crm@scispec.co.th

02-454-8533

Written by Ratimarth Boonlorm
Star InactiveStar InactiveStar InactiveStar InactiveStar Inactive
 

 

          กาแฟ เครื่องดื่มที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายจนได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมในสังคมปัจจุบัน  การบริโภคกาแฟนอกเหนือจากความต้องการ “คาเฟอีน” ที่ช่วยกระตุ้นระบบประสาทส่วนกลาง ทำให้ร่างกายเกิดความตื่นตัวและลดความง่วงได้แล้วนั้น  รสชาดของกาแฟตลอดจนบรรยากาศของร้านกาแฟก็ยังเป็นสิ่งดึงดูดผู้บริโภคได้อีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง “กลิ่น” ที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของกาแฟที่ทำให้กาแฟของแต่ละแก้วแตกต่างกันออกไป  โดยกลิ่นของกาแฟจะแปรเปลี่ยนไปปัจจัยต่างๆ เช่น พันธ์ของกาแฟ  แหล่งที่ปลูก  และกรรมวิธีการคั่ว   ซึ่งปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อราคาเมล็ดกาแฟที่จำหน่ายกันในท้องตลาดที่หลากหลายราคา

          กลิ่นในกาแฟนั้นเกิดจากสารอินทรีย์ระเหยง่ายนหลายหลายชนิดที่สามารถทำให้ประสาทการรับรู้ของมนุษย์เกิดความพึงพอใจต่อกลิ่นโดยรวมได้  ซึ่งการจะนำเครื่องมือหรือเทคโนโลยีใดๆ มาเปรียบเทียบกับประสาทการรับรู้ของมนุษย์นั้นก็ทำได้ยาก  เนื่องจากผลที่ได้จากประสาทการรับรู้ของมนุษย์ใช้ความพึงพอใจในการตัดสินซึ่งขึ้นอยู่กับบุคคล  ดังนั้นเราจึงสามารถใช้การวิเคราะห์ชนิดและจำนวนของสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่มีในเมล็ดกาแฟต่างๆ  เพื่อเป็นข้อมูลในการคัดเลือกหรือควบคุมคุณภาพเมล็ดกาแฟได้ 

          สำหรับเทคนิคหรือวิธีการที่สามารถวิเคราะห์สารอินทรีย์ระเหยง่ายที่นิยมใช้กันคือเทคนิคแก๊สโครมาโทกราฟี (Gas Chromatography, GC) โดยใช้ตัวตรวจวัดชนิดเฟลมไอออไนเซชัน     ดีเทคเตอร์ (Flame Ionization Detector, FID)  แต่เทคนิคนี้จะต้องแยกสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่มีจำนวนมากในเมล็ดกาแฟออกจากกันให้ได้มากที่สุด  ซึ่งโดยปรกติก็จะใช้การเพิ่มความยาวของคอลัมน์ (Column) ขึ้นจึงส่งผลให้ใช้ระยะเวลาในการวิเคราะห์นานขึ้นไปด้วย  ดังนั้นเราสามารถใช้เทคนิค Ion Mobility Spectrometry มาร่วมกับเทคนิค GC เพื่อให้การแยกสารอินทรีย์ระเหยง่ายเกิดขึ้นได้ดีและใช้เวลาในการวิเคราะห์สั้นลงด้วย

รูปที่ 1 ระบบการทำงานของเครื่อง GC-IMS

 

 

          ในขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค GC-IMS สามารถใช้เทคนิคเฮดสเปซ (Headspace) ซึ่งเป็นเทคนิคการเตรียมตัวอย่างที่ใช้ความร้อนในการสกัดสารอินทรีย์ระเหยง่ายออกจากเมล็ดกาแฟ  มีขั้นตอนการทำงานดังรูปที่ 2

 

รูปที่ 2  ขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างด้วยเทคนิคเฮดสเปซ (Headspace)

 

