ทางเลือกใหม่ในการกำจัดโรคและแมลงด้วยคลื่นความถี่วิทยุ...

ทางเลอกใหมในการกำาจดโรคและแมลง

ดวยคลนความถวทย

ความรอนจากคลนความถวทย (Radio Frequency; RF) คลนความถวทย(RadioFrequency)เปนคลนแมเหลกไฟฟาความถสงการเกดความรอนจากคลนความถวทยเกดโดยตวกำาเนดคลนซงทำาดวยวงจรหลอดแกวสญญากาศหรอสารกงตวนำาสรางคลนวทยกำาลงสงสงผานมายง electrode plates โดยจะเปนตวปลอยสนามแมเหลกไฟฟาไปยงวสดทตองการใหความรอนขนาดของตวกำาเนดกำาลงคลนวทยทใชสำาหรบการใหความรอนในอตสาหกรรมจะอยในระดบตงแต500วตตไปจนถงหลายรอยกโลวตตความถ13.56,27.12และ40.68MHzเปนความถทไดรบอนญาตใหใชในการศกษาทางวทยาศาสตรและอตสาหกรรมหลกการในการเกดความรอนเกดขนจากคลนแมเหลกไฟฟาในระดบความถคลนวทย ถกปลอยผานไปยงวตถทมคณสมบตไดอเลกทรกเชน ทความถ27.12MHzเกดการสนสะเทอน27.12ลานครงตอวนาททำาใหวตถทมพนธะโมเลกล2ขวเชนโมเลกลของนำาเมอโมเลกลขวางทศทางของคลนแมเหลกไฟฟาจะเกดการสนสะเทอนและเหนยวนำาตามขวแมเหลกไฟฟาการสนสะเทอนจะทำาใหเกดพลงงานสะสมเปนความรอนจากการเสยดทานของโมเลกล(Nijhuiset al.,1998)โดยทำาใหความรอนเกดขนภายในวสด (inside out) และการกระจายความรอนเปนไปอยางรวดเรวสมำาเสมอทวถงภายในเนอวสดพรอมๆ กน โดยสามารถถายเทพลงงานอยางมประสทธภาพสงและสามารถเกดความรอนในเวลาสนมาก(Birlaet al.,2004)สงผลใหชวยลดการใชพลงงาน(Wanget al., 2002)ซงแตกตางจากการใหความรอนโดยวธอนเชนลมรอนซงจะเกดความรอนจากบรเวณผววสดกอนแลวจงนำาความรอนสภายใน(outsidein)ยานความถวทยทแตกตางกนเชน13.56,27.12และ40.68MHzสามารถผานเขาไปในเนอวสดไดแตกตางกนขนอยกบคณสมบตของวสดและคลนความถโดยคลนทความถตำากวาจะสามารถผานเขาไปในเนอวสดไดลกกวาเหมาะสำาหรบการใหความรอนกบวสดทมขนาดใหญสวนคลนความถสงจะสามารถผานเขาไปในเนอวสดไดตนกวาเหมาะสำาหรบการใหความรอนกบวสดทมขนาดเลกการตอบสนองตอการดดซบและการปลดปลอยพลงงานจากคลนความถวทยของวตถทดลองสามารถนำามาประยกตใชในการควบคมแมลงศตรพชและเชอราสาเหตของการสญเสยผลตผลทางเกษตร และการใชลดความชนในวสดเกษตรโดยมแนวโนมสามารถนำามาใชไดโดยไมทำาใหผลตผลเสยรสชาตและคงลกษณะโครงสรางทางอาหารได(Nelson,1996;WangandTang,2001;Vearaslipet al.,2005;พลากรและคณะ,2553;พชธชาและคณะ,2554;Mekkaphatet al.,2010และVearaslipet al.,2011)

โดยรศ.ดร.สชาดาเวยรศลป1,2,ณฐศกดกฤตกาเมษ1,2,ดร.แสงทวาสรยงค2,ผศ.ดร.สงวนศกดธนาพรพนพงษ1,2และดร.เยาวลกษณจนทรบาง1,3

1สถาบนวจยเทคโนโลยหลงการเกบเกยวศนยนวตกรรมเทคโนโลยหลงการเกบเกยวมหาวทยาลยเชยงใหม2ภาควชาพชศาสตรและทรพยากรธรรมชาตคณะเกษตรศาสตร มหาวทยาลยเชยงใหม3ภาควชากฏวทยาและโรคพชคณะเกษตรศาสตรมหาวทยาลยเชยงใหม

รปท 1เครองกำาเนดคลนความถวทยทใชในสถาบนวจยเทคโนโลยหลงการเกบเกยวมหาวทยาลยเชยงใหมโดยความรวมมอกบ

