น้ำมันหอมระเหยคืออะไร

%e0%b8%99%e0%b9%89%e0%b8%b3%e0%b8%a1%e0%b8%b1%e0%b8%99%e0%b8%ab%e0%b8%ad%e0%b8%a1%e0%b8%a3%e0%b8%b0%e0%b9%80%e0%b8%ab%e0%b8%a20002

น้ำมันหอมระเหย…สารกันบูดทางธรรมชาติ

นฤมล มาแทน 
หลักสูตรเทคโนโลยีอาหาร, สำนักวิชาเทคโนโลยีการเกษตร, มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์, นครศรีธรรมราช, 80160

     น้ำมันหอมระเหยได้ถูกนำมาทดสอบประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ที่สำคัญในอาหารหลายชนิด ผลการวิจัยในหลายสิบปีที่ผ่านมามีแนวโน้มว่าน้ำมันหอมระเหยนั้นสามารถนำมาใช้เป็นสารกันบูดทางธรรมชาติได้ เนื่องจากสามารถต้านทานการเจริญของเชื้อแบคทีเรีย เชื้อยีสต์และเชื้อราที่ก่อโรคในอาหารได้ นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่มกลิ่นรสให้กับอาหารเพื่อเพิ่มความน่ารับประทานเช่น เค้กผลไม้ที่มีส่วนผสมของน้ำมันหอมระเหยจากอบเชย ขนมปังรสส้มซึ่งมีส่วนผสมของน้ำมันหอมระเหยจากเปลือกผิวส้มเป็นต้น นอกจากนั้นน้ำมันหอมระเหยบางชนิดยังช่วยในการหมุนเวียนโลหิตในร่างกาย รวมทั้งทำให้เกิดความผ่อนคลายเมื่อได้สูดดม น้ำมันหอมระเหยจึงเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับนำมาใช้ในการถนอมอาหารได้ในอนาคตโดยเน้นการนำไปใช้เพื่อการถนอมอาหารในผลิตภัณฑ์อาหารสำหรับกลุ่มผู้บริโภคที่ให้ความสำคัญกับสุขภาพ

      การได้มาซึ่งน้ำมันหอมระเหยสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การกลั่นด้วยไอน้ำ การสกัดด้วยตัวทำละลายเช่นสกัดด้วยน้ำมัน, แอลกอฮอล์และคาร์บอนไดออกไซด์  แต่วิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือการกลั่นด้วยไอน้ำโดยน้ำมันหอมระเหยที่ผ่านการกลั่นแล้วจะแยกชั้นกับน้ำ จากนั้นจึงมีการแยกเอาน้ำมันหอมระเหยออกจากน้ำ น้ำมันหอมระเหยที่ได้จะมีกลิ่นหอมและมีความเข้มข้นสูง ดังนั้นการนำมาใช้ในการถนอมอาหารจึงจำเป็นต้องมีการศึกษาหาปริมาณที่เหมาะสมก่อนนำมาใช้จริงเพื่อลดปริมาณการใช้น้ำมันหอมระเหยโดยใช้น้ำมันหอมระเหยในปริมาณที่น้อยที่สุดแต่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์สูงสุด

ค่าที่ได้จากการทดสอบประสิทธิภาพของน้ำมันหอมระเหยในการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรคในอาหาร

1. ค่า Minimum inhibitory concentration (MIC) เป็นการหาปริมาณความเข้มข้นของน้ำมันหอมระเหยที่น้อยที่สุดที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ วิธีการในการศึกษามีหลายวิธีเช่น

        1.1  วิธี Disc diffusion: วิธีนี้ทำได้โดยการผสมน้ำมันหอมระเหยกับตัวทำละลายเช่นสารเมธานอล เพื่อให้ได้ความเข้มข้นที่ต้องการจากนั้นจึงนำสารผสมนั้นมาหยดใส่ในแผ่นกระดาษกรองขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6-8 มิลลิเมตรก่อนที่จะนำไปวางไว้ในตู้ควบคุมความเย็นประมาณ 2 ชั่วโมง จากนั้นนำมาวางบนอาหารเลี้ยงเชื้อที่มีเชื้อจุลินทีรีย์อยู่บนผิวหน้า ทำการบ่มและวัด clear zone ที่เกิดขึ้นรอบๆแผ่นกระดาษกรองนั้น (Yesil Celiktas และคณะ, 2007)

