophotometric method, TLC, HPLC - Formic Distillation, GLC

- Propionic acid HPLC

- Sorbic acid Spectrophotometric method, HPLC

- Sulfurous acid Modified Monier- William method,

Colorimetry

- Sulfite Titrimetric method

- Thiourea Colorimmetry

- Boric acid, borates Titrimetric method,

spectrophotometric method,

HPLC

- Formaldehyde Distillation, spectrophotometric method

6. Emulsifying agent

- Sorbitan monostearate Gravimetric method

- Sodium lauryl sulfate Colorimetry

7. Sweeteners

- Cyclamate Conventional, HPLC

- Saccharin Conventional, HPLC

8. Monosodium glutamate Column clean up, Titrimetric method

HPLC, TLC, Capillary electrophoresis

138

7.2 การวเคราะหหาสารตานอนมลอสระ (Antioxidant Content Analysis) (Abe และคณะ, 1998) ใยอาหารทมองคประกอบไขมน ซงมกเกดปญหาของการเหมนหน Lipid oxidation โดยเฉพาะการสลาย

กรดไขมนไมอมตวไดสงเพราะพนธะคในคารบอนเปนต าแหนงทท าใหเกดปฏกรยาอนมลอสระ การเกด Autooxidation มกเกดเปน Hydroperoxides (RCOOH) โดย 2 วธ คอ Photooxidation และ Lipoxygenase catalysis ดงนน การใส Antioxidant ในอาหารทมไขมนไมอมตวจะชวยชะลอการเกด Oxidation และลดอตราการเกดปฏกรยาสาร Antioxidant พบในองคประกอบของอาหารหรออาจจะเตมเขาไปในผลตภณฑหรอสรางขนระหวางกระบวนการ

บทบาทของ antioxidant ไมสามารถเพมหรอปรบปรงคณภาพของอาหาร แตรกษาคณภาพของอาหารและยดชวงชวตของอาหารใหยาวออกไป Antioxidant ทใชในกระบวนการอาหารตองไมแพงและไมเปนพษ ท าใหเกดผลทดดวยความเขมขนต า มความเสถยร มส กลนรส การเลอก antioxidant ขนอยกบความเขากนไดของผลตภณฑและมการควบคมการใชตามค าแนะน า สาร antioxidant ชวยยดอายผลตภณฑ ลดการสญเสยของวตถดบ ลดการสญเสยของวตถดบ ลดการสญเสยทางโภชนาการ ตวอยางของ Synthetic antioxidant และ Natural antioxidant ไดแก

1) Synthetic antioxidant เชน Butylated hydroxyanisole (BHA), Butylated hydroxytoluene (BHT)

2) Natural antioxidant เชน -Tocopherol (Vitamin E), Tocotrienol, Ascorbic acid,

Carotenoid, -Carotene, Phospholipid, Sterol, Gum, Flavonoid, Phenolic acid, Tea, Sesame seed, Soybean, Herb และ Spice

คณคาทางโภชนาการของสาร Antioxidant ชวยก าจดอนมลอสระและอาจชวยปองกนมะเรง, โรคหวใจ และอน ๆ โดยอนมลอสระทผลตในรางกายสามารถท าใหเกด Oxidation ของไขมนในเซลลและท าลาย DNA จงท าใหเกดโรคตาง ๆ ได

7.2.1 หลกการ การวดความสามารถในการก าจดอนมลอสระของ Antioxidant โดยทสาร 1,1-Diphenyl-2-

picrylhydrazil (DPPH) ทมสมวงถกรดวซเปนสารสน าตาลเหลอง hydrazine ซงความเขมขนของสมวงของ DPPH จะเปนสวนกลบกบความเขมขนของ Antioxidant ภายใตเวลาการเกดปฏกรยาทก าหนด

7.2.2 อปกรณและสารเคม 1) Spectrophotometer 2) 0.5 mM DPPH ใน 99.5% Ethanol ปรมาตร 200 ml (MW = 394.32) ตองกรองดวย

กระดาษกรองกอนใช 3) 1.0 mg/ml BHA 4) 1.0 mg/ml Vitamin C 5) 10 mM Acetic acid buffer, pH 5.5

7.2.3 วธการ 1) เตม 10 mM Acetic acid buffer, pH 5.5 ปรมาตร 2.0 มลลลตร

139

2) เตม 40 ไมโครลตร สารละลายตวอยางเปนหลอด sample หรอ ใช 10 mM Acetic acid buffer, pH 5.5 ปรมาตร 40 ไมโครลตร เปนหลอด Reagent blank หรอใชสารละลายตวอยาง 40 ไมโครลตร เปนหลอด sample blank

3) เตม 0.5 mM DPPH-Ethanol ปรมาตร 1.0 มลลลตร ลงในหลอด sample และ reagent blank เทานน สวนหลอด sample blank ใหเตมน ากลน 1.0 มลลลตร

4) ผสมใหเขากนทนทแลวจบเวลาใหครบ 10 นาท จงวดการดดกลนแสงทความยาวคลน 517 นาโนเมตร โดยใช 10 mM Acetic acid buffer, pH 5.5 ปรมาตร 3.0 มลลลตร เปนสารทใชตงเครองมอวดการดดกลนแสงใหเรมอานทศนย จากนนเรมอานคาการดดกลนแสงของหลอด Reagent blank, Sample blank และ Sample ตามล าดบ บนทกคาการดดกลนแสงสทธของ Sample หลงการหกลบ Reagent blank, และ Sample blank ตามล าดบ ตามสมการดงตอไปน

% Radical scavenging activity = A517 at 0 min of (Reagent blank-Sample blank) - A517 at 10

min of Sample / A517 at 0 min of (Reagent blank-Sample blank) x 100

7.3 เครองสเปกโตรโฟโตมเตอร (spectrophotometer) เปนเครองมอทวดการดดกลนแสงของสารในชวงความยาวคลนอลตราไวโอเลต และชวงคลนแสงทมองเหนได เรยกวา UV-Vis spectrophotometer ในบทนจะอธบายสวนประกอบและการท างานภายในเครองมอดงกลาวโดยจะเนนเฉพาะอปกรณทยงนยมใชใน เครองสเปคโทรโฟโตมเตอรทมจ าหนายในปจจบน

7.3.1 สวนประกอบหลกของเครองยว-วสเบลสเปกโทรโฟโตมเตอร มอย 5 สวนดวยกน ดงน 1) แหลงก าเนดแสง (light source) เปนแหลงก าเนดแสงในเครองสเปกโทรโฟโตมเตอร จะตอง

ใหรงสในชวงความยาวคลนท ตองการอยางตอเนองและคงทตลอดเวลารวมทงมความเขมแสงทมากพอดวย ส าหรบความยาวคลนในชวงอลตราไวโอเลตจะใชหลอดดวเทอเรยม (deuterium lamp) เปนแหลงก าเนดแสง ซงใหแสงในชวง 185-375 nm หลกการคอท าใหอะตอม ดวเทอเรยมทอยในสภาวะเราคายพลงงานออกมาสวนหลอดทงสเตนจะใหความยาวคลนครอบคลมชวงแสงทมองเหนได คอตงแต 320-2500 nm (รปท 7.1) หลกการจะคลายกบหลอดไฟทงสเตนธรรมดาคอ ใหกระแสไฟฟาผานเขาไปจนกระทงลวดทงสเตนรอนและเปลงรงสออกมา โดยปกตจะเปดเครองทงไวกอนใชงานประมาณ 30 min เพอใหแนใจวาหลอดดวเทอเรยมหรอหลอดทงสเตนใหแสงทมความเขมสม าเสมอ

140

รปท 7.1 (ก) หลอดดวเทอเรยม และ (ข) หลอดทงสเตน

ทมา (สถาบนนวตกรรมและพฒนากระบวนการเรยนร, 2557)

2) สวนเลอกความยาวคลน (wavelength selector) เปนสวนทใชแยกความยาวคลนทออกมาจากแหลงก าเนดแสง ซงเปนแสงทมหลายๆความยาวคลน(polychromatic wavelength) ซงใหเปนแถบแสงในชวงแคบๆ หรอเปนความยาวคลนเดยว (monochromatic wavelength) โดยเครองมอสมยกอนจะใชปรซมหรอฟลเตอรส าหรบแยกความยาวคลน แตปจจบนเปลยนมาใชโมโนโครเมเตอร (monochromater) แบบเกรตตง (grating) สะทอนแสงซงมลกษณะเปนรองเลกๆขนานกนจ านวนมาก แสงจากแหลงก าเนดแสงจะตกกระทบลงบนผวหนาของรองแลวสะทอนออกมาทมมตางๆ เฉพาะความยาวคลนทเราเลอกเทานนจงจะผานชองแสงออก (exit slit) ไปสสารตวอยาง

3) ภาชนะใสสารตวอยาง (cell หรอ cuvette) เปนภาชนะใสสารตวอยางส าหรบสเปกโทรโฟโตมเตอร จะเรยกวาเซลลหรอควเวทท (cuvette) มหลายแบบหลายขนาดดวยกนขนกบการใชงานหลกส าคญในการเลอกใชกคอการวดในชวงแสงอลตราไวโอเลต จะตองใชเซลลทท าจากควอตซ (quartz) เทานน เนองจากแกวสามารถดดกลนแสงในชวงอลตราไวโอเลตได สวนเซลลทท าจากแกวจะใชวดในชวงแสงทมองเหนไดนนหมายความวาถาเราตองการวดสารในชวงแสงทมองเหนไดกควรจะใชเซลลทท าจากแกว การใชเซลลควอตซไมไดมผลใหการวดแสงดขนแตจะสนเปลองเปลาประโยชนเพราะควอตซราคาแพงกวาแกวมาก

นอกจากนในการวเคราะหโดยใช spectrophotometric detection ถางานวเคราะหนนมความไว (sensitivity) ต า เราสามารถเพมความไวใหสงขนไดงายๆ โดยใชเซลลทมความกวางมากขน เพราะจากกฎของเบยร-แลมเบรต คาการดดกลนแสงของสารยงขนกบความหนาของตวกลางทแสงเดนทางผาน ดงสมการ A=c ซงเซลลทใชในงานทวไปมความกวางตงแต 1-10 cm หรอถาสารมราคาแพงและปรมาณนอย กมเซลลขนาดเลกทปรมาตรต ากวา 1 ml สวนการท าความสะอาดเซลลเพยงแคกลวดวยน ากลนหรอกลวดวยตวท าละลายทเหมาะสมตามดวยน ากลนกเพยงพอ หามขดถเพราะจะท าใหเซลลมรอยขดขวน

ก ข

141

รปท 7.2 cuvettes แบบตางๆ (ทมา: สถาบนนวตกรรมและพฒนากระบวนการเรยนร, 2557)

4) ตวตรวจจบสญญาณ (detector) เครองตรวจจบสญญาณทดตองมสภาพไวสงคอแมปรมาณ

แสงจะเปลยนไปเลกนอยกสามารถตรวจจบสญญาณความแตกตางได ปจจบนเครองสเปกโทรโฟโตมเตอรสวนใหญนยมใชตวตรวจจบสญญาณ 2 ชนด คอ

(1) หลอดโฟโตมลตพลายเออร (photomultiplier tube; PMT) หลอด PMT ประกอบไปดวยแคโทด (cathode) ทฉาบผวดวยสารทสามารถใหอเลกตรอนไดเมอถกแสงจ านวน 9 ชด เรยกวาไดโนด (dynode) แตละไดโนดจะมศกยไฟฟาสงขนเรอยๆเมอแสงตกกระทบกบไดโนดตวทหนงสารทฉาบผวจะเกดอเลกตรอนขนแลววงไปกระทบไดโนดทสอง สาม ส จนครบทงเกาตวดงนนปรมาณอเลกตรอนจะเพมขนถง 106-107เทา แลวจงชนแอโนดใหกระแสไฟฟาออกมาเขาเครองขยายสญญาณตอไป

รปท 7.3 ลกษณะหลอด PMT ในสเปกโทรโฟโตมเตอร (ทมา: สถาบนนวตกรรมและพฒนากระบวนการเรยนร, 2557)

(2) โฟโตไดโอดอารเรย (photodiode arrays; PDA) ตวตรวจจบสญญาณชนดนสามารถจบสญญาณไดครอบคลมทงสเปกตรมโดยใชไดโอดนมาเรยงตอกนเปนแถวซงสามารถวดครอบคลมสเปกตรมไดตงแต

142

200-1100 nm ตวตรวจจบสญญาณนประกอบไปดวยโฟโตไดโอดและตวเกบประจ (capacitor) ประมาณ 200-4000 ตวเรยงตอกนเปนแถว หลกการเรมตนดวยการใหประจผานผวหนาไดโอดซงไดโอดกจะเกบประจไวทตวเกบประจเมอแสงตกลงบนไดโอดจะท าใหเกดประจไฟฟาไปท าลายประจทเกบไวทตวเกบประจท าใหตองใสประจเพมเขาไปใหมซงเปนชวงของการสแกนแตละครงนนเองปรมาณของประจทตองใสเขาไปใหมจะเปนปฏภาคโดยตรงกบความเขมแสงทวดไดของแตละไดโอดดงนนจากการวดปรมาณแสงทแตกตางกนตลอดชวงความยาวคลนจะไดเปนสเปกตรมการดดกลนของสารนนออกมา

รปท 7.4 สเปกโทรโฟโตมเตอรทมไดโอดอารเรยเปนตวตรวจจบสญญาณ (ทมา: สถาบนนวตกรรมและพฒนากระบวนการเรยนร, 2557)

5) สวนบนทกและแปรผลสญญาณ (recorder and processor) ซงจะท าหนาทขยายสญญาณ

และแปรผลสญญาณใหออกมาในมาตราสวนแบบลอก (log scale)

รปท 7.5 สวนประกอบของเครองสเปกโตรโฟโทมเตอร

(ทมา: ชชาต, 2544)

7.3.2 รปแบบของเครองสเปกโทรโฟโตมเตอร 1) สเปกโทรโฟโตมเตอรแบบล าแสงเดยว หลกการเปนแบบล าแสงเดยวนนเมอแสงออกจาก

แหลงก าเนดแสงแลวจะผานโมโนโครเมเตอรทเปนเกรตตงและสารตวอยางตามล าดบ แลวจงเขาสตวตรวจจบสญญาณ ตลอดเสนทางของล าแสงนมล าแสงเดยวจงเรยก สเปกโตรโฟโตมเตอรประเภทนวาแบบล าแสงเดยว เนองจากสเปกโทรโฟโตมเตอรประเภทนใชล าแสงเพยงล าเดยวผานจากโมโนโครเมเตอรไปสสารละลายทตองการ

143

วดและเขาสตวตรวจจบสญญาณเลย ดงนนการวดจงตองวด 2 ครง ดงนครงแรกเซลลบรรจแบลงค (blank) ซงเปนตว ท าละลายของตวอยางทเราตองการวด เมอล าแสงผานเซลล ปรบเครองใหอยในต าแหนงศนย (set zero) สวนครงหลงบรรจสารละลายทตองการวด (sample) แลวจงใหล าแสงผานเซลลความแตกตางระหวางการดดกลนแสงของทง 2 ครงจะปรากฏบนหนาปดมเตอรจากนนกสามารถวดตวอยางทความเขมขนอนๆตอไปไดเลยโดยไมตองกลบไปวดแบลงคอกการเปลยนความยาวคลนจะตองวดแบลงคใหมทกครง

รปท 7.6 สเปกโทรโฟโตมเตอรแบบล าแสงเดยว

(ทมา: ชชาต, 2544)

2) สเปกโทรโฟโตมเตอรแบบล าแสงค เมอล าแสงจากแหลงก าเนดแสงออกจากชองแสงออก (exit slit) แลวล าแสงจะไปสอปกรณตดล าแสง (beam chopper) ซงจะท าหนาทสะทอนล าแสงไปผานสารตวอยาง (sample) ในขณะตอมาจะสะทอนล าแสงไปผานสารอางอง (reference) ซงกคอแบลงคนนเองโดยทล าแสงทงสองจะมความเขมแสงเทากนกอนทจะผานสารตวอยางหรอสารอางองเมอล าแสงทงสองนไปตกกระทบบนตวตรวจจบสญญาณความแตกตางของความเขมแสงหลงจากผานสารตวอยางหรอสารอางองจะกลายเปนคาการดดกลนแสงของตวอยาง

รปท 7.7 สเปกโทรโฟโตมเตอรแบบล าแสงค (ทมา: ชชาต, 2544)

144

7.3.3 หลกการของเครอง spectrophotometer เครองชนดนม photoelectric cell เปน sensing element กระแสทเกดโดย photoelectric

cell จะถกเปลยนไปเปนเปอรเซนตทรานสมชชน หรอคาแอบซอบแบนซ โดยเครองกลวานอมเตอร (galvanometer) ซงแหลงก าเนดแสงเปนหลอดไฟธรรมดา คอหลอดทงสเตน (tungsten lamp) และแสงโมโนโครมาตก (monocromatic light) ทไดจากการใหล าแสงสองผานแกวปรซมหรอดฟแฟรกชนเกรตตงอยางใดอยางหนงเพอใหไดแสงโมโนโครมาตกทมความยาวคลนในชวงแสงทมองเหนได นอกจากนเครองมอชนดนยงสามารถใหแสงในชวงอลตราไวโอเลต (ultraviolet) และชวงใกลอนฟาเรด (near infrared) ได

7.3.4 กฎของเบยร และแลมเบรต (Beer and Lambert’s Law) กฎของเบยร (Beer’s law) ซงกลาววา แสงทมความยาวคลนเดยวผานตวกลางเนอเดยว ความเขม

ของแสงทตวกลางดดกลนจะแปรผนตรงกบความเขมขนของสารทเปนตวกลาง หรออาจกลาวไดวาความเขมของแสงทถกดดกลนแปรผนตรงกบความเขมขน ของสาร กฎของแลมเบรต (Lambert’s law) ซงกลาววา แสงทมความยาวคลนเดยวผานตวกลางเนอเดยว ความเขมของแสงทถกดดกลนจะขนอยกบความหนาของตวกลาง (นนนาท, 2546)

การหาปรมาณของสารจะอาศยกฏของเบยร (Beer’s law)

A = εbc

เมอ A = คาการดดกลนแสง ε = Molar absorptivity (L.mol-1cm.-1) b = Path length c = ความเขมขนของสารทน ามาวเคราะห (mol.L-1)

7.4 แกสโครมาโทกราฟ (Gas Chromatography; GC)

