สารกันบูดหรือวัตถุกันเสีย

สารกันบูดหรือวัตถุกันเสีย เป็นสารเคมีที่ใช้สำหรับการถนอมอาหารหรือยืดอายุอาหารทำให้สามารถเก็บถนอมอาหารให้ได้นานขึ้น สารนี้ทำหน้าที่ออกฤทธิ์ยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์หรือทำลายจุลินทรีย์ชนิดต่างๆที่เป็นสาเหตุทำให้อาหารบูดเน่า

การบูดเน่าของอาหารส่วนใหญ่เกิดจากการเติบโตของจุลินทรีย์ชนิดต่างๆ อาทิ เชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา และ fungi ทำให้อาหารเกิดการย่อยสลาย แยกส่วน เปลี่ยนสี สูญเสียความหนืด เหม็นหืน เกิดก๊าซ และมีกลิ่นเหม็น

กลไกการทำงาน
สารกันบูดหรือวัตถุกันเสียออกฤทธิ์ควบคุมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์หรือทำลายส่วนใดส่วนหนึ่งหรือทุกส่วนของเซลล์จุลินทรีย์ โดยมีกลไก ดังนี้
1. ทำลายผนังเซลล์ของจุลินทรีย์ สารกันบูดสามารถออกฤทธิ์แทรกซึม และทำลายเซลล์ของจุลินทรีย์ส่วนใดส่วนหนึ่งหรือเซลล์ทั้งหมด ทำให้จุลินทรีย์หยุดการเติบโต และตายได้

2. หยุดการทำงานเอนไซม์ของจุลินทรีย์ โดยออกฤทธิ์ทำให้เอนไซม์ชะงักหรือทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของเอนไซม์ที่ปล่อยออกมาย่อยอาหารของจุลินทรีย์เสียไป

3. ผลต่อสารพันธุกรรมของจุลินทรีย์ โดยออกฤทธิ์ทำลายหรือทำให้สารพันธุกรรมของจุลินทรีย์เสื่อมสภาพ เช่น สาร RNA และ DNA ส่งผลต่อการหยุดชะงักของกระบวนการแบ่งเซลล์หรือทำให้เซลล์มีรูปแบบที่ผิดปกติไปไม่สามารถดำรงชีพต่อไปได้

ชนิดสารกันบูดหรือวัตถุกันเสีย
1. กรดอินทรีย์
กรดอินทรีย์ถือเป็นสารกันบูดที่นิยมใช้ในอาหารมากที่สุด โดยเฉพาะอาหารที่มีรสเปรี้ยว เช่น น้ำผลไม้ แยม และเยลลี่ เป็นต้น กรดเหล่านี้ ได้แก่ กรดอะซิตริก กรดเบนโซอิก กรดโพรพิออนิก กรดซอร์บิก รวมถึงเกลือของกรดชนิดต่างๆ และพาราเบนส์

สารจำพวกกรดทุกชนิดเมื่อร่างกายได้รับเข้าไปจะถูกขับถ่ายออกทางปัสสาวะภายใน 12-24 ชั่วโมง เช่น กรดเบนโซอิก (benzoic acid) เมื่อได้รับเข้าร่างกายจะถูกขับออกมาร่วมกับไกลซีนเกิดเป็นกรดฮิพเพียวริก (hippuric acid) และบางส่วนรวมกับ glucuronic acid

การรับประทาน sodium benzoate 0.5 กรัม/วัน พบว่า มีเกิดความเป็นพิษต่อร่างกาย

2. เกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์
เกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ถือเป็นสารกันบูดที่รู้จัก และใช้กันมาตั้งแต่สมัยโบราณที่นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์ผัก และผลไม้อบแห้ง รวมถึง ไวน์ น้ำหวาน และเครื่องดื่มต่างๆ เมื่อเติมเกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในอาหารที่มีน้ำจะละลายน้ำ และเกิดเป็นกรดซัลฟูริก ซึ่งเป็นกรดที่ช่วยยับยั้ง และทำลายเชื้อจุลินทรีย์ได้เป็นอย่างดี

