Food Network Solution

ศูนย์เครือข่ายข้อมูลอาหาร

4.2 องค์ประกอบที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพ

จากการศึกษาตัวปัจจัยและกลไกที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพ พอสรุปได้ว่าสาเหตุหลักที่มีผลต่ออายุของผลิตภัณฑ์อาหารมี 2 องค์ประกอบ คือ

1. องค์ประกอบภายในตัวผลิตภัณฑ์อาหาร

2. องค์ประกอบภายนอกตัวผลิตภัณฑ์อาหาร อันได้แก่ บรรจุภัณฑ์และสิ่งแวดล้อม

ดังนั้น แนวทางในการพัฒนา 2 องค์ประกอบนี้จำต้องแยกจากกัน เพื่อทำให้ได้อายุของผลิตภัณฑ์อาหารตามที่ต้องการด้วยต้นทุนที่ต่ำ

4.2.1 องค์ประกอบภายในตัวผลิตภัณฑ์อาหาร

ส่วนประกอบต่างๆ ภายในอาหารมีโอกาสทำให้ภัณฑ์อาหารเสื่อมคุณภาพขึ้นอยู่กับว่าจะเกิดเร็วหรือเกิดช้า ดังนั้น การปรับแต่งสูตรอาหารและการเปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต จึงเป็นขั้นตอนอันดับแรกที่มีอิทธิพลต่ออายุของผลิตภัณฑ์อาหาร สูตรอาหารที่ประกอบด้วยวัตถุดิบที่เสื่อมคุณภาพได้งายหรือไม่ได้ควบคุมภาพ ย่อมทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารมีอายุสั้น แม้ว่าจะใช้บรรจุภัณฑ์อาหารที่ดีที่สุดก็ตาม อย่างไรก็ตาม ถ้าไม่สามารถหาวัตถุดิบที่ดีกว่าและเหมาะสมได้ ผลิตภัณฑ์อาหารนั้นยังสามารถจำหน่ายได้แต่ต้องดูแลเป็นพิเศษ ตัวอย่างเช่น ขนมปังบางจำพวกที่ใช้วัตถุดิบอย่างดีมีอายุสั้น สินค้านั้นจำต้องขนส่งอย่างรวดเร็วด้วยการจัดส่งในสภาวะแช่เย็นและเก็บกลับทันทีที่สินค้าหมดอายุแล้วเพื่อรักษาภาพพจน์ของสินค้า เวลายาวนานที่สุดที่จะสามารถเก็บอาหารโดยปราศจากผลกระทบของสิ่งแวดล้อมภายนอกนี้ เรียกว่า อายุที่ยาวที่สุดที่สามารถคาดหวังได้ (MPSL - Maximum Possible Shelf Life)

4.2.2 องค์ประกอบภายนอกตัวผลิตภัณฑ์อาหาร

องค์ประกอบที่อยู่ภายนอกนี้คือ สิ่งที่อยู่รอบตัวผลิตภัณฑ์อาหารอันได้แก่ บรรยากาศภายใน บรรจุภัณฑ์ ตัวบรรจุภัณฑ์ และสิ่งแวดล้อมภายนอก องค์ประกอบเหล่านี้สามารถควบคุมได้โดยการเลือกใช้ระบบบรรจุภัณฑ์และวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม กลไกต่างๆ ที่ได้กล่าวมาแล้ว เช่น ออกซิเจน ความชื้น แสง ต่างก็มีบทบาททำให้อาหารเสื่อมคุณภาพแต่จะสามารถผ่อนหนักให้เป็นเบาได้ด้วยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์สมัยใหม่

สินค้าที่เสื่อมคุณภาพด้วยกลไกต่างๆ เหล่านี้สามารถวัดได้และมีชื่อทางเทคนิคดังต่อไปนี้

- O/MS ผลิตภัณฑ์อาหารที่ไวต่อการทำปฏิกิริยาออกซิเจนและความชื้น (Oxygen and Moisture Sensitivity) โดยที่