เปนเทคนคอกชนดหนงทใชส าหรบแยก สารผสม ซงคลายกบลควดโครมาโทกราฟ (LC) แตเทคนคนใชแยกสารทสามารถเปลยนใหแกสไดท เฟสทไดทอณหภมหนง (ไมเกน 450 °C) ถาสารใดเปลยนใหเปนแกสยาก กอาจใชเทคนคอนๆ บางอยางเขาชวย เชน อาศยปฏกรยาเคมเปลยนเปนอนพนธอนๆ หรออาจใชหลกการแยกสลายดวย ความรอน (Pyrolysis) เมอสารนนถกเปลยนใหอยในเเกสเฟสแลว ใหสารเหลานนเขาไปยงคอลมนท บรรจเฟสคงท (Stationary phase) โดยอาศยการพาไปของเฟสเคลอนท (Mobile phase) หรอ Carrier gas สารผสม เหลานนจะเกดการแยกขน ดงรปท 7.8

145

รปท 7.8 สวนประกอบพนฐานของ GC

ท าหนาทในการแยกองคประกอบของสารทสามารถระเหยกลายเปนไอ (Volatile organic compounds) ไดเมอถกความรอน กลไกทใชในการแยกองคประกอบตางๆ ในสารตวอยางอาศยหลก ของความชอบทแตกตางกนขององคประกอบในตวอยางทมตอเฟส 2 คอ Stationary phase และ Mobile phase (พฒนา และอลศรา, 2536)

7.4.1 หลกการและทฤษฎพนฐานของแกสโครมาโทกราฟ

หลกการของเครองแกสโครมาโทรกราฟ ใชเทคนคการแยกองคประกอบของสารผสม โดย อาศยความแตกตางของอตราการเคลอนทของแตละองคประกอบของสารผสมบนเฟสคงท (Stationary phase) ภายใตการพาของเฟสเคลอนท (Mobile phase) ส าหรบเครอง GC เฟสคงท คอ สารทอยภายในคอลมน สวนเฟสเคลอนท คอ แกสฮเลยม เมอสารทตองการวเคราะหผานเขาสเครอง GC สารดงกลาวจะถกเปลยนสถานะจากของเหลว (Liquid) เปนแกส (Gas) และสวนแกสของ สารผสมจะถกพาเขาสคอลมนโดยแกสฮเลยม ซงภายในคอลมนจะเกดการแยกสารผสม (Separation) โดยอาศยการท าปฏกรยา (Interaction) ระหวางสารทอยภายในคอลมน (Stationary phase) และสารผสม ดงรปท 7.9

146

รปท 7.9 แผนผงของเครองแกสโครมาโทกราฟ (ทมา: พฒนา, 2547)

7.4.2 อปกรณหลกในเครองแกสโครมาโทกราฟ

1) ชองฉดสาร (Injector) คอ สวนทสารตวอยางจะถกฉดเขาสเครองและระเหยเปนไอกอนท จะเขาสคอลมน อณหภมทเหมาะสมของชองฉดสารควรเปนอณหภมทสงพอทจะท าใหสารตวอยาง สามารถระเหยกลายเปนไอได แตตองไมท าใหสารตวอยางเสยสภาพ

2) เตาควบคมอณหภม (Oven) คอ สวนทใชส าหรบบรรจคอลมนและเปนสวนทควบคม อณหภมทเหมาะสมของ คอลมนใหเปลยนไปตามความเหมาะสมกบสารทตองการวเคราะห ซง การควบคมอณหภมของเตาควบคมอณหภม นนม 2 แบบ คอ

(1) แบบอณหภมเดยว (Isocratic Temperature) (2) แบบหลายอณหภมหรอแบบโปรแกรมอณหภม (Gradient Temperature) ขอดของการแบบหลายอณหภม คอ สามารถใชกบสารตวอยางทมจดเดอดกวาง (Wide

boiling range) และยงชวยลดเวลาในการวเคราะห 3) คอลมน (Column) ทใชในกาซโครมาโทกราฟม 2 ชนด

147

(1) แพคคอลมน (Packed column) คอลมนชนดนมทงแบบทท าดวยแกวและท าดวย โลหะมลกษณะเปนหลอดทมเสนผาศนยกลางภายในประมาณ 1 ถง 8 mm มความยาวไดตงแต 2 ถง 20 m ถามความยาวมากๆ หลอดคอลมนจะถกขดเปนวงกลม (Coil) เพอใหบรรจภายในเตาควบคม อณหภมได ดงรปท 7.10

รปท 7.10 แพคคอลมน (Packed column) (ทมา: http://people.whitman.edu/~dunnivfm/C_MS_Ebook/CH2/2_3_3.html)

(2) คาปลาร (Capillary column) คอลมนชนดนใชไดเฉพาะการวเคราะหแบบแกสลคว

โครมาโทกราฟ (GLC) เทานน ความยาวของคอลมนมคามากตงแต 10 ถง 100 เมตร หรอมากกวา ขนาดเสน ผาศนยกลางภายในประมาณ 0.2 ถง 0.5 มลลเมตร คอลมนคาปลลารสวนใหญหรอเกอบ ทงหมดท าดวยหลอดแกวเหตผลทไมใชโลหะเพราะโลหะสามารถเปนตวเรงปฏกรยาเคมไดหลายชนด และเมอภายในคอลมนตองใชอณหภมสงอาจท าใหโลหะเกดปฏกรยาบางอยางในคอลมนไดตามปกต อณหภมของคอลมนตองสงกวาจดเดอดของสารตวอยาง 10 ถง 25 °C การใชคาปลลารคอลมนใน การท า GLC ไมตองใชของแขงซบพอท (Solid support) วธเตรยมคอลมนท าไดโดยใชของเหลวซง เปนเฟสอยกบทใสในคาปลลารคอลมนของเหลวนนจะฉาบทผวของคอลมนเปนฟลมบางๆทมความ หนานอยกวา 1 ไมโครเมตร ความหนาของแผนฟลมของเหลวนนจะมผลตอการแยกดวยคอลมนชนด นมประสทธภาพในการแยกสงกวาแพคคอลมน ถง 100 เทา และสามารถใชกบขนาดของสารตวอยาง ทนอยกวา 0.01 ไมโครเมตร ความจของคอลมนคาปลลารสามารถเพมขนไดโดยฉาบผวของคอลมน แกวดวยวสดทมรพรนเชนแกรไฟต, โลหะออกไซดและซลเกตเสยกอนใหมลกษณะเปนแผนเยอบาง (Thin layer) ซงจะท าใหพนทผวทจะใหของเหลวมาฉาบอยมมากขนเปนการเพมความจของคอลมน การใชคอลมนคาปลลารพบวาผลของการลดลงของความดน (Pressure drop) เกดขนนอยมากจน ตดทงไดคอสามารถคดคา j = 1

148

คาอตราสวน mSV/ V ของคอลมนชนดนมคาในชวง 100 ถง 300 ซงอยในชวงทมประสทธภาพสงสด เพราะมเพลตตามทฤษฎมากมายหลายพนเพลต ดงรปท 7.11

รปท 7.11 คาปลารคอลมน (Capillary column)

(ทมา: http://people.whitman.edu/~dunnivfm/C_MS_Ebook/CH2/2_3_3.html)

จากการพจารณาชนดของคอลมนทใชในการทดลองและวสดทบรรจภายในคอลมนสรป ได วาวสดทบรรจอยในคอลมนม 3 ชนด คอ ของแขงทท าหนาทเปนเฟสอยกบท ของแขงซพพอรท และของเหลว ทท าหนาทเปนเฟสอยกบทโดยมรายละเอยดดงน

- ของแขงทท าหนาทเปนเฟสอยกบท (Stationary solid phase) ของแขงชนดนใช เฉพาะแพคคอลมน เทานนซงน าไปใชกบการวเคราะหทเรยกวา แกสโซลดโครมาโทกราฟ (GSC) คา สมประสทธของการกระจายของกาซสารตวอยางระหวาเฟสของกาซทเคลอนทกบเฟสของแขงทอย กบทมคาสงมากเมอเทยบกบการใชเฟสอยกบทเปนของเหลว

- ของแขงซพพอรท (Solid supports) วสดชนดนใชกบการวเคราะหแบบ GLC เทานนม หนาทชวยท าใหของเหลวซงเปนเฟสอยกบทถกยดอยในคอลมนไดและท าใหเฟสอยกบทหรอของเหลว นนมโครงสรางทางกายภาพทเหมาะสม ของแขงซพพอรทตองเปนสารทเสถยร ณ อณหภมของ คอลมนทใชในการทดลองจะตองมขนาดทเหมาะสมและสม าเสมอ ของแขงซพพอรททใชสวนใหญ ไดมาจาก Diatomaceous earths (SiO2) ซงประกอบดวยหมของ Hydrated silica มวธการอย หลายวธทจะท าให Diatomaceous earths กลายเปนของแขงซพพอรททด ถาน า Diatomaceous earth มาเผาทอณหภมประมาณ 900 °C จะไดสารของแขงสชมพ ซงมชอเรยกกนวา โครโมซอบ พ (Chromosorb P) โครโมซอบ พ สามารถมกลมฟงกชนนอลเปนโพลารไดท าใหสามารถใชเปน ของแขงดดซบใน GSC ไดดวย ถาไมน ามาฉาบดวยของเหลวแตเนองจากหลงจากทโครโมซอบ ดดซบ สารตวอยางแลวความสามารถในการชะ ไมดพอจงตองใชของเหลวฉาบบนโครโมซอบอกทหนงจงจะ

149

ท าใหการชะเกดไดด ท าใหโครโมซอบมหนาทเพยงเปนของแขงซพพอรท ความสามารถในการดดซบ จงขนอยกบของเหลวทมาฉาบ ส าหรบชอโครโมซอบชนดตางๆ นนเปนชอทางการคา (Trade name) ของบรษทผผลต ถา Diatomaceous earth ถกน ามาเผาโดยมโซเดยมคารบอเนตผสมอย จะไดของแขงส ขาวทเรยกวา โครโมซอบดบบลว (Chromosorb W) ถาน า Diatomaceous earth มาท าดวยวธการอนๆ จะไดของแขงซพพอรทชนดอนๆ อก เชน โครโมซอบ เอ (Chromosorb A) และโครโมซอบ จ (Chromosorb G) โครโมซอบชนดตางๆ ทน ามาใชยงมอกหลายเกรดขนอยกบขนาดเมชของมนปกต มคาอยในชวง 30/50 ถง 80/100 เมช ขนาดทนยมใชกนมากทสดคอ 30/60 และ 60/80 เมช

- ของเหลวทท าหนาทเปนเฟสอยกบท (Stationary liquid phase) ของเหลวนมชอเรยก อกอยางหนงวา ซบสเตรต (Substrate) เปนของเหลวทมจดเดอดสงใชฉาบบนของแขงซพพอรท ซง ใชบรรจใน Packed column หรอฉาบทผวของคอลมนคาปลลารในการท า GLC ของเหลวทสามารถ ใชเปนซบเตรตได มหลายรอยชนดส าหรบตวทนยมใชและใชกนมากได

1. เปนตวท าละลายทมคณสมบตทเหมาะสมส าหรบองคประกอบทตองการวเคราะห เชน มโพลารตเหมอนกบสารตวอยาง

2. ตองท าใหเกดการแบงสวนทแตกตางกนของแตละองคประกอบในสารตวอยางระหวาง เฟสทงสอง

3. เสถยรทอณหภมสงๆ 4. มความดนไอทอณหภมภายในคอลมนตา 5. ไมท าปฏกรยาทางเคมกบสารตวอยาง

การเตรยมคอลมน (Column preparation)

การเตรยมคอลมนส าหรบ GSC ใหใชของแขง ซงเปนตวดดซบบรรจในคอลมนไดเลย แตถาเปนการเตรยมคอลมนส าหรบ GLC ตองน าของแขงซพพอรทมาฉาบดวยเฟสของเหลวกอน โดยม วธการท าดงน คอ ขนแรก ใหเลอกขนาดของของแขงใหมขนาดเหมาะสมและเทากนหมด จากนนน า ของเหลวละลายในตวท าละลายทระเหยงาย เมอเตรยมของแขงพรอมทบรรจลงในคอลมนไดแลว (ตวดดซบ หรอของแขงซพพอรท ทมของเหลวอย) ใหบรรจของแขงนนลงในคอลมนทมลกษณะเปนเสนตรง ซงท าดวยแกวหรอเหลก สเตนเลส หรอทองแดง หรออะลมเนยม วธการบรรจใหคอยๆ ใสของแขงอยางชาๆ ลงในคอลมนตอง ใชเครองเขยาเบาๆ ชวยเพอใหของแขงถกบรรจไดแนน และเปนระเบยบปราศจากฟองอากาศเมอ บรรจเสรจเรยบรอยแลว จงคอยขดหลอดคอลมนใหเปนรปวงกลมหรอรปตวย (U) ตามความ เหมาะสมเพอใหสามารถใสลงในเตาไดคอลมนทไดรบการเตรยมอยาง ดสามารถใชในการวเคราะหได หลายรอยครงในทางการคามคอลมนทบรรจส าเรจแลวไวขายหลายชนดสามารถหาซอมาใชใหตรงกบ งานได ไมวาจะเปนการเตรยมคอลมนขนใชเอง หรอซอมาใชการพจารณาเลอกใชคอลมนตองค านงถง สงตอไปนคอ

1. ความยาวและเสนผาศนยกลางของคอลมนเพราะการแยกสารจะเกดไดดหรอไมขนอย กบความยาวและเสนผาศนยกลางของคอลมน

150

2. เฟสอยกบททเปนของแขงหรอของเหลวหลกการของการเลอกใชควรใหสารเคมทเลอก มโครงสรางทางเคมคลายกบสารตวอยาง เชน ถาสารตวอยางเปนโพลาร (Polar) กควรเลอกใชเฟสอย กบทของแขงหรอของเหลวทเปนโพลารเหมอนกน ดงนนในการเลอกใชตองมการศกษาถงคณสมบต ของสารตวอยางและเฟสอยกบทใหดกอนดวย

3. อณหภมทใชส าหรบคอลมนคอลมนทใชจะถกบรรจอยในเตาควบคมอณหภม (Oven) ทสามารถควบคมอณหภมไดเพอท าใหคอลมนมความรอนสงพอทจะท าใหสารตวอยางกลายเปนไออยตลอดเวลา อณหภมทใชตองไมสงเกนไปจนท าใหเฟสของเหลวกลายเปนไอปกต อณหภมทใชจะต า กวาสวนของระบบฉดสารตวอยาง (Sample injection system) ประมาณ 10 °C อณหภมของ คอลมนจะมผลตอคารเทนชน และการแยกอยางมาก ทอณหภมสงจะมผลท าใหไอของสารตวอยาง สวนใหญอยในเฟสของกาซเพราะการเพมอณหภมจะท าใหการละลายของสารตวอยางในเฟสอยกบท ลดลงจงท าใหสารตวอยางถกชะไดอยางรวดเรว ถามสารผสมอยหลายตวกจะท าใหสารเหลานนถกชะ ออกจากคอลมนไดในเวลาไลเลยกน การแยกจะเกดขนไม ด (Poor resolution) แตถาใชอณหภมต า สารตวอยางจะใชเวลาสวนใหญอยในเฟสอยกบท วธการควบคมอณหภมของคอลมนทใชไดผลดอกแบบหนง คอ ใชวธการควบคมอณหภม ใหคงทชวงหนงสลบกบการโปรแกรมเพมอณหภม ซงมวธการท าดงน คอ เมอเรมตนฉดสารตวอยาง เขาไปในคอลมนจะควบคมอณหภมใหคงท ในชวงระยะเวลาหนงตามความเหมาะสมตอจากนนให โปรแกรมอณหภมใหเพมขน 5 °C ทกๆ 1 นาท (อาจใช 4 °C ทกๆ 1 นาท หรออนๆ กไดแลวแต ความเหมาะสม) จนอณหภมถงคาตามตองการจากนนท าใหอณหภมคงทอกชวงระยะเวลาหนง แลว โปรแกรมอณหภมใหเพมขนอกท าแบบนสลบกนไปเรอยๆ จนสามารถชะสารไดหมดตามตองการ วธการนเหมาะส าหรบใชแยกสารผสมหลายๆ แบบทงทมรเทนชนไทม ใกลๆ กน และทหางๆ กนผสม กนเพราะถาใชวธการควบคมอณหภมใหคงทเพยงอยางเดยวจะใชเวลานาน และพคของสารตวสดทายทไดจะกวาง หรอถาใชวธโปรแกรมอณหภมเพยงอยางเดยวอาจท าใหสารทมรเทนชนไทม ใกลกนมากๆ ออกมาเปนพคเดยวกนได

4. ดเทคเตอร (Detector) ดเทคเตอรเปรยบเสมอนสมองของเครองกาซโครมาโตกราฟท าหนาทตรวจสอบสารทออก จากคอลมนวามปรมาณมากนอยเทาไรดงนนดเทคเตอรทใชตองไวตอสารมาก และม Reproducibility ดวยถาพจารณาการท างานของเครองดเทคเตอรสามารถแบงไดเปน 2 แบบ คอ

1) เมอสารตวอยางออกจากคอลมนแลวเขาเครองดเทคเตอรทสามารถวดปรมาณไดโดยตรง

2) เมอสารตวอยางออกจากคอลมนเขาเครองดเทคเตอรดเทคเตอรจะท าหนาทตรวจวด ขนาดแลวเปลยนไปเปนสญญาณไฟฟาสงไปยงเครองบนทก

ชนดของดเทคเตอรแบบท 1 ไดแก Automatic Recording Buret เครองดเทคเตอรน คดคนโดย James และ Martin

(ค.ศ. 1952) ใชเฉพาะไอสารทเปนกรด หรอเบสไอของสาร ทระเหยออกมาจะดดซมเขาไปในตเตรชนเซลล และถก ตเตรตโดยอตโนมต

ไนโตรมเตอร (Nitrometer) น ามาใชโดย Janak (ค.ศ. 1953) เครองนใชไดเฉพาะการใชกาซคารบอนไดออกไซดเปนตวพาเทานนเมอกาซคารบอนไดออกไซดพาสาร

151

Infrared Analyzer วธนแนะน าโดย Martin และ Smart (ค.ศ. 1955) ไอของสาร ตวอยางทตองการวเคราะหสามารถดดกลนแสงอนฟราเรดไดแตกตางกนตามปรมาณและชนดของ สารดงนนไอของสารทออกจากคอลมนจงสามารถน าไปวเคราะหตอโดยวธ Infrared Spectrophotometry

แมสสเปกโทรมเตอร (Mass spectrometer) องคประกอบทออกจากคอลมนในการท า กาซโครมาโตกราฟสามารถน าไปวเคราะหตอโดยใชเครองมอแมสสเปกโทรมเตอร ซงท าใหสามารถ พสจนหรอท านายชนดขององคประกอบตางๆ ไดดเปนเทคนคทนยมใชกนมากเพราะไดผลดนอกจากน อาจใชเครองมอของทางสเปคโตรสโคปกชนดอนๆ เปนดเทคเตอรไดโดยน าเครองมอนนมาตอเขากบ คอลมนของกาซโครมาโตกราฟเชน อะตอมมกแอบซอรพชน (Atomic absorption), อมสชนอนดค ทฟพลาสมา (Emission in an inductively coupled plasma (ICP), นวเคลยรแมกเนตก เรโซแนนซ (Neuclear magnetic resonance; NMR) และ เอกซเรยแอบซอรพชน (X-Ray absorption) หรออาจใชเครองดเทคเตอรทวดคณสมบตทางไฟฟาของสารทออกมาจากคอลมน เชน คอนดกโตเมตรกดเทคเตอร (Conductometric detector), คลอมเมตรกดเทคเตอร (Coulometric detector) หรอใชเครองดเทคเตอรทวดกมมนตภาพรงสทเรยกวาเรดโอเคมคลดเทคเตอร (Radiochemical detector) กได

ชนดของเครองดเทคเตอรแบบท 2 ไดแก 1) ไฮโดรเจนเฟลมดเทคเตอร (Hydrogen flame detector; HFD) ตองใชกาซ

ไฮโดรเจน หรอสวนผสมของกาซไฮโดรเจนกบกาซอนเปนตวพาดเทคเตอรชนดนเปนชนดทงายและธรรมดาทสดกาซไฮโดรเจนทเปนตวพาเมอผานออกจากคอลมนจะเปนตวทท าใหเกดเปลวไฟขน โดยท ไฮโดรเจนจะถกเผาผลาญ แลวใหเปลวไฟทไมมส เมอใสสารตวอยางซงเปนสารอนทรยเขาไปใน คอลมนจะถกกาซไฮโดรเจนซงใชเปนตวพาเขาไปยงเปลวไฟ จะมผลท าใหเปลวไฟเกดสเหลอง เนองจากเกดการเผาผลาญสารอนทรย เมอเกดเปลวไฟสเหลองขนเรากทราบไดทนทวาสารอนทรยถก ชะออกจากคอลมนแลว อาจใชนาฬกาจบเวลาเมอเกดเปลวไฟสเหลองขนจะท าใหทราบวาคารเทนชนไทม ไดส าหรบปรมาณของสารอนทรยทถกชะออกมา จะมผลท าใหเปลวไฟสเหลองท เกดขนมขนาดสงหรอต า ถาปรมาณสารมมากเปลวไฟทไดจะสง และถาปรมาณสารมนอยเปลวไฟจะ ต า หรอใหแสงทโชตชวงตางกน ดงนนถาสามารถวดความรอนแรงของเปลวทเกดขนหรอวดความเขมของแสงทเกดขนไดกสามารถหาปรมาณของสารตวอยางอนทรยได เพราะปรมาณของสาร จะสมพนธโดยตรงกบความรอนแรงของเปลวไฟหรอความเขมของเปลวไฟดงนนเราสามารถใชเทอร โมคพเพล (Thermocouple) วดความรอนแรงของเปลวไฟ หรอใชโฟโตเซลล (Photo cell) วดความ เขมของเปลวไฟ

2) เฟลมไอออไนเซชนดเทคเตอร (Flame ionization detector; FID) เนองจาก สารประกอบอนทรยทกตวสามารถเกดการไอออไนซ (Ionization) ไดในเปลวไฟท าใหเกดกระแสของ ไอออนทสามารถสะสมอยระหวางขวทมประจตรงขาม 2 ขว ไดตามปรมาณของไอออนกระแสท เกดขนนยงมปรมาณนอย ตองใชเครองอเลกทรอนกสทซบซอนขน เพอขยายใหมปรมาณกระแสไฟฟา มากขนดงนน ดเทคเตอรชนดนจงมราคาแพงพอสมควร

152

เครองดเทคเตอรชนด FID สามารถตรวจวดสารตวอยางอนทรยทระเหยกลายเปนไอไดเกอบทกชนดยกเวนสารประกอบทถกออกซไดซมาแลวเชน Carbonyl และ Carboxyl group สารประกอบ อนนทรยไมสามารถตรวจสอบดวยดเทคเตอรชนดนได ดงรปท 7.12

รปท 7.12 Flame ionization detector (FID)

(ทมา: Poole, 2015)

3) เทอรมลคอนดกตวตดเทคเตอร (Thermal conductivity detector; TCD) เทอรมล คอนดกตวตดเทคเตอรประกอบดวยใยเสนลวด (Filament) ททนความรอนอยตรงกลางหลอดเลกๆ หรอแทงโลหะทกาซตองผานเขาไปใยเสนลวดจะถกท าใหรอนดวยกระแสไฟฟาเมอผานสารทถกแยก พรอมกาซตวพาไปยง เสนลวดมนจะเปนตวน าความรอนออกจากใยเสนลวดท าใหความรอนของใยเสน ลวดเปลยนแปลงเมอปรบความ รอนของใยเสนลวดใหเทาเดมโดยปรบความตานทานของวงจรไฟฟาจะท าใหเกดสญญาณสงเขาเครองบนทกผล (Recorder) ซงขนาดของสญญาณจะสมพนธกบปรมาณ ของสารตวอยางนนเองลกษณะของเทอรมลคอนดกตวตดเทคเตอร

เนองจากดเทคเตอรชนดนเปนชนดหนงทวดคาการน าความรอนของกาซดงนนจงเปนสงจ าเปนอยางยงทตองรกษาใหผนงของเครองดเทคเตอรมอณหภมคงทเสมอ ซงท าใหการวเคราะห ทางปรมาณไดผลถกตองควรใชกาซไฮโดรเจนหรอฮเลยมเปนกาซตวพาผานไปในเครองกอน จนกระทงอณหภมของดเทคเตอรคงท หลงจากชะสารตวอยางตางๆ ทเปนสารอนทรยออกจาก คอลมนเขาดเทคเตอร จะปรากฏวาการน าความ รอนของแกสออกจากใยเสนลวดจะลดลง ท าใหเสนลวดมอณหภมสงขน วงจรไฟฟาจะไมสมดลเกดการปรบใหมเพอท าใหความรอนของใยเสนลวด เทาเดมจงท าใหเกดเปนสญญาณไปยงเครองบนทก แตถาใชไนโตรเจนเปนกาซตวพาจะท าใหความไว ลดลง เพราะวาคาการน าความรอนของไนโตรเจนใกลเคยงกบสารตวอยางมาก ดงรปท 7.13

153

รปท 7.13 Thermal conductivity detector (TCD)

(ทมา: https://instrumentationtools.com/thermal-conductivity-detector-tcd-principle/)

4) เฟลมโฟโตเมตรกดเทคเตอร (Flame photometric detector; FPD) ดเทคเตอรชนด นใหกาซไฮโดรเจนท าใหเกดเปลวไฟเชนเดยวกบ FID แทนทจะวดปรมาณไอออนของสารตวอยางท เกดไอออไนซ FPD จะใชหลอดโฟโตมลตไพเออร (Photomultiplier) วดปรมาณแสงทถกปลอย ออกมาในเปลวไฟ เมอไอออนของสารตวอยางเขาไปในเปลวไฟตามปกต FPD จะใชในการวเคราะห สารประกอบทมซลเฟอร หรอฟอสฟอรส หรอสารประกอบออรแกโนเมทอลลก (Organometallic) ทมอะตอมของโลหะทสามารถถกกระตน (Excited) ในเปลวไฟของไฮโดรเจนไดหรอสารประกอบทม อะตอมของฮาโลเจน FPD มขอดคอ สามารถเลอกวดแสงทปลอยออกมาไดอยางเฉพาะเจาะจง ส าหรบ ดงรปท 7.14

รปท 7.14 เฟลมโฟโตเมตรกดเทคเตอร (Flame photometric detector; FPD)

(ทมา: http://www.shsu.edu/~chm_tgc/FPD/FPD.html)

http://www.shsu.edu/~chm_tgc/FPD/FPD.html

154

5) อเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร (Electron capture detector; ECD) หลกการของ ดเทคเตอรชนดนคอกาซตวพาทออกจากคอลมนเขาดเทคเตอรจะถกท าใหเกดการไอออไนซดวยรงส เบตา (β) ทเกดจากสารกมมนตภาพรงสเชน 3H หรอ 63Ni หรอ 55Fe จากการไอออไนซ จะท าใหเกด อเลกตรอน และอเลกตรอนทเกดขนนจะวงไปทขวสะสม (Collector electrode) ท าใหเกดความ ตางศกยระหวางขวทงสอง และยงมอเลกตรอนเหลออยอกจ านวนหนงเปน Electron cloud ท าให เกดกระแสไฟฟาขน เมอมสารตวอยางออกจากคอลมนเขาไปในดเทคเตอร โมเลกลของสารตวอยาง จะดดกลนอเลกตรอนไวไดจ านวนหนง ตามปรมาณของสารตวอยางท าใหกระแสไฟฟาทเกดขนจาก อเลกตรอนลดลง ซงการเปลยนแปลงนจะท าใหเกดเปนสญญาณสงไปยงเครองบนทก แกสตวพาทเหมาะสมส าหรบอเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร คอ ไนโตรเจน หรอ อารกอน +10% มเทน ความไวของเครองขนอยกบอตราการไหลของกาซตวพาซงท าใหเกด Electron cloud และอณหภมของดเทคเตอร เนองจากกาซออกซเจนและนาเปนสารทดดกลน อเลกตรอนได ดงนน ถากาซตวพามน าหรอออกซเจนปนอยจะท าใหความไวของเครองดเทคเตอร ลดลง ลกษณะของดเทคเตอรอเลกตรอนแคพเทอรดเทค เตอร แสดงไวในรปท 7.15

รปท 7.15 อเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร (Electron capture detector) (ทมา: Poole, 2015)

อเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร เปนดเทคเตอรทไวตอสารประกอบอนทรยทมอะตอม

ของธาตทมอเลกโทรเนกาทวต (Electronegativity) สง เชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรส ออกซเจน และ ฮาโลเจน อเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร เปนดเทคเตอรทใชไดดส าหรบงานวเคราะหสารจ าพวก ยาฆาแมลง สารประกอบอนทรยทมตะกว และพวก Polychlorinated biphenyl; PCBS อเลกตรอน แคพเทอรดเทคเตอร ไมสามารถใช วเคราะหสารไฮโดรคารบอนทอมตวได สารประกอบทไมสามารถ ใชกบดเทคเตอรขนดเฟลมไออไนดเทคเตอร

155

(FID) และ เทอรมลคอนดกตวตดเทคเตอร (TCD) สามารถน ามาใชกบอเลกตรอนแคพเทอรดเทคเตอร (ECD) ไดผล ดเทคเตอรชนดอนๆ ยงมดเทคเตอรชนดอนๆ อกนอกเหนอจากทกลาวมาซงไดผลตขนมา ส าหรบใชกบงานเฉพาะอยาง หรอเปนดเทคเตอรทดดแปลงแกไขมาจากดเทคเตอรทกลาวมาแลว เพอใหมความไวสงขนส าหรบงานเฉพาะอยางทตองการ เชน ไนโตรเจน ฟอสฟอรส ดเทคเตอร (Nitrogen-phosphorus detector, NPD) ดเทค เตอรชนดนไดดดแปลงมาจากดเทคเตอรชนด FID เพอใหมความไวตอสารประกอบทมไนโตรเจนและฟอสฟอรส เทานน ดเทคเตอร NPD มเกลออลคาไล เฮไลด (Alkali-halide salt) วางอยเหนอเปลวไฟเกลออลคาไลดจะมผลท าใหความไวของดเทคเตอรท มตอสารประกอบของไนโตรเจน การพจารณาวาควรเลอกใชดเทคเตอรชนดใดนน ขนอยกบชนดของสารและความไวของ ดเทคเตอรดเทคเตอรแตละชนด เหมาะส าหรบวเคราะหสารแตละชนดไมเหมอนกนตองเลอกใชใหตรงตามความสามารถของมนอยางไรกตาม เราสามารถสรปไดวาดเทคเตอรทดตองมคณสมบต ดงตอไปนคอ

1. เสยงรบกวนทเกดขนควรนอยมาก (Low noise level) 2. มความไวสง (High sensitivity) และควรไวตอไอของสารทกชนด 3. มความรสกตอสารอยางรวดเรวแมนวามปรมาณนอย (Rapid response) ใน

การ ชะสารออกจากคอลมน สารทออกจากคอลมนจะคอยๆ ออกมาทละนอยจนถงมากแลวลดนอยลงอก ท าใหเกด เปนพค ดงนนดเทคเตอรตองรสกหรอตดตามการเปลยนแปลงปรมาณของสารไดดจงจะท า ใหเกดพค และการแยกขนได

4. ผลทไดจากเครองดเทคเตอรจะตองเหมอนกนทกครงเมอใชสารตวอยางชนดเดยวกน (High reproducibility)

5. ไม ไวต อการเปลยนแปลงความดนของก าซตวพาหรออณหภมและไมเกดปฏกรยาตอ กาซตวพา

6. ไม ท าลายหรอเปลยนแปลงคณสมบตของสารทต องการว เคราะห ซ งมความส าคญมาก ถาตองการเกบสารทแยกไดนไปท าการวเคราะหตอไป

7. ราคาถก ยงไมมดเทคเตอรชนดใดทมคณสมบตครบถวนทกขอ ดงทกลาวมาขางตน ดงนน

การ เลอกใชควรพจารณาดเทคเตอรทมคณสมบตทดมากทสด ซงนยมใชกน 2 ชนดคอ TCD และ FID 7.4.3 การวเคราะหเชงคณภาพและเชงปรมาณ (Qualitative and quantitative analysis)

แกสโครมาโทกราฟ จดวาเปนเทคนคทใชส าหรบแยกสารตวอยางซงเปนของผสมไดอยางม ประสทธภาพสงเทคนคหนง แตมขอจ ากดอยทสารตวนนๆ จะตองสามารถเปลยนใหเปนแกสเฟสทได อณหภมเหมาะสม อยางไรกตาม นบวาโชคดทสดทขอมลซงไดจากเครองโครมาโทกราฟ คอ สญญาณ ทไดจากดเทคเตอรจะถกสงเขาไปเครองคอมพวเตอรหรอเครองประมวลผลอยางอนนน นบวาเปน ขอมลทส าคญทจะสามารถน าไปใชเพอการตรวจพสจนสารหรอหาปรมาณของสารได ม 3 ประการ ดวยกนคอ

1) เวลาทสารแตละชนดผานคอลมนจากจกเรมตนถงจดสงสดของพค ซงเรยกวา Retention time (tR) ทไดจากโครมาโทแกรม สามารถน าไปใชในการท าคณภาพวเคราะหได

156

2) ขนาดของพค ซงอาจเปนพนท หรอความสง สามารถน าไปใชในการท าปรมาณวเคราะห ได 3) ลกษณะของพคทไดจากโครมาโทแกรม ใชเปนขอมลส าหรบการวเคราะหทงเชงคณภาพ และ

ปรมาณได อยางไรกตาม การใชเทคนคนเพยงอยางเดยวส าหรบการวเคราะหสาร โดยเฉพาะสารตวอยางทคอน ขางซบซอน โครมาโทแกรมทไดจากการการใช Packed column หรอ Capillary column กตามจะยงยากซบซอนมาก การวเคราะหตองท าดวยความระมดระวงรอบคอบอยางมาก แมกระนนอาจเกดขอผดพลาดไดในกรณเชนนจงมความจ าเปนตองใชเทคนคอยางอนเขามาประกอบในการวเคราะหดวย เชน ใช IR, NMR หรอ Mass spectroscopy เพอใหการวเคราะหมความถกตอง และมนใจยงขน การวเคราะหเชงคณภาพดวยแกสโครมาโทกราฟ วธการตางๆ ทใชในการวเคราะหเชงคณภาพดวย GC นน มดงตอไปน

(1) ใช Retention Data เปนททราบกนดแลววา Retention volume หรอ Retention time นนเปนลกษณะเฉพาะของสารแตละชนด และลควดเฟส หรอเฟสชนดของคอลมน ทใช โดยขนอยกบอตราการไหลของแกสพา (Carrier gas) และอณหภมมใชกบคอลมน ดงนน เมอให ภาวะทงหลายคงท คา Retention time ของสารตางๆ ทใชวเคราะหควรจะตองคงทหรอมคา ใกลเคยงกนทสด

ดงนน ในการตรวจพสจน (Identification) ชนดของสารในของผสมตวอยางจะตองท าการ วเคราะหทงตวอยางและสารมาตรฐานทใชในภาวะตางๆ อยางเดยวกน น าคา Retention time หรอ Corrected retention time มาเปรยบเทยบกน กจะสามารถบอกไดวาแตละพคนนเปนของ สารใด

จากการเปรยบเทยบโครมาโทแกรมของสารตวอย าง ซงเปนของผสมของแอลกอฮอลกบ แอลกอฮอลมาตรฐาน ท าใหสามารถบอกไดวาพคท 2 3 4 7 และ 9 เปน เมทล (Methyl) เอทล (Ethyl) นอรมอล โพรพล (n-propyl) นอรมอลบวทล (n-butyl) และ นอรมอลเอมล (n- amyl alcohols) ถาจะใหแนใจเพมขน ตองท าการวเคราะหใหมอกครงหนงโดยการเปลยนคอลมนเปนชนด ใหมถาไดผลอยางเดยวกนกนบวาถกตอง

ในการเปรยบเทยบโครมาโทแกรมน มแฟกเตอรหลายอยางทจะตองค านงถง นนคอ การวด Retention time ซงขนอยกบความสามารถของเครองทใชควบคมภาวะตางๆ ถามการ ควบคมทไมคงทผลทไดรบจะแปรเปลยนไป ท าใหมปญหาเกดขน เชน การควบคมอณภมของคอลมน ถาตองการให Retention time อยในชวง ±1% อณหภมของคอลมนจะตองควบคมใหอยในชวง ±0.3 °C ดวย เปนตน นอกจากนขนาดของสาร ตวอยางทน าไปฉดเขาเครองแกสโครมาโทกราฟกม ความส าคญมาก เพราะถาฉดสารตวอยางเขาไปมากๆ เรยกวา เกด Column overloaded พคท ตรวจวดไดจะเปลยนไป ท าใหคา retention time ผดไป