         1.2 วิธี Broth micro dilution เป็นวิธีการผสมน้ำมันหอมระเหยกับตัวทำละลายในหลอดทดลองเพื่อให้ได้ความเข้มข้นต่างๆ จากนั้นทำการเขย่าก่อนที่จะนำไปใส่ในจานเลี้ยงเชื้อแบบ 96 หลุม แล้วทำการหยดสปอร์ของเชื้อจุลินทรีย์ใส่ลงในหลุมแล้วนำไปบ่ม (Pyun และ Shin, 2006) สังเกตการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ได้จากความขุ่นของอาหารเหลว

2. ค่า Minimum bactericidal concentration (MBC) เป็นการหาความเข้มข้นของน้ำมันหอมระเหยที่สามารถยับยั้งเชื้อแบคทีเรียได้ถึง 99.9 % หรือความเข้มข้นของน้ำมันหอมระเหยต่ำสุดที่เชื้อแบคทีเรียไม่สามารถเจริญเติบโตได้เมื่อเลี้ยงในอาหารเหลว (broth) (Moreira และคณะ, 2005)

3. ค่า Bacteriostatic concentration เป็นการหาความเข้มข้นต่ำสุดของน้ำมันหอมระเหยที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียในอาหารเหลว (broth) แต่เมื่อนำอาหารเหลวนั้นมาเลี้ยงในอาหารแข็ง (agar) เชื้อแบคทีเรียนั้นจะสามารถเจริญได้ (Mourey และ Canillac, 2002)

4. ค่า Bactericidal concentration เป็นการหาความเข้มข้นต่ำสุดของน้ำมันหอมระเหยที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรียในอาหารเหลว (broth) และเมื่อนำอาหารเหลวนั้นมาเลี้ยงในอาหารแข็ง (agar) เชื้อแบคทีเรียนั้นจะไม่สามารถเจริญได้ (Burt, 2004)

ประสิทธิภาพของน้ำมันหอมระเหยในการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรคในอาหาร

        เชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรคในอาหารมีอยู่หลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดนั้นมีความไวต่อน้ำมันหอมระเหยชนิดต่างๆไม่เท่ากัน ซึ่งน้ำมันหอมระเหยบางชนิดมีฤทธิ์ต้านทานเชื้อจุลินทรีย์ชนิดหนึ่งได้ดี แต่ไม่สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ชนิดอื่นได้ ประสิทธิภาพของน้ำมันหอมระเหยในการยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ที่ก่อโรคในอาหารนั้นสามารถแบ่งตามชนิดของเชื้อจุลินทรีย์ได้ดังนี้

       1. เชื้อแบคทีเรีย แบคทีเรียที่ก่อโรคในอาหารมีหลายชนิด ซึ่งกลไกในการยับยั้งเชื้อแบคทีเรียโดยสารสำคัญในน้ำมันหอมระเหยนั้นมีอยู่หลายกลไกด้วยกัน เช่น การเข้าไปรบกวนโครงสร้างของเชื้อแบคทีเรียโดยที่น้ำมันหอมระเหยเป็นพวกที่ไม่สามารถละลายได้ในน้ำ ดังนั้นจึงมีความสามารถในการซึมผ่านเข้าไปในชั้นไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์และไมโตคอนเดียของเชื้อแบคทีเรียได้ และการเข้าไปรบกวนโครงสร้างของเชื้อแบคทีเรียจะเป็นสาเหตุให้เกิดการซึมผ่านของน้ำเข้าไปในตัวเชื้อแบคทีเรียและเกิดการรั่วของเซลล์ตามมา ทำให้เชื้อแบคทีเรียถูกทำลายในที่สุด (Burt, 2004) น้ำมันหอมระเหยที่สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อแบคทีเรียที่ก่อโรคในอาหารแสดงดังตารางที่ 1