3. สารประกอบไนไตรต์ และไนเตรต
ไนไตรต์ และไนเตรตที่ใช้เป็นสารกันบูดในปัจจุบันถือว่าไม่เป็นที่นิยม และเป็นสารต้องห้ามของกระทรวงสาธารณสุข แต่ก่อนมักใช้เป็นส่วนผสมที่ทำให้เกิดสีของเนื้อสัตว์ ประสิทธิภาพของสารเหล่านี้ พบว่า เพียงแค่ช่วยยับยั้ง และชลอการเติบโตของจุลินทรีย์เท่านั้น อีกทั้งไม่สามารถยับยั้งการสร้างสปอร์ของจุลินทรีย์บางชนิดได้ และจะทำงานได้ดีในสภาพที่เป็นกรดต่ำเท่านั้น

ประสิทธิภาพสารกันบูดหรือวัตถุกันเสีย
1. ชนิดของสารกันบูด เนื่องจากสารกันบูดหรือวัตถุกันเสียแต่ละชนิดมีคุณสมบัติในการต้านการเติบโต และทำลายจุลินทรีย์ได้แตกต่างกัน

2. ความเข้มข้นของสารกันบูด ประสิทธิการป้องกันการบูดจะแปรผันตามปริมาณความเข้มข้นของสารกันบูดที่ใช้ แต่ปริมาณการใช้ที่มากเกินความจำเป็นในการยับยั้ง และทำลายจุลินทรีย์ย่อมมีโทษที่อาจเป็นพิษต่อผู้บริโภคได้ ดังนั้น การใช้สารกันบูดจึงต้องใส่ในปริมาณจำกัดตามประกาศของกระทรวงสาธารณสุข

3. ชนิด จำนวน อายุของจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อน หากจำนวนจุลินทรีย์มีจำนวนมากจำเป็นต้องใช้สารกันบูดมากกว่า 1 ชนิด หรือใช้ในปริมาณที่เพิ่มขึ้น หากเป็นชนิดของจุลินทรีย์ที่ทนต่อสารกันบูดโดยทั่วไปจำเป็นต้องสารสารกันบูดชนิดพิเศษที่สามารถยับยั้งได้ หากจุลินทรีย์อยู่ในช่วงอายุมาก มีความอ่อนแอย่อมสามารถใช้สารกันบูดได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4. อุณหภูมิ อุณหภูมิมีผลต่อประสิทธิภาพของสารกันบูด โดยเฉพาะอุณหภูมิของอาหารขณะใส่ผสมสารกันบูด หากมีอุณหภูมิร้อนเกินไปจะทำให้เกิดการทำลายสารกันบูดหรือทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ รวมถึงการเก็บรักษาอาหารหลังใช้สาร หากสัมผัสความร้อนมากย่อมทำให้ประสิทธิภาพของสารกันบูดลดลงเช่นกัน

5. องค์ประกอบ โดยพิจารณาองค์ประกอบของสารกันบูดต่อสภาพความเป็นกรด-ด่าง ถือเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการพิจารณาปริมาณสารกันบูดที่ต้องใช้ โดยพิจารณาประสิทธิภาพความเป็นกรดของสารที่ไม่มีการแตกตัว

ตัวอย่างสารกันบูดในสัดส่วนที่ไม่แตกตัวที่ pH ต่างๆ
1. Acetic acid
pH 3 = 98.5
pH 4 = 84.5
pH 5 = 34.9
pH 6 = 5.1
pH 7 = 0.54

2. Bemoic acid
pH 3 = 93.5
pH 4 = 59.3
pH 5 = 12.8
pH 6 = 1.44
pH 7 = 0.144

3. Citric acid
pH 3 = 53.0
pH 4 = 18.9
pH 5 = 0.41
pH 6 = 0.006
pH 7 = 0.001

4. Lactic acid
pH 3 = 86.6
pH 4 = 39.2
pH 5 = 6.05
pH 6 = 0.64
pH 7 = 0.064

5. Methyl, ethyl and propyl parabens
pH 3 = 99.99
pH 4 = 99.99
pH 5 = 99.96
pH 6 = 99.66
pH 7 = 96.72

6. Propionic acid
pH 3 = 98.5
pH 4 = 87.6
pH 5 = 41.7
pH 6 = 6.67
pH 7 = 3.71

7. Sorbic acid
pH 3 = 97.4
pH 4 = 82.0
pH 5 = 30.0
pH 6 = 4.10
pH 7 = 3.48

ทั้งนี้ อาหารที่มีสารแขวนลอยหรือมีไขมันหรือสารเคมีอื่นๆ จำเป็นต้องพิจารณาเลือกใช้ชนิด และปริมาณให้ถูกต้อง เนื่องจากสารเหล่านี้อาจเกิดปฏิกิริยากับสารกันบูดจนทำให้เกิดเปลี่ยนโครงสร้างหรือเกิดการทำลายสารกันบูดได้