Georg-AugustUniversityofGoettingenประเทศGermany

นกวจยจากมหาวทยาลยเชยงใหม โดยความรวมมอกบ Georg-AugustUniversityofGoettingenประเทศGermanyไดทำางานวจยทเกยวกบการใชคลนความถวทยในการกำาจดแมลงในผลผลตทางการเกษตรจากงานวจยของสถาบนวจยเทคโนโลยหลงการเกบเกยวพบวาการใชคลนความถวทยมประสทธภาพ ในการควบคมแมลงทตดมากบเมลดพนธดงน Janhang et al., (2005) ไดศกษาการใชคลนความถวทยในการกำาจดมอดหวปอม (Rhyzoper-tha dominica)ในเมลดพนธขาวหอมมะล105ซงสามารถกำาจดมอดหวปอมไดอยางมประสทธภาพและมผลตอการเปลยนแปลงคณภาพเมลดพนธเพยงเลกนอย สอดคลองกบ Von Horsten (2007) รายงานและนำาเสนอผลของการใชคลนความถวทยในการกำาจดดวงงวงขาว พบวา การใชคลนความถวทยสามารถกำาจดดวงงวงขาว ในระยะตวเตมวยไดอยางมประสทธภาพ กฤษณา(2552) ศกษาการใชคลนความถวทยในการกำาจดมอดหวปอมระยะตวเตมวยตายไดถง 100% ทการใชคลนความถวทย 70oC ระยะเวลา 150 วนาทซงมอดหวปอมระยะตวเตมวยเปนระยะททนทานตอความรอนทเกดจากคลนความถวทยมากทสดในปเดยวกนกรรณการศกษาการใชคลนความถวทยกำาจดมอดแปงในอาหารไก โดยสามารถกำาจดมอดแปงทกระยะการเจรญเตบโตไดดทสดอกทงยงคงคณภาพทางเคมของอาหารไกอนไดแกความชนโปรตนไขมนเยอใยเถาและสารสกดทปราศจากไนโตรเจนไดเปนอยางดตอมาวรยทธและคณะ(2554)ศกษาการใชคลนความถวทยทความถ 27.12MHzในการกำาจดดวงงวงขาวโพดทระยะไขหนอนดกแดและตวเตมวยโดยบรรจในถงpolyethylene พรอมกบเมลดขาวโพดพบวาตวเตมวยเปนระยะททนทานทสดและเมอเพมระดบพลงงานและระยะเวลาในการผานคลนวทยเพมขนทำาใหดวงงวงขาวโพดมอตราการตายเพมขน นอกจากนคณะวจยยงไดใชคลนความถวทยในการควบคมเชอราทตดมาในผลตผลทางการเกษตรตางๆซงสามารถทำางานไดอยางมประสทธภาพ

