โดย: โดยบุญส่ง ธารสีทอง, อับราม เจ.บิคส์เลอร์ และแพทริค เจ. เทรล
ตีพิมพ์แล้ว: 03-06-2024


บทความนี้เป็นการสรุปการวิจัยที่จัดทำโดยเจ้าหน้าทีเอคโค่ เอเชีย ที่ฟาร์มโคนม MMM การวิจัยมีจุดมุ่งหมายเพื่อใช้เปลือกหุ้มผลชั้นในของเมล็ดกาแฟที่ได้มาโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมาทดแทนกากใยที่ต้องซื้อมาเป็นส่วนประกอบในอาหารโคนม รวมถึงเพื่อประเมินผลที่ได้ต่อการผลิตน้ำนม

บทนำ

ความเกี่ยวข้อง

อาหารเสริมสำหรับโคนมที่ได้จากเปลือกหุ้มผลชั้นในของเมล็ดกาแฟ_1

ภาพที่ 1 เมล็ดกาแฟผ่าครึ่งแสดงให้เห็นเยื่อหุ้มเมล็ดและเปลือกหุ้มผลชั้นใน

อุตสาหกรรมกาแฟ (Coffea spp.) ที่มีอยู่ทั่วโลก ผลิตเมล็ดกาแฟดิบประมาณ 10.8 ล้านเมตริกตันในปี 2022 (FAOSTAT, 2024) และยังมีของเสียจำนวนมหาศาลที่มาพร้อมกันอีกด้วย จากกาแฟที่เก็บเกี่ยวโดยโครงการพัฒนาชนเผ่าพื้นเมือง(Indigenous Tribal Development Project) ในภาคเหนือของประเทศไทย พบว่าในทุกๆตันมีเพียง 25% เท่านั้นเป็นผลผลิตเมล็ดกาแฟดิบที่นำไปขายได้ ส่วนเปอร์เซ็นต์ที่เหลือเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่เป็น "ของเสีย" ได้แก่ เนื้อผลกาแฟเชอร์รี่ เมือกหุ้ม เปลือกผนังผลชั้นใน และเมล็ดกาแฟที่ต้องทิ้ง

ขั้นตอนสุดท้ายในการแปรรูปเมล็ดกาแฟดิบ (Coffea arabica) คือการกำจัดเปลือกที่เป็นผนังผลชั้นในของเมล็ดกาแฟ ซึ่งมักเรียกกันว่า "กะลา" ศูนย์แปรรูปกาแฟต่างๆจะทำการกำจัดเปลือกชั้นในออกก่อนที่จะขนส่งหรือก่อนการคั่วเมล็ดกาแฟ ทำให้มีของเสียที่ไม่ต้องการสะสมอยู่ วิธีการกำจัดเปลือกชั้นในได้แก่ การเผาหรือทิ้งไว้เป็นกองเพื่อให้ย่อยสลาย ซึ่งทั้งสองวิธีนี้อาจเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมได้หากมีในปริมาณมาก

3กากใยที่ละลายได้ในสารละลายที่เป็นกลาง คือ ปริมาณเส้นใยที่เหลืออยู่ในอาหารหลังจากผ่านสารละลายที่ย่อยโปรตีน น้ำตาล ไขมัน และเพกติน ซึ่งเป็นการวัดเส้นใยในอาหารสัตว์ทั่วไป.

ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์นมกำลังมองหาแหล่งอาหารที่มีเส้นใยราคาถูกในปริมาณมากเพื่อนำมาใช้ในแผนการให้อาหารสัตว์ อุตสาหกรรมเหล่านี้เผชิญกับความท้าทายอย่างต่อเนื่องจากอัตรากำไรที่ต่ำและราคาวัตถุดิบอาหารสัตว์ที่มีความผันผวน เปลือกชั้นในนี้มีปริมาณเส้นใยสูง (Negesse et al., 2009) ซึ่งสูงมากถึง 83.6% ของเส้นใยที่เป็นสารทำความสะอาดที่เป็นกลาง กากใยที่ละลายได้ในสารละลายที่ เป็นกลาง (Neutral Detergent Fiber หรือ NDF)3 (Vilela et al., 2001). จากการที่อุปทานมักจะมากกว่าอุปสงค์ จึงทำให้เปลือกชั้นในของกาแฟกลายเป็นทรัพยากรที่เสียค่าใช้จ่ายไม่มากหรืออาจได้ฟรีในหลายพื้นที่ของโลกที่ผลิตกาแฟ สิ่งนี้ทำให้บรรดานักวิจัยพิจารณาใช้เปลือกชั้นในของกาแฟเป็นส่วนประกอบหนึ่งของอาหารสัตว์ (Didanna, 2014; Mazzafera, 2002).

