บทนำ

ข้าวโพด กลายเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ทางการเกษตร ที่ได้รับการศึกษาอย่างหลากหลายที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ และในทุกวันนี้ก็ยังถูกใช้ในชีวิตประจำวันแทบทุกด้าน ข้าวโพดสายพันธุ์ต่างๆ จะถูกปลูกและเก็บเกี่ยวผล นำผลมาแปรรูปต่อไปเป็นสารปรุงแต่ง (additives) และส่วนปนะกอบ (ingredients) ในอาหารของเราให้มีรสชาติ กลิ่น สีดึงดูดใจผู้บริโภค เชื้อเพลิง และอาหารสัตว์ต่างๆ แนวทางปฏิบัติโดยทั่วไปในการสกัด ที่มีกระบวนการสกัดหลากหลายวิธี เป้าหมายสุดท้ายในการแยกเมล็ดข้าวโพด ออกเป็นส่วนประกอบสำคัญ 3 ส่วน คือ เปลือกและรำ (bran) เอนโดสเปิร์ม (Endosperm, เนื้อเยื่อที่มีหน้าที่เก็บสะสมอาหารส่วนใหญ่เป็นพวกแป้ง) และส่วนจมูก (gem, เป็นส่วนที่เจริญเติบโตเป็นต้นอ่อน) มีน้ำมันมากที่สุดถึง 83% ของน้ำมันที่มีอยู่ในเมล็ดข้าวโพดทั้งหมด) จึงเห็นได้ว่าในแต่ละส่วนประกอบล้วนอุดมไปด้วยน้ำตาล แป้ง ไฟเบอร์ หรือน้ำมัน ซึ่งคุณประโยชน์ทางโภชนาการจะเป็นตัวกำหนดว่า จะนำไปผลิตเป็นน้ำเชื่อมข้าวโพดในผลิตภัณฑ์ต่างๆ หรือเป็นเอทานอลสำหรับเชื้อเพลิง หรือผลิตเป็นอาหารเสริม หรือผลิตเป็นอาหารเสริมในอาหารสัตว์ ที่บางครั้งเรียกว่า Distillu geain หรือ DGP (ผลิตภัณฑ์ที่เหลือการการผลิตเอทานอล ด้วยข้าวโพด)

วิธีการผลิตแป้งจช้าวโพด (Milling ) มี 2 แบบคือ การผลิตแบบเปียก (wet milling) และแบบแห้ง (Dry milling) หัวใจของความแตกต่างของ 2 วิธี ขึ้นอยู่กับว่า ส่วนประกอบใดในข้าวโพดที่เราสนใจมากที่สุด การผลิตแบบเปียกเป็นกระบวนการที่ใช้แรงงานและต้นทุนสูงมากกว่า ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพในการแยก ส่วนจมูก (germ) ออกจาก เอนโดสเปิร์มได้มากกว่า อย่างไรก็ตาม การผลิตแบบแห้งก็สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพและราคาถูก สำหรับการผลิตเอทานอล รวมถึงการผลิต DGS สำหรับส่วนผสมอาหารสัตว์ได้อีกด้วย โดยไม่คำนึงขึ้นตอนการผลิต มีความจำเป็นต้องควบคุมทุกขั้นตอนอย่างเข้มงวดซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการให้สูงสุด เพื่อสร้างความไม่มั่นใจในผลดำเนินการที่ดีที่สุด ภายใต้การควบคุมการบวนการทดสอบเหล่านี้ การทดสอบเชิงวิเคราะห์ที่สำคัญที่สุด คือ การวัดความชื้น และประมาณน้ำมัน เนื่องจากน้ำมันไม่ได้เป็นเพียงหนึ่งของส่วนประกอบที่แพงที่สุดแล้ว แต่ยังมีปริมาณต่ำที่สุด เมื่อคิดตามมวลข้าวโพด การสกัดน้ำมันที่ไม่มีประสิทธิภาพ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในขั้นตอนการคำนวณ 

ผลลัพธ์และอัตรากำไร

การควบคุมปริมาณน้ำมันอย่างเหมาะสมต้องการ 2 คุณสมบัติที่สำคัญพอๆกัน ในเทคนิคการวิเคราะห์ คือ ความสามารถในการวัดซ้ำ แล้วให้ผลเหมือนเดิม (Repeatability) และความสามารถที่ดีเลิศในด้านต่างๆ (versatility)

ความหลากหลายในการทดสอบข้าวโพด ในทุกขั้นตอนการผลิตแป้ง ไม่ว่าตัวอย่างจะอยู่ในสภาพใดก็ตาม ต้องสามารถติดตามวัดปริมาณน้ำมันได้ตลอดเวลา ตั้งแต่เริ่มต้นการผลิต จนถึงจบกระบวนการ ซึ่งหมายความว่าสามารถทดสอบวัดปริมาณน้ำมันในตัวอย่างได้ตั้งแต่เป็นข้าวโพดที่ปอกเปลือกแล้ว หรือถูกนำออกมาในระหว่างการบวนการผลิตในรูปแบบของ wet cake หรือทดสอบเมื่อเป็นแป้งข้าวโพดสำเร็จรูป หรือ DGS ให้ได้ค่าครบตรงตามข้อกำหนดของปริมาณน้ำมันที่เหมาะสม แต่ถ้าเครื่องมือไม่มีความสามารถในการวัดซ้ำ (Repeatability) ที่ดี ก็จะไม่มั่นใจในผลลัพธ์ที่ได้ตามวัตถุประสงค์ ทำให้ต้องผ่อนคลายข้อกำหนดของการผลิต เพื่อรองรับกับค่าความเชื่อมั่นที่ไม่ดีของข้อมูลที่วัดได้

               ด้วยเทคโนโลยีที่ดี ORACLE เครื่องวิเคราะห์ไขมัน/น้ำมัน แบบรวดเร็ว สามารถให้ผลการวัดกับผลิตภัณฑ์ข้าวโพดทุกรูปแบบในเวลาเพียง 2-3 นาที โดยไม่ต้องทำการสอบเครื่องมือ (calibration) หรือใช้ตัวทำละลาย (solvents) ได้ข้อมูลการวัดที่มีความแม่น (accuracy) และความเที่ยง (precision) ที่ดีกว่าเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิมหลายทั้งหลาย

อุปกรณ์และวิธีการวิเคราะห์

เครื่อง ORACLE เป็นเครื่องวิเคราะห์ไขมันแบบรวดเร็ว เครื่องแรกของโลกที่ไม่ต้องการทำสอบเทียบวิธีการทดสอบหรือบำรุงรักษา โดยการใช้เทคโนโลยี NMR ที่พัฒนาล่าสุด ทำให้มีสมรรถนะสูงขึ้น ใช้ทอสอบวัดตัวอย่างต่างๆ เพื่อหาปริมาณน้ำมัน ภายในเวลาเพียง 30 วินาที โดยไม่มีความผิดพลาดอันเกิดจากผู้ใช้ หรือไม่ต้องสมัผัสกับสารละลายอันตรายทางเคมี สำหรับวัตถุประสงค์ของการศึกษานี้ เครื่อง ORACLE ถูกจับคู่ทำงานร่วมกับ SMART6 เครื่องวิเคราะห์ความชื้น เพื่อให้ได้ผลการวัดทั้งค่าความชื้นและปริมาณที่ครบสมบุรณ์ ภายในเวลาที่น้อยกว่า 4 นาที โดยนำตัวอย่างมากจากโรงงานงานผลิตแป้งข้าวโพด 4 ชนิด ทั้งการผลิตแบบเปียก และแบบแห้ง

               การศึกษาแบบแรก คือ ความสามารถในการวัดซ้ำ repeatability และ reproducibility (เป็นค่าที่แสดงความเสถียร) ของเครื่อง ORACLE เพื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสกัดไขมันแบบดั้งเดิม ตัวอย่างของส่วนจมูกข้าวโพด (germ) จำนวน 10 ตัวอย่าง จะถูกบดให้เป็นเนื้อเดียวกันเพื่อเป็นการเตรียมตัวอย่าง จากนั้นจะแบ่งออกเป็น 6 ส่วนเท่าๆ กัน 3 ชุดแรกถูกส่งไปยัง 3 ห้องปฏิบัติการ สำหรับการสกัดแบบดั้งเดิม และอีก 3 ชุดหลัง ส่งไปที่บริษัท CEM เพื่อทำการวิเคราะห์ด้วยเครื่อง ORACLE 3เครื่องที่แตกต่าง

ผลการวิเคราะห์

               ตามผลที่แสดงในตารางที่ 1 เครื่อง ORACLE 3 เครื่องที่แตกต่างกันวัดค่าปริมาณน้ำมันเฉลี่ย = 0.38% ในส่วนของค่าวิเคราะห์ทั้งหมด เมื่อเทียบกับวิธีแบบดั้งเดิม 3.87% (จาก 3 ห้องปฏิบัติแตกต่างกัน) ที่ได้รับของวิธีการมาตราฐานในระดับสากล

ผลการศึกษาที่ 2 ที่แสดงในตารางที่ 2 (หน้า 3) เป็นการทดสอบความเที่ยง (precision) ของเครื่อง ORACLE เปรียบเทียบกับวิธีการสกัดแบบมาตรฐานทั่วไป สำหรับกลุ่มตัวอย่างที่ถูกเลือกมาทดสอบในช่วงของการผลิตตั้งแต่เริ่มต้นจนจบกระบวนการผลิต ตัวอย่างทั้งหมดมีปริมาณไขมัน ตั้งแต่ น้อยกว่า 1% ถึงมากกว่า 50% โดยไม่มีการทำการสอบเทียบของวิธีการทดสอบ หรือการบำรุงรักษา เครื่อง ORACLE จะให้ผลการวัดซ้ำ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเที่ยงที่ดี สอดคล้องกับค่า R₂ = 0.9999

บทสรุป

               เครื่อง ORACLE แสดงให้เห็นความสามารถในการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพสูง มีความแม่น (accuracy) ควบคู่ไปกับความรวดเร็วในการวัด พร้อมกับมีความปลอดภัยสูงสามารถพิสูจน์ได้ว่า ทุกคนสามารถใช้เครื่อง ORACLE วัดตัวอย่างได้อย่างมั่นใจในความถูกต้องและเที่ยงตรงของผลการวิเคราะห์ตั้งแต่เริ่มต้นจนจบกระบวนการผลิต อย่างเข้มงวด เครื่อง ORACLE ยังช่วยให้สามารถทดสอบตัวอย่างทุกรูปแบบในทุกขั้นตอนของการผลิตโดยไม่ต้องปรับแต่งระบบ ด้วยผลการทดสอบ 3 ขั้นตอนง่ายๆ คุณก็สามารถทำการวัดซ้ำ (เป็นค่าที่แสดงความเสถียรของเครื่อง) ได้ดีกว่าเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิม ตามเทคโนโลยีที่รองรับกับวิธีมาตรฐานรุ่นสากลของ AOAC และ ISO 10565 สำหรับการวิเคราะห์ปริมาณไขมันในเม็ดพืช (oilseed)