5

นานาสาระ

บรรณ�นกรมกฤษณาสเมธะ.2552.ผลของการใชคลนความถวทยตอมอดหวปอมRhyzopertha dominica(F.)และคณภาพของขาวสารพนธขาวดอกมะล 105.วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑตสาขาวทยาการหลงการเกบเกยวมหาวทยาลยเชยงใหมพชธชาไชยชนะจตรกานตภควฒนะDietervonHorstenWolfgangLüuckeสงวนศกดธนาพรพนพงษและสชาดาเวยรศลป.2554. การประยกตใชความรอนจากสนามแมเหลกไฟฟาดวยคลนความถวทยรวมกบการอบดวยลมรอนในการลดความชนเมลดพนธ ขาวโพด.ว.วทย.กษ.42(3พเศษ):362-365.วรยทธใฝกระจายเพอนเยาวลกษณจนทรบางและสชาดาเวยรศลป.2554.ผลของความรอนจากคลนความถวทยตอดวงงวงขาวโพด (Sitophilus zeamais).ว.วทย.กษ.42(3พเศษ):392-395Akaranuchat,P.2009.Controlofseed-bornfungibyusingradiofrequencytomaintainbarleyseedquality.M.S.thesis ChiangmaiUniversity,Chiangmai.62p.Birla,S.L.,S.Wang,J.TangandG.Hallman.2004.Improvingheatinguniformityoffreshfruitinradiofrequencytreatments forpestcontrol.PostharvestBiol.Technol.33:205-217.Janhang,P.,N.Kritigamas,L.WolfgangandS.Verasilp.2005.Usingradiofrequencyheattreatmenttocontrolseed-borne Trichoconis padwickiiinriceseed(Oryza sativaL.).DeutcherTropentag2005,Stuttgart-Hohenheim,Germany.MekkaphatC.,N.,Krittigamas,K.Eichhorn,D.HoerstenandS.Vearasilp.2010.ApplicationofRadioFrequencyHeat TreatmentwithHot-AirOvenonMaltKilningProcess.JournalofAgriculture27(Suppl.):71-78Nelson,S.O.,1996.Reviewandassessmentofradio-frequencyandmicrowaveenergyforstored-graininsectcontrol.Trans. ASAE39:1475-1484.Nijhuis,H.H.,H.M.Torringa,S.Muresan,D.Yuksel,C.LeguijtandW.Kloek.1998.Approachestoimprovingthequality ofdriedfruitandvegetables(Articlereview).TrendinFoodScienceandTechnology9:13-20pp.PakongwanY.,S.Valyasevi,D.NaphromandS.Vearasilp.2011.Applicationsofradiofrequencyheattreatmentsforcontrol lingfungicontaminationinherbpowder.AgriculturalSci.J.42:3(Suppl.):725-728.SumrerathP.,S.ThanapornpoonpongandS.Vearasilp.2008.ModifyingCookingQualityofKhaoDawkMali105Rice byRadioFrequency.AgriculturalSci.J.39(9Suppl.):354-358.SumrerathP.,S.Vearasilp,N.Krittigamas,D.Horsten,W.LuckeandS.Thanapornpoonpong.2010a.EffectsofRadio FrequencyontheMillingQualityofRice.JournalofAgriculture26(2):101-106.SumrerathP.,S.Vearasilp,N.Krittigamas,D.Horsten,W.LuckeandS.Thanapornpoonpong.2010b.PostharvestQuality ImprovementofRicecv.PathumThani1byRadioFrequency.AgriculturalSci.J.41(1Suppl.):452-455.Theanjumpol,P.,S.Thanapornpoonpong,E.PawelzikandS.Vearasilp.2007.Milledricephysicalpropertiesaftervarious radiofrequencyheattreatments.DeutcherTropentag2007,Stuttgart-Hohenheim,Germany.Vassanacharoen,P.,P.Janhang,N.Krittigamas,D.vonHorsten,W.LuckeandS.Vearasilp.2006.Radiofrequency heattreatmenttoeradicateFusarium semitectumincorngrain(Zea mays).AgriculturalSci.J.37(5):180-182.VearasilpT.,W.Laenoi,S.Vearasilp,N.Krittigamas,W.Lucke,E.PawelzikandU.T.Meulen.2005.EffectofRadio FrequencyTechniqueonNutrientQualityandDestructionofTrypsinInhibitorinSoybean.Proceedingof DeutscherTropentag2005.InternationalResearchofFoodSecurity,NaturalResourceManagementandRural Development:TheGlobalFoodandProductChain-Dynamics,innovations,Conflicts,Strategies.October11-13, 2005.StuttgartCentreforAgricultureintheTropicsandSubtropics,Germany.p441.VearaslipS.,J.Naka,S.Thanapornpoonpong,D.vonHorstenandW.Lucke.2011a.Influence of Milled Rice Packing MethodsonRadioFrequencyHeatDistributioninControllingAspergillus flavusandTheirCookingQualities. ConferenceonInternationalResearchonFoodSecurity,NaturalResourceManagementandRuralDevelopment. DeutscherTropentag2011,UniversityofBonnOctober5-7,2011VearaslipS.,K.Chaisathidvanich,S.Thanapornpoonpong,D.vonHorstenandW.Lucke.2011b.AgingMilledRiceby RadioFrequencyHeatTreatment.ConferenceonInternationalResearchonFoodSecurity,NaturalResource ManagementandRuralDevelopment.DeutscherTropentag2011,UniversityofBonnOctober5-7,2011VonHorsten,D.2007.Thecontrolofriceweevilbyradiofrequency.DAADWorkshop “Thermalmethodsforqualityassuranceinpostharvesttechnology”ChiangMai(Thailand)25thFeb.-4thMar.2007.Wang,S.andJ.Tang.2001.Radiofrequencyandmicrowavealternativetreatmentsforinsectcontrolinnuts:Review. Agric.Eng.J.10:105-120.Wang,S.,J.Tang,J.A.Johnson,E.Mitcham,J.D.Hansen,R.Cavalieri,J.BowerandB.Biasi.2002.Processprotocolsbased onradiofrequencyenergytocontrolfieldandstoragepestsinin-shellwalnuts.PostharvestBiol.Technol.26:265-273.