- การซึมผ่านของออกซิเจนมีหน่วยเป็นปริมาตรต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยความดันต่อวันของสินค้า

- การซึมผ่านของความชื้นมีหน่วยเป็นน้ำหนักต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยความดันต่อวันของสินค้า

- F/AS ผลิตภัณฑ์อาหารที่ไวต่อการสูญเสียกลิ่นและรสชาติ (Flavor and Aroma Sensitivity) มีหน่วยเป็นมิลลิกรัมต่อหน่วยน้ำหนักของอาหาร

- LS ความไวต่อแสง (Light Sensitivity) มีหน่วยเป็นความเข้มข้นของแสงที่ผ่านบรรจุภัณฑ์ต่อวันต่อหน่วยน้ำหนักของอาหาร

การพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพิจารณาองค์ประกอบภายในและภายนอกของผลิตภัณฑ์อาหารออกจากกัน กล่าวคือ ถ้าผลิตภัณฑ์มีสูตรอาหารที่ดีและใช้วัตถุดิบคุณภาพคัดเลือกอย่างดีย่อมเก็บได้นาน เมื่อทราบสาเหตุหลักของการเสื่อมคุณภาพพร้อมสาเหตุรองย่อมทำให้สามารถเลือกกระบวนการผลิตที่ช่วยลดโอกาสเสื่อมคุณภาพก่อนออกจากโรงงาน เมื่อบรรจุเสร็จเรียบร้อยเดินทางออกจากโรงงาน ย่อมเป็นหน้าที่ของบรรจุภัณฑ์ที่ต้องปกป้องรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารให้ถึงมือผู้บริโภคโดยมีคุณภาพใกล้เคียงกับคุณภาพที่ออกจากกระบวนการผลิต/บรรจุ ในทางกลับกัน ถ้าสูตรอาหารไม่ได้รับการจัดการและควบคุมให้ดี คุณภาพของวัตถุดิบไม่แน่นอนไม่มีการตรวจคุณภาพอย่างเคร่งครัด กระบวนการผลิตก็ใช้แบบตามมีตามเกิดด้วยตัวแปรในการผลิตที่แปรปรวนไปเรื่อย องค์ประกอบภายในของตัวผลิตภัณฑ์อาหารย่อมไม่ได้รับการควบคุมที่ดี การเลือกใช้ระบบบรรจุภัณฑ์ที่ดีมาก มีราคาสูงเท่าไรย่อมไม่สามารถพัฒนาให้ผลิตภัณฑ์มีอายุยาวได้ และเป็นการเปลืองเงินโดยใช่เหตุอีกด้วย

4.3 การยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร

เทคโนโลยีใหม่ๆ ได้รับการวิวัฒนาการขึ้นเสมอ เพื่อลดหรือชะลอการเสื่อมคุณภาพของอาหาร พร้อมทั้งยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารให้มีคุณภาพใกล้เคียงกับคุณภาพที่ออกจากกระบวนการผลิตเทคโนโลยีต่างๆ เหล่านี้ สามารถนำมาประยุกต์ใช้อย่างได้ผลต่อเมื่อทราบถึงหลักการทำงาน ปัจจัยที่สามารถควบคุมได้ วิธีการทำงาน พร้อมทั้งปรับปรุงพัฒนาให้เหมาะสมกับสภาวะทำงาน

การยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารในที่นี้จะไม่กล่าวถึงการยืดอายุโดยใช้องค์ประกอบภายในผลิตภัณฑ์อาหาร อันได้แก่ สูตรและส่วนผสมของอาหาร แต่จะกล่าวถึงองค์ประกอบภายนอก อันได้แก่ กระบวนการผลิตและระบบบรรจุภัณฑ์

4.3.1 การทำแห้ง (dehydration)