Table 1. Essential oils against bacteria of foodborne illness

Bacteria

Source

Essential oil

Bacillus cereus

Milk, fruit, potato

Cinnamon oil (Valero and Salmerón, 2003), rosemary oil, eucalyptus oil, orange oil (Chaibi et al., 1997)

Escherichia coli

Vegetable, cheese, milk

Oregano oil, rosemary oil and garlic oil (Seydim and Sarikus, 2006)

Listeria monocytogenes

Pork sausage, chicken nuggets, ham, dairy products

Dill oil, coriander oil, eucalyptus oil (Delaquis et al., 2002), rosemary oil (Pandit and Shelef, 1994)

Salmonella typhimurium,  Shigella sonnei

Meat, milk, eggs, Tuna salad, prawn

Tea tree oils (Fletcher et al., 2005), Thyme oil, basil oil (Bagamboula et al., 2004)

Staphylococcus aureus

Raw milk, cheese, custards, bakery products

Lavender oil (Edwards-Jones et al., 2004)

Pseudomonas putida

Meat products

Eucalyptus oil, Cinnamon oil, Thyme oil(Oussalah et al., 2006)

        2. เชื้อยีสต์และรา ยีสต์และรามักตรวจพบได้ในอาหารกึ่งแห้ง เพราะสามารถเจริญเติบโตในช่วงของค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ (aw) ที่ต่ำกว่าเชื้อแบคทีเรีย เชื้อราบางชนิดสามารถสร้างสารพิษในอาหารได้ เช่นเชื้อรา Aspergillus flavus สารสำคัญในน้ำมันหอมระเหยหลายชนิดมีฤทธิ์ในการยับยั้งเชื้อยีสต์และรา รวมทั้งสปอร์ของเชื้อราในอาหารได้ เช่น สาร cinnamaldehyde ในน้ำมันหอมระเหยจากอบเชย (cinnamon oil) ซึ่งมีหมู่ benzyl และ aldehyde ช่วยในการทำลายเชื้อจุลินทรีย์ (Chang และคณะ, 2001) และ สาร eugenol ในน้ำมันหอมระเหยจากกานพลู (clove oil) ซึ่งสามารถยับยั้งการทำงานของเอ็นไซม์ในเชื้อจุลินทรีย์ได้ (Burt, 2004) น้ำมันหอมระเหยที่สามารถยับยั้งการเจริญของเชื้อยีสต์และราที่ก่อโรคในอาหารแสดงดังตารางที่ 2

Table 2. Essential oils against yeast and mould of foodborne illness

Yeasts Source Essential oil
Debaryomyces hansenii Fruit nougats Cinnamon oil, clove oil (Matan et al., 2006), mint oil (Cerrutti and Alzamora, 1996)
Pichia membranaefaciens Chilled foods,  apple juice Cinnamon oil, clove oil (Matan et al., 2006)
Zygosaccharomyces rouxii Apple juice Cinnamon oil, clove oil (Matan et al., 2006), mint oil (Cerrutti and Alzamora, 1996)
Aspergillus flavus Nut, bread, cereal Cinnamon oil, clove oil (Matan et al., 2006), Thyme oil, cinnamon oil, marigold oil, spearmint oil, basil oil , quyssum oil (Soliman and Badeaa, 2002)
Penicillium roqueforti Cheese, dairy products Cinnamon oil, clove oil (Matan et al., 2006), Mustard oil (Nielsen and Rios, 2000)

วิธีการนำน้ำมันหอมระเหยไปใช้ในการถนอมอาหาร

          1 การจุ่มและการพ่น การนำวัตถุดิบหรือผลิตภัณฑ์อาหารมาจุ่มลงในน้ำมันหอมระเหยแล้วนำไปทำให้แห้งก่อนที่จะนำไปเก็บรักษาไว้ในตู้เย็นหรือเก็บใส่ในถุงพลาสติกในอุณหภูมิห้องเป็นวิธีการหนึ่งในการนำน้ำมันหอมระเหยมาใช้ในการถนอมอาหาร วิธีนี้เหมาะสำหรับการเก็บรักษาวัตถุดิบก่อนที่จะนำมาปรุงอาหาร เช่น การจุ่มเนื้อสัตว์ลงในน้ำมันหอมระเหยจากออรีกาโน (oregano oil) จะช่วยยืดอายุการเก็บของเนื้อสัตว์ก่อนที่จะนำมาทำการปรุงให้สุก (Skandamis และคณะ, 2002)  หรือสามารถใช้วิธีนี้ในการเก็บรักษาผลไม้ต่างๆให้ปราศจากการทำลายของเชื้อจุลินทรีย์เพื่อให้สามารถเก็บผลไม้นั้นไว้ได้นานขึ้น เช่น การใช้ cinnamaldehyde จากน้ำมันหอมระเหยจากอบเชยมาพ่นลงในผลเงาะเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาผลเงาะ (Sivakumar และคณะ 2002) วิธีการจุ่มและพ่นน้ำมันหอมระเหยโดยตรงในอาหารนี้มีข้อเสียคือกลิ่นรสของน้ำมันหอมระเหยอาจทำให้วัตถุดิบและผลไม้เหล่านั้นเสียรสชาติ ดังนั้นจึงต้องมีการเลือกใช้วิธีนี้กับผลไม้ที่ต้องแกะเปลือกออกก่อนที่จะรับประทานหรือวัตถุดิบที่ต้องทำการปรุงโดยความร้อนอีกครั้งเพื่อกำจัดกลิ่นของน้ำมันหอมระเหยก่อนที่จะนำมารับประทาน  เพื่อลดกลิ่นรสตกค้างของน้ำมันหอมระเหย แต่ถึงอย่างไรก็ตามการผสมน้ำมันหอมระเหยโดยตรงลงไปในอาหารที่ผ่านการปรุงสุกนั้นก็สามารถทำได้โดยต้องเลือกผลิตภัณฑ์อาหารที่เข้ากับกลิ่นรสของน้ำมันหอมระเหย และน้ำมันหอมระเหยนั้นต้องมีความเข้มข้นมากพอที่จะยับยั้งเชื้อจุลินทรีย์ในอาหารได้

        2 การเคลือบลงในฟิล์มที่บริโภคได้ ฟิล์มที่ใช้ในการเคลือบอาหารนั้นมีอยู่หลายชนิด ซึ่งฟิล์มเคลือบอาหารที่ผลิตขึ้นมานั้นจะช่วยชะลอการเน่าเสียของผลิตภัณฑ์อาหารได้ การเคลือบน้ำมันหอมระเหยลงในแผ่นฟิล์มที่บริโภคได้นั้นจึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้แผ่นฟิล์มที่ใช้เคลือบในอาหารและสามารถยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์อาหารนั้นๆให้ยาวนานมากยิ่งขึ้น เนื่องจากน้ำมันหอมระเหยในแผ่นฟิล์มจะทำหน้าที่ป้องกันการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์รอบๆผิวหน้าของผลิตภัณฑ์อาหารได้ เช่น การเคลือบน้ำมันหอมระเหยจากออรีกาโน (oregano oil), โรสแมรี่ (rosemary) และกระเทียม (garlic oil) ลงในฟิล์มโปรตีนก่อนที่จะนำไปเคลือบในอาหารต่างๆ (Rababah and Ashbolt, 2000)