ดงนJanhanget al.(2005)ไดศกษาการใชคลนความถวทยในการกำาจดเชอราTrichoconis padwickiiในขาวขาวดอกมะล105พบวาคลนความถวทยสามารถกำาจดเชอราไดโดยไมสงผลกระทบตอความมชวตของเมลดVassanacharoenet al.(2006)พบวาการใชคลนความถวทยในเมลดขาวโพดเลยงสตวสามารถลดอตราการเขาทำาลายของเชอ Fusarium semitectumเหลอเพยง2%และพบวาการลดลงของการตดเชอราF. semitectumมความสมพนธกนระหวางระดบของอณหภมทใหแกเมลดและคาความชนเรมตนในเมลดในปตอมาVonHorstenไดศกษาถงการใชคลนความถวทยในการกำาจดเชอราในกลมAspergillusspp.ในเมลดพนธขาวโพดและFusariumspp.ในเมลดพนธขาวบารเลยพบวาอตราการปนเปอนของเชอราในเมลดพชลดลงเมอไดรบความรอนจากพลงงานคลนความถวทยทสงขนสอดคลองกบAkaranuchat(2009)ทไดทำาการกำาจดเชอราทตดมากบเมลดพนธขาวบารเลยทอณหภม65oCระยะเวลา3นาทสามารถกำาจดเชอราAlternaria sp., Penicilliumsp.และRhizopussp.ไดทงหมดตอมาVearaslipet al.(2011)ทศกษาการใชคลนความถวทยกำาจดเชอราA. flavusในขาวสารบรรจถงพบวาสามารถควบคมการปนเปอนเชอราทำาใหลดปรมาณสารพษอะฟลาทอกซนบ1และชวยปรบปรงคณภาพขาวใหดขนอกดวยนอกจากนPakongwanet al.(2011)ไดใชคลนความถวทยควบคมเชอราทปนเปอนในผงสมนไพรขมนพรกและพรกไทยพบวาสามารถลดการปนเปอนของเชอราในผงสมนไพรไดอยางมประสทธภาพ นอกจากการควบคมโรคและแมลงแลวคณะวจยยงไดทำาการประยกตใชคลนความถวทยในการลดความชนผลตผลทางการเกษตรอาทเชนพชธชาและคณะ(2554)ใชคลนความถวทยในการลดความชนเมลดพนธขาวโพดพบวาใชระยะเวลาเพยง7ชวโมง40นาทเมอเทยบกบเครองอบลมรอนทใชระยะเวลา13ชวโมงทำาใหประหยดระยะเวลาในการลดความชนอกทงยงไมสงผลกระทบตอความมชวตของเมลดพนธขาวโพดและMekkaphatet al. (2010)ใชความรอนจากคลนความถวทยในการลดความชนของมอลทจาก44%ใหเหลอ5%ไดโดยคงคณภาพมอลลไดอยางด รวมทงการใชคลนความถวทยในการปรบปรงคณภาพของผลผลตไดแกVearasilpet al.(2005)ไดใชความรอนจากคลนความถวทยในการยบยงการทำางานของเอนไซน tripsin ในถวเหลองทใชเปนอาหารสตว การใชคลนความถวทยในการเรงขาวสารใหเปนขาวเกา และการปรบปรงคณภาพขาว(Theanjumpolet al.,2007;Vearaslipet al.,2011a,2011b;Sumrerathet al.,2008,2010a,2010b) เทคโนโลยการใหความรอนจากคลนความถวทยเปนเทคโนโลยทไดรบการวจยและพฒนาในประเทศไทยนอยมากการวจยของประเทศไทยโดยสถาบนวจยเทคโนโลยหลงการเกบเกยวมหาวทยาลยเชยงใหมซงเปนสถาบนแรกๆทมเครองมอการใหความรอนจากคลนความถวทยโดยความรวมมอกบมหาวทยาลยGeorg-AugustUniversityGoettingenประเทศเยอรมนและทางสถาบนวจยฯไดดำาเนนการมากวา10ปโดยไดรบทนสนบสนนงานวจยจากศนยนวตกรรมเทคโนโลยหลงการเกบเกยวมหาวทยาลยเชยงใหมเสมอมา ดงนนเทคโนโลยการใหความรอนจากคลนความถวทยเปนเทคโนโลยทางเลอกทมขอมลเชงบวกสนบสนนจากการวจยโดยเฉพาะในดานการกำาจดโรคและแมลงทปนเปอนอยกบผลผลตทางการเกษตร นอกจากนจากการวจยยงพบวา เทคโนโลยการใชคลนความถวทยยงสามารถใชในการลดความชนและปรบปรงคณภาพบางประการของผลผลตทางการเกษตร จงควรมการศกษาอยางตอเนอง และนาจะเปนเทคโนโลยใหมในอนาคตทเปนมตรกบสงแวดลอมเพอลดการใชสารเคมและประหยดพลงงานสามารถประยกตใชกบผลผลตเกษตรไดอยางมประสทธภาพและสามารถขยายกำาลงการใชประโยชนไดในระดบอตสาหกรรม

รปท 2การกำาจดเชอราทตดมากบเมลดพนธขาวบารเลยโดยคลนความถวทยทอณหภม

และระยะเวลาตางๆ(Akaranuchat,2009)

รปท 3การกำาจดเชอราA.flavusในขาวสารบรรจถงโดยคลนความถวทย(Vearaslipet al.,2011)

85oC1 min 85oC3 min 90oC1 min 90oC3 min

6

นานาสาระ