โครงการพัฒนาการผลิตชาสมุนไพรคุณภาพสูงระดับ SME การทดลองการทำแห้งสมุนไพรด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น บทนำ การทำแห้งสมุนแห้งสมุนไพร ด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น เป็นวิธีการทำแห้งแบบ 2 ขั้นตอนที่ประยุกต์ขึ้นมาเพื่อใช้ในการทดลองศึกษาผลการทำแห้งของสมุนไพร 2 ชนิด ได้แก่ ตะไคร้และใบเตย โดยวัตถุประสงค์หลักเพื่อสามารถทำแห้งสมุนไพรได้เป็นอย่างดี และให้สมุนไพรนั้นคงคุณค่าทางโภชนาการ วัตถุประสงค์ศึกษาการทำแห้งตะไคร้ และใบเตย ด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาด ร่วมกับการใช้สารดูดความชื้นในตู้ดูดความชื้น (desiccator) วิธีการทดลอง การทดลองการทำแห้งสมุนไพรด้วยเครื่องอบลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น โดยนำสมุนไพรออกจากเครื่องอบลมร้อนแบบถาดเมื่อครบเวลาการทำแห้งด้วยลมร้อน ตะไคร้นำออกเมื่อครบเวลา 240 นาที และใบเตยเมื่อครบเวลา 90 นาที ให้นำตะแกรงวัตถุดิบใส่ในตู้ Desiccator Cabinet (ยี่ห้อ Northman, ประเทศไทย) โดยวางถาดบนชั้นวาง จากนั้นนำถาดวัตถุดิบ ออกมาชั่งน้ำหนักด้วยเครื่องชั่ง 2 ตำแหน่งโดยตะไคร้ชั่งทุกๆ 60 นาที และใบเตยชั่งทุกๆ 30 นาที จนกว่าน้ำหนักจะคงที่ การวิเคราะห์เพื่อเลือกเวลาที่จะนำถาดวัตถุดิบสมุนไพรมาใส่ตู้ดูดความชื้นนั้น ใช้หลักการวิเคราะห์ร่วมกับกราฟ Adsorption isotherm โดยพิจารณาเลือกค่าวอเตอร์แอกติวิตี้ (aw) ที่ 0.7 ลากไปตัดเส้นกราฟจะได้ค่าความชื้นฐานแห้งออกมา จากนั้นนำค่าความชื้นนี้ไปวิเคราะห์ในกราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของสมุนไพรชนิดนั้นก็จะได้เวลาในการทำแห้งที่จะทำให้มีค่า aw ของพืชสมุนไพรชนิดนั้นๆ อยู่ที่ 0.7 รูปที่ 1 Desorption isotherm ของตะไคร้รูปที่ 2 กราฟความชื้นกับเวลาของตะไคร้ (60℃) รูปที่ 3 Desorption isotherm ของใบเตย รูปที่ 4 กราฟความชื้นกับเวลาของใบเตย (60℃) วิเคราะห์กราฟ Adsorption isotherm กับกราฟความชื้นกับเวลาของสมุนไพร เพื่อเลือกเวลาที่จะนำถาดวัตถุดิบสมุนไพรออกจากการทำแห้งด้วยลมร้อน แล้วมาใส่ตู้ดูดความชื้นโดยใช้พิจารณาเลือกค่าวอเตอร์แอกติวิตี้ (aw) ที่ 0.7 ลากไปตัดเส้นกราฟจะได้ค่าความชื้นฐานแห้งออกมา จากนั้นนำค่าความชื้นนี้ไปวิเคราะห์ในกราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของสมุนไพรชนิดนั้นก็จะได้เวลาในการทำแห้งด้วยลมร้อน ผลและวิจารณ์ผลการทดลอง รูปที่ 5 กราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของตะไคร้ในการทำแห้งแบบลมร้อนร่วมกับสารดูดความชื้น รูปที่ 6 กราฟความชื้นฐานแห้งกับเวลาของใบเตยในการทำแห้งแบบลมร้อนร่วมกับสารดูดความชื้น ผลการทดลองจากรูปที่ 6 และ 7 ช่วงแรกเป็นการทำแห้งด้วยลมร้อน ตะไคร้ใช้เวลาในการทำแห้งช่วงนี้นาน 240 นาที ใบเตยใช้เวลา 90 นาที จากนั้นเป็นการทำแห้งในช่วงที่ 2 โดยนำสมุนไพรที่ออกจากเครื่องอบลมร้อนแบบถาดไปใส่ในตู้ดูดความชื้นที่มีซิลิกาเจล ในการทำแห้งช่วงที่ 2 ตะไคร้และใบเตยใช้เวลา 