       3 การดูดและการปล่อยไอของน้ำมันหอมระเหยในวัสดุดูดซับ วิธีการนี้เป็นการใช้ไอของน้ำมันหอมระเหยให้สัมผัสกับอาหารโดยทางอ้อม เพราะอาหารบางชนิดไม่อาจผสมน้ำมันหอมระเหยลงไปโดยตรงได้ เพราะกลิ่นรสของน้ำมันหอมระเหยอาจไม่สัมพันธ์กับกลิ่นรสของอาหาร และอาจไม่ได้รับการยอมรับจากผู้บริโภค วิธีการนี้สามารถทำได้โดยการหยดน้ำมันหอมระเหยลงในตัวดูดซับแล้วนำไปเก็บไว้ในถุงขนาดเล็ก (sachet) จากนั้นจึงนำถุงขนาดเล็กนี้ใส่เข้าไปในบรรจุภัณฑ์ที่มีฝาปิดสนิทหรือถุงพลาสติกที่เป็น high barrier bag ที่ใช้ในการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์อาหาร หลังจากมีการปิดผนึกภาชนะบรรจุนั้นแล้วไอของน้ำมันหอมระเหยจะระเหยออกมาสัมผัสกับผิวหน้าของอาหารและช่วยในการป้องกันการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ที่อยู่บนผิวหน้าของอาหารได้ วิธีการนี้ยังสามารถใช้ร่วมกับการควบคุมสภาวะบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์ (modified atmosphere) ได้อีกด้วย มีการใช้เทคนิคนี้ในการยืดอายุการเก็บรักษาองุ่น (Valero และ คณะ, 2006)

           ประโยชน์ของน้ำมันหอมระเหยนั้นยังมีอีกมากมายแต่ข้อที่ควรระวังในการนำน้ำมันหอมระเหยมาใช้ในถนอมอาหารก็มีอยู่ด้วยเช่น น้ำมันหอมระเหยที่มีความเข้มข้นสูงอาจก่อให้เกิดการไหม้ของผิวหนังทำให้เกิดการแพ้อาหารและไอของน้ำมันหอมระเหยอาจมีความเป็นพิษแฝงอยู่ ดังนั้นจึงควรมีการศึกษาหาปริมาณของน้ำมันหอมระเหยที่เหมาะสมในการนำมาใช้เพื่อถนอมอาหาร และควรนำมาใช้ให้เหมาะกับชนิดและประเภทของอาหารและคำนึงถึงการยอมรับของผู้บริโภคด้วย

บรรณานุกรม

Bagamboula, C. F., Uyttendaele, M. and Debevere, J. 2004. Inhibitory effect of thyme     and basil essential oils, carvacrol, thymol, estragol, linalool and p-cymene towards Shigella sonnei and S. flexneriFood Microbiology. 21(1):33-42.

Burt, S. 2004. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in food —a review. International Journal of Food Microbiology. (94): 223-253.

Cerrutti, P. and Alzamora, S.M. 1996. Inhibitory effects of vanillin on some food spoilage yeasts in laboratory media and fruit purées. International Journal of Food Microbiology. 29(2-3):379-386.

Chaibi, A., Ababouch, L. H., Belasri, K., Boucetta, S. and Busta, F. F. 1997. Inhibition of   germination and vegetative growth of Bacillus cereusT and Clostridium botulinum62A spores by essential oils. Food Microbiology. 14(2):161-174.

Chang, S.T., Chen, P.F. and Chang, S.C. 2001. Antibacterial activity leaf essential oils and their consituents from Bagamboula, C. F., Uyttendaele, M. and Debevere, J. 2004. Inhibitory effect of thymeand basil essential oils, carvacrol, thymol, estragol, linalool and p-cymene     towards Shigella sonnei and S. flexneri. Food Microbiology. 21(1):33-42.

Delaquis, P.J., Stanich, K., Girard, B. and Mazza, G. 2002. Antimicrobial activity of individual and mixed fractions of dill, cilantro, coriander and eucalyptus essential oils. International Journal of Food Microbiology. 74(1-2):101-109.

Edwards-Jones, V., Buck, R., Shawcross, S.G., Dawson, M.M. and Dunn, K. 2004. The   effect of essential oils on methicillin-resistant Staphylococcus aureususing a   dressing model. Burns. 30(8):772-777.