(2) ใชวธอานจากกราฟทแสดงความสมพนธระหวาง Retention time กบจ านวน อะตอมของคารบอนของสารทอยในพวกเดยวกน (Homologous series) ในการวเคราะหสาร ตวอยางโดยวธนกอนอนจะตองทราบชนดของสารตวอยางเสยกอน จะดวยวธใดกได เพอจะไดเตรยม สารมาตรฐานไดถกตองแลวจงท าการ วเคราะหหา Retention time แสดงลกษณะของกราฟทเขยน ไดจากสารแตละพวก และพวกสารสารทสามารถใชวธนวเคราะหได ไดแก พวกอลเคน โอลฟน อลดไฮดคโทน แอลกอฮอล อะซเทตอะซทลเอสเทอรซลฟอกไซด อนพนธของไนโทร อะมน พรดน อ เธอรไธออลอลคลไนเตรต และพวก ฟวราน เปนตน วธวเคราะหนสามารถท าได งาย โดยใชสารมาตรฐาน 2-3 ความเขมขนกพอเพอใชหาความชน (Slope) ของเสนตรงเทานน

157

(3) ใชดรรชน Kovats (Kovats Index) Wehrli และ Kovats เปนผน าหลกการของ Retention index มาใชเพอชวยในการพสจนโครงสรางของโมเลกลสารอนทรย โดยใช n-alkanes เปนสารมาตรฐาน การพสจนสามารถชวยไดโดยการใช Retention index (I)

I = 100 N + 100 log V'R(A) - log V'R(N) log V'R(n) - log V'R(N)

เมอ N และ n เปน n - paraffin ทเลกกวาและใหญกวาตวสาร A และ V'R เปน Retention volume ทปรบแลว Retention index ของ n-alkanes ตางๆ ใหมคาเปน 100 เทาของ จ านวนอะตอมคารบอนในโมเลกลของสารนนส าหรบทกอณหภม และทกๆ ลควดเฟส เชน ออกเทนม คา Retention index = 800 และของ Decane จะมคา =1000 ในทางปฎบต Retention index สามารถหาไดงายๆ จากกราฟทเขยนระหวาง log t'R (t'R = Retention time ทปรบแลว) กบจ านวนอะตอมคารบอนคณดวย 100 ถาตองการหาคา ดรรชน Kovats กเพยงแตน าสารนนไปหาคา t'R แลวน าไปอาน

(4) การใชคอลมนหลายชนด (Multiple Columns) ในการวเคราะหสารตวอยางโดย การเปรยบเทยบกบสารมาตรฐานนน เมอใชคอลมน 2 ชนด หรอมากกวา จะชวยใหการตรวจพสจน สารตวอยางมความถกตองมนใจยงขนการใชคอลมน 2 ชนดนนจะตองเปนคอลมนทใชลควดเฟส ทม สมบตตางกน จงตองเลอกใชใหถกตองและเหมาะสม เพราะประสทธภาพของคอลมนขนอยกบสภาพ ขว (Polarities) ของลควดเฟสและของสารตวอยางอนๆ อยาเลอกคอลมนโดยดแตเฉพาะชอเทานน ชอคอลมนแตกตางกนอาจมสมบตเหมอนกนไดดงนน ในการพจารณาวาคอลมนใดสมบตเหมอนกน หรอแตกตางกน อาจจะดไดจากคา McReynolds constant

(5) การใชเทคนคอนชวยในการตรวจพสจนสารดงไดกลาวมาแลววา ถาตองการตรวจ พสจนสารตวอยางวาเปนสารอะไรจรงๆนน จ าเปนอยางยงตองใชเทคนคทางสเปกโทรสโกปเขาชวย แตมวธงายๆทสามารถใชตรวจหาฟงกชนนลกรปของสารตวอยางได ซงสวนใหญเปนเรองของ Microanalysis ทใหผลการวเคราะหทคอยขางเฉพาะเจาะจง

การวเคราะหเชงปรมาณดวยเครองแกสโครมาโทกราฟ

ปจจบนน การวเคราะหหาปรมาณของสารบางประเภททเปนแกสของเหลวหรอของแขง ปรากฏวาเทคนคทางแกสโครมาโทกราฟ ไดรบความนยมสงมาก เครองมอสมยใหความสะดวกในการ วเคราะห ผลการวเคราะหทไดมความแมนและเทยงสง นอกจากน เทคนคทางแกสโครมาโทกราฟ ยงใหสภาพไวสงอกดวย และยงมขอดอนๆ อกหลายประการ อยางไรกตาม ความผดพลาดของการ วเคราะหยอมเกดขนไดเสมอ ตอไปนเปนขอผดพลาดทอาจเกดขนจากการวเคราะหดวยเทคนคทาง แกสโครมาโทกราฟทควรจะตองระวง

1) ความผดพลาดเกดจากการเกบตวอยาง (1) สารตวอยางทน าไปวเคราะหมปรมาณแนนอนเพยงใด (2) สารตวอยางทใสเขาไปในเครองวเคราะหมความแนนอนเพยงใดวาสารนนเขาเครอง

ทงหมดโดยไมมการสลายตวกอนระเหยออกไป

158

2) สารตวอยางอาจดดซบ (Adsorb) หรอสลายตวท Injector port หรอในคอลมน หรอ ดเทคเตอร ถามสงเหลานเกดขนการวเคราะหหาปรมาณอาจผดพลาดได

3) สภาพของเครองฉดแกสโครมาโทกราฟถาสภาพของเครองไมด การควบคม การวดตางๆ ยอมเกดความผดพลาดได

4) การฉดสารตวอยางเขาเครองแกสโครมาโทกราฟ 5) การเลอกใชคอลมน 6) Resolution ของพค 7) การค านวณหาปรมาณของสาร จากโครมาโทแกรมทไดจากเครองบนทก กอนทจะน าไปใชในการหาปรมาณสารจ าเปน จะตองหา

พนทของพคเสยกอน ส าหรบเครองแกสโครมาโทกราฟสมยใหมทมเครองอนทเกรเตอรหรอ คอมพวเตอร หรอเครอง Data system อยางอนทใชรวมอยดวย เครองเหลานจะท าหนาทค านวณ พนทของแตละพค ตลอดจนพมพคา Retention time ใหดวย แตถาเครองแกสโครมาโทกราฟ ของผ วเคราะหมแตเฉพาะเครองบนทกกราฟ ผวเคราะหจะตองควรจะตองสามารถค านวณหาพนทพคเอง ไดเทคนคตางๆ ทใชในการหาปรมาณของสารนน สามารถหาไดเหมอนกบเทคนคทางลควดโครมาโท กราฟ (LC)

7.4.3.1 การใชสารละลายมาตรฐานภายนอก (External standard)

เทคนคนส าคญอยทการเตรยมสารมาตรฐานและสารตวอยางใหมความเขมขนใกลเคยงกนและจะ วเคราะหดวย GC โยใชภาวะเดยวกน โครมาโทแกรมทไดน าไปหาพนทพค หรอความสงของพค แลว น าไปเขยนกราฟแสดงความสมพนธระหวางพนทพคหรอความสงของพคกบความเขมขนจะได Calibration curve ส าหรบหาปรมาณของสารตวอยางซงอาจจะเปนการวเคราะหสารเดยวหรอ หลายสารกได สงทควรจะตองระวงในการท าวเคราะหดวยเทคนคน คอ

1) ปรมาณของสารทจะวเคราะหตองอยในชวงของ Calibration curve 2) สารทจะวเคราะหจะตองไมฉดเขาไปมากจนกอใหเกดการ Overloaded คอลมน 3) สารมาตรฐานสารละลายสารตวอยางทใชจะตองทราบปรมาณแนนอน

ขอดของ External standardization method พอทจะสรปไดดงน คอ 1) ผลทไดจากการวเคราะหอาจเปนคาปรมาณสมพนธ (Relative) หรอเปนคาสมบรณ

(absolute) 2) คาทวดไดจะไมขนอยกบพคอนๆ ทงหมด 3) คาสภาพไวของดแทคเตอร (Detector sensitivity) อาจจะเปลยนแปลงไดใน ระหว

างท าการวเคราะห 4) สารตวอยางทงหมดไมจ าเปนตองถกชะออกมาหมด หรอตรวจวดทงหมด 5) จะไมมการเตม Internal standard

ขอเสยของวธน พอจะสรปไดดงน คอ

159

1) ผลการวเคราะหทไดขนโดยตรงกบสภาพไวของดเทคเตอร ท าใหเสยเวลารอจนกวาด เทคเตอรจะเสถยร นอกจากจะท าการ Calibrate อยเสมอๆ

2) ผลทไดจากการวเคราะหขนอยกบขนาดของสารตวอยางทฉดเขาไปโดยตรง 3) เครองมอควรจะตองมการ Calibrate บอยๆ 4) คาความเทยงและความแมนมขดจ ากด ซงขนอยกบแฟกเตอรตางๆ ดงไดกลาว

มาแลว External standardization method เหมาะทจะใชวเคราะหสารตวอยางในภาวะ ดง

ตอไปนคอ 1) เมอตองการหาความเขมขนหรอปรมาณของสารซง Internal standardization

method ใชไมได 2) เมอสารตวอยางทงหมดถกชะออกมาเพยงบางสวน และ Internal standardization

method ใชไมได 3) เมอใชขนาดของสารตวอยางและสภาพไวของดเทคเตอรมคาคงท 4) เมอใช Gas หรอ Liquid sampling values นนคอปรมาตรของสารทฉดเขาไปม

คาคงท 7.4.3.2 การใชสารละลายมาตรฐานภายใน (Internal standard)

เปนเทคนคทใชหาปรมาณของสารไดถกตองทสด ทงนขนอยกบการเลอกใช Internal standard หลกการเลอกสารทจะใชเปน Internal standard คอ

1) สารนนจะตองมสมบตคลายกบสารทจะวเคราะห 2) สารนนจะตองถกชะออกมาจากคอลมนหมด 3) สารนนจะตองใหพคทแยกอยตางหาก โดยพคจะตองไมซาหรอเหลอมทบกบพคอนๆ

และอยใกลกบพคทตองการหา 4) สารนนจะตองไมท าปฎกรยากบสารอนๆ ทเกยวของ


องคประกอบทางเคมของอาหารนอกจากวธการวเคราะหคณคาทางโภชนะศาสตรอาหาร ยงสามารถตรวจสอบคณภาพของอาหารไดดวยวธการตาง ๆ อกหลายวธเพอบงบอกคณภาพของผลตภณฑอาหารชนดนน ๆ การวเคราะหหาสารปนเปอนในอาหาร เปนการวเคราะหเพอใชควบคมคณภาพ ซงวตถเจอปนในอาหาร (food additive) จ าเปนตองมมาตรฐานในการใชอยางถกตองรดกมและใชในปรมาณทก าหนด นอกจากนการตรวจคณภาพของอาหารโดยการวเคราะหสารตานอนมลอสระ ยงมความส าคญตอการผลตอาหารเพอใหแนใจวาการเตมสารตานอนมลสระจะชวยยดอายการเกบรกษาอาหารไวใหไดนานเพมมากขน คณคาทางโภชนาการของสาร Antioxidant ชวยก าจดอนมลอสระและอาจชวยปองกนมะเรง, โรคหวใจ และอน ๆ โดยอนมลอสระทผลตในรางกายสามารถท าใหเกด Oxidation ของไขมนในเซลลและท าลาย DNA จงท าใหเกดโรคตาง ๆ ได

160

เครองยว-วสเบลสเปกโตรโฟโทมเตอร เปนเครองมอทใชวดปรมาณของสารเคมชวโมเลกล รวมถงจลชพทงหลาย ไดแก สารอนทรย (Organic compound) หรอสารสารออนทรย (Inorganic compound) ทงทมสและไมมส หลกการวดปรมาณของแสงทตวอยางดดกลนเขาไปตวเครองประกอบดวยแหลงก าเนดแสง (Light source) เลนสหรอกระจกรบแสง (Lens or Mirror) ตวแยกความยาวคลน (Monochromator) และตวตรวจจบสญญาณ (Detector) แหลงก าเนดแสงท าหนาทใหแสงผานตวอยางแหลงก าเนดแสง Deuterium Arc (190-420 nm) และTungsten (350-2500 nm) ควเวตตใชบรรจสารละลายในการวเคราะห ซงลกษณะเปนหลอดสเหลยมเลกท าจากวสด 3 ชนด คอ แกว พลาสตก หรอควอตซ ซงแตละชนดมขอดแตกตางกนคอ ควเวตต ทท าจากควอซตจะม ราคาแพงแตสามารถวดไดทความยาวคลนไดทง ยว-วสเบล ขณะท ควเวตต ทท าจากพลาสตกหรอ แกวจะวดไดแคแสงสขาวเทานน การวเคราะหปรมาณจะใชกฎของเบยร โดยเมอความเขมขนของสารเพมขนคาการดดกลนท วดไดกจะเพมขนมความสมพนธโดยตรง

แกสโครมาโตกราฟเปนเทคนคอกชนดหนงทใชส าหรบแยกสารผสม ซงคลายกบลควด โครมาโทกราฟ (LD) แตเทคนคนใชแยกสารทสามารถเปลยนใหแกสไดทเฟสทไดทอณหภมหนง (ไมเกน 450 °C) ถาสารใดเปลยนใหเปนแกสยาก กอาจใชเทคนคอนๆ บางอยางเขาชวย เชน อาศยปฏกรยาเคมเปลยนเปนอนพนธอนๆ หรออาจใชหลกการแยกสลายดวยความรอน (Pyrolysis) เมอสารนนถกเปลยนใหอยในเเกสเฟสแลว ใหสารเหลานนเขาไปยงคอลมนทบรรจเฟสคงท (Stationary phase)โดยอาศยการพาไปของเฟสเคลอนท (Mobile phase) หรอ Carrier gas สารผสมเหลานนจะเกดการแยกขน

161

ค าถามถายบท

1) จงบอกชนดของสารเจอปนในอาหารมาอยางนอย 5 ชนด และแตละชนดมขอด ขอเสยอยางไรในการน าไปใขในผลตภณฑอาหาร

2) จงอธบายหลกการและวธการวเคราะหหาสารตานอนมลอสระดวยวธ DPPH ในอาหาร 3) จงอธบายองคประกอบของเครองสเปกโตรโฟโตมเตอร และหลกการท างานของเครองมาพอสงเขป 4) จงอธบายองคประกอบของเครองแกสโครมาโตกราฟฟ และหลกการการท างานของเครองมาพอสงเขป

162


ชชาต อารจตรนสรณ. 2544. เครองมอวทยาศาสตร. พมพครงท 3. ส านกพมพคลงนานาวทยาขอนแกน. นภา ศวรงสรรค กลยา สมบรณววฒน เสาวรตน จนทะโร และ เกอการณย ครสง. 2556. ต าราปฏบตการ

โภชนาการเชงชวเคม. พมพครงท 1. ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย. นนนาท จนทรสรย. 2546. เคมวเคราะหพนฐาน. ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร มหาวทยาลยสงขลานครนทร.

425 หนา. พฒนา เหลาไพบลย และอลศรา ศรวฒนา. 2536. วธวเคราะหส าหรบงานปฏบตบตการในกระบวนการวชา

เทคโนโลยชวภาพ. ภาควชาเทคโนโลยชวภาพ คณะเทคโนโลยมหาวทยาลยขอนแกน. พฒนา เหลาไพบลย. 2547. โครมาโทกราฟแบบของเหลวความดนสง: หลกการและการประยกตใช. ขอนแกน:

ขอนแกนการพมพ. สถาบนนวตกรรมและพฒนากระบวนการเรยนร. 2557. สเปกโทรโฟโตมเตอร. มหาวทยาลยมหดล. Abe, N., Murata, T., and Hirota, A. 1998. Novel DPPH radical scabenger, bisorbicillinol and

dimethyltrichodimerol from fugus. Biosci. Biotechol. Biochem. 62: 661-666. Peasrson, D. 1976. The Chemical Analysis of foods. Longman, Inc., New York. 575 p. Poole, C. F. 2015. Ionization-based detectors for gas chromatography. Journal of

Chromatography A. 1421, 137–153. Triebold, H.O. and Leonard W.A. 1963. Food Composition and Analysis. Van Nostrand

Reinhold company, New York. 497 p.

บรรณานกรม

กลยา จนทรอรณ. 2533. เคมอาหาร. ภาคพฒนาต าราและเอกสารวชาการ ศกษานเทศกกรมการฝกหดคร.

จตธนา แจมเมฆ สายสนม ประดษฐดวง ทนง ภครชพนธ ปรยา วบลยเศรษฐ เนอทอง วนานวธ มาลยวรรณ อารยะสกล และคณะ. 2546. วทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร. ส านกพมพมหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 504 น.

ชชาต อารจตรนสรณ. 2544. เครองมอวทยาศาสตร. พมพครงท 3. ส านกพมพคลงนานาวทยาขอนแกน. นภา ศวรงสรรค กลยา สมบรณววฒน เสาวรตน จนทะโร และ เกอการณย ครสง. 2556. ต ารา

ปฏบตการโภชนาการเชงชวเคม. พมพครงท 1. ส านกพมพแหงจฬาลงกรณมหาวทยาลย. นธยา รตนาปนนท. 2539. เคมอาหาร. ภาควชาวทยาศาสตรและเทคโนโลยการอาหาร . คณะ

อตสาหกรรมเกษตร. มหาวทยาลยเชยงใหม. นธยา รตนาปนนท. 2545. เคมอาหาร. พมพครงท 1. กรงเทพฯ : โอ.เอส.พรนดง เฮาส. นธยา รตนาปนนท. 2554. หลกการวเคราะหอาหาร. กรงเทพฯ : โอเดยนสโตร, 256 หนา. นนนาท จนทรสรย. 2546. เคมวเคราะหพนฐาน. ภาควชาเคม คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยสงขลานครนทร. 425 หนา. พฒนา เหลาไพบลย และอลศรา ศรวฒนา. 2536. วธวเคราะหส าหรบงานปฏบตบตการในกระบวนการ

วชาเทคโนโลยชวภาพ. ภาควชาเทคโนโลยชวภาพ คณะเทคโนโลยมหาวทยาลยขอนแกน. พฒนา เหลาไพบลย. 2547. โครมาโทกราฟแบบของเหลวความดนสง: หลกการและการประยกตใช.