     จากการทดสอบได้ทำการเปรียบเทียบอุณหภูมิที่ใช้ในการอุ่นตัวอย่างเพื่อหาอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างสารอินทรีย์ระเหยง่ายในเมล็ดกาแฟ พบว่าเมื่อใช้อุณหภูมิในการอุ่นตัวอย่าง 90 องศาเซลเซียสในการอุ่นตัวอย่างจะให้ผลการวิเคราะห์ที่มีจำนวนชนิดของสารอินทรีย์ระเหยง่ายมากว่าที่อุณหภูมิต่ำ ดังแสดงในรูปที่ 3 ดังนั้นจึงเลือกใช้อุณหภูมิในการอุ่นตัวอย่าง 90 องศาเซลเซียสในการทำการวิเคราะห์ต่อไป

รูปที่ 3 ผลการวิเคราะห์ (GC-IMS Chromatogram) เปรียบเทียบระหว่างอุณหภูมิที่ใช้ในการอุ่นตัวอย่าง 30 องศาเซลเซียส (A) และ 90 องศาเซลเซียส (B)

 

          ผลการวิเคราะห์เพื่อดูชนิดของสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่อยู่ในเมล็ดกาแฟต่างยี่ห้อหรือต่างแหล่งที่มาพบว่าเมล็ดกาแฟที่ใช้ในการทดสอบให้ผลการทดสอบแตกต่างกันทั้งในส่วนของปริมาณความเข้มข้นและจำนวนชนิดของสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่ตรวจพบ  โดยตัวอย่างเมล็ดกาแฟแต่ละตัวอย่างให้ Complex fingerprint แตกต่างกัน โดยดูจากตำแหน่งและความเข้มของสีของจุดที่ตรวจพบโดยแสดงในรูปของ GC-IMS-Chromatogram ซึ่งจุดที่ปรากฏจะบ่งบอกสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่ตรวจพบในตัวอย่างนั้นๆ หากพบจุดบนตำแหน่งเดียวกันเมื่อเทียบระหว่างตัวอย่างแสดงว่าเป็นสารชนิดเดียวกัน  และความเข้มของสีที่แสดงจะบ่งบอกถึงปริมาณของสารชนิดนั้นๆ โดยเมื่อมีความเข้มของสีมากก็จะมีความเข้มข้นของสารชนิดนั้นมากด้วยเช่นกัน  ดังแสดงในรูปที่ 4 ซึ่งเป็นการเลือกเฉพาะจุดที่แสดงถึงสารอินทรีย์ระเหยง่ายที่ตรวจพบเพื่อเปรียบเทียบผลจากเมล็ดกาแฟแต่ละตัวอย่าง  และจากการคัดเมล็ดกาแฟคั่วที่มีสีต่างกันจากตัวอย่างเดียวกัน  (สีดำกับสีน้ำตาล) ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการคั่วเมล็ดกาแฟ พบว่าเมล็ดกาแฟคั่วที่มีสีน้ำตาลจะมีจำนวนชนิดของสารอินทรีย์ระเหยง่ายมากกว่าเมล็ดกาแฟคั่วที่มีสีดำ

 

รูปที่ 4 ผลการวิเคราะห์เปรียบเทียบระหว่างเมล็ดกาแฟแต่ละตัวอย่าง

โดยจำนวนจุดในแนวนอนของแถวเดียวกันแสดงจำนวนชนิดของสารที่พบและจุดในแนวตั้งคือการเปรียบเทียบความเข้มข้นของสารชนิดเดียวกันในแต่ละตัวอย่างเมล็ดกาแฟ

          

          จากผลการวิเคราะห์เทคนิค GC-IMSจึงเป็นวิธีที่เหมาะสมในการวิเคราะห์สารอินทรีย์ระเหยง่ายร่วมกับการเตรียมตัวอย่างชนิดเฮดสเปซ  เพื่อนำผลการวิเคราะห์ไปใช้ในการควบคุมคุณภาพและการคัดเลือกวัตถุดิบได้เนื่องจากเป็นเทคนิคที่มีง่าย  และความไวในการวิเคราะห์สูง นอกจากการวิเคราะห์สา รอินทรีย์ระเหยง่ายในตัวอย่างเมล็ดกาแฟแล้วยังสามารถประยุกต์ไปใช้ในการวิเคราะห์ในตัวอย่างชา  นม  ขนม  ตลอดจนวัตถุดิบอื่นๆได้ด้วย

 

สนใจผลิตภัณฑ์คลิกที่ลิงค์ได้เลยค่ะ

https://www.scispec.co.th/GCIMS.html

 

Category: