Application of radiation in food and agriculture PDF

Application of radiation in food and agriculture RDT1001 Contents การฉายรังสีอาหาร เทคโนโลยีของกระบวนการฉายรังสีอาหาร การประยุกต์ใช้รงั สีในการฉายอาหาร การประยุกต์ใช้รงั สีทางการค้า ประโยชน์และข้อจากัดของการใช้รงั สีในอาหาร การรับรองความปลอดภัย การใช้รงั สีในการเ...

Application of radiation in food and agriculture RDT1001 Contents การฉายรังสีอาหาร เทคโนโลยีของกระบวนการฉายรังสีอาหาร การประยุกต์ใช้รงั สีในการฉายอาหาร การประยุกต์ใช้รงั สีทางการค้า ประโยชน์และข้อจากัดของการใช้รงั สีในอาหาร การรับรองความปลอดภัย การใช้รงั สีในการเกษตรกรรม 2 การฉายรังสีอาหาร การฉายรังสีอาหาร คือ การนาอาหารทีบ่ รรจุภาชนะหรือหีบห่อทีเ่ หมาะสม ไปผ่านรังสีในห้องกาบังรังสี ในปริมาณรังสีทเ่ี หมาะสม 3 การฉายรังสีอาหาร การฉายรังสีอาหาร → การถนอมรักษาอาหาร ไม่ใช้ความร้อน → ใช้พลังงานจากคลืน่ แม่เหล็กไฟฟ้ า การยืดอายุการเก็บรักษา ทาลายจุลนิ ทรียท์ ป่ี นเปื้ อนมากับเครือ่ งเทศ ผลไม้และธัญพืช ลดปริมาณจุลนิ ทรียท์ ก่ี ่อให้เกิดการเสือ่ มเสียของอาหาร ชะลอการสุกของผลไม้ ปรับปรุงคุณลักษณะทางประสาทสัมผัสในอาหารบางชนิด ทาลายหรือลดจานวนจุลนิ ทรียท์ ก่ี ่อให้เกิดโรคทีป่ นเปื้ อนมากับอาหาร 4 เทคโนโลยีของกระบวนการฉายรังสีอาหาร การฉายรังสีอาหารเกีย่ วข้องกับขนาดและความหนาแน่นของอาหารทีน่ าไปฉายรังสี แหล่งของรังสี Ionizing radiation → Gamma rays, X-rays, Electron beam → Radioisotopes หรือ Radionuclides หรือ Electron accelerator ✓แหล่งกัมมันตรังสี → Cobalt-60 ✓เครือ่ งเร่งอิเล็กตรอน → ฉายวัตถุทม่ี ขี นาดบางและเป็ นการควบคุมคุณภาพของวัตถุนนั ้ → ยิงอิเล็กตรอนพียงด้าน เดียว ส่วนอีกด้านเป็ นด้านทีต่ รวจวัดว่าอิเล็กตรอนผ่านวัตถุแล้ว ✓รังสีเอกซ์ จากเครือ่ งผลิตรังสีทางานด้วยระดับพลังงานไม่เกิด 5 MeV หรืออิเล็กตรอนจากเครือ่ งเร่งอิเล็กตรอนทีร่ ะดับ พลังานไม่เกิน 10 MeV 5 เทคโนโลยีของกระบวนการฉายรังสีอาหาร รังสีแกมมามีความสามารถในการทะลุทะลวงผ่านอาหารได้ดี เหมาะกับอาหารทีม่ ขี นาดใหญ่ แต่แกมมาจะมีการแผ่รงั สี ตลอดเวลา จึงไม่เหมาะกับการผลิตปริมาณน้อย ๆ อิเล็กตรอนมีความสามารถในการทะลุทะลวงต่า จึงไม่เหมาะกับอาหารทีม่ คี วามหนามาก เครือ่ งยิงลาอิเล็กตรอนใช้ กระแสไฟฟ้ าสูงสามารถเปิ ดปิ ดได้ตามต้องการ และประหยัดกว่าการใช้เครือ่ งฉายรังสีจากโคบอลต์-60 ความหนาของผนังคอนกรีตหนากว่า 1.7 m เพือ่ ป้ องกันการรัวไหล ่ ส่วนภาชนะทีใ่ ช้เก็บสารกัมมันตรังสีเป็ นแท่งโลหะแส ตนเลสและเก็บไว้ในอ่างน้ าทีม่ คี วามลึกประมาณ 5-6 เมตร ขณะทีไ่ ม่ใช้งาน ส่วนทางเข้าออกของผลิตภัณฑ์ทน่ี าไปฉายจะมีลกั ษณะคล้ายเขาวงกต เพือ่ เป็ นการเพิม่ ความปลอดภัยจากการรัวไหลของ ่ รังสีให้แก่ผปู้ ฏิบตั งิ านหรือผูท้ เ่ี กีย่ วข้อง 6 การประยุกต์ใช้รงั สีในการฉายอาหาร แบ่งตามปริมาณรังสี ได้แก่ ระดับต่า (low dose) ใช้ปริมาณรังสีสงู ถึง 1 kGy โดยใช้เพือ่ ยับยัง้ การงอกของพืชหัว ชะลอ การสุกและทาลายแมลง ระดับปานกลาง (medium dose) ใช้ปริมาณรังสีระหว่าง 1-10 kGy โดยใช้เพือ่ ลดปริมาณ จุลนิ ทรียท์ ท่ี าให้อาหารเสือ่ มเสีย ลดปริมาณเชือ้ โรคทีไ่ ม่สร้างสปอร์และชะลอการสุก ระดับสูง (high dose) ใช้ปริมาณรังสีระหว่าง 10-50 kGy ใช้เพือ่ สเตอริไลส์อาหาร 7 การนารังสีมาประยุกต์ในกระบวนการแปรรูปอาหาร Radicidation Radurization Radappertization 8 Radicidation Radicidation เป็ นการฉายรังสีในระดับทีส่ ามารถลดปริมาณของแบคทีเรียทีไ่ ม่สร้างสปอร์และพวก ทีก่ ่อให้เกิดโรค จนไม่สามารถตรวจพบได้เมือ่ ใช้วธิ กี ารทางจุลชีววิทยา รวมไปถึงการทาลายปรสิต ใช้ปริมาณรังสีต่า (0.1– 8.0 kGy) ในการทาลายจุลนิ ทรียท์ ก่ี ่อให้เกิดโรคและจุลนิ ทรียอ์ ่นื ยกเว้น ไวรัส ใช้ปริมาณรังสี 2 – 8 kGy ทาลายจุลนิ ทรียท์ ก่ี ่อให้เกิดโรคชนิดไม่สร้างสปอร์ (Irradiation pasteurization) เมือ่ ต้องการเน้นการทาลายจุลนิ ทรียท์ ก่ี ่อให้เกิดโรค 9 Radurization เป็ นการฉายรังสีในระดับทีเ่ พียงพอต่อการรักษาคุณภาพของอาหาร โดยทาลายจุลนิ ทรียท์ ก่ี ่อให้เกิดการเสือ่ มเสียของอาหาร ใช้รงั สีขนาด 0.4-10.0 kGy เพือ่ ยืดอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์ เป็ น irradiation pasteurization อีกวิธหี นึ่ง 10 Radappertization เป็ นการถนอมอาหารโดยการใช้รงั สีปริมาณสูงเพียงพอทีจ่ ะลดจานวนและ/หรือกิจกรรมของ จุลนิ ทรีย์ (ยกเว้นไวรัส) ให้น้อยลง ทาลายจุลนิ ทรียท์ ท่ี าให้เกิดการเสือ่ มเสีย หรือทาลายสารพิษให้หมดไป และไม่ทาให้เกิดการ ปนเปื้ อนซ้าซ้อน ใช้รงั สีขนาด 10-15 kGy ในการทาให้ปลอดเชือ้ เรียกอีกอย่างว่า irradiation strilization หรือ commercial sterility ผลิตภัณฑ์ทไ่ี ด้สามารถเก็บรักษาในสภาวะปกติได้ 11  การเปลีย่ นแปลงทางเคมี โภชนาการ และจุลนิ ทรียใ์ นอาหารฉายรังสี การเปลี่ยนแปลงทางเคมี → องค์ประกอบทางเคมีทซ่ี บั ซ้อนของอาหาร โมเลกุลโปรตีนบางส่วนสูญเสียสภาพธรรมชาติ เกิดอนุมลู อิสระ ยับยัง้ ปฏิกริ ยิ าจากเอนไซม์ในบางสภาวะ การเปลี่ยนแปลงทางคุณค่าโภชนาการ → การสลายตัวของวิตามินหลายชนิดในอาหาร การเปลี่ยนแปลงทางจุลินทรีย์ → การทาลายหรือยับยัง้ การเจริญเติบโตของจุลนิ ทรียก์ ่อโรค ทาลายเชือ้ แบคทีเรีย การทนต่อรังสี → แกรมลบ < แกรมบวก ≈เชือ้ รา < สปอร์ ≈ ยีสต์ < ไวรัส WHO (1994) รายงานว่า ไม่พบหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ทแ่ี สดงให้เห็นว่าการฉายรังสีอาหารก่อให้เกิดการกลายพันธุท์ ่จี ะทาให้ระดับ ความรุนแรงในการก่อโรคเพิม่ ขึน้ หรือมีความต้านทานต่อการฉายรังสีเพิม่ ขึน้ นอกจากนี้การฉายรังสีอาหารไม่ก่อให้เกิดสารกัมมันตรังสี ขึน้ ได้ และยืนยันว่าการฉายรังสีอาหารเป็ นวิธกี ารทีป่ ลอดภัยและให้ผลดีในการเพิม่ ความปลอดภัยของอาหารตามกฎหมายของประเทศ 12 การประยุกต์ใช้รงั สีทางการค้า การใช้รงั สีปริมาณต่า 0.05-0.15 kGy มีผลในการยับยัง้ การงอกของพืชหัวและพวกลาต้นใต้ดนิ เช่น มันฝรัง่ หอมใหญ่และกระเทียม เป็ นต้น → รังสีเข้าทาลาย DNA ในเซลล์บริเวณปลายยอดทาให้การแบ่งเซลล์หยุดชะงัก การใช้ปริมาณรังสี 0.15-0.50 kGy มีประสิทธิภาพในการทาลายแมลงในธัญพืชและผลิตภัณฑ์รวมทัง้ ผัก ผลไม้สดและผลิตภัณฑ์อบแห้ง แมลงจะตายถ้าได้รบั รังสีปริมาณ 0.01-1.00 kGy โดยไม่ก่อให้เกิดผลเสียในอาหาร นอกจากนี้ยงั ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาข้าวบาร์เลย์ ข้าวโพด ข้าวเจ้า ข้าวฟ่ าง พืชตระกูลถัว่ แป้ งข้าวโพด กาแฟ โกโก้ ถัวเหลื ่ อง รวมทัง้ ผลิตภัณฑ์ทาแห้งอื่น ๆ เช่น ปลาแห้ง ผลไม้ทาแห้ง ถัวและยาสู ่ บ เป็ นต้น ปริมาณรังสีทจ่ี ะใช้ขน้ึ อยูก่ บั ชนิดของแมลง และไม่ได้ป้องกันการกลับเข้าทาลายของจากรังสี ดังนัน้ ควรเก็บรักษาผลิตภัณฑ์หรือภาชนะ บรรจุทเ่ี หมาะสม 13 การประยุกต์ใช้รงั สีทางการค้า การทาลายแมลงทีท่ าให้เกิดการเสือ่ มเสียในผลไม้สดในเขตร้อน เช่น มะละกอ มะม่วง พืชตระกูลส้ม ซึง่ ถูกทาลายโดยแมลงวันผลไม้ และแมลงอื่น ๆ การใช้สารเคมีบางชนิดในการรมผลไม้เพือ่ ทาลายแมลงดังกล่าว สามารถก่อมะเร็งและตกค้างในผลไม้ได้ ปริมาณรังสี 0.5-1.00 kGy จะชะลอการสุกของผักและผลไม้สด เช่น กล้วย มะม่วง ส้ม มะละกอ และเห็ด การยืดอายุ การเก็บรักษา สตรอเบอรีห่ รือผลไม้อ่นื ๆ รวมทัง้ เนื้อปลาและเนื้อสัตว์ ปริมาณรังสี 1.5-3.0 kGy เพียงพอต่อการทาลายจุลนิ ทรียส์ ว่ นใหญ่ ได้แก่ แบคทีเรียและเชือ้ รา ซึง่ เป็ นสาเหตุของการเสือ่ มเสีย หาก ใช้ปริมาณรังสีสงู กว่านี้จะทาให้ผลไม้อ่อนนุ่มและสูญเสียคุณภาพ 14  การชะลอการบานของเห็ดด้วยการฉายรังสี การยับยัง้ การงอกของมันฝรังด้ ่ วยการฉายรังสี 15 ทีม่ า: https://www.nst.or.th/article/article55/article55-001.html  การประยุกต์ใช้รงั สีทางการค้า การใช้รงั สีขนาด 2-3 kGy ร่วมกับการเก็บอาหารที่ 0-3 องศาเซลเซียส สามารถยืดอายุการเก็บได้นานขึน้ การใช้รงั สีแกมมาขนาด 2 kGy สามารถลดปริมาณจุลนิ ทรียใ์ นซากไก่ได้มากกว่า 90% โดยไม่มผี ลต่อลักษณะทางประสาทสัมผัสและ คุณค่าทางโภชนาการ รังสีขนาด 10 kGy สามารถทาลายเชือ้ และสปอร์ของแบคทีเรียและเชือ้ ราในเครือ่ งเทศและเครือ่ งเทศผง โดยไม่มผี ลเสียต่อคุณภาพ การถนอมอาหารโดยใช้รงั สี เมือ่ เทียบต้นทุนทางด้านพลังงานทีใ่ ช้ในการผลิตอาหารฉายรังสีกบั การทาอาหารบรรจุกระป๋ อง การแช่ เย็นหรือแช่แข็ง พบว่าการฉายรังสีใช้พลังงานไม่แตกต่างกัน 16 การประยุกต์ใช้รงั สีทางการค้า ในประเทศไทยมีการใช้รงั สีทาลายปรสิต เช่น Taenia Trichinella และ Entamoeba ในแหนม รวมทัง้ แบคทีเรียทีก่ ่อให้เกิดโรคบางชนิด เช่น Salmonella และ Shigella โดยใช้ปริมาณรังสีต่า 2 kGy จะไม่ทาให้คณ ุ ลักษณะทางประสาทสัมผัสของแหนมเปลีย่ นแปลงและ ยอมรับของผูบ้ ริโภค แม้วา่ ราคาจาหน่ายจะแพงกว่าแหนมทีไ่ ม่ผา่ นการฉายรังสีกต็ าม 17  18 ทีม่ า: http://nkc.tint.or.th/nkc53/content/nstkc53-016.html  ปริมาณรังสีทแ่ี นะนาให้ใช้เพือ่ วัตถุประสงค์ต่าง ๆ กระบวนการ ปริมาณรังสี (kGy) ยับยัง้ การงอก 0.05-0.15 ชะลอการสุกของผลไม้ชนิดต่าง ๆ 0.20-0.50 ทาลายแมลง 0.20-1.00 ทาลายปรสิต 0.03-6.00 ยืดอายุการเก็บรักษาโดยการลดปริมาณจุลนิ ทรีย์ 0.50-5.00 ทาลายเชือ้ โรคทีส่ ร้างสปอร์ 3.00-10.00 สเตอริไลเซชัน ไม่เกิน 50.00 ทีม่ า: Hackwood (1991) 19 การทาความเข้าใจเกีย่ วกับอาหารฉายรังสี 1. การเหนี่ยวนาทีจ่ ะทาให้อาหารเกิดกัมมันตรังสี การเปลีย่ นสารธรรมชาติให้เป็ นสารกัมมันตรังสี จาต้องให้ได้รบั รังสีทม่ี พี ลังงานสูงเพียงพอ แต่รงั สีทใ่ี ช้ในการฉาย รังสีอาหารมีระดับพลังงานไม่สงู พอ 2. ความเป็ นพิษและการก่อมะเร็ง การฉายรังสีก่อให้เกิดปฏิกริ ยิ าหลายอย่างในอาหาร เช่นเดียวกับการปรุงสุกอาหารด้วยวิธกี ารต่าง ๆ อนุมลู อิสระ สามารถเกิดได้ในกระบวนการฉายรังสี โดยอนุมลู อิสระนี้จะไวต่อการทาปฏิกริ ยิ ามากและไม่เสถียร 20 การเปลีย่ นแปลงทีเ่ กิดขึน้ เมือ่ มีการฉายรังสีอาหาร 1. การกระทาทางตรง → เซลล์หรือส่วนประกอบของเซลล์จะถูกทาลายโดยตรงด้วยรังสี 2. การกระทาทางอ้อม → เมือ่ รังสีทะลุผา่ นอาหาร รังสีจะถ่ายเทพลังงานไปยังน้ าทีเ่ ป็ น องค์ประกอบของอาหาร น้ าเกิดอนุมลู อิสระขึน้ มาแล้วไปทาปฏิกริ ยิ ากับเซลล์ของจุลนิ ทรีย์ ทา ให้จลุ นิ ทรียต์ าย 21 ประโยชน์ของการฉายรังสีอาหาร เก็บรักษาอาหารได้นานยิง่ ขึน้ เพราะสามารถทาลายจุลนิ ทรียท์ เ่ี ป็ นสาเหตุทาให้อาหารเกิดการเสือ่ มเสีย ทาลายจุลนิ ทรีย์ แมลง ทีเ่ ป็ นสาเหตุให้เกิดโรคได้ ทาให้อาหารมีคุณภาพดีและลดปั ญหาจากโรคทีเ่ กีย่ วข้องกับสุขภาพของมนุษย์ สามารถควบคุมและป้ องกันการเสือ่ มเสียของอาหาร เนื่องจากชะลอการเปลีย่ นแปลงระยะบริบูรณ์ (maturation) การชราภาพ (senescence) รวมทัง้ การงอก (sprouting) ของผักและผลไม้ ทาให้องค์ประกอบทางเคมีบางอย่างของอาหารเปลีย่ นแปลง และช่วยปรับปรุงคุณภาพอาหารให้ดขี น้ึ ไม่ก่อให้เกิดสารพิษตกค้างในอาหาร ช่วยรักษาคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร ช่วยรักษาคุณภาพทางประสาทสัมผัสของอาหาร หรือทาให้คุณภาพทางประสาทสัมผัสดีขน้ึ เมือ่ เปรียบเทียบกับการถนอมรักษา อาหารโดยวิธอี ่นื 22 ประโยชน์ของการฉายรังสีอาหาร การฉายรังสีสามารถแทนทีก่ ารใช้สารเคมีในการถนอมรักษาอาหาร เช่น ใช้แทนทีส่ ารไนไตรท์ในผลิตภัณฑ์ cured meats หรือใช้รงั สีในการแทนทีก่ ารรมอาหารหรือส่วนประกอบอาหารด้วยสารเคมีต่าง ๆ เช่น ethylene dibromide methyl bromide และ ethylene oxide ในอาหาร เช่น ในพวกเครือ่ งเทศ สามารถฉายรังสีให้กบั อาหารหรือผลิตภัณฑ์ทบ่ี รรจุหบี ห่อเรียบร้อยแล้ว ซึง่ เป็ นการป้ องกันการปนเปื้ อนภายหลังการฆ่า เชือ้ ได้เป็ นอย่างดี สามารถทาได้กบั อาหารทัง้ ภาชนะบรรจุทม่ี ขี นาดเล็กและใหญ่ ในสภาพแช่แข็งหรือทีอ่ ุณหภูมหิ อ้ ง 23 ประโยชน์ของการฉายรังสีอาหาร ลดการสูญเสียของอาหาร สร้างหลักประกันความปลอดภัยด้านความปลอดภัยจากเชือ้ โรค พยาธิ และสารเคมี ประหยัดพลังงาน ไม่ทาให้เกิดการเปลีย่ นแปลงของลักษณะภายนอก ทาให้ผลิตภัณฑ์มคี ณ ุ ภาพเป็ นไปตามกาหนดมาตรฐาน เป็ นทางเลือกวิธกี ารถนอมอาหารอีกวิธหี นึ่งทีส่ ามารถใช้ได้ 24 ข้อจากัดของการใช้รงั สีในอาหาร การฉายรังสีอาหารทาให้อาหารเกิดการเปลีย่ นแปลงได้หลายลักษณะ เช่น ทาให้ผลไม้หรือผักบางชนิดอ่อนนุ่ม หรือสูญเสียคุณภาพของเนื้อสัมผัสหลังจากการฉายรังสี หรือทาลายวิตามินบางชนิด โดยเฉพาะเอ บี ซี และอี จึง ไม่สามารถกล่าวได้วา่ การฉายรังสีอาหารสามารถทาได้กบั อาหารทุกประเภท เช่นเดียวกับการถนอมอาหารโดย วิธอี ่นื เนื่องจากมีขอ้ จากัดทีแ่ ตกต่างกัน การฉายรังสีในไข่สดทาให้ความหนืดของไข่ขาวเปลีย่ นแปลง จึงไม่เป็ นทีย่ อมรับ การฉายรังสีน้านมทาให้รสชาติเปลีย่ นแปลงจากการเกิดออกซิเดชัน 25 ข้อจากัดของการใช้รงั สีในอาหาร ไม่สามารถใช้กบั อาหารทุกชนิดได้ เช่น ในอาหารทีม่ ไี ขมันสูง เพราะอาจทาให้เกิดการหืน อาจทาให้เนื้อของผลไม้และสีของเนื้อสัตว์เปลีย่ นแปลงได้ ไม่สามารถทาลายสารพิษทีม่ อี ยูใ่ นอาหารแล้วได้ มีการลงทุนสูงในการสร้างโรงงานฉายรังสี ผูบ้ ริโภคยังกลัว ไม่กล้าบริโภคอาหารฉายรังสี กฎหมายอาหารฉายรังสียงั ไม่สอดคล้องกัน ทาให้เป็ นอุปสรรคต่อการค้าระหว่างประเทศ 26 การรับรองความปลอดภัย องค์การอนามัยโลก (WHO) องค์การอาหารและการเกษตร (FAO) และ ทบวงการพลังงานปรมาณู ระหว่างประเทศ (IAEA) → รับรองความปลอดภัยของอาหารฉายรังสี การฉายรังสีอาหารโดยใช้ปริมาณรังสีเฉลีย่ 10 kGy จะไม่มผี ลทาให้เกิดอันตรายจากสารพิษทีอ่ าจถูก สร้างขึน้ และไม่มผี ลต่อคุณค่าทางโภชนาการ รวมทัง้ ปราศจากอันตรายทีอ่ าจเกิดจากจุลนิ ทรีย์ 27 กฎหมายเกีย่ วกับการฉายรังสีอาหาร ปริมาณรังสีในการถนอมอาหารสูงสุดไม่เกิน 10 kGy บางประเทศจะต้องระบุฉลากอาหารด้วยคาว่า “ฉายรังสีหรือถนอม อาหารโดยการฉายรังสี” และมีเครือ่ งหมาย radura ซึง่ จะระบุทงั ้ สองอย่างหรืออย่างใดอย่างหนึ่งแล้วแต่ประเทศ 28 ข้อปฏิบตั ใิ นการฉายรังสีอาหาร ต้องมีการควบคุมคุณภาพของวัตถุดบิ การบรรจุ กระบวนการผลิต และการเก็บรักษา อาหารจะต้องบรรจุในภาชนะทีเ่ หมาะสม ขณะทาการฉายรังสี จะต้องทาการควบคุมอุณหภูมขิ องอาหารให้เปลีย่ นแปลงน้อยทีส่ ดุ จึงต้องควบคุม เวลาทีใ่ ช้ในการฉายรังสี หลังจากการฉายรังสีแล้ว จะต้องแยกอาหารทีผ่ า่ นการฉายรังสีแล้ว ออกจากอาหารทีย่ งั ไม่ผ่านการฉาย รังสี 29 30 การใช้รงั สีในการเกษตรกรรม การกลายพันธุพ์ ชื ด้วยรังสี → คัดเลือกพันธุท์ ม่ี ลี กั ษณะส่วนใหญ่ดี และต้องการปรับปรุงลักษณะบางประการให้ ดีขน้ึ เช่น เพิม่ ความต้านทานโรค ทนต่อภูมอิ ากาศ ให้ผลผลิตทีส่ งู ขึน้ จากนัน้ หาปริมาณรังสีทเ่ี หมาะสมเพือ่ เร่ง การกลายพันธุ์ จากนัน้ นาต้นทีเ่ จริญจากพืชทีฉ่ ายรังสีรนุ่ ที 1 ไปปลูก และปลูกทดสอบจนถึงรุ่นที่ 5 หรือ 6 และ นาพันธุไ์ ปทดสอบทาง DNA ก่อน จึงจะแนะนาให้เกษตรกรต่อไป พืชทีก่ ลายพันธุแ์ ล้ว จะได้ลกั ษณะใหม่ทด่ี ขี น้ึ กว่าเดิม เช่น ทนทานต่อภูมอิ ากาศ ภูมปิ ระเทศ และให้ผลผลิตสูง 31 การใช้รงั สีในการเกษตรกรรม มีพชื หลายชนิดทีไ่ ด้รบั การพัฒนาพันธุแ์ ล้ว เช่น ข้าวขาวดอกมะลิ 105 → พัฒนาพันธุเ์ พือ่ ให้ได้พนั ธุข์ า้ วทีเ่ พาะปลูกได้ตลอดปี