ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ (Titratable Acidity) คือปริมาณกรดทั้งหมดในตัวอย่างที่ทำปฏิกิริยากับเบสมาตรฐานได้ในการไทเทรต ทั้งกรดที่แตกตัวแล้วและกรดที่ยังไม่แตกตัว ผลมักรายงานเป็นร้อยละของกรดเด่นในตัวอย่าง เช่น กรดซิตริกในน้ำผลไม้ หรือกรดแลคติกในผลิตภัณฑ์หมักจากนม ค่านี้ต่างจากค่า pH ซึ่งบอกเฉพาะความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนอิสระในสารละลาย
สำหรับเครื่องดื่มฟังก์ชัน (Functional Drink) น้ำผลไม้ ผลิตภัณฑ์หมัก (Fermented Product) และสารสกัดสมุนไพร ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้มีผลต่อรสชาติ ความเสถียรของระบบสูตร การทำงานของระบบป้องกันจุลินทรีย์ และอายุการเก็บรักษา (Shelf Life) การควบคุมค่านี้ให้สม่ำเสมอระหว่างล็อตทำได้ยาก เพราะวัตถุดิบหลัก เช่น ผลไม้สดและสมุนไพร มีปริมาณกรดที่เปลี่ยนไปตามฤดูกาล แหล่งปลูก และสภาพการเก็บรักษา
ค่า pH กับความเป็นกรดที่ไทเทรตได้เกี่ยวข้องกันแต่ไม่ใช่ค่าเดียวกัน ในเครื่องดื่มและน้ำผลไม้ ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้มักสะท้อนความเปรี้ยวที่ผู้บริโภครับรู้ได้ดีกว่าค่า pH เพราะการรับรสเปรี้ยวสัมพันธ์กับปริมาณกรดทั้งหมด ไม่ใช่เฉพาะไฮโดรเจนไอออนอิสระ ผลิตภัณฑ์สองชนิดที่มีค่า pH ใกล้กันแต่ความเป็นกรดต่างกันจึงอาจมีรสเปรี้ยวต่างกันชัดเจน
ห้องปฏิบัติการวิสไบโอให้บริการวัดความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ด้วยวิธีไทเทรต ร่วมกับห้องปฏิบัติการพันธมิตร สำหรับเครื่องดื่ม น้ำผลไม้ ผลิตภัณฑ์หมัก ไซรัปสมุนไพร และสารสกัดสมุนไพรชนิดเหลว
ทำไมความเป็นกรดที่ไทเทรตได้จึงกำหนดรสชาติและอายุของเครื่องดื่ม
ในขั้นการพัฒนาสูตรเครื่องดื่มฟังก์ชัน ความเป็นกรดเป็นตัวกำหนดความเปรี้ยวและความสดชื่น (Tartness) ที่ผู้บริโภครับรู้ การปรับความเป็นกรดเพียงเล็กน้อย เช่น 0.1–0.2% ก็อาจเปลี่ยนรสชาติจาก “หวานเกินไป” เป็น “สดชื่นและสมดุล” หรือจาก “เปรี้ยวพอดี” เป็น “เปรี้ยวจนดื่มยาก” สูตรเครื่องดื่มที่ขายได้ดีจึงมักผ่านการปรับความเป็นกรดหลายรอบให้ตรงกับความคาดหวังของผู้บริโภคในตลาดเป้าหมาย สำหรับน้ำผลไม้ ผู้ผลิตยังนิยมใช้อัตราส่วนระหว่างค่าบริกซ์กับความเป็นกรด (Brix/Acid Ratio) เป็นตัวบอกสมดุลระหว่างรสหวานกับรสเปรี้ยว
ความเป็นกรดยังเกี่ยวข้องกับระบบป้องกันจุลินทรีย์ของเครื่องดื่ม สารกันเสียกลุ่มกรดอ่อน (Weak Acid Preservative) เช่น Sorbic Acid และ Sodium Benzoate ออกฤทธิ์ในรูปที่ไม่แตกตัว ประสิทธิภาพจึงขึ้นกับค่า pH เป็นหลัก และใช้ได้ผลดีในเครื่องดื่มที่มีค่า pH ต่ำกว่าประมาณ 4.5 ส่วนชนิดและปริมาณของกรดในสูตร ซึ่งสะท้อนผ่านความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ มีผลต่อความสามารถของสูตรในการรักษาค่า pH ให้คงที่ (Buffer Capacity) และกรดอินทรีย์บางชนิด เช่น กรดแลคติกและกรดอะซิติก ก็ยับยั้งจุลินทรีย์ได้เองด้วย การวัดความเป็นกรดควบคู่กับค่า pH จึงให้ภาพของระบบป้องกันจุลินทรีย์ที่ครบกว่าการวัดค่าใดค่าหนึ่ง
ในผลิตภัณฑ์หมัก เช่น คอมบูชา (Kombucha) คีเฟอร์ (Kefir) โยเกิร์ตพร้อมดื่ม และเครื่องดื่มหมักสมุนไพร ความเป็นกรดเป็นตัวบ่งชี้ระดับการหมัก (Fermentation Level) ที่ผู้ผลิตใช้กำหนดจุดสิ้นสุดการหมัก หากการหมักยังดำเนินต่อหลังบรรจุ ความเป็นกรดจะเพิ่มขึ้นจนรสเปรี้ยวเกินไปและผู้บริโภคไม่ยอมรับ การติดตามความเป็นกรดระหว่างอายุการเก็บรักษาจึงช่วยยืนยันคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์หมักที่บรรจุขวดแล้ว
ในมุมการกำกับดูแล เครื่องดื่มและน้ำผลไม้อยู่ภายใต้พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2522 ส่วนยาน้ำและไซรัปสมุนไพรอยู่ภายใต้พระราชบัญญัติผลิตภัณฑ์สมุนไพร พ.ศ. 2562 ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้เป็นข้อมูลคุณภาพที่ผู้ผลิตกำหนดไว้ในข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ และมาตรฐานของอาหารบางชนิดก็กำหนดเกณฑ์ความเป็นกรดไว้ ผู้ผลิตจึงควรตรวจประกาศกระทรวงสาธารณสุขที่ใช้กับผลิตภัณฑ์ของตน สำหรับเครื่องดื่มที่จัดเป็นอาหารปรับกรด (Acidified Food) เกณฑ์ที่ใช้ป้องกันการเจริญของจุลินทรีย์ก่อโรค เช่น Clostridium botulinum คือค่า pH สมดุลไม่เกิน 4.6 ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้จึงไม่ได้ใช้แทนค่า pH แต่ใช้ติดตามปริมาณกรดที่เติมและความสม่ำเสมอของกระบวนการควบคู่กัน ในยาน้ำและไซรัปสมุนไพร ผู้ผลิตก็ใช้ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้เป็นข้อมูลควบคุมคุณภาพระหว่างล็อตได้เช่นกัน เมื่อกำหนดค่านี้ไว้ในข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์
หลักการวัดความเป็นกรดที่ไทเทรตได้
การไทเทรต (Titration) คือการเติมสารละลายเบสมาตรฐานที่รู้ความเข้มข้นแน่นอน เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (Sodium Hydroxide: NaOH) ลงในตัวอย่างทีละน้อย จนกรดในตัวอย่างทำปฏิกิริยากับเบสหมด ปริมาตรเบสที่ใช้จะคำนวณกลับเป็นปริมาณกรดในตัวอย่าง (AOAC International, 2005) การหาจุดยุติ (End Point) ทำได้สองวิธี วิธีแรกใช้อินดิเคเตอร์ เช่น ฟีนอล์ฟทาลีน (Phenolphthalein) ซึ่งเปลี่ยนจากไม่มีสีเป็นสีชมพูในช่วง pH ประมาณ 8.2–10.0 เหมาะกับเครื่องดื่มและน้ำผลไม้ที่ไม่มีสีหรือสีอ่อน วิธีที่สองคือการไทเทรตแบบโพเทนชิโอเมตริก (Potentiometric Titration) ซึ่งใช้ขั้ววัด pH ติดตามค่า pH ระหว่างการไทเทรต และไทเทรตจนถึงค่า pH ที่วิธีมาตรฐานกำหนด เช่น pH 8.1 เมื่อรายงานผลเป็นกรดซิตริก (International Fruit and Vegetable Juice Association, 2017) วิธีนี้เหมาะกับตัวอย่างสีเข้ม เช่น น้ำผลไม้สีแดงและสารสกัดสมุนไพร ซึ่งสีของตัวอย่างบดบังการเปลี่ยนสีของอินดิเคเตอร์ สำหรับนมหมักและโยเกิร์ตก็มีวิธีมาตรฐานแบบโพเทนชิโอเมตริกโดยเฉพาะ (International Organization for Standardization, 2012)
ความท้าทายสำคัญของการวัดคือการระบุชนิดของกรดเด่น (Predominant Acid) ในตัวอย่างให้ถูกต้อง เพราะผลต้องคำนวณด้วยน้ำหนักสมมูล (Equivalent Weight) ของกรดชนิดนั้น น้ำผลไม้ส่วนใหญ่มีกรดซิตริกเป็นกรดเด่น (น้ำหนักสมมูล 64.04) ผลิตภัณฑ์หมักจากนมใช้กรดแลคติก (90.08) ผลิตภัณฑ์น้ำส้มสายชูใช้กรดอะซิติก (60.05) ส่วนสารสกัดสมุนไพรบางชนิดมีกรดทาร์ทาริก (Tartaric Acid) หรือกรดมาลิก (Malic Acid) เป็นกรดเด่น เช่น มะขามมีกรดทาร์ทาริกเป็นกรดหลัก การใช้น้ำหนักสมมูลของกรดผิดชนิดอาจทำให้ผลคลาดเคลื่อนได้ถึงราว 30–50% ตัวอย่างเช่น ถ้าคำนวณตัวอย่างที่มีกรดแลคติกเป็นกรดเด่นด้วยน้ำหนักสมมูลของกรดซิตริก ผลจะต่ำกว่าความจริงราว 30% ลูกค้าจึงควรแจ้งชนิดของกรดเด่น หรือชนิดของกรดที่ต้องการให้ใช้รายงานผล ก่อนการทดสอบ
ตัวอย่างเครื่องดื่มอัดก๊าซต้องไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกก่อนไทเทรต เพราะกรดคาร์บอนิกที่ละลายอยู่จะถูกไทเทรตรวมไปด้วยและทำให้ผลสูงกว่าความเป็นกรดของสูตร
ขอบเขตบริการวัดความเป็นกรดของห้องปฏิบัติการวิสไบโอ
บริการวัดความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ของห้องปฏิบัติการวิสไบโอ ซึ่งดำเนินการร่วมกับห้องปฏิบัติการพันธมิตร ครอบคลุมตัวอย่างหลายกลุ่ม
- น้ำผลไม้และเครื่องดื่มผลไม้: น้ำส้ม น้ำมะนาว น้ำสับปะรด น้ำมะม่วง น้ำองุ่น น้ำดอกอัญชัน น้ำผลไม้ผสมสมุนไพร และเครื่องดื่มผลไม้พร้อมดื่ม
- เครื่องดื่มฟังก์ชัน: เครื่องดื่มเสริมสารออกฤทธิ์ ชาสกัดเย็น เครื่องดื่มสมุนไพร เครื่องดื่มอัดก๊าซ และเครื่องดื่มผสมโพรไบโอติก
- ผลิตภัณฑ์หมัก: โยเกิร์ตพร้อมดื่ม คอมบูชา คีเฟอร์ นมเปรี้ยว เครื่องดื่มหมักสมุนไพร ผักดอง และผลิตภัณฑ์หมักจากถั่วเหลือง
- สารสกัดและไซรัปสมุนไพร: ไซรัปสมุนไพร ยาน้ำเชื่อมสมุนไพร สารสกัดสมุนไพรชนิดเหลว และน้ำผึ้งผสมสมุนไพร
ผลรายงานเป็นร้อยละของกรดเด่นที่ลูกค้าแจ้งหรือที่ตกลงกันก่อนการทดสอบ บริการรองรับทั้งการวัดครั้งเดียวเพื่อตรวจปล่อยล็อต และการวัดต่อเนื่องระหว่างการศึกษาความคงตัว
การนำผลการวัดความเป็นกรดไปใช้ประโยชน์
ผลการวัดความเป็นกรดใช้ได้ในหลายช่วงของผลิตภัณฑ์ ในขั้นวิจัยและพัฒนา ใช้ปรับสมดุลรสชาติของเครื่องดื่มและน้ำผลไม้ ทดสอบผลของการเปลี่ยนวัตถุดิบหลัก เช่น น้ำมะนาวสด น้ำมะนาวเข้มข้น หรือกรดซิตริกชนิดผง และใช้ประกอบการเลือกระบบสารกันเสียให้เหมาะกับค่า pH และชนิดกรดของสูตร ในขั้นคัดเลือกผู้ส่งวัตถุดิบ ใช้ตรวจความสม่ำเสมอของวัตถุดิบตามฤดูกาล โดยเฉพาะผลไม้สดที่ปริมาณกรดเปลี่ยนไปตามช่วงเก็บเกี่ยว
ในขั้นก่อนเปิดตัว (Pre-launch) ความเป็นกรดใช้เป็นค่าตั้งต้น (Baseline) ของข้อกำหนดเฉพาะและใช้ตั้งเกณฑ์ความเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้ ในขั้นการผลิตเชิงพาณิชย์ ใช้เป็นเกณฑ์ปล่อยล็อตที่สะท้อนรสชาติที่ผู้บริโภคจะได้รับจริง ในการศึกษาความคงตัว ใช้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของความเป็นกรดตลอดอายุการเก็บรักษา ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นในผลิตภัณฑ์หมักบอกว่าการหมักยังดำเนินต่อหลังบรรจุ ส่วนความเป็นกรดที่ลดลงในเครื่องดื่มอาจเป็นสัญญาณว่ากรดอินทรีย์บางชนิด เช่น กรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี) สลายตัวจากความร้อนหรือแสง
ในขั้นส่งออก ผลการวัดใช้เป็นเอกสารแนบใบรับรองผลการวิเคราะห์ (Certificate of Analysis: COA) เพื่อรองรับการตรวจของผู้ซื้อแบบองค์กรธุรกิจ (Business-to-Business: B2B) ในตลาดที่กำหนดค่าความเป็นกรดไว้ในข้อตกลงทางการค้า
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Titratable Acidity
Titratable Acidity คืออะไร
ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ (Titratable Acidity) คือปริมาณกรดทั้งหมดในตัวอย่างที่ทำปฏิกิริยากับเบสมาตรฐานได้ในการไทเทรต รวมทั้งกรดที่แตกตัวแล้วและกรดที่ยังไม่แตกตัว มักรายงานเป็นร้อยละของกรดเด่น เช่น กรดซิตริกหรือกรดแลคติก
ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ต่างจากค่า pH อย่างไร
ค่า pH บอกเฉพาะความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนอิสระ ส่วนความเป็นกรดที่ไทเทรตได้บอกปริมาณกรดทั้งหมด ผลิตภัณฑ์ที่มีค่า pH ใกล้กันจึงอาจมีความเป็นกรดและรสเปรี้ยวต่างกันได้ชัดเจน
ทำไมต้องแจ้งชนิดของกรดก่อนส่งตัวอย่าง
ผลต้องคำนวณด้วยน้ำหนักสมมูลของกรดเด่นในตัวอย่าง การใช้น้ำหนักสมมูลผิดชนิดอาจทำให้ผลคลาดเคลื่อนได้ถึงราว 30–50% น้ำผลไม้ส่วนใหญ่ใช้กรดซิตริก ผลิตภัณฑ์หมักจากนมใช้กรดแลคติก และน้ำส้มสายชูใช้กรดอะซิติก
ตัวอย่างสีเข้มวัดความเป็นกรดได้ไหม
วัดได้ด้วยการไทเทรตแบบโพเทนชิโอเมตริก ซึ่งใช้ขั้ววัด pH หาจุดยุติแทนการดูสีของอินดิเคเตอร์ จึงเหมาะกับน้ำผลไม้สีแดงและสารสกัดสมุนไพรที่สีบดบังการเปลี่ยนสีของฟีนอล์ฟทาลีน
เครื่องดื่มอัดก๊าซต้องเตรียมตัวอย่างอย่างไร
ต้องไล่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกก่อนไทเทรต เพราะกรดคาร์บอนิกที่ละลายอยู่จะถูกไทเทรตรวมไปด้วยและทำให้ผลสูงกว่าความเป็นกรดของสูตร
ความเป็นกรดช่วยติดตามผลิตภัณฑ์หมักอย่างไร
ความเป็นกรดบอกระดับการหมัก ถ้าค่าเพิ่มขึ้นระหว่างการเก็บรักษา แปลว่าการหมักยังดำเนินต่อหลังบรรจุและรสจะเปรี้ยวเกินไป ผู้ผลิตจึงใช้ค่านี้ทั้งกำหนดจุดสิ้นสุดการหมักและติดตามคุณภาพตลอดอายุการเก็บรักษา
เอกสารอ้างอิง:
- AOAC International. (2005). AOAC Official Method 942.15: Acidity (titratable) of fruit products. In Official methods of analysis of AOAC International (18th ed.). AOAC International.
- International Fruit and Vegetable Juice Association. (2017). Titratable acidity (IFU Method No. 3, Rev. 2017). IFU.
- International Organization for Standardization. (2012). Fermented milks — Determination of titratable acidity — Potentiometric method (ISO/TS 11869:2012 | IDF/RM 150:2012). ISO.
- ราชกิจจานุเบกษา. (2522, พฤษภาคม 13). พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2522. ราชกิจจานุเบกษา, 96(79 ก), 1–24.
- ราชกิจจานุเบกษา. (2562, เมษายน 30). พระราชบัญญัติผลิตภัณฑ์สมุนไพร พ.ศ. 2562. ราชกิจจานุเบกษา, 136(56 ก), 116–161.