ขอนแกน: ขอนแกนการพมพ. ไพบลย ธรรมรตนวาสก. 2532. กรรมวธการแปลรปอาหาร. กรงเทพฯ : ส านบพมพโอเดยนสโตร. ลาววลย เบญจศล. 2542. วทยาศษสตรและเทคโนโลยการอาหารเบองตน. ภาควชาเกษตรศาสตร

คณะวทยาศาสตรและเทคโนโลย สถาบนราชภฎสวนสนนทา. วรรณา ตงเจรญชย นภสรพ เหลองสกล และ ล าพง พมจนทร. 2550. ปฏบตการเคมวเคราะหอาหาร.

คณะอตสาหกรรมเกษตร สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาเจาคณทหารลาดกระบง. 68 น. วราวฒ ครสง. 2547 . การประกนคณภาพในอตสาหกรรมอาหาร (Quality Assurance in Food

Industry) . กรงเทพฯ : ด แสควร อนเตอรเนชนแนล. ศยามน ปรยาจารย. 2557. หลกการวเคราะหอาหาร. เอกสารประกอบการสอน. คณะเทคโนโลย.

มหาวทยาลยราชภฎอดรธาน. 115 น. สถาบนนวตกรรมและพฒนากระบวนการเรยนร. 2557. สเปกโทรโฟโตมเตอร. มหาวทยาลยมหดล. อมเอม พนสด และคณะ. 2546. เอกสารประมวลสาระ วชาวทยาศาศตรและเทคโนโลยการอาหาร.

คณะอตสาหกรรมเกษตร. มหาวทยาลยเชยงใหม. เอกดนย กอกมพงษ. 2550. การวเคราะหน านม. LAB Today. ปท 6 ฉบบท 41 (มถนายน 2550). Abe, N., Murata, T., and Hirota, A. 1998. Novel DPPH radical scavengers, bisorbicillinol

and dimethyltrichodimerol from fungus. Biosci. Biotechol. Biochem. 62: 661-666.

164

AOAC International. 2000. Official Methods of Analysis of AOAC International. 17th

ed. (Horwitz, W. ed.) AOAC International, Gaithersburg, MD, Official Method 900.02

(chapter 44, p. 3), 923.03 (chapter 32, p. 2) and 938.08 (chapter 35, p. 8).


(Horwitz, W. ed.) AOAC International, Gaithersburg, MD.


(Horwitz, W. ed.) AOAC International. Gaithersburg, MD, Official Method 954.02

(Chapter 4, p. 33) and 989.04 (Chapter 33, p. 19). BeMiller, J.N. and Low, N.H. 1998. Carbohydrate Analysis. In Food Analysis. 2nd ed.

(Nielsen, S.S. ed.) Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp. 167-187.

Boyer, R.F. 1993. Experimental Biochemistry. 2nd ed., the Benjamin/Cummings

Publishing Company, Inc., New York, pp. 55-56.

Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram

quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical

Biochemistry, 72: 248-254.

Bradley, R.L. Jr. 1998. Moisture and Total Solids Analysis. In Food Analysis. 2nd ed. (Nielsen, S.S. ed.) Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp. 131-139.

Carpenter, D.E., Ngeh-Ngwainbi, J. and Lee, S. 1993. Lipid Analysis. In Methods of

Analysis for Nutrition Labeling. (Sullivan,D.M. and Carpenter, D.E. eds.) AOAC

International, Gaithersburg, MD, pp. 85-104.

Chang, S.K.C. 1994. Protein Analysis. In Introduction to the Chemical Analysis of Foods.

(Nielsen, S.S. ed.) Jones and Bartlett Publishers, London, pp. 207-219.

Chang, S.K.C. 1998. Protein Analysis. In Foods Analysis.2nd ed. (Nielsen, S.S. ed.) Aspen

Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp. 237-252.

Harbers, L.H. 1998. Ash Analysis. In Food Analysis. 2nd ed. (Nielsen, S.S. ed.) Aspen

Publishers, Inc., Gaitherburg, MD, pp. 141-149.

Horwitz, W. 2000. Official Method of Analysis of AOAC International 17th ed. U.S.A. :

AOAC International.

James, C.S. 1995. Analytical Chemistry of Foods. Blackie Academic & Professional,

London, pp. 3-16 James, C.S. 1995. Analytical Chemistry of Foods. Blackie Academic & Professional,

London, pp. 40-46.

Joslyn A.M. 1970. Food science and Technology, 2nd Edition. Academic press, Inc., London. 845 p.

165

Kirk, R.S. and Sawyer, R. 1991. Pearson’s Composition and Analysis of Foods. 9th ed.

Longman Scientific & Technical, Singapore, pp. 16-22.

Lee, F.A.1983. Basic Food Chemistry. The AVI Pub.Co.Inc. , Westport.

McWilliams, M. 2005. Food Experimental perspectives, 5th ed. New Jersey : Person


Miller, G.L. (1959). Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing

sugar. Analytical Chemistry, 31, 426-428.

Murano, P.S. 2003. Understanding Food Science and Technology. U.S.A.:

Wadsworth/Thomson Learning.

Nielsen, S.S. 1994. Introduction of Food Analysis. In Introduction to the Chemical Analysis of Foods. (Nielson, S.S. ed.) Jones and Bartlett Publishers, London, pp. 1-10.

Nielsen, S.S. 1998. Introduction to Food Analysis. In Food Analysis. 2nd ed. (Nielsen, S.S. ed.) Aspen Publishers, Inc., Gaithersburg, MD, pp 3-13.

Owusu-Apenten, R.K. 2005. Introduction to Food Chemistry. U.S.A. : CEC Press. p. 23, 45-60.

Parker, Rick. 2003. Introduction to Food Science. U.S.A. : Delmar Thomson Learning.

Peasrson, D. 1976. The Chemical Analysis of foods. Longman, Inc., New York. 575 p. Plumer, D.T. 1987. Biochemistry Analytical. McGraw-Hill Book Company

Pomeranz, Yeshajahu. 1994. Food Analysis, 3rd Edition. International Thomson Publishing Inc., USA. 778 p.

Poole, C. F. 2015. Ionization-based detectors for gas chromatography. Journal of Chromatography A. 1421, 137–153.

Ranganna. S. 1991. Handbook of Analysis and Quality Control for Fruit and

Vegetable Products. 2nd ed., 1st reprint, Tata Mcgraw-Hill Publishing Company

Limited, New Delhi, pp. 7-9. Sikorski, Z.E. 2002. Chemical and Functional Properties of Food Components, 2nd

ed. U.S.A. : CRC Press. Triebold, H.O. and Leonard W.A. 1963. Food Composition and Analysis. Van Nostrand

Reinhold company, New York. 497 p.

Weaver, C.M. and Daniei J.R. 2003. The Food Chemistry Laboratory.2nd ed. U.S.A. :

CEC

http://bqckit.com/product/lowry-protein-quantification-assay-kit/)

http://elearning.nsru.ac.th/web_elearning/dairy/lesson3_16.php. http://kb2tmp.psu.ac.th/psukb/bitstream/2010/6160/9/Chapter2.pdf

166

http://siamindustrial.com/binder-vd115 http://www.facagri.cmru.ac.th/2013/wp-content/uploads/2013/03/4คารโบไฮเดรต.pdf

http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/0455/proximate-analysis-การวเคราะหปรมาณกลมสาร.

http://www.jsr.kr/eng/forced-convection-oven http://www.kimble-chase.com/advancedwebpage.aspx?cg=1334&cd=3.

http://www.merittech.co.th/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&pid=184308 https://profilab24.com/Thermconcept-Compact-Muffle-Furnaces-KLE#&gid=1&pid=1

https://www.agronomy.psu.edu/ Courses/AGRO518/IMG00077.GIF. https://www.agsci.ubc.ca/courses/fnh/301/water/wprin.htm. https://www.ebay.com/itm/1 pcs-Lab-Porcelain-Crucible-with-cover-5 -3 0 0 ML-High-

temperature-resistant-/273134135046.

https://www.folding.standford.edu/education/water.htm. https://www.gerber-instruments.com/en/suppliers/dr-n-gerber/fat-determination-acc-to-

gerber/butyrometers-for-fat-determination-in-milk-and-dairy-products.html, 2561.

https://www.getmygrades.co.uk/subjects/biology-gcse-ib/types-of-biological-


https://www.Isbu.ac.uk/water/activity.html. https://www.tankonyvtar.hu/en/tartalom/tamop412A/2011-

0016_01_the_theory_and_practise_of_pharmaceutical_technology/ch14.html.

https://www.weberscientific.com/babcock-test-bottle-weber.

http://www.merittech.co.th/index.php?lay=show&ac=cat_show_pro_detail&pid=184308



ภาคผนวก

บทปฏบตการ

ขอควรค านงในการปฏบตการวเคราะหอาหาร 1. การใชเครองชง

เนองจากเครองชงมหลายแบบ และมความสามารถในการชงไดละเอยดแตกตางกน ดงนนเพอปองกนความผดพลาดทอาจจะเกดขน ในระหวางการวเคราะหอนเนองมาจากการใชเครองชง จงควรปฏบต ดงน คอตองตรวจสอบสมดลยของเครองชงทกครงกอนท าการชง เชน สงเกตจากลกษณะฟองอากาศตองปรบใหอยตรงกลางวงเสมอ เปนตน

1) เครองชงบางชนดจะตองมการอนเครอง (warm-up) กอนใชชง เชน ตองเสยบปลกทงไวกอนใช 90 นาท เปนตน ดงนนกอนใชเครองชงใด ๆ ควรท าความรจกเครองชงนน ๆ กอนและใชใหถกวธตามคมอของแตละเครอง

2) ในระหวางการใชเครองชง หามขยบ หรอ เลอนเครองชง 3) ถามการตกหลนของสารหรอตวอยางใด ๆบนเครองชง ใหปดสวตซของเครองชงกอนจงเชคท าความ

สะอาดดวยความระมดระวง ปกตจานชงจะถอดออกเพอท าความสะอาดได 4) ใหใชเครองชงเครองเดมตลอดการวเคราะหนนๆ 5) เครองชงละเอยด (มทศนยมตงแต 4 ต าแหนงขนไป) ภายในตชง บรรยากาศแวดลอมตองแหงและไมม

ลมพด โดยใสสารดดความชน และปดประตตทกครง เมออานน าหนกหรอเมอใชงานเสรจแลว 2. การใชเตาเผา (muffle furnace)

1) ผลจากการเผาไหมตวอยางสตว จะท าใหอนทรยวตถถกเปลยนสภาพไปอยในรปของกาซ สวนทเหลอเปนสวนทเรยกวา เถา (Ash) ซงเปนพวกแรธาตหรอสารอนนทรย เพอใหการเผาไหมสมบรณจงมขอควรค านงคอการนบจ านวนชวโมงทเผา ณ อณหภมทก าหนด ใหเรมนบเวลาเมออณหภมในเตาเผาขนสงถงระดบอณหภมทตงไว

2) การน าตวอยางออกจากเตาเผา เนองจากอณหภมทใชเผาสงประมาณ 550 องศาเซลเซยส ดงนน ควรปดสวตชเตาเผาทงไว ประมาณ 30 นาท แลวจงน าตวอยางออกจากเตา ภาชนะทใชรองรบเบากระเบองจากเตาเผาควรมคณสมบตทนความรอนไดสง หามวางเบากระเบองทรอนจดบนพนโตะทเปนไมหรอวสดทไมทนไฟ

3) ตวอยางทเผาไหมจนเปนเถาทสมบรณแลว จะมลกษณะเบาและปลวไดงาย ในระหวางการเคลอนยายตวอยางออกจากเตาเผาไปเกบในโถดดความชน จงควรระวงและปองกนไมใหเถาปลวเมอมลมพด

3. การใชโถดดความชน (Desiccator)

หลกในการใชโถดดความชน เพอปองกนไมใหตวอยางททงไวใหเยนดดความชน จากอากาศเขาไป ท าใหน าหนกทชงไดมากกวาความเปนจรง ดงนนการทงใหเยนในโถดดความชนทมสภาพอากาศแหงจงเปนสงจ าเปน นอกเหนอจากการใชเพอดดเอาความชนออกจากตวอยาง

1) โถดดความชน (Desiccator)มลกษณะเปนโถ มฝาปดไดสนท บางชนดมสวนวาลว ทสามารถปดเปดเพอระบายอากาศได และภายในมสารดดความชน(Desiccant) ทเหมาะสมใสไวในสวนลางของโถ ส าหรบดดความชนจากบรรยากาศภายในโถใหมสภาพแหง เหนอสารดดความชนจะมแผนรอง (plate) ทใชส าหรบวางวสดหรอตวอยางทตองการเกบหรอรอใหเยนในสภาพอากาศแหง

170

2) การปด เปดทระบายอากาศ เพอปรบสมดลของความดนบรรยากาศ ชวยใหปดเปดฝาของโถดดความชนได งายขนตวอยางทรอนจด เชนถวยกระเบอง crucible จากเตาเผาท 550 °C ตองปดเตาเผาทงไวประมาณ 30 นาท เพอลดอณหภมกอนเอามาวางโถดดความชน อยางไรกตามอากาศภายในโถดดความชนทรอนจด จะดนใหฝาของโถดดความชนกระเดนขนมาได ดงนน ถาตวอยางรอนจดควรเปดทางระบายอากาศออกหรอแงมฝาไวใหอนหรอเยนลงสกครกอนจงปดใหสนท

3) ขอควรระวง เมอจะเอาตวอยางทเยนออกชงน าหนก คอ ในการเปดทางระบายอากาศ จะตองคอย ๆ หมนวาลวเปด เพอกอกใหอากาศเขาในโถดดความชน จนหมดเสยงลมจงคอยเลอนเปดฝาของโถดดความชน เพราะถาเปดทางระบายอยางเรวและเตมท อากาศทเขาไปดวยความเรวและแรงจะมผลท าใหตวอยางทเบาเชนเถาทเกบไว ฟงกระจายได

4) โถดดความชนทเปนพลาสตก หรอท าดวยโพลเอททลนตาง ๆ ( Polyethylene ) บางชนด ใชวธลดความดนบรรยากาศในโถลงได โดยตอเขากบเครองปมสญญากาศส าหรบใชดดความชนออกจากตวอยาง ท าใหตวอยางแหงไดโดยไมตองใชความรอน เชน ในการท าให DNA หรอ Chromosome ทแยกออกมาดวยวธ electrophoresis แหงโดยไมถกท าลายดวยความรอน แตตวอยางทรอนจด เชนถวยกระเบองทรอนเกนกวา 140 °C ไมควรใชกบโถชนดนเพราะจะเสยหายไดงาย และพลาสตกไมทนตอดาง เชน Soda หรอ potash

4 สารดดความชน (Desiccant)

หมายถง สารเคม ทมคณสมบตในการดดความชนจากบรรยากาศบรรยากาศรอบ ๆ ไดดและรวดเรว ปกตมกใสไวในสวนลางของโถดดความชน สารดดความชนทใชทวไปไดแก

1) ทรตซลกาเจล (Treated Silica gel) เรยกกนทว ๆ ไปวา ซลกาเจล (Silica gel) เปนสารดดความชนทสะดวกในการใช มลกษณะเปนเมดคลายกรวดใสและสามารถมองเหน " การใชได" ของ silica gel จากลกษณะสทปรากฏ โดยในสภาพทแหง Silica gel จะม สน าเงน และเมอใชไปนาน ๆ ความชนทสะสมไวใน Silica gel จะท าใหเปลยนเปน สชมพ นนคอหมดสภาพทจะชวยดดความชน Silica gel ทอมตวดวยความชนสามารถน ากลบมาใชใหมได โดยการอบใหแหงในตอบ (oven) ทอณหภม 105 °C เปนเวลาประมาณ 2 - 3 ชม.กจะมสภาพแหงคอกลบเปนสน าเงนตามเดม

2) กรดซลฟรกเขมขน (Concentrated Sulfuric acid) ใชเปนสารดดความชนได แตไมนยมเพราะเกดอนตรายจากสภาพกรดเขมขนไดงาย แตใน กรณทจ าเปนอาจใชกรดซลฟรกเขมขนผสมกระเบองแตก (porcelain) เพอลดการกระเดนของกรดเมอเปดปดฝาในระหวางใชงานโถดดความชนนน

3) แคลเซยมคลอไรด (Calcium Chloride) ลกษณะเปนเมด (granule) ขนาด ทใชคอประมาณ 4 - 8 mesh แตเนองจากหลอมละลายหรอเยมไดงายเมอชน จงไมคอยนยมใช

4) ดรายอไรต หรอแอนไซดรสแคลเซยมซลเฟต (Drierite หรอ Anhydrous Calcium Sulphate) ชนดพเศษมโครงสรางเปนรพรนจ านวนมาก มความสามารถในการรวมตวกบน าสง มสขาวและมสภาพเปนกลาง (neutral) และสามารถท าใหแหงใหมไดโดยใชความรอน 235 - 250 o C

5) แมกนเซยมเปอรคลอเรต (Magnesium Perchlorate) และ ฟอสฟอรสเพนตอกไซด (Phosphorus Pentoxide) ทง 2 ชนดเปนสารดดความชนทมประสทธภาพสงมากแตมราคาแพง จงไมนยมใช

171

การประเมนคณคาของอาหารดวยวธการวเคราะหทางเคม ตารางท 1 แสดงความสมพนธระหวาง ผลการวเคราะหทางเคม กบชนดของโภชนะในตวอยางอาหารและวตถดบ

อาหาร

Classification of feed ingredients Proximate analysis

Contents Nutrient

Moisture Moisture Water ,volatile component

Water

Inorganic matter Crude ash (Total ash)

Sand, Minerals

Minerals

Feed Dry matter (DM)

Organic

Lipid Crude fat (EE)

Fat, Phospholipid Pigment, Vitamin

Fat, (Vitamins)

matter Nitrogen Containing component

Crude Protein (CP)

Protein, amino acid, vitamin

Protein, (Vitamins)

Carbo hy

Fibers Crude Fiber (CF)

Cellulose, Lignin, Chitin

Fiber

drate Residue Nitrogen Free Extracts (NFE)

Starch, Hemicellulose (part of lignin)

Carbohydrate

บทปฏบตการท 1 การวเคราะหความชน (Moisture)