วัตถุประสงค์ของการวิจัย

เจ้าหน้าที่ของเอคโค่ เอเชีย ได้ทำการวิจัยนี้โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อทดแทนส่วนประกอบที่เป็นเส้นใยที่ต้องหาซื้อมาสำหรับทำเป็นอาหารเลี้ยงวัวนมด้วยเปลือกชั้นในของกาแฟที่ได้มาโดยไม่ต้องเสียค่าใช้ และประเมินผลที่ได้ต่อการผลิตนม การวิจัยของเราจัดทำขึ้นสำหรับภูมิภาคที่ความต้องการเปลือกชั้นในกาแฟไม่สูงนักและสามารถหามาได้โดยไม่มีค่าใช้จ่าย เกษตรกรที่สนใจตัวเลือกอาหารนี้จะต้องพิจารณาถึงเวลา แรงงาน และค่าขนส่งที่เกี่ยวข้องกับการใช้วัตถุดิบที่เป็นเปลือกชั้นในกาแฟ 

วิธีการ

เราได้จัดทำการทดลองนี้ขึ้นในปี พ.ศ. 2559 และพ.ศ. 2560 ทางภาคเหนือของประเทศไทย ณ ฟาร์มโคนม MMM ในอำเภอสันกำแพง จังหวัดเชียงใหม่

อาหารที่ใช้

EDN164 Figure 8

ภาพที่ 2 อาหารที่ทำเองจากฟาร์มที่มีส่วนผสมของเปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟก่อนการผสมให้เข้า

EDN164 Figure 9

ภาพที่ 3 วัวนมที่ฟาร์ม MMM  ที่มา: เอคโค่

การทดลองประกอบด้วยการทดลองแยกกันสามครั้ง ในการทดลองแต่ละครั้ง เราใช้เปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟเพื่อให้ได้ปริมาณเส้นใยของอาหารที่ทำเองจากฟาร์มในปริมาณที่กำหนด (ภาพที่ 2) เปลือกชั้นในที่ใช้ในการทดลองนี้มาจากกาแฟอาราบิก้าที่ผ่านการแปรรูปโดยใช้กรรมวิธีแบบเปียก4  ในการทดลองครั้งแรก เราได้เพิ่มเปลือกชั้นใน 200 กรัมลงในอาหารประจำวันของวัวที่ใช้รีดนมสายพันธุ์โฮลสไตน์เขตร้อนจำนวน 19 ตัวที่คัดเลือกมาแบบสุ่ม ในรอบที่ 2 และ 3 เราเพิ่มเปลือกชั้นในกาแฟ 1 กก. ในอาหารประจำวันของวัวที่ใช้รีดนม 16 ตัวที่คัดเลือกแบบสุ่มจากฝูงเดียวกัน เราเสริมด้วยอาหารสำเร็จรูปที่ทำเองจากฟาร์ม 25 กก. (ตารางที่ 1) แก่วัวแต่ละตัวทุกวันเป็นเวลา 1 เดือน นอกเหนือจากอาหารเข้มข้นที่ซื้อมา 5 กก. ทุกวัน

4กากใยที่ละลายได้ในสารละลายที่เป็นกลาง คือ ปริมาณเส้นใยที่เหลืออยู่ในอาหารหลังจากผ่านสารละลายที่ย่อยโปรตีน น้ำตาล ไขมัน และเพกติน ซึ่งเป็นการวัดเส้นใยในอาหารสัตว์ทั่วไป วิธีการแปรรูปกาแฟแบบเปียก เป็นการใช้การล้างน้ำเพื่อแยกเนื้อออกจากเมล็ดกาแฟก่อนจะตากแห้ง ซึ่งเปลือกหุ้มผลชั้นในจะคงอยู่ที่เมล็ดกาแฟหลังจากแยกเนื้อออกในวิธีนี้ และต้องนำมาแยกอีกที วิธีนี้ทำให้เกิดวัตถุดิบเหลือใช้ที่เป็นเปลือกหุ้มที่แยกออกมา ซึ่งถือเป็นวิธีทั่วไปในการแปรรูปเมล็ดกาแฟ
 