ลักษณะสารกันบูดที่ดี
1. มีความสามารถในการทำลายหรือกำจัดจุลินทรีย์มากกว่าแค่การยับยั้งการเติบโตของจุลินทรีย์
2. สามารถทำลายจุลินทรีย์ได้หลายชนิด โดยเฉพาะจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเป็นพิษ
3. ไม่มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของอาหาร องค์ประกอบของอาหารทั้งทางด้านกายภาพ และทางเคมี
4. สารกันบูดไม่ควรเป็นสารที่ทำให้จุลินทรีย์เกิดการดื้อยาได้ง่าย
5. ไม่เป็นสารที่ทำให้เกิดพิษหรือเกิดผลกระทบต่อผู้บริโภคทั้งสัตว์ และมนุษย์
6. มีอายุในการเสื่อมสภาพในระยะเวลาที่เหมาะสม
7. มีราคาถูก หาซื้อได้ง่าย

อันตรายของสารกันบูด
1. สารประกอบไนไตรต์ และไนเตรต
ในสมัยก่อน สารประกอบไนไตรต์ และไนเตรต ถูกใช้เป็นสารกันบูดอย่างแพร่หลาย นิยมใช้ในเนื้อสัตว์ อาหารกระป๋อง อาหารหมักดอง และอาหารประเภทเครื่องดื่มต่างๆ สารนี้นิยมใช้สำหรับยับยั้งการเติบโต และการสร้างสารพิษของเชื้อ Clostridium botulinum ใช้ป้องกันการออกซิเดชันของอาหาร และช่วยเพิ่มคุณภาพสีผลิตภัณฑ์ให้ดีขึ้น โดยเฉพาะเนื้อสัตว์ แต่ปัจจุบันสารนี้เลิกใช้นานแล้ว และเป็นสารต้องห้ามในหลายประเทศ เนื่องจากสารประกอบไนไตรต์ และไนเตรตสามารถเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนโตรซามีน (N-nitrosamine) ได้ง่าย ถือเป็นสารสำคัญที่มีความเป็นพิษทำให้เกิดมะเร็งตามมา

2. เกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์
เกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์มีคุณสมบัติในการยับยั้ง และทำลายเชื้อแบคทีเรีย และเชื้อรา และมีคุณสมบัติในการยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาสีน้ำตาล (browning reaction) นิยมใช้ในผลิตภัณฑ์พวกผัก และผลไม้ น้ำผลไม้ ไวน์ เนื้อสัตว์ และผลิตภัณฑ์ปลา เป็นต้น

จากคุณสมบัติของเกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่สามารถต้านการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันสีน้ำตาล (browning reaction) จึงมีความสามารถยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ในร่างกายของมนุษย์เช่นกัน อาทิ ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ในการสังเคราะห์วิตามินบี ไทอามีน และโฟเลท เป็นต้น

ผู้ที่เป็นโรคหอบหืด (asthmatics) เมื่อได้รับอาหารที่มีเกลือซัลไฟต์ และซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในปริมาณเพียงเล็กน้อยจะทำให้เกิดอาการกำเริบที่รุนแรงขึ้น เกิดอาการหลอดลมตีบ เป็นสาเหตุทำให้เสียชีวิตได้ ซึ่งในหลายประเทศประกาศเป็นสารควบคุมในผลิตภัณฑ์อาหารแล้ว แต่หากมีการใช้จำเป็นต้องใช้ในปริมาณที่ไม่ก่อให้เกิดอันตรายแก่ผู้บริโภคได้

3. กรดอินทรีย์
กรดอินทรีย์ชนิดต่างๆ ปัจจุบันเป็นสารกันบูดที่นิยมใช้มากที่สุด แต่ต้องควบคุมปริมาณการใช้ตามประกาศของกระทรวงสาธารณสุข ทั้งนี้ การใช้ทั่วไปในอาหารที่ไม่ผ่านมาตรฐานจะเป็นการเพิ่มปริมาณกรดในอาหาร หากใช้ในอัตราส่วนที่มากย่อมมีผลต่อผู้บริโภค โดยเฉพาะการเพิ่มความเป็นกรดในกระเพาะอาหาร และลำไส้ ทำให้มีโอกาสเสี่ยงต่อการเป็นแผลในกระเพาะอาหารหรือลำไส้ได้ง่ายขึ้น