Shimamura Y1, Shinke M1, Hiraishi M1, Tsuchiya Y1, Masuda S1
Food Science & Nutrition, 01 Nov 2015, 4(3):431-440DOI: 10.1002/fsn3.305 PMID: 27247773 PMCID: PMC4867763
ประเมินประสิทธิภาพในการทำให้ปลอดเชื้อ ด้วยการใช้ alkaline electrolyzed water (AlEW – น้ำอิเล็คโทรไลส์ชนิดด่าง) และ strong acidic electrolyzed water (StAEW – น้ำอิเล็คโทรไลส์ชนิดกรดแก่) โดยใช้กับอกไก่ และตับวัวสด ตัวอย่าง (1, 5, และ 10 กรัม) ถูกทำให้ปนเปื้อนด้วยเชื้อ Salmonella Enteritidis NBRC3313, Escherichia coli ATCC 10798, Staphylococcus aureus FDA209P, และ S. aureus C‐29 [staphylococcal enterotoxin A (SEA) productive strain] และทดสอบโดยจุ่มลงใน AlEW และ StAEW (ที่ 4°C และ 25°C เป็นเวลา 3 นาที) การใช้น้ำทั้ง 2 ชนิด คือ AlEW และ StAEW มีประสิทธิภาพลดปริมาณเชื้อแบคทีเรียอย่างมีนัยสำคัญ โดยลดได้มากกว่า 1 log colony‐forming units (CFU)/กรัม ยิ่งไปกว่านั้น ยังลดระดับการแสดงออกของยีนส์ SEA ในตัวอย่างทดสอบได้อย่างมีนัยสำคัญ ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญของตัวแปรที่มีผลต่อคุณภาพของเนื้อ เช่น พีเอช, ปฏิกิริยาออกซิเดชันของไขมัน, สี, ปริมาณกรดอะมิโน, texture, และลักษณะปรากฏ กลิ่นรส เนื้อสัมผัส ระหว่างการใช้น้ำ AlEW และ StAEW กับกลุ่มควบคุม
ในบรรดาเนื้อสัตว์ปีก เนื้อไก่เป็นอาหารที่ได้รับความนิยมอย่างมากไปทั่วโลก (Chouliara et al. 2007) แต่เนื่องจากเนื้อไก่นั้นเน่าเสียง่าย จึงสำคัญมากที่ต้องแน่ใจว่าผลิตภัณฑ์จากเนื้อไก่นั้นปราศจากเชื้อจุลินทรีย์ปนเปื้อน ในระหว่างการเก็บ และออกจำหน่ายสู่ท้องตลาด(Hong et al. 2008a,b) มีรายงานว่า Salmonella, Listeria, Campylobacter, Escherichia coli, และ Staphylococcus aureus ในเนื้อไก่ เป็นสาเหตุของอาหารเป็นพิษ (Kitai et al. 2005; Hong et al. 2008a,b) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชาวญี่ปุ่น ที่มีการรับประทานซาชิมิไก่ดิบ ที่เรียกว่า ‘torisashi’ ในญี่ปุ่น ตับวัวดิบๆ ซึ่งมักถูกเสริฟในซอสถั่วเหลือง หรือน้ำมันงา เป็นเมนูจานยอดนิยมในร้านเนื้อย่างของญี่ปุ่น และด้วยพฤติกรรมการกินอย่างนี้นี่เอง ทำให้เกิดการระบาดของโรคอาหารเป็นพิษ ที่เกิดจากการรับประทานเมนูเนื้อวัวดิบ Yukhoe (ยูกเฮว) ซึ่งปนเปื้อนด้วยเชื้อ enterohemorrhagic Escherichia coli O111:H8 และ 72 O157:H7 ในประเทศญี่ปุ่น ในปี 2011 การระบาดครั้งนี้ ทำให้มีผู้ป่วย 181 คน โดย 21 คน มีอาการทางสมองเฉียบพลัน และ 5 คนเสียชีวิต จากอาการเม็ดเลือดแดงแตกและไตวาย (hemolytic‐uremic syndrome) (Watahiki et al. 2014)
ร้านเนื้อย่างของญี่ปุ่น จึงได้ห้ามการเสริฟเมนูตับดิบ หลังจากเหตุการณ์ระบาดดังกล่าว ในเดือนเมษายน ปี 2012, มาตรการด้านความปลอดภัยเรื่องอาหาร ภายใต้สำนักคณะรัฐมนตรี ได้ห้ามการเสริฟอาหารที่ทำจากตับวัวดิบ ต่อมาในเดือนมิถุนายน ปี 2015 กระทรวงสาธารณสุข แรงงาน และสวัสดิการ ของประเทศญี่ปุน ได้ห้ามการเสริฟเนื้อหมูดิบ ถึงแม้ว่ากฎข้อบังคับอันใหม่ ที่เกี่ยวข้องกับเนื้อสด จะถูกบังคับใช้โดยกระทรวงสาธารณสุข แรงงาน และสวัสดิการ ของประเทศญี่ปุน แล้วก็ตาม แต่ก็ยังไม่มีการกำหนดวิธีที่ทำให้ปราศจากเชื้ออย่างมีประสิทธิภาพขึ้นใช้ นอกจากนี้ ชาวญี่ปุ่นจำนวนมากยังต้องการรับประทานเนื้อดิบและตับวัวดิบอยู่ ดังนั้น กรรมวิธีที่จะลดปริมาณแบคทีเรียตั้งต้นในเนื้อดิบ และตับวัวดิบ จึงเป็นที่ต้องการ
เพื่อที่จะเพิ่มความปลอดภัยเกี่ยวกับเชื้อจุลินทรีย์ในเนื้อไก่ เทคนิคต่างๆได้ถูกนำมาใช้ในการลดปริมาณเชื้อจุลินทรีย์ปนเปื้อน (González‐Fandos and Dominguez 2007; Kim and Day 2007; Hyeon et al. 2013) มีรายงานการใช้น้ำอีเล็คโทรไลส์ ในกรรมวิธีทำให้ปราศจากเชื้อด้วย Koseki และ Isobe ได้สาธิตวิธีการใช้ alkaline electrolyzed water (AlEW) และความร้อนเล็กน้อย ในการลดปริมาณเชื้อ Escherichia coli O157:H7 และ Salmonella populations (Koseki and Isobe 2007) และพบว่าการใช้น้ำ AlEW และกรดมะนาว มีประสิทธิภาพยอดเยี่ยมในการต้านเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นเชื้อประจําถิ่น (background flora) และเชื้อก่อโรคที่พบในอาหาร ในผักผลไม้ตัดแต่งสด (freshly cut produce) หรือในเมล็ดธัญพืช (Park et al. 2009; Rahman et al. 2010) อย่างไรก็ตาม วิธีเหล่านี้ ไม่เหมาะที่จะมาใช้กับเนื้อดิบและตับวัวดิบ มีรายงานกรรมวิธีการทำให้เนื้อดิบปราศจากเชื้อ ด้วยการใช้น้ำ acidic electrolyzed water (Rahman et al. 2012) อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของน้ำ acidic electrolyzed water จะลดลงมากเมื่อสัมผัสกับสารอินทรีย์จากเนื้อ มีรายงานว่าการใช้น้ำ AlEW ตามด้วยน้ำ acidic electrolyzed water สามารถลดปริมาณการเกิด L. monocytogenes biofilms ได้ถึง 4‐ 5‐log แม้จะมีสารอินทรีย์อยู่ก็ตาม (Ayebah et al. 2006)
ในการทดลองนี้ เราจะศึกษาผลของการใช้น้ำ AlEW ร่วมกับน้ำ StAEW ต่อการเจริญเติบโตของเชื้อจุลชีพ, สารพิษที่ผลิตโดยเชื้อแบคทีเรีย, ระดับการแสดงออกของยีนส์, พีเอช, ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของไขมัน, สี, ปริมาณกรดอะมิโน และลักษณะปรากฏ กลิ่นรส เนื้อสัมผัส ของเนื้อไก่สด และเนื้อวัว ระหว่างการเก็บรักษา
เชื้อ Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis NBRC3313, E. coli ATCC 10798, Staphylococcus aureus FDA209P, และ S. aureus C‐29 [staphylococcal enterotoxin A (SEA) productive strain)] ที่ถูกเลี้ยงไว้ในห้องทดลองได้ถูกนำมาใช้ (Tsutsuura et al. 2013) โดยแต่ละสายพันธุ์ถูกนำมาใช้ในความเข้มข้น 109 CFU/มล.