การทำแห้งนับเป็นวิธีการถนอมอาหารที่เก่าแก่ที่สุดวิธีหนึ่ง การตากแห้ง นอกจากจะช่วยป้องกันการเสื่อมคุณภาพแล้วยังช่วยลดค่าใช้จ่ายในการส่งและเก็บในคลังสินค้า เนื่องจากน้ำหนักลดน้อยลง หัวใจสำคัญในการยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารด้วยการทำแห้ง คือ การสร้างสภาวะภายในตัวอาหารไม่ให้จุลินทรีย์สามารถเติบโตขยายพันธุ์ได้

ปริมาณน้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญในอาหารหลายๆ ชนิด ความฉ่ำของน้ำในอาหารทำให้สินค้าอาหารบางอย่างน่ารับประทาน แต่ถ้าต้องการยืดอายุของอาหารจำต้องลดปริมาณน้ำเพื่อควบคุมปฏิกิริยาที่จะเกิดจากจุลินทรีย์ การลดปริมาณน้ำในอาหารของอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารอาจทำได้หลายวิธี เช่น การปล่อยให้ระเหยกลายเป็นไอตามธรรมชาติด้วยการตากแดด การทำให้แห้งโดยใช้สุญญากาศ การทำให้แห้งด้วยการแช่แข็ง (Freeze Dry) การกดอัด การใช้วิธีเหวี่ยงหรือเซนติฟิ้ว (Centrifugation) และการซึมผ่านด้วยวีธีออสโมซิส (Osmosis) ในทางปฏิบัติอาจจะมีการผสมหลายกรรมวิธีเข้าด้วยกัน

การควบคุมปริมาณความชื้นในอาหารโดยใช้บรรจุภัณฑ์ให้ได้ปริมาณความชื้นตามต้องการจะมีประสิทธิผลต่อเมื่อบรรจุภัณฑ์นั้นสามารถปิดผนึกได้สนิท ถ้าความชื้นเกินกว่าขอบเขตที่ตั้งไว้จะก่อให้เกิดปัญหาดังต่อไปนี้

- ความชื้นที่น้อยเกินไป จะทำให้ผลิตภัณฑ์อาหารแตกหักง่าย และยังช่วยเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นอีกด้วย

- ความชื้นที่มากเกนไปให้ผลตรงข้าม คือ จะทำให้รสชาติและรูปลักษณะไม่น่ารับประทาน

บ่อยครั้งที่พบว่าการทำแห้งอย่างเดียวไม่สามารถยืดอายุอาหารได้นานตามที่ต้องการ กรรมวิธีอย่างอื่นที่มักทำร่วมกันในการยืดอายุ คือ การทำดองเกลือ (curing) พริกไทย ใช้สารเคมี พร้อมทั้งประยุกต์เทคโนโลยีทางด้านระบบบรรจุภัณฑ์ เช่น การบรรจุด้วยสุญญากาศ (vacuum packaging) การปรับสภาวะภายในบรรจุภัณฑ์ (Modified AtmospherePackaging, MAP) การใช้สารเคมี (preservative) เป็นต้น

สำหรับในกรณีของอาหารที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์ซึ่งปิดผนึกได้สนิท อาหารจะยังดูดซึมหรือคายน้ำต่อไป จนกระทั่งสภาวะสมดุลของปริมาณอากาศในช่องว่างของบรรจุภัณฑ์ที่เกิดขึ้น ความชื้นสัมพัทธ์ภายใต้สภาวะสมดุลนี้จะเป็นสภาพที่ดูดซึมหรือคายน้ำต่อไปอีก ค่าสมดุลของอาหารแต่ละชนิดจะแตกต่างกันและมีชื่อเรียกว่าวอเตอร์ แอคติวิตี้ "Water Activity (Aw) " อาหารที่มีค่า Aw = 0.5 จะอยู่ในสภาวะสมดุล ณ สภาวะความชื้นสัมพัทธ์ที่ 50% ในกรณีของน้ำตาลจะมีค่า Water activity = 0.85 หมายความว่าค่าความชื้นสัมพัทธ์ที่สูงนี้จะคายน้ำสู่อากาศ และจะมีปัญหาเมื่อความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศสูงกว่า 85% น้ำเชื่อมเข้มข้นจะมีค่า Water activity ต่ำในขณะที่น้ำเปล่ามีค่า Water activity สูงสุด คือเท่ากับ 1.0 ประเภทของอาหารสามารถจัดแบ่งได้ตามระดับ Water activity ดังแสดงในตารางที่ 4.3

