นวัตกรรมชุดตรวจเชื้อซาลโมเนลลาในผลิตภัณฑ์เนื้อไก่ : ลดเวลา ถูกกว่า แม่นยำสูง ผลงานของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.)

“การตรวจหาเชื้อซาลโมเนลลาในผลิตภัณฑ์เนื้อไก่ดิบ” เป็นสิ่งที่ผู้ส่งออกเนื้อไก่ในยุคปัจจุบัน ให้ความสำคัญเป็นอย่างมาก เพราะเกณฑ์มาตรฐานเนื้อไก่ของกลุ่มสหภาพยุโรป (EU) ที่หลายประเทศใช้ในปัจจุบัน ระบุว่า หากตรวจพบการปนเปื้อนของเชื้อซาลโมเนลาแม้เพียงเซลล์เดียว ผลิตภัณฑ์เนื้อไก่ดิบทั้งหมดในตู้คอนเทนเนอร์นั้นจะต้องถูกส่งกลับ และอาจส่งผลให้โรงงานต้องหยุดสายการผลิต เพื่อฆ่าเชื้อทำความสะอาด และจะต้องผ่านการตรวจเพื่อรับรองจากหน่วยงานที่รับผิดชอบจนแน่ใจ จึงจะสามารถเริ่มการผลิตได้อีกครั้ง ซึ่งนั่นถือเป็นความสูญเสียของผู้ประกอบการแต่ละราย และอาจรวมถึงความเชื่อมั่นของคู่ค้าและภาพลักษณ์ของประเทศต่อผลิตภัณฑ์เนื้อไก่ของไทยในภาพรวม

ดังนั้น การเพาะเลี้ยงจุลินทรีย์ (Plate Count Method) จึงเป็นวิธีการมาตรฐานที่ผู้ประกอบธุรกิจส่งออกเนื้อไก่ นำมาใช้ในการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ของตนเอง เพราะเป็นวิธีการที่มีความแม่นยำสูง และทั่วโลกให้การยอมรับ ซึ่งการตรวจด้วยวิธีดังกล่าวนอกจากจะมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง คือประมาณ 300 บาทต่อตัวอย่างแล้ว กว่าที่เชื้อจุลินทรีย์ที่เพาะไว้จะเพิ่มปริมาณมากพอและทราบผลก็ต้องใช้เวลาประมาณ 3-5 วัน ซึ่งหากมีการตรวจเจอเชื้อซาลโมเนลลาในตัวอย่างใดก็ตามแม้เพียงเซลล์เดียว จะถือว่าผลิตภัณฑ์เนื้อไก่ในสายการผลิตเดียวกันที่รอการส่งออกอยู่ในตู้แช่แข็งหรือตู้แช่เย็นมา 5 วันนั้น “มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนของเชื้อซาลโมเนลา” ด้วยเช่นกัน และไม่ว่าผู้ประกอบการจะเลือกนำไก่แช่แข็งที่เก็บไว้ในตู้แช่แข็งทั้งหมดออกมาผ่านกระบวนการล้างทำความสะอาดเพื่อตรวจผลซ้ำอีกครั้ง หรือเปลี่ยนไปปรุงสุกเพื่อทำเป็นผลิตภัณฑ์ชนิดอื่นแทน (เช่น ไก่ทอด ไก่คาราเกะ) ก็ล้วนแต่มี “ต้นทุน” ที่เกิดขึ้นจากการรอผลการเพาะเลี้ยงเชื้อจุลินทรีย์ทั้งสิ้น

ทางออกหนึ่งของการแก้ปัญหาคือ การนำวิธีการตรวจแบบรวดเร็วหรือ Rapid Test ที่มีความแม่นยำในการตรวจต่ำกว่า แต่ทราบผลได้เร็วกว่า มาช่วยแยกเนื้อไก่ที่มีความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนออกไปจัดการต่อได้เร็วขึ้น ซึ่งแม้จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการแช่งแข็งลงมาได้บ้าง แต่การตรวจแบบรวดเร็วในปัจจุบัน ก็ยังใช้เวลารอผล 1-2 วัน จึงเป็นที่มาของ “นวัตกรรมชุดตรวจวัดเชื้อซาลโมเนลลาแบบรวดเร็วสำหรับอุตสาหกรรม” ผลงานของทีมวิจัยจาก ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์และวิศวกรรมศาสตร์เพื่อคำตอบของสังคม (Applied Science and Engineering for Social Solution Research Center : ASESS Research Center) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) ที่คว้ารางวัลการวิจัยแห่งชาติ สาขาผลงานประดิษฐ์คิดค้น ประจำปี 2566 โดยมีจุดเด่นที่สำคัญคือ สามารถลดระยะเวลาการตรวจเชื้อจาก 3-5 วัน เหลือเพียง 1 ชั่วโมง