อกไก่ดิบ ไม่มีกระดูก, ตับวัว และ เนื้อวัวส่วนสะโพก ได้จาก โรงงานเนื้อสัตว์ในจังหวัดชิซุโอกะ ประเทศญี่ปุ่น และเก็บไว้ในตู้เย็นที่อุณหภูมิ 4°C ไม่เกิน 3 ชั่วโมง ก่อนนำมาใช้ในการทดลอง ตัวอย่างแต่ละชนิด ถูกนำมาแบ่งเป็น 3 ส่วน (1, 5, และ 10 กรัม) เพื่อใช้ในการวิเคราะห์เรื่อง ระดับการแสดงออกของยีนส์ผลิตสารพิษโดยเชื้อแบคทีเรีย,, พีเอช, ปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของไขมัน, สี, ปริมาณกรดอะมิโน และลักษณะปรากฏ กลิ่นรส เนื้อสัมผัส ตัวอย่างทั้ง 3 ขนาด ถูกใช้ในการหาปริมาณของ electrolyzed water ที่จำเป็นต้องใช้ในการทำให้ปราศจากเชื้อ ทั้งตัวอย่างที่ปนเปื้อนเชื้อ และไม่ปนเปื้อนเชื้อแต่ละชนิด จะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4°C ก่อนที่จะถูกนำมาทดสอบ ในการประเมินคุณภาพของเนื้อ ตัวอย่างที่ไม่ปนเปื้อนเชื้อถูกเก็บที่อุณหภูมิ 4°C หลังจากผ่านกรรมวิธีบำบัดด้วยน้ำ electrolyzed water (EW) ทั้ง 2 ชนิด ดังจะกล่าวต่อไป
น้ำอีเล็คโทรไลส์ชนิดด่าง – Alkaline electrolyzed water (AlEW; พีเอช 11.5) และน้ำอีเล็คโทรไลส์ชนิดกรดแก่ – strong acidic electrolyzed water (StAEW; พีเอช 2.5) ถูกใช้ในการทดลองนี้ ผลิตโดยกระบวนการอิเล็คโทรไลซิสของน้ำเกลือ มีค่า Oxidation reduction potential (ORP) ที่ 4°C อยู่ที่ 975 ± 15 mV และ available chlorine concentration (ACC) 30 ± 2.0 มก./ลิตร ที่อุณหภูมิห้อง (25°C) ค่า ORP 960 ± 5 mV และ ACC 14 ± 1.5 มก./ลิตร
ตัวอย่างทั้ง 3 ขนาด (1, 5, และ 10 กรัม) ถูกนำมาปนเปื้อนด้วยเชื้อแบคทีเรียแต่ละชนิด (S. Enteritidis, E. coli, และ S. aureus) ในระดับ 106–107 log CFU/กรัม และถูกทิ้งไว้ในอากาศเป็นเวลา 15 นาที ด้วยวิธีนี้ จะมีแบคทีเรียประมาณ 5 log CFU/กรัม ปนเปื้อนอยู่ยนตัวอย่าง หลังจากนั้น ตัวอย่างที่ปนเปื้อนเชื้อ จะถูกบรรจุในถุงปลอดเชื้อ (stomacher bag) และเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4°C ก่อนนำมาทำการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ ตัวอย่างที่ไม่ได้ถูกการปนเปื้อนเชื้อก็จะถูกนำมาศึกษาในด้านลักษณะที่ปรากฏ และคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพ
เพื่อที่จะเช็คปริมาณของ electrolyzed water ที่ต้องใช้ในการทำให้ปราศจากเชื้อ ปริมาณของน้ำ AlEW และ StAEW เท่าๆกัน จึงถูกใช้กับตัวอย่างทั้ง 3 ขนาด (1, 5, และ 10 กรัม) ตัวอย่างที่ปนเปื้อนเชื้อแต่ละขนาด (1, 5, และ 10 กรัม) ถูกจุ่มและเขย่า (165 รอบต่อนาที) ในน้ำ AlEW (พีเอช 11.5) 100 มล. ที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 3 นาที แล้วจุ่มลงในน้ำ StAEW (พีเอช 2.5) 100 มล. ที่อุณหภูมิ 7.6 ± 1.2°C (เก็บในที่เย็น) หรือที่อุณหภูมิ 25.2 ± 0.1°C (เก็บในอุณหภูมิห้อง) หลังจากนั้น จุ่มและเขย่า (165 รอบต่อนาที) ในน้ำ StAEW (พีเอช 2.5) 100 มล. ที่อุณหภูมิห้อง เป็นเวลา 3 นาที หลังจากที่ตัวอย่างถูกจุ่มในน้ำ AlEW (พีเอช 11.5) 100 มล. จะถูกนำมานับปริมาณเชื้อแบคทีเรีย ปริมาณเชื้อแบคทีเรียแต่ละชนิดที่หลงเหลืออยู่ในตัวอย่าง จะถูกนับโดยใช้ −log [(CFU หลังการบำบัด) / (CFU ก่อนการบำบัด)]
การใช้น้ำ AlEW ร่วมกับ StAEW สามารถลดจำนวนเชื้อแบคทีเรียบนอกไก่ และตับวัวได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยลดได้ประมาณ 1 log CFU/กรัม นอกจากนั้น ยังยับยั้งการผลิตสารพิษจากเชื้อแบคทีเรียได้อย่างมีนัยสำคัญด้วย ไม่มีความแตกต่างในด้านคุณภาพของเนื้อที่บำบัดด้วยน้ำ AlEW ร่วมกับ StAEW กับเนื้อที่ไม่ได้ผ่านการบำบัด ทั้งในเรื่องพีเอช, การออกซิเดชั่นของไขมัน, สี, และปริมาณกรดอะมิโน ผลการวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่า การใช้น้ำ AlEW ร่วมกับ StAEW เป็นวิธี sterilization ที่ได้ผล ทำให้ยืดอายุการเก็บรักษาเนื้อไก่ และตับวัว โดยไม่ทำให้เนื้อเสียคุณภาพ ปัจจุบันนี้ โรงฆ่าสัตว์ จะล้างซากสัตว์ในน้ำประปา ดังนั้น การใช้น้ำ AlEW ร่วมกับ StAEW แทนน้ำประปา จะช่วยในการกำจัดเชื้อจุลชีพ และยืดอายุ shelf-life ของเนื้อสัตว์ได้