ตารางที่ 4.3 ค่า Water activity ของกลุ่มอาหารต่างๆ

แหล่งที่มา : ผศ.วิลาวัณย์ เจริญจิระตระกูล "จุลินทรีย์ที่มีความสำคัญด้านอาหาร"

ความรู้ของ Water activity นี้จะเป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างยิ่งในการสรรหาวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมเพื่อรักษาคุณภาพของอาหาร ยกตัวอย่างเช่น กล้วยทอดกรอบจะมีปริมาณความชื้นเพียงแค่ 2.5% ในขณะที่ค่า Water activity จะอยู่ในช่วงประมาณ 0.10 - 0.20 ในสภาวะความชื้นสูงอย่างเมือไทย ถ้าปล่อยกล้วยทอดกรอบไว้ในอากาศ กล้วยทอดกรอบจะดูดความชื้นจากอากาศ ดังนั้นการเลือกวัสดุบรรจุภัณฑ์จึงต้องใช้ประเภทที่ป้องกันความชื้นได้อย่างดี ในเวลาเดียวกัน กล้วยทอดจะอุ้มน้ำมันไว้ในตัวมาก ดังนั้นโอกาสที่น้ำมันจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนแล้วเกิดกลิ่นเหม็นหืน (rancidity) จึงมีมาก เพราะฉะนั้นวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่ดีสำหรับกล้วยทอดนอกจากจะต้องป้องกันความชื้นแล้ว ยังต้องป้องกันการซึมผ่านของก๊าซออกซิเจนอีกด้วย บางกรณีที่ต้องการยืดอายุผลิตภัณฑ์ให้ยาวนานมากยิ่งขึ้น อาจต้องใส่สารดูดความชื้น หรือสารกำจัดออกซิเจนไว้ภายในบรรจุภัณฑ์นั้นๆ อีกด้วย สิ่งที่พึงสังวรในการใช้สารดูดความชื้นและสารกำจัดออกซิเจน คือ ต้องเลือกใช้วัสดุบรรจุภัณฑ์ที่สามารถป้องกันความชื้นและป้องกันการซึมผ่านของออกซิเจน พร้อมทั้งมีการปิดผนึกให้สนิทแน่น มิฉะนั้นสารดูดความชื้นหรือดูดออกซิเจน จะดูดความชื้นหรือออกซิเจนจากบรรยากาศผ่านผนังของวัสดุบรรจุภัณฑ์หรือผ่านรอยปิดผนึกทำให้หมดประสิทธิภาพในการทำงาน

4.3.2 การใช้ความเย็น

ความเย็นที่ใช้ในการยืดอายุอาหารที่อาจจะอยู่ในระดับแช่เย็นที่ระดับอุณหภูมิประมาณ 5°C หรืออาจทำได้โดยการแช่แข็ง เมื่อลดอุณหภูมิลงได้ต่ำกว่า -8°C จะสามารถหยุดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียและเชื้อราได้ และถ้าลดต่ำลงไปจนถึง -18°C ปฏิกิริยาต่างๆ ทางเคมีและจุลินทรีย์ต่างๆ จะหยุดชะงักอย่างสิ้นเชิง

การแช่เยือกแข็งจะมีผลในแง่ลบทำให้ความชื้นในอาหารเปลี่ยนรูปเป็นเกล็ดน้ำแข็ง เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 0°C และ -5°C เกล็ดน้ำแข็งที่เกิดนี้จะดันทะลุผนังเซลล์และทำลายรสชาติของอาหาร อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีสมัยใหม่ที่ทำการแช่เยือกแข็งอย่างรวดเร็วจะสามารถลดความเสียหายนี้ได้

หลักการทำงานของการใช้ความเย็นแตกต่างจากการใช้ความร้อน เพราะว่าการให้ความเย็นนั้นจำต้องให้ความเย็นตลอดเวลาจนกระทั่งบริโภค ในขณะที่การใช้ความร้อนจะใช้เฉพาะช่วงสั้นในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อฆ่าเชื้อและคงสภาพได้นาน ในกรณีของอาหารกระป๋องจะเก็บได้ถึง 2 ปี ส่วนการใช้ความเย็นเป็นการชะลอหรือหยุดการเจริญเติบโต การฆ่าเชื้อให้ตายสิ้นนั้นจะต้องลดอุณหภูมิ ลง -70°C ถึง 195°C โดยปกติการลดอุณหภูมิในช่วง 0°C ถึง -10°C จะได้ผลมากกว่าในช่วง -10°C ถึง -30°C

เมื่อเทียบคุณภาพของอาหารแล้ว ผู้บริโภคมักนิยมอาหารสด ตามมาด้วยอาหารแช่แข็งแล้วจึงเลือกอาหารที่ผ่านการฆ่าเชื้อเป็นช่องทางเลือกสุดท้าย

4.3.3 การฆ่าเชื้อด้วยความร้อน

สารจุลินทรีย์ต่างๆ จะสามารถถูกกำจัดได้ด้วยความร้อน ความสำเร็จในการยืดอายุอาหารด้วยการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนนี้ขึ้นอยู่กับ

ก) ประเภทของสารจุลินทรีย์ในอาหาร

ข) สภาพกรด - ด่างในอาหาร

ค) คุณสมบัติทางกายภาพของอาหาร

ง) ความเป็นฉนวนความร้อนของอาหาร

จ) รูปทรงและมิติของบรรจุภัณฑ์อาหาร

โดยทั่วไป เพื่อเป็นการรักษารสชาติของอาหาร การฆ่าเชื้อจะกระทำที่อุณหภูมิไม่สูงนัก คือ ประมาณ 60°C ถึง 70°C ที่เรียกว่า "พาสเจอร์ไซ์" (Pasteuriztion) ซึ่งสามารถฆ่าเชื้อได้ระดับหนึ่ง องค์ประกอบการฆ่าเชื้อประกอบด้วยอุณหภูมิและเวลา ถ้าใช้อุณหภูมิสูง เวลาที่ใช้ในการฆ่าเชื้อลดน้อยลงเพื่อที่จะให้ผลที่ใกล้เคียงกันในการฆ่าเชื้อ แต่คุณค่าอาหารจะดีกว่าและลดโอกาสสุกเกินควรของอาหาร การฆ่าเชื้อระบบนี้เรียก อุณหภูมิสูงเวลาสั้น (HTST - High Temperature Short Time)

ในอุตสาหกรรมนมจะใช้วิธีการฆ่าเชื้อพิเศษที่รู้จักกันดีในนาม "UHT (ยูเอชที) ซึ่งย่อมาจาก Ultra High Temperature" เป็นการฆ่าเชื้อที่ระดับความร้อนสูงที่ 135-150°C และใช้เวลาเพียง 2 - 3 วินาทีเท่านั้น วิธีการฆ่าเชื้อแบบยูเอชทีจะฆ่าเชื้อโรคได้เป็นส่วนมาก และเป็นพื้นฐานไปสู่วิธีการบรรจุที่เรียกว่า ระบบปลอดเชื้อ (Aseptic packaging) ระบบปลอดเชื้อนี้เป็นวิธีการที่ทั้งอาหารและตัวบรรจุภัณฑ์จะได้รับกรฆ่าเชื้อด้วยกันแต่แยกกันฆ่าเชื้อ แล้วนำมาบรรจุและปิดผนึกภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ

การฆ่าเชื้อด้วยความร้อน (thermal processing) มักจะใช้กับบรรจุภัณฑ์ประเภทกระป๋อง โดยใช้อุณหภูมิประมาณ 110-130°C (ที่ความดัน 100 - 150 PSI) เวลาที่ใช้ในการฆ่าเชื้อจะแปรตามองค์ประกอบหลายอย่าง องค์ประกอบที่สำคัญคือ ความสามารถที่ความร้อนจะทะลุทะลวงเข้าไปในบรรจุภัณฑ์ได้มากที่สุด ซึ่งจะแปรผันตามรูปทรงของบรรจุภัณฑ์นั้นๆ จุดที่ต้องทราบค่าความสามารถในการฆ่าเชื้อ คือ ศูนย์กลางภายในกระป๋อง

อาหารกระป๋องที่มีสภาพกรดด่างของอาหารสูงกว่า pH 4.6 เอื้ออำนวยให้เกิดแบคทีเรียประเภทที่ไม่ต้องการอากาศ (anaerobic bacteria) ในการเจริญเติบโต โดยปกติแล้วอาหารกระป๋องที่มีสภาพความเป็นกรดต่ำจะใช้เวลาในการฆ่าเชื้อยาวนานกว่า เพื่อเป็นการประกันว่าสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวได้ ในเวลาเดียวกันการใช้เวลาในการฆ่าเชื้อยาวนานเกินความจำเป็นจะทำให้อาหารสุกเกินไป นอกจากจะทำให้เสียคุณค่าทางด้านโภชนาการแล้วยังทำให้รสชาติอาหารไม่ดีเท่าที่ควร นอกจากอุณหภูมิและเวลาที่ใช้ฆ่าเชื้อแล้ว ความดันที่ใช้ในการฆ่าเชื้อยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณา สำหรับซองพลาสติกที่ใช้ในการฆ่าเชื้อมีชื้อว่า "รีทอร์ตเพาช์ (Retort Pouch) " หรือแปลได้ใจความว่า ถุงต้มฆ่าเชื้อได้ ส่วนใหญ่จะทำด้วยเปลวอะลูมิเนียมและเคลือบพลาสติก (อย่างน้อย 3 ชั้นขึ้นไป เช่น ไนลอน PP PET หรือจำพวก Co - extrusion) ที่ทนความร้อน ข้อดีของถุงต้มฆ่าเชื้ออย่างหนึ่ง คือ ความหนาทั้งหมดของถุงต้มฆ่าเชื้อจากผนังซองด้านหนึ่งไปยังผนังอีกด้านหนึ่งไม่เกิน 3 เซนติเมตร เมื่อเทียบกับกระป๋องที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 8 - 10 เซนติเมตร จึงช่วยลดเวลาในการฆ่าเชื้อลง ทำให้คุณภาพอาหารและรสชาติอาหารดีกว่าอาหารกระป๋องทั่วๆ ไป ส่วนการกำจัดทิ้งทำได้ง่าย ปริมาณวัสดุที่ใช้น้อยกว่า ลดค่าขนส่งได้มากกว่า แต่เป็นสิ่งที่น่าแปลกใจว่า ผู้บริโภคส่วนใหญ่ไม่ค่อยยอมรับบรรจุภัณฑ์ประเภทนี้ ยกเว้นในประเทศญี่ปุ่นและบรรจุภัณฑ์อาหารที่ใช้ทางทหาร

หลักในการทำงานของการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนเพื่อยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารขึ้นอยู่กับเวลา อุณหภูมิ ความดัน และสภาวะความเป็นกรดด่างของอาหาร เมื่อใช้เวลายิ่งนาน ณ อุณหภูมิหนึ่งโอกาสที่เชื้อจะถูกฆ่าตายยิ่งมากเช่นเดียวกัน การฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงแต่ใช้เวลาสั้นจะได้คุณภาพอาหารที่ดีกว่าแต่มีราคาแพงกว่า