1. หลกการและเหตผลในการวเคราะหความชน ความชนในอาหารหรอวตถดบอาหารนนมผลตอคาตวเลขทแสดงถงคาปรมาณโภชนะตางๆ ทมอยในตวอยางนน เมอแสดงโภชนะในรป base on feed basis นอกจากนนปรมาณความชนทมากเกนไปจะมผลตอการเกบรกษาวตถดบอาหาร ณ อณหภมหอง ดงนนในการทจะเปรยบเทยบปรมาณโภชนะระหวางวตถอาหารตางๆ จงจ าเปนตองค านงถงคาของความชนหรอในทางกลบกนคาของวตถแหงหรอสงแหง (Dry matter) ของตวอยางนนๆ กสามารถน ามาเปรยบเทยบกนได เรยกวา base on dry matter basis ลกษณะของน าหรอความชนทประกอบอยในอาหารจะเปนน าอสระ (free or available water) สวนน าซงเกาะอยกบโมเลกลสารประกอบอนๆ (bound water) เชน โปรตนนน การทจะแยกออกมาโดยการระเหยใหแหงดวยความรอนนนท าไดยากเพราะตองใชอณหภมสงและจะท าใหเกดการสลายของสารประกอบอนๆ ทมอยในอาหารนนดวย หลกการวเคราะหหาความชนในอาหารแบงกวางๆ ได 4 วธ คอ

1.1 การอบดวยความรอน (Indirect Distillation or Drying Method) การหาความชนดวยวธนมหลกการ คอ น าตวอยางไปแยกเอาน าออกภายใตสภาพทเหมาะสม จากนน

วดน าหนกทสญหายไปเพอค านวณหาเปอรเซนตความชน ปรมาณความชนทวเคราะหไดขนอยกบชนดของตอบ (oven) และเครองมอทใชวดอณหภม ระยะเวลาทใช และลกษณะของน าทเปนองคประกอบในตวอยาง ดงนนคาความชนจากวธนเปนเพยงคาโดยประมาณ ไมใชคาทแทจรง แตวธหาความชนวธนเปนวธทนยมใชทวไปเพราะท าไดงาย ใหผลคอนขางรวดเรวและวเคราะหไดครงละหลายๆ ตวอยาง

การหาความชนแบบ drying method มวธไดหลายวธ เชน การอบแหงดวยตอบ (Air oven method) การอบในตอบสญญากาศ (Vacuum oven method) การอบดวยแสงอนฟราเรด (Infrared drying method) การท าใหแหงดวยความเยนจด (Freeze drying method) หรออบในโถดดความชนทมสารดดความชน (Evacuated desiccator) และทนยมใชกนแพรหลายคอ การอบแหงดวยตอบ (Air oven method) เปนการแยกน าใหระเหยดวยความรอนโดยใชตอบแหง (Dry oven) ซงอณหภมทเหมาะสมส าหรบใชหาความชนในอาหารทว ๆ ไปคอ 105 องศาเซลเซยส แตยงมขอทควรค านง คอ

1) อาหารทมไขมนอณ เลก (short chain fatty acid) เชน ไขมนระเหยงาย (volatile oil) จะระเหยออกไปจากอาหารพรอมความชนดวย ดงนนถาตวอยางมไขมนพวกนอยมากกจะท าใหคาความชนทค านวนไดมากกวาความเปนจรง

2) อาหารทมน าตาลประกอบอยมาก ถาใชความรอนสงเกน 70 องศาเซลเซยส กจะท าใหน าตาลเกดการสลายตว (decomposition) หรอไหม ในกรณนจงใชวธการอบแหงในตอบสญญากาศ (vacuum heating method) คอการลดความดนบรรยากาศลงจะชวยใหน าระเหยไดทอณหภมต าลงคอ ประมาณ 70 องศาเซลเซยสได

3) อาหารทมผงฟ (backing powder) เมอใหความรอนเพอหาความชนจะท าใหผงฟสญสลายกลายเปนกาซ CO2 จงตองวเคราะหโดยการใชการลดความดนบรรยากาศเขาชวยและใชเวลาในการอบนานขน

174

1.2 การกลนล าดบสวน (Direct Distillation Method) เปนการวเคราะหหาความชนโดยการใชสารเคมทมจดเดอดสงกวาน าแตมความถวงจ าเพาะต ากวาน า เชน Toluene Heptane และXylene เปนตน วธนจะใหผลทแมนย ากวาเนองจาก volatile oil จะรวมอยในชนของสารเคมทใชซงแยกออกจากชนของน าโดยเดดขาดท าใหไดคาทเปนสวนของน าจรงๆ แตมขอเสยคอ คาใชจายมากกวาวธ Drying method เพราะตองสนเปลองคาสารเคมและเครองแกวทใชในการกลน

1.3 การใชเครอง Electrical Moisture Meters วธหาความชนโดยใชเครองวดความชน ไฟฟา เปนการอาศยความตานทาน (resistance) ความถ (frequency) และ dielectric properties ของน า ทอยในอาหาร ซงสามารถวดความชนไดอยางรวดเรวและมความคลาดเคลอนประมาณ 1% เหมาะส าหรบหาความชนของเมลดธญพชในโรงงาน โรงส และตามยงฉางใหญๆ หรอนอกหองปฏบตการเพราะสะดวกและควรจะมพนผว (surface area) ของภาชนะทใชใสตวอยาง (test cup) ทตองการทดสอบในขนาดทคอนขางคงทโดยประมาณ

1.4 การท าปฏกรยาทางเคม (Chemical Method) เปนการหาความชนโดยการใชสารเคมตางๆ มาท าปฏกรยากบน าทอยในตวอยางซงมไดหลายวธ เชน

1) Karl Fischer Method ซงใชหลกการของ nonstoichiometric reaction และ Sulphur dioxide ในสารละลาย pyridine methanol วธนเหมาะกบตวอยางอาหารทมน าอยในปรมาณต าๆ

2) วธของ Serger ใชหาความชนไดรวดเรวมากเพราะอาศยหลกการเกดปฏกรยาทางเคมระหวางน าและแคลเซยมคารไบด ไดกาซ acetylene แลวค านวนหาความชนในอาหารโดยการชงน าหนกทหายไปของอาหารหรอวดความดนหรอปรมาตรของกาซทเกดขน

1.5 วธอนๆ เชน วธ Nuclear Magnetic Resonance และ Gas-liquid Chromatography ซงอปกรณทใชมราคาแพง

2. ขอควรค านงในการวเคราะหหาความชน นอกจากการสญสลายของสารบางอยางทประกอบอยในตวอยางอาหารตางๆ นน จะมผลตอการไดคาการวเคราะหปรมาณความชนทมากกวาความเปนจรงแลว ขอปฏบตส าหรบตวอยางทมความชนมากๆ (wet or hydroscopic products) เชน ตวอยางสดตางๆ อนไดแก เนอสด พชสดหมก โดยเฉพาะตวอยางจากเนอมกจะมการผสมทราย (acid-washed sand) หรอ celite ททราบน าหนกแนนอนลงไปดวย เพอชวยเพมพนทผวของตวอยางใหสมผสกบความรอนไดมากขน 3. วตถประสงค

1) เพอใหนกศกษาทราบถงเทคนคและวธการในการวเคราะหความชนในวตถดบอาหาร 2) นกศกษาสามารถวเคราะหความชนในตวอยางวตถดบอาหารทก าหนดใหได

4. การปฏบตงาน

1) วเคราะหความชนของวตถดบอาหารทก าหนดใหโดยเปรยบเทยบระหวางวธ Dry Oven และวธ Infrared Moisture Determination Balance

2) เขยนรายงานผลการปฏบตงาน

175

5. วธการวเคราะหหาความชนโดยวธการอบแหงดวยตอบ (Air Dry Oven)

5.1 อปกรณ 1) ถาดอะลมเนยม 2 อน 2) ถวยหาความชน (moisture can) หรอ crucible พรอมฝาปด 4 ถวย 3) คมคบของรอน (tong) 1 อน 4) ชอนตกตวอยาง 2 อน

5.2 เครองมอ

1) ตอบแหง (Air Dry Oven) 2) เครองชงละเอยดทศนยม 4 ต าแหนง 3) โถดดความชน (desiccator)

5.3 วธวเคราะห

1) อบ moisture can และฝา ท 105 °C นานเวลา 2 ชม. เพอหาน าหนกทแนนอน ของ moisture can แลวปลอยใหเยนใน desiccator ประมาณ 15 นาท

2) ชงน าหนก moisture can พรอมจดน าหนกทคงทไว (ทศนยม 4 ต าแหนง) 3) ตกตวอยางอาหารทเตรยมไวแลวประมาณ 2 กรม ใสลงใน moisture can แลวชง บนทก

น าหนกทแนนอนไว (ทศนยม 4 ต าแหนง) โดยเมอมการเคลอนยาย moisture can จากตอบไป desiccator หรอจาก desiccator มาเครองชงตองปดฝา moisture can เพอกนความชนลงไปเพมในวตถดบ

4) น าตวอยางในขอ 3 ไปอบทอณหภม 105 °C เวลา 4-8 ชม. น าออกมาทงไวใหเยนใน desiccator นานประมาณ 15 นาท

5) ชงน าหนก moisture can พรอมจดน าหนกทคงทไว (ครงท 1) น าตวอยางทไดเขาอบตอทอณหภม 105 °C เวลา 30 นาท น าออกมาทงไวใหเยนใน desiccator ประมาณ 15 นาท

6) ชงน าหนก moisture can พรอมจดน าหนกทคงทไว (ครงท 2) น าตวอยางทไดเขาอบตอทอณหภม 105 °C เวลา 30 นาท น าออกมาทงไวใหเยนใน desiccator ประมาณ 15 นาท

176

7) ชงน าหนก moisture can พรอมจดน าหนกทคงทไว (ครงท 3) หรอจนกวาตวอยางจะแหงคอชงน าหนกไดคงท (หรอมคาน าหนกทไดแตกตางไมเกน 0.01 กรม)

5.4 การค านวณ

% สงแหง = น าหนกสงแหง 100

น าหนกตวอยาง หรอ = 100-% ความชน 6. การวเคราะหหาความชนโดย Infrared Moisture Determination Balance

6.1 อปกรณและเครองมอ

1) เครองวเคราะหหาความชน (Infrared Moisture Determination Balance) 2) aluminium dish หรอ กระดาษกรองเบอร 1 3) ชอนตกสาร 1 อน 4) sample dish holder (ถาม)

6.2 วธการ 1) กดปม reset 2) กด Mode แลว enter จากนนเลอก ซาย/ขวา (Moisture/Solid Content) ใหเลอก Moisture

แลว enter 3) หนาจอจะปรากฏ T/T (Temperature/time) แลว enter จากนนตงอณหภม โดยกดปม ขน/

ลงตามตองการ (ปกต 105 องศาเซลเซยส) จากนนตงเวลาอตโนมต โดยกดปมขนไปเรอยๆ (ปกตเวลาจะม 1-90 นาท) จนหนาจอปรากฏ A (หากเลอก A หมายความวา หากคาความชนไมเปลยนแปลงภายใน 1 นาท เครองจะหยดท างาน) กดปมเลอนขนอกครงหนาจอปรากฏ B (หากเลอก B หมายความวา หากคาความชนไมเปลยนแปลงภายใน 2 นาท เครองจะหยดท างาน) ใหเลอก B แลว enter

4) วางแผน Aluminium dish ลงในเครอง กด Tare น าหนก Aluminium dish 5) ตกตวอยางอาหารทตองการตรวจสอบลงบน Aluminium dish จดน าหนกทคงทไว 6) กดปม Start 7) เมอเครองวเคราะหเสรจจะมเสยงเตอน ใหจดคาความชนทวเคราะหไดไว

177

7. ผลการทดลอง

ตารางท 1 การหาปรมาณความชน

ตวอยาง

น าหนกชามกระเบองหลงอบ

น าหนกถวย +ตวอยาง น าหนกตวอยาง ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3

8. วจารณผลการทดลอง

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................... 9. สรปผลการทดลอง

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..................................................................................................................................................

178


AOAC International. 2006. Official Method of Analysis. 18th ed. AOAC International, Gaitherburg,

MD.

บทปฏบตการท 2 การวเคราะหหาเถาทงหมด (Total Ash)

1. หลกการและเหตผล เถาทงหมด (total ash) ทมอยในตวอยางวตถดบอาหาร คอ inorganic matter ไดถกเผาไหมและสลายตวเปนแกสไปหมดแลว จากเถาทงหมดเมอน ามาแยกโดยตมกบกรดจะไดสวนของ เถาทละลายในกรด (Acid soluble ash) และเถาทไมละลายในกรด (Acid insoluble ash) เถาทละลายในกรดคอสวนทเปนแรธาตตางๆ ทรางกายสามารถยอยได ส าหรบเถาทไมละลายในกรดสวนใหญจะเปน silica หรอทรายตางๆ ปรมาณเถาทงหมดหรอเถาทไมละลายในกรดทมากกวาปกตอาจจะชวยชใหเหนไดถงการปลอมปน ดน ทราย หรอวตถดบอนๆ ลงไปในวตถดบอาหาร อณหภมในเตาเผา (muffle furnace) ทเหมาะสม คอ 550-570 °C ซงถาอณหภมสงถง 600 °C จะท าให chloride ซงเปนตวทจะชใหทราบถงปรมาณเกลอ (NaCl) ในตวอยางทสญสลายไป การเผาไหมทสมบรณจะไดเถาทมสขาวหรอสเทาออน การหยด Ammonium Carbonate ปรมาณ 2-3 หยด จะชวยใหเถาทยงไมขาว มสขาวเรวขน การใชกระดาษกรองชนดทไมมเถา (Ashless) หรอม %Ash อยนอยมาก จะชวยใหคาของ insoluble Ash ใกลเคยงความเปนจรงมากขน จากคณภาพกระดาษกรองทแสดงในตารางท 3 ซงกระดาษกรองแตละ Number จะมคณภาพหรอคณสมบตทแตกตางกน เชน กระดาษกรอง WHATMAN ทสามารถกรองไดเรวและกรองตวอยางทไมละเอยดมากนก ไดแก No.4 31 54 41 และ 541 เปนตน โดยในแตละ No. จะมคณสมบตในการทนตอกรดหรอทนตอการลางตะกอนดวยกรดไดหลายครงตางกน เชน No.541 ทนกรดและแขงกวา No.31 เปนตน

รปท 1 เตาเผา (muffle furnace)

180

ตารางท 2.1 แสดงตวอยางกระดาษกรอง WHATMAN คณภาพตาง ๆ Filter speed

Qualitative Qualitative Wet Strengthened

Ashless Hardened

Hardened Ashless

Retention

Fast 4 114 113

41 54 541 Coarse and Gelatinous Precipitates

Medium Fast

1 111 43 Medium Crystalline

Medium 2 40 52 540 Crystalline Slow 5

6 44

42 50 542 Fine

Crystalline Ash (%) 0.06 0.06 0.01 0.025 0.008 No.3 Thick, Medium Speed Paper with high retention GF/A Standard laboratory glass microfiber paper GF/B Thick, stronger version of GF/A GF/C Very fine glass microfibre paper GF/D Thick version ideal for membrane prefiltration GF/F Ultra-Fine filter with retention down to 0.7 m. in liquids 2. วตถประสงค 1) เพอใหนกศกษาทราบถงวธการและขนตอนในการตรวจวเคราะหเถาทงหมดทมในตวอยางวตถดบอาหาร 2) นกศกษาสามารถวเคราะหหาปรมาณเถาทงหมดทมในตวอยางวตถดบอาหารทก าหนดใหได 3. การปฏบตงาน

1) วเคราะหหาเถาในวตถดบอาหารทก าหนดให 2) เขยนรายงานผลการปฏบตงาน

4. วธการวเคราะหหาปรมาณเถาทงหมด

4.1 อปกรณและเครองมอ

1) เตาเผา (muffle furnace) 2) เตาไฟฟา (hot plate)

181

3) ตดดควน 4) crucible พรอมฝาปด 3-6 ชด 5) tong 1 อน 6) ถาดอะลมเนยม 1 อน 7) ชอนตกสาร 1-2 อน

4.2 วธการ

1) เผา crucible ทเขยนหมายเลขก ากบแลวดวยดนสอใต crucible เผาในเตาเผาทอณหภม 550-600 °C เปนเวลา 1 ชม. น า crucible มาลดอณหภมใน oven ท 105 °C นาน 30 นาท แลวน าออกมาทงใหเยนใน desiccator 15 นาท

2) ชงน าหนก crucible และจดน าหนกทแนนอนไว (ทศนยม 4 ต าแหนง) ตกตวอยางอาหารใสประมาณ 2 กรม ชงใหทราบน าหนกทแนนอน (ทศนยม 4 ต าแหนง) ละบนทกไว

3) น า crucible พรอมตวอยางไปเผาในตดดควนดวย hot plate (ถาม) จนหมดควนสขาวและใหตวอยางไหมเปนสด าทงหมด

4) น าเขาเผาตอในเตาเผาทอณหภม 550-600 °C จนเถากลายเปนสขาวหรอเทาออน โดยไมใหมสด าเหลออย ปกตจะใชเวลาประมาณ 4 ชม. (ขนอยกบชนดของตวอยางอาหาร)

5) ใชคมคบ crucible ออกจากเตาเผาเขา oven เพอปรบอณหภมของ crucible ใหเยนลง ประมาณ 30 นาท ทงใหเยนใน desiccator ประมาณ 15 นาท แลวชงน าหนก

4.3 การค านวณ

% เถาทงหมด = (A - B) 100

S A = {นน.ถวยกระเบอง (crucible) + นน.ตวอยาง} หลงเผา (น าหนกเถา) B = นน.ถวยกระเบอง (crucible) S = น าหนกตวอยาง

182


ตารางบนทกผลการทดลอง

ตวอยาง

น าหนกตวอยาง

น าหนกถวย crucible

น าหนกถวย + ตวอยาง

น าหนกเถา ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

7. สรปผลการทดลอง

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

183


AOAC International. 2006. Official Method of Analysis. 18th ed. AOAC International, Gaitherburg,

MD.

บทปฏบตการท 3 การวเคราะหหาเยอใยรวมในอาหาร

(Crude Fiber; CF)

1. หลกการและเหตผลในการวเคราะหหาเยอใย เยอใยในอาหาร คารโบไฮเดรตในอาหารประกอบดวย 2 สวนใหญๆ คอ สวนทเปน crude fiber (structural carbohydrate) และสวนทเปน Nitrogen Free Extract (Nonstructural carbohydrate) คารโบไฮเดรตสวนทเปนโครงสรางนประกอบดวยสารประกอบทเรยกวา cellulose, hemicellulose, lignin และ pectin ตวอยางทน ามาวเคราะหหา crude fiber นควรจะเปนตวอยางทสกดเอาไขมนออกแลว ในกรณทตองการหาคาของ CF ไปค านวณหาคาของ NFE เพราะในการตมใหเดอดในกรด H2SO4 และตมในดาง NaOH ทมความเขมขนเฉพาะและในเวลาทจ ากดตามวธการทวเคราะหนน cell wall content หรอ nonstructural carbohydrate จะถกสกดดวยกรดและดางแลวถกกรองออกไปสวนทเหลอคอเยอใย insoluble ash และ silica การวเคราะหหา CF จะชวยชใหเหนปรมาณ carbohydrate สวนทเปนโครงสราง หรอ cell wall content ซงมผลตอประสทธภาพในการยอยไดของอาหารนนโดยเฉพาะในสตวกระเพาะเดยว 2. Nitrogen Free Extract (NFE) เมอรวมสวนของ moisture, ash, CP, CF และ EE ทวเคราะหไดแลวหกออกจาก 100 คาทไดคอ %NFE หรอปรมาณแปงในตวอยางนน อยางไรกตามสารอนทรยทจดวาอยในสวนของ CF อาจมบางอยางทไปรวมอยในสวนของ NFE ทงนขนอยกบชนดและความแกออนของตวอยางอาหารทน ามาวเคราะห ขอจ ากดในการวเคราะหตวอยางโดยวธน คอ วธการนเพยงเพอชใหเหนถงคณคาทางโภชนาการของตวอยางวตถอาหารนนเพยงหยาบๆ (crude nutrients) แตไมไดระบถงปรมาณโภชนะแตละตวทมอยในอาหารนน ขอมลทไดจงไมเหมาะสมทจะน าไปใชในการประเมนคณคาของอาหาร หรอใชในการค านวณสตรอาหารทกชนดของสตวทมระบบการยอยหรอมความสามารถในการยอยและใชประโยชนทแตกตางกน ดงนนจงอาจตองวเคราะหเพมเตมในบางอยาง เชน NDF, ADF, Lignin เปนตน 3. วตถประสงค

1) เพอใหนกศกษาทราบถงวธการและขนตอนในการวเคราะหหาเยอใยทงหมดในตวอยางอาหารทก าหนดให

2) นกศกษาสามารถวเคราะหหาปรมาณเยอใยทงหมดทมในตวอยางวตถดบอาหารทก าหนดใหได 4. การปฏบตงาน

1) วเคราะหเยอใยทงหมดในตวอยางวตถดบอาหารทก าหนดให 2) เขยนรายงานผลการปฏบตงาน

186

5. วธการวเคราะหหาเยอใยทงหมด (Total Crude Fiber) 5.1 อปกรณ

1) เครองวเคราะหหาเยอใยซงประกอบดวยเตาใหความรอน, ชด Fiber Bag Manual analysis 2) Fiber Bag 6 ถง 3) Crucible ส าหรบหาเยอใย 6 ใบ 4) กระบอกตวงขนาด 100 มลลลตร 1 อน 5) Beaker ขนาด 50 250 และ 1000 มลลลตร อยางละ 2 ใบ 6) Pipette ขนาด 1 และ 10 มลลลตร อยางละ 2 อน 7) ถาดอะลมเนยม 1 อน 8) ชอนตกสาร 2 อน 9) แทงแกวคนสาร 2 อน 10) ขวดฉดน ากลน 1 อน 11) Tong 1 อน 12) Volumetric flask ขนาด 1000 มลลลตร 2 อน

5.2 สารเคม 1) Sulfuric acid (H2SO4) 1.25 % 2) Potassium hydroxide (KOH)/NaOH 1.25 % 3) Acetone 4) Antifoam

5.3 วธการเตรยมสาร Reagents (กรณเตรยมสาร 1000 มลลลตร) 1) Sulfuric acid 1.25 % 2) Potassium hydroxide 1.25 %

5.4 วธการวเคราะห 1) น า crucible เขาเผาทอณหภม 550-600 °C เปนเวลา 2 ชวโมง น าออกมาปรบอณหภม

กอนใน Dry Oven นาน 30 นาท และ ทงใหเยนใน desiccator อกประมาณ 15 นาท ชงน าหนก crucible และบนทกคาทคงทไว

2) น า Fiber Bag อบแหงท 105 °C เปนเวลา 1 ชม. ทงใหเยนใน Desiccators น าไปชงน าหนกแลวบนทกคา

3) ชงตวอยางอาหารทผานการสกดไขมนออกแลวประมาณ 2-3 กรม จดน าหนกทแนนอน ใสลงใน Fiber Bag จากนนน า spacer ใสลงใน Fiber Bag และประกอบกบชด Carousel

4) ตวง H2SO4 1.25 % ปรมาตร 360 มลลลตร ลงในบกเกอร น าชด Carousel ใสลงในบกเกอร ปดบกเกอรดวยชด condensor เพอชวยควบคมความเขมขนของกรดใหคงท ตมใหเดอดเปนเวลา 30 นาท หยดใหความรอนทนท

5) เทเอาสารละลายออกและลางดวยน ากลนรอน 3 ครง โดยหมนชด Carousel ไปมาในบกเกอรทมน ากลนรอน

187

6) ตวง NaOH 1.25 % ปรมาตร 360 มลลลตร ลงในบกเกอร น าชด Carousel ใสลงในบกเกอร ปดบกเกอรดวยชด condensor เพอชวยควบคมความเขมขนของกรดใหคงท ตมใหเดอดเปนเวลา 30 นาท หยดใหความรอนทนท

7) เทเอาสารละลายออกและลางดวยน ากลนรอน 3 ครง โดยหมนชด Carousel ไปมาในบกเกอรทมน ากลนรอน

8) ลาง 1 ครงดวยน ากลนเยน (น ากลนอณหภมหอง) 9) ลาง 1 ครง ดวย ปโตรเลยมอเธอร จดเดอด 40-60 °C 10) น า Fiber Bag ออกจาก Spacer และน า Fiber Bag ใสใน crucible (ทเผาและทราบ

น าหนกแลว) น าเขาเตาอบ 105 °C เปนเวลา 1 ชม. ทงไวใหเยนใน Desiccator เปนเวลา 30 นาท แลวบนทกคาน าหนก Fiber Bag crucible

11) น า Fiber Bag crucible พรอมกากทไดไปเผาตอในเตาเผาทอณหภม 550-600 °C นาน 4 ชม.

12) น าออกมาปรบอณหภมกอนใน Dry Oven นาน 30 นาท และ ทงใหเยนใน desiccator อกประมาณ 15 นาท ชงน าหนก crucible และบนทกคา 5.5 วธการค านวณ

% เยอใยทงหมด = A-B 100 S

A = น าหนก crucible+น าหนกกากหลงอบแหงแลว (กอนเผา) B = น าหนก crucible+น าหนกเถาหลงจากเผาแลว S = น าหนกตวอยาง

188



ตวอยาง


น าหนกถวย crucible

น าหนกถวย + ตวอยาง

น าหนกเถา ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

189


Duyff, Roberta. 2002. American Dietetic Association’s. 2nd ed. Complete Food and Nutrition Guide. P130-142.

Gurr, M.I. and Asp, N.-G. 1994. Dietary Fibre. ILSI Press. Kurtzweil, Paula. 1993. Nutrition Facts to Help Consumer Eat Smart. FDA Consumer.

บทปฏบตการท 4 วเคราะหหาโปรตนหยาบ (Crude Protein; CP)

1. หลกการและเหตผล

โปรตนเปนสารอาหารทจ าเปนตอรางกายทงคนและสตวเชนเดยวกบสารอาหารอนๆ แตโปรตนเปนสารอาหารทมราคาแพงเมอเทยบตอหนวยน าหนกและปรมาณความตองการโปรตนของรางกาย ดงนนจงมกมการวเคราะหหาปรมาณโปรตนทมอย ในอาหารหรอวตถดบอาหารตางๆ วธก ารวเคราะหโปรตนในหองปฏบตการโดยทวๆ ไปนยมใชวธ Kjeldahl

โปรตนโดยทวๆ ไปแลวสามารถแบงออกเปน 2 ประเภทดวยกน คอ 1) True protein ซงเปน Dietary protein ทสามารถไดรบจากการกนอาหารเขาไป ปกตแลว

โครงสรางของโปรตนจะมลกษณะเปนสายของ polypeptide ทขดตวในรปแบบตางๆ หากลองคลสายของ polypeptide เหลานออกด จะเหนไดวามนประกอบดวยโมเลกลของกรดอะมโนชนดตางๆ ทมาเกาะกลมจบแขนกนดวยพนธะ peptide bond ซงกรดอะมโนเหลานจะมดวยกนทงหมด 23 ชนด ทสามารถแบงออกเปน

(1) Essential amino acids คอกรดอะมโนทจ าเปนตอรางกาย ตองเสรมในอาหารเนองจากรางกายไมสามารถสรางหรอผลตใหเพยงพอแกความตองการของรางกายได ไดแก Methionine, Lysine, Tryptophan, Isoleucine, Leucine, Valine เปนตน

(2) Nonessential amino acids คอกรดอะมโนทรางกายสามารถสรางขนไดเพยงพอกบความตองการของรางกาย จงไมจ าเปนทจะตองเสรมเพมในอาหาร ไดแก cysteine, cysteine, glycine, serine, glutamine, glutamic, alanine เปนตน

หากลองพจารณาถงองคประกอบภายในกรดอะมโนแตละตวแลวจะพบวาประกอบดวบดวยแรธาตหลกๆ เชน ไนโตรเจน(N), คารบอน(C), ไฮโดรเจน(H) และออกซเจน(O) นอกจากนยงมแรธาตอนๆ เชน ก ามะถน ฟอสฟอรส เหลก แมงกานส และไอโอดน

2) Non Protein Nitrogen สาร N ทอยในอาหารหรอวตถดบอาหารนอกจากจะอยในรปของ True Protein แลว N บางสวนจดอยในสารประกอบทเรยกวา Non Protein Nitrogen (NPN) เชน urea, uric acid, ammonium citrate, free amino acid เปนตน ซงจากการวเคราะหหาโปรตนโดย Kjeldahl method จะไมสามารถทราบไดวา NPN ใน crude protein นนมปรมาณเทาใด เพราะโดยทวไปแลวปรมาณ NPN ทพบในอาหารหรอวตถดบอาหารในธรรมชาตจะมอยเปนปรมาณนอยมาก แตถาพบในปรมาณสงมากกอาจจะชใหเหนไดวามการปลอมปนสารประกอบ N บางอยางลงไป เชน urea

1.1 Kjeldahl method เปนวธการวเคราะหหาโปรตนในตวอยางโดยการวเคราะหหาปรมาณไนโตรเจนทงหมด ซงจะ

รวมทง N ทเปนสวนประกอบของกรดอะมโนในโปรตนจรงและ N ในรปสารอนๆ ทไมใชโปรตน (NPN) หลกในการวเคราะห คอ การเปลยน N ทมอยในอาหารใหอยในรปของ Ammonium sulfate

(NH4)2SO4 โดยการตมกบกรดก ามะถนเขมขน (H2SO4 conc.) และเมอใหท าปฏกรยาตอกบดาง NaOH กจะไดแอมโมเนย หรอ NH4OH ทละลายอยในน า การกลนเพอแยกเอา NH3 หรอ NH4OH ออกมาโดยใชกรดมาตรฐานทมปรมาณมากเกนพอเปนตวดกจบเอาไว หลงจากนนจงน าไป titrate หาปรมาณ N ทงหมดทไดจากตวอยาง ซงเมอคณปรมาณ N ดวย protein factor (ทวๆ ไปเฉลย 6.25) แลวกจะไดคาของโปรตนหยาบทงหมดทมอยในตวอยางนนๆ

192

หลกในการวเคราะห แบงออกเปน 3 ขนตอน คอ 1) การยอย (Digestion) เปนการน าตวอยางมายอยหรอท าปฏกรยากบกรดก ามะถน

เขมขนใหสมบรณ โดย N ทอยในอาหารในรปของ organic nitrogen จะถกเปลยนเปน (NH4)2SO4 Protein

+ H2SO4 conc. (NH4)2SO4 NPN

2) การกลน (Distillation) เปนการท าปฏกรยาระหวางดาง NaOH กบไนโตรเจนทอยในรป (NH4)2SO4 ได NH3 ซงจะถกกลนออกมาในรปกาซ NH3 หรออยในรปทรวมกบน าเปน Ammonium Hydroxide (NH4OH) และถกจบไวดวยกรดมาตรฐานทมากเกนพอ ดงปฏกรยา

NH3 (NH4)2SO4 + NaOH Na2SO4 + NH4OH H2O

3) การไตเตรท (Titration) เปนการหาปรมาตรของ N ทถกกลนออกมาในรปของกาซแอมโมเนยทท าปฏกรยาพอดกบกรดมาตรฐานทใชไตเตรท เพอน าไปค านวณหาปรมาณ N ทงหมดทมอยในตวอยาง 2. วตถประสงค

1) เพอใหนกศกษาทราบถงหลกการในการวเคราะหโปรตนหยาบ ตลอดจนขนตอนและวธปฏบตในการวเคราะหหาโปรตนหยาบในตวอยางอาหาร

2) นกศกษาสามารถวเคราะหหาปรมาณโปรตนหยาบในอาหารทก าหนดใหได

3. การปฏบตงาน 1) วเคราะหหาโปรตนหยาบในอาหารทก าหนดให 2) เขยนรายงานผลการปฏบตงาน

3.1 การเตรยมสารละลาย 20% Sodium hydroxide (NaOH) ส าหรบเครองดกจบไอกรด

(Fume neutralizing unit type SMS) (Commercial grade) 1) ชงสาร NaOH เกรด commercial ปรมาณ 200 กรม ผสมกบน ากลน 1 ลตร คนให

เขากนจนสารละลายกลายเปนเนอเดยวกน ตงทงไวจนเยนจากนนน าใสขวด แลวน าใสเครอง

3.2 สารละลายในการกลนและการไตเตรท 1) NaOH 40 % ส าหรบการกลน (AR grade) 2) Boric acid 4 % ส าหรบการกลน 3) การเตรยมสารละลายกรดเกลอ (HCl) มาตรฐาน 0.1 N ส าหรบการไตเตรท 4) การเตรยมสารละลายโซเดยมไฮดรอกไซด (NaOH) มาตรฐาน 0.1 N (เกรด AR)

catalysts

193

5) การท าสารมาตรฐาน (Standardization) สารละลาย HCl (1) Standardization NaOH ดวย Potassium Hydrogen Phathalate (KHP)

1. เตรยม KHP โดยน า KHP ทอบแหงท 120 °C นาน 2 ชวโมง แลวน ามาท าใหแหงในโถดดความชน 15 นาท ชงและจดน าหนกทแนนอน ใหอยในชวง 0.6000-0.7000 กรม ใสลงใน Erlenmeyer flask ละลายน ากลน 50-75 มลลลตร เมอละลายแลว หยดสารละลาย phenolphthalein 2-3 หยด

2. เอา NaOH 0.1 N ใส burette มาไตเตรทดวยสารละลาย ขอ 5.1.1 ไตเตรทใหเกดจดยต จะไดสารละลายสชมพออน จดปรมาตร NaOH ทใชไปในการไตเตรท แลวค านวณหาความเขมขนของ NaOH ความเขมขนของ NaOH = น าหนก KHP X 1000 ปรมาตร NaOH ทไตเตรท (มลลลตร) X มวลโมเลกล KHP

โดย มวลโมเลกล KHP = 204.22

(2) Standardization HCl ดวย NaOH

น าสารละลาย HCl 0.1 N มา 20 มลลลตร ใสลงใน Erlenmeyer flask หยดสารละลาย phenolphthalein 2-3 หยด ไตเตรทดวย NaOH ททราบความเขมขนแลวจากขอ 4.1 ไตเตรทใหเกดจดยต จะไดสารละลายสชมพออน จดปรมาตร NaOH ทใชไปในการไตเตรท แลวค านวณหาความเขมขนของ HCl สตร N1V1 = N2V2 สงทเราตองการทราบคอ N2

ดงนน N2 = N1V1 V2 โดย N1 = ความเขมขนของ Stand. NaOH V1 = ปรมาตร Stand. NaOH ทใชไตเตรท V2 = ปรมาตรของ Stand. HCl 0.1 N คอ 20 มลลลตร

N2 = ความเขมขนของ Stand. HCl ความเขมขนของ Stand. HCl ทไดจะไดก N น าไปแทนคาในสตรค านวณ % Nitrogen 4. วธการวเคราะหหาปรมาณโปรตนหยาบ (Crude Protein) โดย Kjeldahl Method

4.1 อปกรณและเครองมอ 1) เครองส าหรบยอยโปรตนพรอมเครองดกจบไอกรด 2) เครองส าหรบกลนโปรตน 3) หลอดยอยขนาด 300 มลลลตร 6 หลอด 4) ขวดรปชมพขนาด 250 มลลลตร 6 ใบ 5) pipette ขนาด 1, 10 และ 25 มลลลตร ชนดละ 1 อน

194

6) pipette filler (ลกยาง) 1 อน 7) burette และขาตง 1 ชด 8) ขวดฉดน ากลน 1 อน 9) volumetric flask ขนาด 1000 มลลลตร 2 ใบ 10) บกเกอร ขนาด 50 250 และ 1000 มลลลตร ชนดละ 2 ใบ 11) ชอนตกสาร 2 อน 12) แทงแกวคนสาร 2 อน 13) กระบอกตวง (cylinder) ขนาด 100 มลลลตร 1 อน 14) กรวยแกว (funnel) 1 อน

4.2 สารเคม

1) สารละลาย Methyl red 2) Hydrochloric acid (HCL) 3) Sulfuric acid (H2SO4) 4) Sodium hydroxide (NaOH) เกรด AR 5) Sodium hydroxide (NaOH) เกรด com 6) CuSO4 : K2SO4 7) Boric acid (H3BO3) 8) Potassium Hydrogen Phathalate (KHP) 9) สารละลาย Phenolpthalein