ผศ.ดร.เขมฤทัย ถามะพัฒน์ หัวหน้าศูนย์วิจัย ASESS ในฐานะหัวหน้าโครงการวิจัย กล่าวว่า หลักการทำงานเบื้องต้นของชุดตรวจนี้คือ การออกแบบสารชีวโมเลกุลที่มีความจำเพาะกับตัวเชื้อซาลโมเนลลาเท่านั้นเรียกว่า “Seeker Powder” และการพัฒนาอนุภาคนาโนโลหะสำหรับขยายสัญญาณทางแสงที่เรียกว่า “Nano Amplifier” เพื่อทำงานร่วมกับ “เครื่องรามานสเปกโตรมิเตอร์ (Raman Spectrometer)” “ในส่วนของ Seeker Powder เมื่อเราผสม Seeker Powder ลงไปในน้ำล้างไก่ที่มีเชื้อซาลโมเนลลา ก็จะเกิดการจับกันระหว่างแขนข้างหนึ่งของ Seeker Power กับเชื้อซาลโมเนลลา ส่วนแขนอีกข้างจะถูกติดไว้กับสิ่งที่เรียกว่า Reporter โดยหลังจากผสมกันแล้ว จะทำการแยกตะกอนออกมา แล้วนำไป “ตรวจวัดสัญญาณรามานของ Reporter ที่จับกับเชื้อไว้แล้ว” ด้วยการยิงแสงเลเซอร์จากเครื่องรามานสเปกโตรมิเตอร์ลงไป ทำให้เกิดการกระเจิงแสงจาก Reporter ซึ่งสเปกตรัมที่ได้ (สัญญาณรามาน) จะเป็นลักษณะเฉพาะตัวของ Reporter แสดงว่าตัวอย่างนั้นมีการปนเปื้อนของเชื้อซาลโมเนลลา”

แต่หากเชื้อซาลโมเนลลามีจำนวนน้อย ความเข้มของสัญญาณรามานจะต่ำมาก จนเครื่องตรวจอาจไม่พบ ทีมวิจัยของ ASESS ก็ได้มีพัฒนา “Nano Amplifier” มาช่วยในการขยายสัญญาณรามาน ให้สามารถตรวจพบได้ “Nano Amplifier จะทำหน้าที่ขยายสัญญาณรามานของ Reporter ให้สูงขึ้น จนเพียงพอที่จะตรวจวัดได้ ซึ่งจากความรู้และประสบการณ์การใช้เครื่อง Raman กับงานด้านนิติวิทยาศาสตร์ของ ASESS ในช่วงก่อนหน้า ทำให้เราสามารถพัฒนา Nano Amplifier ที่สามารถขยายสัญญาณสเปกตรัมของ Reporter ใน Seeker Power เพื่อตรวจหาเชื้อซาลโมเนลลาได้สำเร็จ” ผศ. ดร.ไตรวิทย์ รัตนโรจน์พงศ์ นักวิจัยร่วมอีกท่าน ให้รายละเอียดเกี่ยวกับการพัฒนา Nano Amplifier ในงานนี้

คุณอภิวัฒน์ เพ็ชรสหาย นักศึกษาปริญญาเอก คณะวิทยาศาสตร์ มจธ. ที่เป็นผู้ช่วยวิจัยของศูนย์วิจัย ASESS มาตั้งแต่เป็นนักศึกษา ป.ตรี กล่าวว่า จุดเด่นของนวัตกรรมที่นำเทคนิคการวิเคราะห์สัญญาณทางแสงมาใช้ตรวจวัดเชื้อซาลโมเนลลาได้สำเร็จชิ้นนี้ นอกจากจะลดระยะเวลาของการตรวจแบบรวดเร็ว จาก 1-2 วัน เหลือเพียง 1 ชั่วโมงได้แล้ว ยังมีค่าใช้จ่ายเฉลี่ยเพียง 39 บาท ต่อตัวอย่าง (Rapid test อื่น ๆ จะมีค่าใช้จ่ายตัวอย่างละประมาณ 100 บาท) ที่สำคัญคือ สามารถตรวจพบเชื้อได้แม้มีปริมาณเชื้อน้อย (9 CFU/ml) และมีค่าความถูกต้อง 97% และความแม่นยำ 98% ซึ่งสูงมากสำหรับวิธีการตรวจแบบรวดเร็ว

ผศ. ดร.เขมฤทัย กล่าวสรุปว่า สิ่งที่คณะวิจัยกำลังดำเนินการอยู่ในขณะนี้คือ การทำความร่วมมือผู้ประกอบการส่งออกเนื้อไก่สดแช่แข็ง เพื่อขยายผลจากงานวิจัยสู่การใช้จริงภายในโรงงาน รวมถึง ดร.พิทักษ์ เอี่ยมชัย อีกหนึ่งในผู้ร่วมโครงการวิจัยนี้ ได้ร่วมกับทีมวิจัยเทคโนโลยีเซนเซอร์แสงไฟฟ้าเคมี ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) ในการวิจัยและพัฒนาเครื่อง Raman Spectrometer ขึ้นเองเพื่อทดแทนการนำเข้า ซึ่งทั้งหมดนี้จะส่งผลดีกับอุตสาหกรรมการส่งออกเนื้อไก่สดแช่แข็งของประเทศไทยในที่สุด