4.3.4 กระบวนการปลอดเชื้อ

การฆ่าเชื้อด้วยความร้อนไม่ว่าจะเป็นการพาสเจอร์ไรซ์หรือการสเตอริไรซ์ กระทำในขณะที่ผลิตภัณฑ์อาหารบรรจุสำเร็จเรียบร้อยแล้ว หมายความว่าฆ่าเชื้อทั้งบรรจุภัณฑ์และสินค้าพร้อมกัน ส่วนกระบวนการปลอดเชื้อนั้น ตัวบรรจุภัณฑ์และผลิตภัณฑ์อาหารจะแยกจากกัน ฆ่าเชื้อแล้วค่อยนำมาบรรจุและปิดผนึกดังรูปที่ 4.3 และรูปที่ 4.4 แสดงกระบวนการปลอดเชื้อของระบบกระป๋องและระบบซอง

รูปที่ 4.3 ระบบปลอดเชื้อของการบรรจุกระป๋องโดยไอน้ำร้อนฆ่าเชื้อ

รูปที่ 4.4 ระบบปลอดเชื้อของการบรรจุนมหรืออาหารที่เป็นน้ำลงในซองหรือกล่องรูปอิฐ (Brik)

ระบบปลอดเชื้อนี้ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย หลังจากการคิดค้นมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1941 ตอนเริ่มแรกยังใช้ไอน้ำร้อนเป็นสื่อในการฆ่าเชื้อ ต่อมาในปี ค.ศ. 1960 ได้วิวัฒนาการมาใช้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2) เพื่อมาบรรจุนมใส่ซองหรือกล่อง สาเหตุที่ได้รับความนิยมเพราะคุณค่าทางอาหารสูงไม่จำเป็นต้องแช่เย็น ในปัจจุบัน น้ำผลไม้หรืออาหารเหลวต่างๆ แม้กระทั่งกะทิมักใช้ระบบปลอดเชื้อ การใช้กระบวนการปลอดเชื้อสำหรับอาหารที่มีความเป็นกรดสูง (acid food, pH≤4.6) จะทำการฆ่าเชื้อที่ 93 - 96°C และใช้เวลาเพียง 15 - 30 วินาที ส่วนอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำ (low acid food, pH≥4.6) จะฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 138 - 150 °C เป็นเวลา 1 - 30 วินาที

ข้อดีและข้อเสียของกระบวนการปลอดเชื้อนี้ สรุปไว้ในตารางที่ 4.4

ตารางที่ 4.4 เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของกระบวนการปลอดเชื้อ

กระบวนการปลอดเชื้อนี้มีอยู่หลากหลายระบบโดยเฉพาะในประเทศญี่ปุ่น โดยมีความแตกต่างในวิธีขึ้นรูป วิธีการบรรจุและวิธีการปลอดเชื้อ ระบบที่ได้รับความนิยมในยุโรปและสหรัฐอเมริกามี 4 ระบบคือ

1. ระบบของ Tetra Pak เครื่องจักรทำการขึ้นรูป บรรจุ และปิดผนึกตัวกล่องจากวัสดุที่ป้อนเป็นม้วน

2. ระบบของ Comblibloc ทำการบรรจุจากกล่องที่ขึ้นรูปไว้แล้ว

3. ระบบของ Robert Bosch เครื่องจักรที่ขึ้นรูปด้วยความร้อน (Thermoform) บรรจุและปิดด้วยบรรจุภัณฑ์พลาสติก

4. ระบบบรรจุของเหลวของ Bowater เหมาะสำหรับการฆ่าเชื้อปริมาณมากๆ เมื่อใช้บรรจุในระบบถุงในกล่อง (Bag in Box)