ช่วยให้เกษตรกรมีผลผลิตและ รายได้เพิม่ พูนขึน้ แตงโมเนื้อเหลืองพันธุห์ ว้ ยทรายทอง → พัฒนาเถาให้สนั ้ ลง เพือ่ จะปลูกได้จานวนมากขึน้ ในพืน้ ทีเ่ ท่าเดิม กระเจีย๊ บเขียวห้าเหลีย่ ม → พัฒนาให้มคี วามต้านทานต่อโรคเส้นใบเหลืองทีเ่ กิดจากเชือ้ ไวรัส 32 ขัน้ ตอนการปรับปรุงพันธุพ์ ชื ด้วยรังสี การกลายพันธุข์ องแตงโม 33 ทีม่ า: https://www.nst.or.th/article/article55/article55-001.html  เครือ่ งฉายรังสีแกมมา Gammacell 220 ณ ห้อง ฉายรังสี ชัน้ ใต้ดนิ อาคาร 60 ปี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยแม่โจ้ จังหวัดเชียงใหม่ ทีม่ า: https://erp.mju.ac.th/acticleDetail.aspx?qid=1047 34 Tissue culture of Tillandsia cyanea at 60 days after acute gamma irradiation in M1V1 generation compared to a control Percentage of mutation on tissue culture of Tillandsia cyanea after acute gamma irradiation in M1V3 generation มยุร ี ลิมติยะโยธิน, 2561 35 ณัฏฐธิยา เกือ้ ทาน และคณะ, 2561 36  37 กษิดิ ์เดช อ่อนศรี และคณะ, 2563 ความแตกต่างของพืช GMOs กับพืชทีก่ ลายพันธุด์ ว้ ยรังสี พืช GMOs (Genetically Modified Organisms) คือพืชทีผ่ า่ นการตัดต่อยีนหรือพันธุกรรม เพือ่ ให้ได้พชื ทีม่ ี คุณสมบัตติ ่าง ๆ ตามทีต่ อ้ งการ เช่น ทนทานต่อสารปราบวัชพืช มีความต้านทานโรคและแมลง ให้ผลผลิตสูง และให้สารอาหารตามทีน่ กั วิทยาศาสตร์ตอ้ งการ ใช้กระบวนการทางพันธุวศิ วกรรมในการตัดต่อยีนหรือ DNA ให้ไปอยูใ่ นพืชทีต่ อ้ งการ ส่วนการปรับปรุงพันธุด์ ว้ ยการฉายรังสี เป็ นการเร่งการกลายพันธุซ์ ง่ึ มีอยูแ่ ล้วตามธรรมชาติให้เกิดขึน้ เร็วกว่าเดิม 38  รังสีกาจัดศัตรูพชื การใช้สารเคมีกาจัดศัตรูพชื เมือ่ ใช้ไปนาน ๆ แมลงอาจมีการพัฒนาตัวเองให้มคี วามต้านทานต่อสารเคมีมากขึน้ จึงต้องเพิม่ ปริมาณและความรุนแรงของ สารเคมีในการทาลายแมลงเหล่านัน้ ทาให้ตน้ ทุนในการผลิต และสารเคมีตกค้างในพืชผักสูงขึน้ อันตรายต่อผูบ้ ริโภค ผลต่อสิง่ แวดล้อม → ดินมีสารกาจัดศัตรูพชื ปนเปื้ อนมาก ทาให้สงิ่ มีชวี ติ ทีร่ กั ษาสมดุลให้ธรรมชาติได้รบั ผลกระทบไปด้วย คุณภาพน้าลดลงจากสารพิษปนเปื้ อน → สัตว์น้าถูกรบกวน ส่งผลต่ออาชีพประมง คุณภาพของอากาศแย่ลง ส่งผลต่อการหายใจของสิง่ มีชวี ติ 39  รังสีกาจัดศัตรูพชื เกษตรกรจึงมาการใช้วธิ ที างธรรมชาติในการกาจัดศัตรูพชื เช่น ใช้สารกาจัดแมลงจากวัสดุธรรมชาติ หรือปล่อยให้แมลง กาจัดกันเอง มีอกี วิธไ่ี ด้ผลและปลอดภัยคือ การกาจัดแมลงโดยเทคนิคการปล่อยแมลงทีถ่ ูกทาหมันด้วยการรังสี เพือ่ ลดการทาลาย จากศัตรูพชื ทาให้ผลผลิตมีคุณภาพดี โดยไม่ทาให้เกิดมลพิษต่อสิง่ แวดล้อม รังสีทใ่ี ช้ คือ แกมมาและเอกซเรย์ ทาให้เกิดความเสียหายต่อระบบสืบพันธุข์ องแมลง ทาให้แมลงเป็ นหมัน ไม่เกิดสารพิษตกค้างในสิง่ แวดล้อม ผูบ้ ริโภคสามารถรับประทานผลผลิตนัน้ ได้อย่างปลอดภัย 40  การทาหมันแมลงด้วยรังสี เพาะเลีย้ งแมลงให้ได้จานวนมาก ๆ ในห้องปฏิบตั กิ าร แล้วฉายรังสีแกมมา จากนัน้ นาแมลงทีเ่ ป็ นหมันเหล่านี้ไปปล่อยในพืน้ ทีเ่ ป้ าหมาย เพือ่ ให้ออกไปผสมพันธุก์ บั แมลงทีม่ ตี ามธรรมชาติ เมือ่ ถึงช่วงเวลาวางไข่ แมลงตัวเมียจะออกไขทีไ่ ม่สามารถฟั กเป็ นตัวได้ จานวนแมลงทีเ่ กิดใหม่กจ็ ะลดลง การปล่อยแมลงทีเ่ ป็ นหมันต้องทาอย่างต่อเนื่อง จะทาให้จานวนประชากรแมลงศัตรูพชื ลดลงจนไม่ก่อให้เกิดความ เสียหายทางเศรษฐกิจ ประเทศไทย เริม่ งานวิจยั และใช้รงั สีลกั ษณะดังกล่าวตัง้ แต่ปี 2525 เริม่ จากแมลงวันผลไม้ ต่อมาปี 2535 ใช้เทคนิคการทาให้แมลงเป็ นหมันในรุน่ ลูก เริม่ ทดลองในหนอนใยผักและหนอนเจาะเสมอฝ้ าย 41 แมลงวันตัวเมียถูกผสมด้วยแมลงทีเ่ ป็ นหมัน ทาให้ไข่ไม่ฟักเป็ นตัว ทีม่ า: https://www.nst.or.th/article/article55/article55-001.html 42 การใช้ประโยชน์พลังงานนิวเคลียร์ในกิจการเกษตร การปรับปรุงพันธุพ์ ชื → ทาให้การแบ่งตัวของเซลล์พชื หยุดชะงัก มีการแบ่งตัวล่าช้า หรือมีการกลายพันธุ์ เพือ่ ให้ได้ ลักษณะดีตามความต้องการ ในประเทศไทยมี 10 ชนิด คือ ข้าว 3 พันธุ์ ได้แก่ พันธุ์ กข6 กข10 และ กข 15 ถัวเหลื ่ อง พันธุด์ อยคา พืชสวนได้แก่ เก๊กฮวย คาร์เนชัน่ เบญจมาศ พุทธรักษา ปทุมมา และกล้วยหอมทอง การทาหมันแมลง → การทาให้แมลงเป็ นหมัน (Sterile Insect Technique: SIT) → เริม่ จากเพาะเลีย้ งแมลงจานวนมาก เพือ่ ผลิตดักแด้ นาดักแก้ไปฉายรังสีแกมมา เพือ่ ให้เป็ นหมัน แล้วนาไปปล่อยธรรมชาติอย่างต่อเนื่อง การผสมพันธุจ์ ะไม่ สามารถให้กาเนิดลูกหลานได้ เป็ นการลดการขยายพันธุแ์ ละจานวนประชากรแมลงลดลงหรือหมดไป → เป็ นการควบคุม และกาจัดแมลงเฉพาะชนิด ไม่มผี ลต่อแมลงอื่น เช่น ผึง้ ผีเสือ้ และแมลงปอ → มีการส่งเสริมในพืน้ ทีบ่ ริเวณดอยอ่างขาง จังหวัดเชียงใหม่ ทาให้ผลไม้เมืองหนาว เช่น ลูกพลับ สาลี่ ท้อ และลูกพรุน มีจานวนเพิม่ ขึน้ อย่า งมาก 43 การใช้ประโยชน์พลังงานนิวเคลียร์ในกิจการเกษตร การถนอมอาหารด้วยการฉายรังสี → ใช้รงั สีแกมมา หรือใช้อเิ ล็กตรอน ไปทาลายยีน และรบกวนการแบ่งเซลล์ของสิง่ มีชวี ติ เป็ นผลให้จุลนิ ทรีย์ เช่น แบคทีเรีย เชือ้ รา ยีสต์ พยาธิ และแมลงตาย หรือเป็ นหมันได้ → รังสีทาให้อตั ราการหายใจ และ กระบวนการทางชีวเคมีเปลีย่ นไป ทาให้ผลไม้บางชนิดสุกช้าลง ทาให้มนั ฝรัง่ และหอมหัวใหญ่งอกช้าลง ทาให้เห็ดบานช้าลง → สามารถควบคุมการแพร่พนั ธุข์ องเชือ้ โรค พยาธิ และแมลง ควบคุมการงอก การสุก และการเน่าเสียของผลิตผล การเกษตรได้ ประโยชน์ดา้ นอื่น ๆ เทคนิคการสะกดรอยด้วยรังสี → ดูการดูดซึมของแร่ธาตุและปุ๋ ยของต้นไม้ และพืชเศรษฐกิจต่าง ๆ เพือ่ ปรับปรุงการใช้ปยให้ ุ๋ มีประสิทธิภาพยิง่ ขึน้ 44 การใช้ประโยชน์พลังงานนิวเคลียร์ในกิจการเกษตร การใช้เทคนิคทางรังสีดา้ นอุทกวิทยา → เพือ่ เสาะหาแหล่งน้ าใต้ดนิ สาหรับการเกษตร การใช้เทคนิคนิวเคลียร์วเิ คราะห์ดนิ เพือ่ การจาแนกพืน้ ทีเ่ พาะปลูก ทาให้ทราบว่า พื้นทีท่ ศ่ี กึ ษาเหมาะสม ต่อการเพราะปลูกพืชชนิดใด ควรเพิม่ ปุ๋ ยชนิดใดลงไป การใช้เทคนิคการวิเคราะห์ดว้ ยวิธอี าบรังสีนิวตรอน เพือ่ วิเคราะห์สารตกค้างในสิง่ แวดล้อมจากการใช้ยา ปราบศัตรูพชื ยาฆ่าแมลง และธาตุมลพิษ ซึง่ มีความสาคัญต่อผูบ้ ริโภค 45 แหล่งอ้างอิง จารุณี ไกรแก้ว. การใช้ไอโซโทปรังสีในการเกษตร. สมาคมนิวเคลียร์แห่งประเทศไทย. https://www.nst.or.th/article/article55/article55-001.html ปรารถนา คิว้ สุวรรณ. การใช้เทคโนโลยีทางรังสีเพื่อการเกษตร. สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ. http://www.clinictech.ops.go.th/online/filemanager/fileclinic/F1/files/kitosan-tint.pdf เชษฐชัย บัรฑิตสิงห์. การใช้พลังงานนิวเคลียร์ในกิจการเกษตร. ศูนย์อจั ฉริยะเพือ่ อุตสาหกรรมอาหาร. http://fic.nfi.or.th/knowlegdedatabankResearch-detail.php?id=663 การฉายรังสีพชื ผลการเกษตร อีกเทคโนโลยีหนึ่งทีเ่ กษตรไทยต้องรู.้ ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกีย่ ว. https://www.phtnet.org/news51/view-news.asp?nID=680 มูลนิธโิ ครงการสารานุกรมไทยสาหรับเยาวชน. การใช้ประโยชน์พลังงานนิวเคลียร์ในกิจการเกษตร. https://www.saranukromthai.or.th/sub/book/book.php?book=27&chap=8&page=t27-8-infodetail07.html ปิ ยวรรณ ศรีกงพาน. การใช้ประโยชน์และโทษจากพลังงานนิวเคลียร์และรังสี. https://www.oap.go.th/images/documents/offices/baea/proap/training/22-12-63-02.pdf สานักงานปรมาณูเพือ่ สันติ. อะตอมเพือ่ นเกษตรไทย. https://www.oap.go.th/images/documents/resources/media-library/publications/friend_agriculturist_Thai_atom.pdf สนธยา คุณปลืม้. ปาฐกถาพิเศษ “อนาคตและทิศทางการใช้ประโยชน์พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย”. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/33/055/33055282.pdf สุรศักดิ ์ สัจจบุตร. เล่าเรือ่ ง อาหารฉายรังสี.สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ. http://nkc.tint.or.th/nkc53/content/nstkc53-016.html การฉายรังสีอาหาร. http://conf.agi.nu.ac.th/agmis/download/publication/104_file.pdf มยุร ี ลิตยิ ะโยธิน และคณะ. การใช้รงั สีแกมมาเหนี่ยวนาให้กลายพันธุใ์ นเนื้อเยือ่ เพาะเลีย้ งสับปะรดสี. แก่นเกษตร 46(5): 983-990 (2561). ณัฏฐิยา เกือ้ ทาน และคณะ. อิทธิพลของการฉายรังสีแกมมาต่อการงอกของเมล็ดและการเจริญเติบโตของต้นแววมยุราพืน้ เมือบงในสภาพปลอดเชือ้. Thai Journal of Science and Technology. 7;6 (2561) กษิดิ ์เดช อ่อนศรีและคณะ. อิทธิพลของรังสีแกมมาต่อการพัฒนาพันธุค์ าลล่าลิลลี.่ Thai Journal of Science and Technology. 9;4 (2563) C..G. Lamm. Applications of isotopes and radiation in agriculture.. IAEA Bulletin. Vol 21, no.2/3. Balwinder Singh et al.Applications of raioisotopes in agriculture. International Journal of Biotechnology and Bioengineering Research. ISSN 2231-1238, Vol. 4, No. 3, (2013), pp.167-174. Maeve White. Radiaiton in Agriculture. 2017, coursework for PH241, Stanford University. 46