4.3 วธวเคราะห

1) ชงตวอยางใหทราบน าหนกทแนนอนบนกระดาษกรอง (ถาตวอยางทมโปรตนสง เชน ปลาปน ใช 1-2 กรม หรอมโปรตนต า เชน ธญพชใช 2-4 กรม)

2) เตม CuSO4 + K2SO4 (1:9) 7.5 กรม และเตมกรด H2SO4 เขมขน 20 ml ตอ flask โดยคอยๆ เทลางคอขวดไปดวย เขยาอยางระมดระวงใหผสมเขากนด จนไดสารสด า

3) เตรยม blank ดวยโดยท าเชนเดยวกนแตไมใสสารตวอยาง 4) ท าการเตรยมความพรอม เครองยอยโปรตน โดยปรบคาทเครองควบคม (controller) 5) เปดระบบดดไอกรด ใหเรยบรอยกอน เครองท างานตอเมอระบบเปนสญญากาศ โดยมฟอง

ของสารละลายปรากฎขน จงน า flask ไปประกอบบนเครองยอยสาร 6) ยอยจนไดสารละลายสใสอาจมสฟาใสหรอเขยวใสขนกบชนดวตถดบ 7) เมอเครองหยด ใหปดเครองยอย ปลอยใหเยนเพอรอขนตอนการกลนตอไป 8) เตม น ากลน และ NaOH 40% ในถงขางเครองกลนปรมาณ 2 ลตร 9) เปดเครองกลนสาร (Automatic Steam Distilling Unit) พรอมเปดน าหลอเยน

(cooling) และท าการ cleaning เครองกอน 1 ครง 10) น าขวดรปชมพ ขนาด 250 มลลลตร มาเตมกรดบอรก (H3BO3) 25 ml และ Indicator

ทเตรยมไว 10 หยด น า flask ดงกลาวใสเขาในเครองกลน 11) น าหลอดยอยสารตวอยางทไดจากขอ 7 ดงกลาวเขาเครองกลน

195

12) ตงคาเครองกลน เมอทกอยางเรยบรอยกด start 13) เครองกลนจะท างานโดยจะเตมดาง (NaOH 40%) 50 ml และ น ากลน 50 ml ลงใน

หลอดยอยสาร จนกระทงสในหลอดกลนสารเปลยนเปนสด า 14) การกลนสารใชเวลาประมาณ 3 นาท เมอเครองกลนเสรจตองรอเสยงสญญาณจงจะน า

หลอดยอยสารและขวดลกชมพออกได 15) ท าเชนนจนครบทกหลอดยอยสาร 16) หลงกลนเสรจ น าสารทกลนไดอยในรปขวดชมพไปท าการไตรเตรทตอโดยใชสาร

มารตรฐาน HCl 0.1 N 17) น าคา HCl จากการไตรเตรทไปค านวณหา %ไนโตรเจน และ %โปรตนรวม ตอไป

4.4 วธการคาตงเครองยอย

ตมทอณหภม 200 C ใชเวลา 15 นาท

ตมทอณหภม 420 C ใชเวลา 30-60 นาท (จนไดสารละลายสฟาใส)

4.4.1 วธการตงคาเครองกลน 1) H2O 50 ml. 2) H3BO3 25 ml. 3) NaOH 50 ml. 4) Pause 00:00 5) Steam flow 100% 6) Distillation Time 03:00 7) Distill Res. Removed Yes

4.5 การค านวณ % Nitrogen (g/100g) = (S-B) x 14.007 x N X 100 W (g) x 1000 B = ml. ของ HCl ทใช titrate blank S = ml ของ HCl ทใช titrate Sample N = Normality ของกรด W = น าหนกตวอยางอาหาร (g)

%Crude Protein = %Nitrogen x approximate factor = %Nitrogen x 6.25

**การรายงานปรมาณโปรตนในหนวย กรมตอ 100 กรม (g/100 g) ทศนยม 2 ต าแหนง และแสดง factor ทใชในการเปลยนไนโตรเจนเปนโปรตน

196



ตวอยาง


(กรม)

ปรมาตร 0.1 N HCl blank (ml)

ปรมาตร 0.1 N HCl ตวอยาง (ml)

% Nitrogen (g/100g) ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................................... 7. สรปผลการทดลอง

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

197


AOAC International. 2006. Official Method of Analysis. 18th ed. AOAC International,

Gaitherburg, MD. Chang, S.R.L., Jr. 2003. Protein analysis, Ch 9. In S.S. Nielsen (ed.), Food analysis, 3rd ed. New York:

Kluwer Academic.

บทปฏบตการท 5 การวเคราะหหาไขมนรวม (Crude Lipid) ดวยวธ Ether Extraction

1. หลกการและเหตผล

สารไขมน (Lipid) มคณสมบตในการละลายไดในสารละลายอนทรย (Organic solvents) เชน alcohol, petroleum ether, heptene, tolune เปนตน การสกด crude lipids อยางตอเนองดวย petroleum ether หรอแบบอนๆ ทท างานในลกษณะเดยวกน คอ มการใหความรอนแกสารละลายอนทรยทใชแลวมการควบแนนกลบคนของสารนนดวย condensor ในระบบปด เพอกลบลงมาท าละลายสารไขมนออกจากตวอยาง โดยปกตจะใชเวลาประมาณ 4 ชวโมงในการสกด แตเวลาทเหมาะสมจะผนแปรไปขนอยกบปรมาณและลกษณะของตวอยางทน ามาสกด เชน ตวอยางทมไขมนมากตองใชเวลานานขน ตวอยางเนอสดซงมความเหนยวกตองใชเวลาผสม acid washed sand หรอ celite เพอชวยให organic solvent สามารถแทรกซมเขาและสกดหรอละลาย lipids ออกมาไดสะดวกขน ท านองเดยวกนกบการอบตวอยางทมความชนมาก กอนทจะน ามาสกดหาสารไขมน

หลงขบวนการสกดตามเวลาทก าหนด petroleum ether ทใชจะถกระเหยและแยกออกไป บางสวนทยงคงตกคางอยกบสารไขมนทสกดได เมอน าเขาอบในตอบทอณหภม 75 องศา ในเวลาประมาณ 1 ½ -2 ชวโมง petroleum ether ทเหลอกจะระเหยออกไปหมด สารไขมนหรอ crude lipid ทไดจะมทงสวนของไขมน (fat) น ามน (oils) ซงจดเปนโภชนะไขมนแท (พวก triglycerides) และยงมไข (waxes), resins, phospholipids, organic acids, รงควตถ (pigment) และสารไขมนอนๆ เชน steroids รวมอยดวย ซงไมถอวาเปนสารอาหารทใหพลงงานเหมอน triglycerides

เนองจาก organic solvent ทใชมคณสมบตทระเหยและตดไฟไดงาย ดงนนในการปฏบต จงควรท าในหองเฉพาะทมการถายเทอากาศด หรอตงเครองมอในตดดควน (fume cupboard) เพอขจดไอระเหยทฟงกระจายอย 2. วตถประสงค 1) เพอใหนกศกษาทราบถงวธการและขนตอนในการสกดไขมนออกจากวตถดบอาหาร 2) นกศกษาสามารถสกดสารไขมนออกจากวตถดบอาหารทก าหนดใหได 3. การปฏบตงาน

1) สกดสารไขมนออกจากวตถดบอาหารทก าหนดให 2) เขยนรายงานผลการปฏบตงาน

4. วธการวเคราะหหาไขมน (Ether Extract)

4.1 อปกรณ 1) Extraction thimble 3 อน 2) Thimble adapter 3 อน 3) กระบอกแกว (extraction beaker) 3 ใบ 4) กระดาษกรอง เบอร 1 3 แผน 5) ชอนตกสาร 2 อน

200

6) ถาดอะลมเนยม 1 อน 7) กระบอกตวง ขนาด 100 มลลลตร 1 อน 8) บกเกอร ขนาด 250 มลลลตร 1 อน

4.2 สารเคม 1) Petroleum ether หรอ petroleum spirit ทมจดเดอด 40-60 °C

4.3 เครองวเคราะหไขมน ประกอบดวย 1) เครองสกดไขมน พรอมเครองควบคม

2) อางท าน าเยน (cooling bath)

4.4 วธการวเคราะห 1) น ากระบอกแกวส าหรบรองรบไขมนทสกดได (extraction beaker) เขาอบทอณหภม

105 °C นาน 60 นาท และทงใหเยนใน desiccator ประมาณ 15 นาท แลวชงน าหนก บนทกน าหนกทคงทไว

2) เปดเครอง cooling bath ตงอณหภมน าเยนทตองการ (15 ๐C) และตรวจปรมาณน าในอาง โดยควรเปด cooling bath ไว 30-50 นาท กอนเดนเครองสกดไขมน

วธใช cooling bath (1) เปดสวตชเบรกเกอรหลงเครอง (2) เปดสวตช COOL ดานหนาเครอง เพอใหระบบท าความเยน จะมไฟตด

(3) กดปม SET คางไว จนมไฟดานมมขวาบนกระพรบใหตงอณหภมทตองการ (15 ๐C) โดยกดลกศรขนหรอลง แลวกดปม SET อกครง

(4) เปดกอกน าดานหลง cooling เพอเปดทอน าทเชอมเขาเครองสกดไขมน

(5) เมอเตรยมเครองสกดไขมนเรยบรอยแลวจะใชงานใหกดปม PUMP เพอสงน าเยนเขาเครองสกดไขมน

3) ตกตวอยางอาหารทเตรยมไวแลวใสใน กระดาษกรอง ประมาณ 3-5 กรม บนทกน าหนก ทแนนอนไว ใชกระดาษกรองหอตวอยางไวปองกนเศษอาหารตกหลน จากนนน าหอตวอยางอาหารทไดใสลงใน thimble ปดดวยส าล

4) น า thimble ทมตวอยางอาหารขางในประกอบกบ thimble adapter 5) คอยๆ เตม petroleum ether ลงในกระบอกแกว ๆ ละ 60 มลลลตร ใหสารชะผาน

thimble ใชกระจกนาฬกาปดปาก extraction beakerไวกน petroleum ether ระเหย

6) เปดปม pump ท cooling bath เพอสงน าเยนเขาเครองไขมน 7) น า thimble ทตอเขากบ thimble adapter และน าเขากบเครองสกดไขมน

8) น ากระบอกแกวทม petroleum ether เขาประกอบในเครองสกดไขมน 9) ดงเอาคานลงมาเพอใหถวย extraction vessel ประกอบกบตว condenser 10) เปดเครองสกดไขมน โดยเสยบปลกไฟ และเปดปม on หนาเครอง

201

(1) กดปม start (2) รออณหภมเครองได 90 °C เลอนสปรงสด าหนาเครองไปท “Immersion” (3) หมนวาลวแกวไปต าแหนงตงตรง แนวเดยวกบตว condenser (4) รอเครองท างาน 30 นาท ส าหรบโปรแกรม “Immersion” (5) กดปม enter () หลงไดยนสญญานเตอนจากเครอง

11) เลอนสปรงสด าไปต าแหนง “washing” รอเวลา 60 นาท หลงจากมเสยงสญญานเตอน ใหกดปม enter ()

12) เลอนสปรงสด าไปต าแหนง “recover” (1) หมนวาลวแกวไปต าแหนงขวาง กบตว condenser (2) รอเวลา 30 นาท หลงจากมเสยงสญญานเตอน ใหกดปม enter ()

13) ดงเอาคานออกเพอ เอา beaker ออกไประเหย petroleum ether ในตดดควน ประมาณ 10-15 นาท

14) กดปม Air ทตวเครองเพอไล petroleum ether ทเหลอเขาไปเกบไว รอประมาณ 5 นาท หลงจากนนท าการปดเครอง

15) โยกสปรงสด าไปต าแหนงบนสดเชนเดม

16) น ากระบอกแกวทไดมาชงน าหนกทแนนอนไว (บนทกน าหนกครงท 1) จากนนน ากระบอกแกวพรอมไขมนเขาอบอกครงท 105 °C นาน 30 นาท แลวปลอยใหเยนใน desiccator ชงน าหนกและบนทกน าหนก ครงท 2 ท าเชนนไปเรอยๆ จนกวาจะไดน าหนกทคงท

17) น าตวอยางอาหารทสกดสารไขมนออกแลวมาอบท 105 °C นาน 30 นาท แลวปลอยใหเยนใน desiccator

18) ท าการค านวณเปอรเซนตไขมนจากสตรค านวณท 1 4.6 วธค านวณ

ค านวณปรมาณไขมนจากน าหนกไขมนทสกดออกมาได %ไขมน (crude fat, CF) = (A-B) 100 S A = น าหนกกระบอกแกวหลงท าการสกด (กระบอกแกว+ไขมน) B = น าหนกกระบอกแกวกอนท าการสกด (กระบอกแกวเปลา) S = น าหนกตวอยาง

202


5.1 น าหนกของตวอยางแหงทตองการน าไปสกดไขมน

ตารางท 1 น าหนกของตวอยาง

สงทชงน าหนก น าหนก (กรม) กรวยกระดาษกนกลมทมน าหนกแนนอน

ตวอยางแหงทใช

5.2 น าหนกของตวอยางหลงการสกด

ตวอยาง


(กรม)

น าหนกขวดกนกลม (กรม)

น าหนกขวดกนกลม + ตวอยาง (กรม)

น าหนกไขมน (กรม) ครงท 1 ครงท 2 ครงท 3


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

203


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

204


AOAC International. 2006. Official Method of Analysis. 18th ed. AOAC International, Gaitherburg, MD.

Blogh, E.G. and Dyer, W.J. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 37:911-917.

Sullivan, D.M. and Carpenter, D.E. 1993. Method of Analysis for Nutritional Labeling. AOAC International, Gaitherburg, US. Pp. 115-120.

บทปฏบตการท 6 การวเคราะหน าตาลรดวซ ดวยวธ DNS (reducing sugar determination)

1. หลกการ

วธ กรด-3,5-ไดไนโตรซาลไซลก (3,5–dinitrosalicylic acid, DNS) เปนวธทใชในการหาปรมาณน าตาลรดวซ (Reducing sugar) ในตวอยางสารทสกดมาได โดยสารละลาย DNS ซงมหมไนโตร 2 หม มลกษณะสเหลอง เมอหมไนโตร 1 หมถกรดวซโดยหมแอลดไฮดของน าตาลโดยมความรอนและสารละลายดางเปนตวเรงปฏกรยาจะท าใหสารละลาย 3,5–dinitrosalicylate กลายเปน3-amino-5-nitrosalicylic acid ทมสสม-แดง ซงสามารถดดกลนแสงในชวงความยาวคลน 520-540 นาโนเมตร จากขอมลขางตนคาดวาปฏกรยาของวธการนไดสมการดงภาพท 1

รปท 2 ปฏกรยาของวธ DNS (Plummer, 1967)

2. สารเคม

2.1 สารละลาย DNS

1) กรดไดไนโตรซาลไซลก 10 g

2) โซเดยมไฮดรอกไซด 16 g

3) โพแตสเซยมโซเดยมทารเทรต 300 g

ชงสารกรดไดไนโตรซาลไซลก 10 g ละลายในโซเดยมไฮดรอกไซด 16 g ปรมาตร 200 ml คนใหละลายเขากนจนหมด น าไปอนจนกระทงไดสารละลายใส จากนนคอยๆ โพแตสเซยมโซเดยมทารเทรตจนครบ 300 g คนใหละลาย ปรบปรมาตรใหเปน 1000 ml เกบในขวดสชาทอณหภมหอง

2.2 การเตรยมสารละลายกลโคสมาตรฐาน (standard glucose)

ชงน าตาลกลโคสมา 0.10 g ละลายในน ากลน ปรบปรมาตรใหได 100 ml จะไดสารละลายกลโคสความเขมขน 1000 mg/l ท าการเจอจางใหไดความเขมขน 0 100 200 300 400 500 และ 600 mg/l ดงแสดงในตารางท 1

206

ตารางท 1 การเตรยมสารละลายกลโคสมาตรฐาน เพอใชในการวเคราะหน าตาลรดวซดวยวธ DNS

หลอดท สารละลายกลโคส (ml)

น ากลน (ml)

ความเขมขนของกลโคส (mg/l)

1 0.0 1.0 0.00 2 1.0 9.0 100 3 2.0 8.0 200 4 3.0 7.0 300 5 4.0 6.0 400 6 5.0 5.0 500 7 6.0 4.0 600

2.3 วธการ

1) ปเปตสารละลายตวอยางหรอสารละลายกลโคสมาตรฐาน (0-500 mg/l) ปรมาตร 1.0 ml ลงในหลอดทดลอง

2) ปเปตสารละลาย DNS ลงไป 1.0 ml ผสมใหเขากนดวยเครองผสมสาร

3) น าหลอดทดลองไปตมในน าเดอดเปนเวลา 10 min (ปดปากหลอดทดลองดวยลกแกว) 4) เมอครบเวลา น าหลอดทดลองจมลงในน าเยน 5) เตมน ากลนปรมาตร 10 ml ลงในหลอดทดลอง ผสมใหเขากน น าไปวดดวยเครองสเปคโตโฟ

โตรมเตอร ทความยาวคลน 520 nm 6) ท าการค านวณความเขมขนของน าตาลรดวซโดยใชกราฟมาตรฐาน

ตารางท 2 คาการดดกลนแสงของสารละลายกลโคสมาตรฐานทความเขมขนตางๆ ทความยาวคลนท 520 นาโนเมตร ดวยวธ DNS

ความเขมขนของกลโคส (mg/l) คาการดดกลนแสงท 520 nm หมายเหต

1 2 เฉลย

100

200

300

400

500

600

207

3. ผลการทดลอง ตารางบนทกผลการทดลอง

ตวอยาง คาการดดกลนแสงท

520 nm อตราการเจอจาง ความเขมขนของกลโคส (กรมตอลตร)

1 2 เฉลย

1

2

3

4

5

6

4. การค านวณ ............................................................................................................................. ................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................................... .............


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

208


..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

..........................................................................................................................................................................

209


พฒนา เหลาไพบลย. (2538). ปฏบตการอปกรณในเทคโนโลยชวภาพเพอวเคราะหทางเคม.ภาควชา

เทคโนโลยชวภาพ. คณะเทคโนโลย. มหาวทยาลยขอนแกน Miller, G.L. 1959. Use of Dinitrosalicylic Acid Reagent for Determination of Reducing Sugar.

Anal. Chem. 31: 426-428.

อกสารประกอบการสอนportal5.udru.ac.th/ebook/pdf/upload/18a7jd007644b3rff306.pdf ·...

Documents