4.3.5 การฆ่าเชื้อด้วยระบบไมโครเวฟ

อาหารใดๆ ที่จะทำการฆ่าเชื้อด้วยระบบไมโครเวฟ จะต้องมีคุณสมบัติข้อใดข้อหนึ่งดังนี้ คือ

1. สารที่มีโมเลกุล 2 ขั้ว (Dipolar Molecules) ยกตัวอย่างเช่น น้ำที่พยายามจะเรียงตัวภายใต้สนามไฟฟ้าเมื่อได้รับคลื่นไมโครเวฟจะทำให้เกิดความร้อนขึ้นมา

2. สารที่มีไอออนอยู่ในของเหลว สนามไฟฟ้าที่เกิดจากคลื่นไมโครเวฟจะทำให้เกิดการเสียดสี (Collisions) ทำให้เกิดความร้อนขึ้นมา

จากการทำงานของคลื่นไมโครเวฟตามที่กล่าวมาแล้ว พบว่าเป็นการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนวิธีหนึ่ง แต่ความร้อนที่ได้นั้นเป็นความร้อนที่เกิดจากภายในอาหารที่คุณสมบัติดังกล่าว ซึ่งแตกต่างจากระบบการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม

คลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กที่ใช้ในไมโครเวฟนั้น มีความถี่ 915 ถึง 2450 เม็กกะเฮิรทส์ หรือวัดเป็นความถี่ได้ 915 x 106 ถึง 2.45 x 109 รอบต่อวินาทีที่กระทำต่ออาหาร การส่งผ่านพลังงานด้วยคลื่นไฟฟ้าแม่เหล็กทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของโมเลกุลของส่วนประกอบอาหารที่มีคุณสมบัติ 2 ข้อดังกล่าว และการสั่นสะเทือนนี้เองที่ทำให้เกิดความร้อนขึ้นภายในอาหาร โชคดีที่อาหารส่วนใหญ่มีความชื้น ไขมัน และน้ำตาลอยู่ ทำให้การฆ่าเชื้อเพื่อยืดอายุของไมโครเวฟเป็นไปอย่างได้ผล

ที่มาของรูป http://www.cfs.gov.hk/english/programme/programme_ rafs/programme_rafs_ft_01_02_mcfs.html	รูปแสดงโมเลกุลของน้ำที่เปลี่ยนทิศสลับไปมาอย่างรวดเร็ว ตามทิศทางของสนามไฟฟ้าทำให้เกิดความร้อนในอาหาร

วัสดุบรรจุภัณฑ์ส่วนใหญ่สามารถส่งผ่านคลื่นไมโครเวฟ (Microwave Transparency) ได้ แม้ว่าจะมีการดูดคลื่นไว้บ้างแล้ว ตามที่ได้แสดงไว้ในตารางที่ 4.5 บรรจุภัณฑ์แต่ละประเภทจะดูดคลื่นไว้แตกต่างกัน ตัวเลขยิ่งสูงหมายความว่าจะดูดพลังงานไมโครเวฟได้มาก โดยปกติคลื่นไมโครเวฟจะใช้คลื่นความถี่ 2450 MHz แต่ในตารางนี้เป็นการทดสอบที่ 3000 MHz ส่วน RF คือ ความถี่คลื่นวิทยุ (Radio Frequency) ที่ 10 MHz เพื่อเป็นการเปรียบเทียบความสามารถในการดูดคลื่นที่ความถี่ต่างกัน แม้ว่าจะมีการดูดคลื่นไว้บ้างแล้ว ด้วยเหตุนี้จะไม่มีปัญหาอะไรที่จะใช้การฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟของตัวสินค้าและบรรจุภัณฑ์พร้อมกัน

ตารางที่ 4.5 ความสามารถในการดูดพลังงานจากคลื่นของบรรจุภัณฑ์

แหล่งที่มา : Andrews, Gordon "Developments in the Packaging of Convenience Foods"

<<ย้อนกลับ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่1อ่านต่อ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่3 >>

<<กลับสู่หน้าหลัก