ตารางที่ 1 ส่วนประกอบของอาหารสัตว์ที่ผลิตเองจากฟาร์ม ที่มีเปลือกหุ้มชั้นในเมล็ดกาแฟที่ใช้เสริมเป็นอาหารหยาบ ต้นทุนแสดงเป็นเงินบาทไทย (TH) และดอลลาร์สหรัฐ (USD)
ส่วนประกอบ ปริมาณ (กก) ค่าใช้จ่าย (บาท/กก) ค่าใช้จ่าย (USD/กก) ค่าใช้จ่ายทั้งหมดรวมกับเปลือกหุ้มชั้นใน (บาท) ค่าใช้จ่ายทั้งหมดรวมกับเปลือกหุ้มชั้นใน (USD) ค่าใช้จ่ายทั้งหมดไม่รวมกับเปลือกหุ้มชั้นใน (บาท) ค่าใช้จ่ายทั้งหมดไม่รวมกับเปลือกหุ้มชั้นใน (USD)
ข้าวโพดหมัก 650 1.8 0.05 1,170 32.19 1,170 32.19
มันสำปะหลังป่น 400 1.3 0.04 520 14.31 520 14.31
เปลือกข้าวโพดแห้ง 150 2 0.06 300 8.25 500 13.74
น้ำเชื่อมผลไม้กระป๋อง 5 2 0.06 10 0.28 10 0.28
เปลือกหุ้มชั้นในเมล็ดกาแฟ 100 0 0 0 0 N/A N/A

รวม

1,305     2,000 55.03 2,200 60.44

การวัดค่า

เราได้ส่งตัวอย่างน้ำนมวัวแต่ละตัวไปทดสอบคุณภาพก่อนและหลังการให้อาหารเสริมด้วยเปลือกชั้นในกาแฟและอาหารที่ทำเองจากฟาร์มเป็นเวลาหนึ่งเดือน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์แม่โจ้ในจังหวัดเชียงใหม่ ได้ทำการทดสอบคุณภาพนม โดยวัดค่าตัวแปรตามของ ไขมัน โปรตีนดิบ แล็กโทส เนื้อนมรวม และจำนวนเซลล์โซมาติกเพื่อตรวจสอบคุณภาพน้ำนมดิบ โดยกรมปศุสัตว์ได้ให้ความช่วยเหลือในการจัดหาการทดสอบต่างๆนี้

ระดับไขมัน โปรตีนดิบ แลคโทส และเนื้อนมรวมเป็นตัวบ่งชี้คุณภาพน้ำนมและผลที่ได้อาจมาจากอาหารของวัว การลดลงของค่าตัวแปรเหล่านี้เมื่อสิ้นสุดการทดลองให้อาหารบ่งชี้ถึงผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอาหาร.

5เม็ดเลือดขาว ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันของวัว เป็นตัวแทนของเซลล์โซมาติกส่วนใหญ่ในนม เมื่อมีเชื้อโรค จำนวนเซลล์โซมาติกจะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ จำนวนเซลล์โซมาติกจึงใช้เป็นตัวบ่งชี้สุขภาพของสัตว์และคุณภาพของน้ำนม โดยทั่วไปแล้ว จำนวนเซลล์โซมาติกที่ลดลงบ่งชี้ว่าสัตว์มีสุขภาพแข็งแรง จำนวนเซลล์โซมาติกที่สูงอาจบ่งชี้ว่ามีการติดเชื้อหรือน้ำนมมีการปนเปื้อน.

จำนวนเซลล์โซมาติก5 ใช้เป็นตัวบ่งชี้ทั้งคุณภาพน้ำนมและสุขภาพของปศุสัตว์ การเพิ่มขึ้นของจำนวนเซลล์โซมาติกเมื่อสิ้นสุดการทดลองให้อาหารบ่งชี้ถึงผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอาหาร

ผลการทดสอบ

คุณภาพน้ำนม

ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในคุณภาพน้ำนมก่อนและหลังที่วัวได้รับอาหารที่ทำเองจากฟาร์มที่เสริมด้วยเปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟ 200 กรัมหรือ 1 กิโลกรัม    

Coffee Parchment_TH2

ภาพที่ 4 เปอร์เซ็นต์ของไขมัน โปรตีนดิบ แลคโตส และเนื้อนมรวมก่อนและหลังการทดลองให้อาหาร โดยใช้เปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟ 200 กรัมและ 1 กิโลกรัมตามลำดับเพิ่มเข้าไปในอัตราส่วนรายวันทั้งหมดให้กับวัวแต่ละตัว

 

คุณภาพน้ำนมที่วัดได้จากการทดลองเทียบเคียงได้กับมาตรฐานคุณภาพน้ำนมของไทย (ภาพที่ 5 การตรวจสอบคุณภาพน้ำนม 2553; คณะกรรมการนมและผลิตภัณฑ์นม 2558)

Coffee Parchment_TH3

ภาพที่ 5 ค่าเฉลี่ยคุณภาพนมเทียบกับมาตรฐานประเทศไทย (การตรวจเช็คคุณภาพนม, 2010; คณะกรรมการผลิตภัณฑ์นมและผลิตภัณฑ์นม, 2015) ค่าที่ได้เป็นค่าเฉลี่ยของผลที่ได้ก่อนและหลังการให้อาหาร