Fletcher, J.P., Cassella, J.P., Hughes, D. and Cassella, S. 2005. An evaluation of the mutagenic potential of commercially available tea tree oil in the United Kingdom. International Journal of Aromatherapy. 15(2): 81-86.

Matan, N.,  Rimkeeree, H., Mawson, A.J., Chompreeda, P., Haruthaithanasan, V. and Parker, M. 2006. Antimicrobial activity of cinnamon and clove oils under modified atmosphere conditions. International Journal of Food Microbiology.  107(2):180-185.

Moreira, M.R., Ponce, A.G., Del Vallej, C.E. and Roura, S.I. 2005. Inhibitory parameters of essential oils to reduce a foodborne pathogen. LWT – Food Science and Technology. 38(5):565-570.

Mourey, A. and Canillac, N. 2002. Anti-Listeria monocytogenes activity of essential oils   components of conifersFood Control. 13(4-5):289-292.

Nielsen, P.V. and Rios, R. 2000. Inhibition of fungal growth on bread by volatile components from spices and herbs, and the possible application in active   packaging, with special emphasis on mustard essential oil. International Journal of Food Microbiology. 60(2-3):219-229.

Oussalah, M., Caillet, S., Saucier, L. and Lacroix, M. 2006. Antimicrobial effects of  selected plant essential oils on the growth of a Pseudomonas putida strain isolated   from meat. Meat Science. 73(2):236-244.

Pandit, V. A. and Shelef, L. A. 1994. Sensitivity of Listeria monocytogenes to rosemary   (Rosmarinus officinalis L.). Food Microbiology. 11(1):57-63.

Pyun, M.-S. and Shin, S. 2006. Antifungal effects of the volatile oils from Allium plants against Trichophyton species and synergism of the oils with ketoconazole. Phytomedicine. 13(6):394-400.

Rababah, A.A and Ashbolt, N.J. 2000. Innovative production treatment hydroponic farm for primary municipal sewage utilization. Water Research. 34(3):825-834.

Seydim, A.C. and Sarikus, G. 2006. Antimicrobial activity of whey protein based edible   films incorporated with oregano, rosemary and garlic essential oils. Food Research International. 39(5):639-644.

Sivakumar, D., Wilson Wijeratnam, R.S., Wijesundera, R. L. C. and Abeyesekere, M. 2002. Control of postharvest diseases of rambutan using cinnamaldehydeCrop Protection. 21(9):47-852.

Skandamis, P.N. and Nychas, G.J. 2002 Preservative of fresh meat with active and modified atmosphere packaging conditions. International Journal of Food Microbiology. 79(1-2):35-45.

Soliman, K. M. and Badeaa, R. I. 2002. Effect of oil extracted from some medicinal plants on different mycotoxigenic fungi. Food and Chemical Toxicology. 40(11):1669-1675

Valero, D., Valverde, J.M., Martínez-Romero, D., Guillén, F., Castillo, S. and Serrano, M. 2006. The combination of modified atmosphere packaging with eugenol or thymol to maintain quality, safety and functional properties of table grapes. Postharvest Biology and Technology. 41(3):317-327.

Valero, M. and Salmerón, M.C. 2003. Antibacterial activity of 11 essential oils against Bacillus cereus in tyndallized carrot broth. International Journal of Food Microbiology.  85(1-2):73-81.

Yesil Celiktas, O., Hames Kocabas, E.E., Bedir, E., Vardar Sukan, F., Ozek, T. and  Baser, K.H.C. 2007.  Antimicrobial activities of methanol extracts and essential    oils of Rosmarinus officinalis, depending on location and seasonal variationsFood Chemistry. 100( 2):553-559.

อ้างอิง จากบทความวิชาการเรื่อง น้ำมันหอมระเหย…สารกันบูดทางธรรมชาติ โดย นฤมล มาแทน วารสารอาหาร 37(2), 127-132