สุขภาพของปศุสัตว์

นอกจากนี้ เรายังไม่พบความแตกต่างทางสถิติที่มีนัยสำคัญในจำนวนเซลล์โซมาติกก่อนและหลังจากที่วัวได้รับอาหารสำเร็จรูปที่เสริมด้วยเปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟ 200 กรัมหรือ 1 กิโลกรัม  จำนวนเซลล์โซมาติกในการทดลองทุกครั้งอยู่ต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานเกษตรไทยที่ 500,000 เซลล์/มล. สำหรับนมดิบ (สำนักงานมาตรฐานสินค้าเกษตรและอาหารแห่งชาติ 2553)

Coffee Parchment_TH4

ภาพที่6 จำนวนเซลล์โซมาติกก่อนและหลังการทดลองให้อาหารโดยใช้เปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟ 200 กรัมและ 1

ผลที่ได้ในทางค่าใช้จ่าย

การเพิ่มกากใยจากเปลือกชั้นในเมล็ดกาแฟในอาหารที่ทำเองจากฟาร์มทำให้สามารถลดปริมาณกากใยจากส่วนประกอบอาหารที่ต้องซื้อได้ ส่งผลให้เกิดการประหยัดได้ 10% จากอาหารที่เราผลิตเองจากฟาร์มทุกๆ 1,305 กิโลกรัม ในช่วงเวลาหนึ่งเดือน เราประหยัดเงินได้ประมาณ 50 เหรียญดอลลาร์สหรัฐ หรือ 2.50 เหรียญดอลลาร์สหรัฐต่อวัวหนึ่งตัว จากการใช้อาหารเสริมผลิตเองด้วยเปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟ

อภิปรายและข้อสรุป

การเติมเปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟในปริมาณที่จำกัดร่วมกับอาหารที่เลี้ยงโคนมมีแนวโน้มที่จะช่วยลดต้นทุนของเกษตรกรผู้เลี้ยงโคนมและสร้างตลาดสำหรับผลผลิตที่เหลือใช้จาการผลิตกาแฟ ผลการศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าเปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟสามารถใช้ได้มากถึง 1 กิโลกรัมต่อวัวนม 1 ตัวเพื่อเป็นอาหารเสริมกากใยให้กับอาหารที่วัวนมกินในแต่ละวันโดยไม่ส่งผลกระทบเชิงลบต่อคุณภาพน้ำนมหรือสุขภาพของวัว วัวจะไม่กินเปลือกเมล็ดกาแฟเพียงอย่างเดียว แต่เลือกที่จะกินเมื่อรวมกับส่วนผสมอาหารอื่นๆ ที่ผลิตขึ้นเองในฟาร์ม

ข้อแนะนำของเราสำหรับผู้วิจัยที่จะทดลองเพิ่มเติมในอนาคตคือการให้อาหารเสริมกับวัวนมโดยใช้เปลือกชั้นในของเมล็ดกาแฟ 1 กิโลกรัมเป็นระยะเวลานานขึ้นเพื่อประเมินความเป็นไปได้ของผลที่จะเกิดขึ้นในระยะยาว

อ้างอิง

[คณะกรรมการผลิตภัณฑ์นมและผลิตภัณฑ์นม มาตรฐานนมดิบไทยสำหรับผู้ซื้อ]. 2015. จาก: เว็บไซต์องค์การส่งเสริมกิจการโคนมแห่งประเทศไทย. Announcedpurchaserawmilk2015.pdf (dpo.go.th)

Didanna, H.L. 2014. A critical review on feed value of coffee waste for livestock feeding. World Journal of Biology and Biological Sciences. 2(5):72-76.

FAOSTAT. Crops and Livestock Products. Accessed May 14, 2024. https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL.

Mazzafera, P. 2002. Degradation of caffeine by microorganisms and potential use of decaffeinated coffee husk and pulp in animal feeding. Scientia Agricola. 59(4):815-821. 

[“Milk Quality Check”] [Chapter 2]. 2010. http://cmuir.cmu.ac.th/bitstream/6653943832/19793/5/anim1049rs_ch2.pdf

National Bureau of Agricultural Commodity and Food Standards. 2010. Thai Agricultural Standard: Raw Cow Milk. 2010. In: Royal Gazette Vol. 127:131 D. https://faolex.fao.org/docs/pdf/tha166328.pdf.

Negesse, T., H.P.S. Makkar, and K. Becker. 2009. Nutritive value of some non-conventional feed resources of Ethiopia determined by chemical analyses and an in vitro gas method. Animal Feed Science and Technology. 154(3-4):204-217.

Vilela, F. G., J.R.O. Perez, J.C. Teixeira, and S.T. Reis. 2001. Use of sticky coffee hull for feeding of steers in feedlots. Ciencia e Agrotecnologia, 25 (1):198-205.

Cite this article as:

Ribich, J., P. Trail, B. Thansrithong, and A. Bicksler. 2024. Coffee Parchment as a Feed Supplement for Dairy Cattle. ECHO Development Notes no. 164.