480 90 นาที ตามลำดับ รวมทั้งสิ้นตะไคร้ใช้เวลาในการทำแห้ง 720 นาที ได้ความชื้น 9.3817 g water/g dry matter (8.5770 %wb) ใบเตย 180 นาที ได้ความชื้น 5.4599 g water/g dry matter (5.1772 %wb) จะเห็นว่าการทำแห้งด้วยลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้นนี้ใช้เวลานานกว่าการทำแห้งด้วยลมร้อนเพียงอย่างเดียว สรุปผลการทดลอง การทำแห้งด้วยลมร้อนแบบถาดร่วมกับการใช้สารดูดความชื้น ตะไคร้ใช้เวลาในการทำแห้ง 720 นาที ได้ความชื้น 9.3817 g water/g dry matter (8.5770 %wb) ใบเตยใช้เวลา 180 นาที ได้ความชื้น 5.4599 g water/g dry matter (5.1772 %wb) ซึ่งจะเห็นว่าการทำแห้งแบบ 2 วิธีร่วมกันนี้ใช้เวลานานกว่าการทำแห้งด้วยลมร้อน

อันตรายจากสภาวะภูมิอากาศไม่เพียงแต่สร้างอันตรายให้แก่ผลิตภัณฑ์อาหารเท่านั้น ยังมีผลกระทบต่อบรรจุภัณฑ์ด้วย โดยทำให้ความสามารถในการป้องกันรักษาคุณภาพของอาหารบรรจุภัณฑ์ลดน้อยลง ส่งผลให้ท้ายที่สุดผลิตภัณฑ์อาหารภายในบรรจุภัณฑ์เสื่อมคุณภาพได้เร็วขึ้น 3.2.3 สภาวะอันตรายจากปฏิกิริยาทางด้านชีวภาพ การสูญเสียอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาทางชีวภาพนั้น เกิดจากจุลชีวะและสิ่งมีชีวิต อันได้แก่ บักเตรี (bacteria) เชื้อรา (mold) แมลงและหนู รายละเอียดของอันตรายดังกล่าวได้รวบรวมอยู่ในตารางที่ 3.5 แบคทีเรีย (bacteria) เป็นสาเหตุที่ทำให้อาหารเน่าเสีย (food spoilage) ได้มากที่สุด โดยเฉพาะอาหารที่มีความชื้นสูงและ pH ที่เป็นกลาง แบคทีเรียบางชนิดยังทำให้อาหารเป็นพิษด้วย เช่น ซาลโมเลลลา (Salmonella) ซึ่งสามารถเจริญเติบโตได้ในที่ไม่มีออกซิเจนและในอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำ แต่โชคดีที่เชื้อนี้สามารถทำลายได้ด้วยความร้อนระดับพลาสเจอร์ไรส์ (pastuerization) เป็นต้น ส่วนเชื้อรานั้นสามารถเจริญเติบโตได้ในอาหารหลายชนิดและหลากหลายกว่าแบคทีเรีย อาหารที่เสื่อมเสียจากเชื้อราส่วนใหญ่มักเก็บไว้ในที่ค่อนข้างมืด สารพิษจากเชื้อราเรียกว่า ไมโคทอกซิน (Mycotoxin) ที่รู้จักกันดี คือ อะฟลาทอกซิน (Aflatoxin) ซึ่งพบมากในถั่วเหลืองและผลิตภัณฑ์เกษตรอื่นๆ ตารางที่ 3.5 อันตรายทางชีวภาพของการจัดจำหน่าย สาเหตุ สภาวะอันตราย ก. จุลชีววิทยา (เชื้อราและแบคทีเรีย) โดยทั่วไป เชื้อราและแบคทีเรียจะไม่เจริญเติบโตในความชื้นสัมพัทธ์ต่ำกว่า 70% RH ข. พวกแมลงต่างๆ ผึ้ง มด ปลวก โดยทั่วไป พวกแมลงต่างๆ จะเจริญเติบโตได้ดีในอุณหภูมิสูงและมีความชื้นสัมพัทธ์ 70% RH อย่างไรก็ตามก็มีแมลงบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ในความชื้นสัมพัทธ์ 50% RH แต่ไม่เจริญเติบโตในอุณหภูมิต่ำกว่า 15°C การเจริญเติบโตจะเริ่มต้นตั้งแต่การวางไข่ในวัสดุบรรจุภัณฑ์จนฟักเป็นตัว ค. มอด แมลงชนิดนี้จะไม่ทนต่อสภาพอากาศที่แห้ง ง. หนู ส่วนมากพบในโกดังสินค้า , ที่ร่ม ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญและการตายของจุลินทรีย์มีดังนี้ คือ - สารอาหาร - น้ำ - อุณหภูมิ - ออกซิเจน (หรือคาร์บอนไดออกไซด์ ในบางกรณี) - pH (หรือความเป็นกรด) - สารกันบูด (Preservatives) - ผลกระทบของจุลินทรีย์ที่มีต่อกัน (Micorbial interaction) 1. สารอาหาร การควบคุมอาหารของจุลินทรีย์ทำได้โดยการทำความสะอาดเครื่องมืออุปกรณ์ให้สะอาดที่สุดด้วยวิธีนี้โอกาสที่จุลินทรีย์จะสะสมเจริญเติบโตในบริเวณที่ผลิตก็จะลดลง 2. น้ำ จุลินทรีย์ต้องการน้ำในการเจริญเติบโต หากน้ำในอาหารลดน้อยลงเรื่อยๆ ก็จะถึงจุดหนึ่งที่จุลินทรีย์ในอาหารนั้นหยุดการเจริญเติบโต เมื่อกล่าวถึงน้ำในอาหารนี้ก็จะต้องเป็นน้ำที่จุลินทรีย์นำไปใช้ประโยชน์ได้ นั่นคือจะต้องไม่เป็นน้ำที่มีพันธะ หรือ "Bound Water" ซึ่งถูกดึงไว้ในรูปโมเลกุลใหญ่ ตัวอย่างน้ำที่มีพันธะ ได้แก่ น้ำที่มีพันธะแฝงอยู่กับน้ำตาลในสารละลายน้ำเชื่อม เป็นต้น เราจึงเห็นได้ว่า น้ำเชื่อมเข้มข้นนั้นประกอบด้วยน้ำเป็นจำนวนมากแต่น้ำเชื่อมเข้มข้นนี้ส่วนมากอยู่ในรูป "Bound" ดังนั้นจุลินทรีย์จะไม่สามารถเจริญได้ (ดูwater activity, moisture contentด้วย) 3. อุณหภูมิ ปัจจัยสำคัญที่จะควบคุมจุลินทรีย์ก็อยู่ที่อุณหภูมินี่เอง เมื่อลดอุณหภูมิลงเรื่อยๆ การเจริญของจุลินทรีย์ก็จะลดลงจนถึงหยุดเจริญ อย่างไรก็ตามการแช่แข็งไม่ได้ทำลายจุลินทรีย์แต่จะพียงหยุดการเจริญเท่านั้น เมื่อน้ำแข็งละลายแล้วอาหารมีอุณหภูมิสูงขึ้นจุลินทรีย์ก็จะกลับมาเจริญได้อีก การลดอุณหภูมิของอาหารลงไม่ต่ำเพียงพอเป็นสาเหตุของโรคอาหารเป็นพิษ (food poisoning) จำนวนมาก การฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่อุณหภูมิสูงจะใช้เวลาสั้นกว่าที่อุณหภูมิต่ำ แบคทีเรียสามารถแบ่งตามระดับอุณหภูมิที่เจริญเติบโตได้ดังนี้ - ไซโครไฟล์ (Psychrophile) พวกนี้เจริญได้ในที่อุณหภูมิต่ำ -5 °C ถึง 5 °C - ไซโครโทรป (Psychrotroph) เจริญได้ที่ -5 °C และเจริญได้ดีที่ 20 °C - 30 - เมโซไฟล์ (Mesophile) เจริญที่ 35 °C ซึ่งใกล้เคียงกับอุณหภูมิร่างกาย แบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มนี้ - เทอร์โมไฟล์ (Thermophile) คือ พวกที่เจริญได้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 45 °C ถึง 66 °C พวกนี้มักเป็นกลุ่มที่ทำให้อาหารเน่าเสีย (food spoilage) แต่ไม่เป็นจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (pathogen) การเก็บอาหารที่อุ่นร้อนเสมอจึงต้องอุ่นไว้ที่อุณหภูมิสูงกว่าที่กลุ่มนี้จะเจริญเติบโต คือที่ 77 °C ขึ้นไป สำหรับอาหารกระป๋องต้องรีบทำให้เย็นลงหลังฆ่าเชื้อต่ำกว่า 41 °C เพื่อป้องกันการเจริญของสปอร์ (bacterial spore) ของพวกเทอร์โมไฟล์นี้ 4. ออกซิเจน (หรือคาร์บอนไดออกไซด์) จุลินทรีย์จำนวนมากต้องการออกซิเจนในการเจริญ ดังนั้นการจำกัดปริมาณออกซิเจนในบริเวณผิวอาหาร เช่น การบรรจุในถุงสุญญากาศ หรือ การแทนที่อากาศด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะสามารถลดการเจริญของทั้งจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคและที่ทำให้อาหารเสื่อมเสียได้ อย่างไรก็ตามจุลินทรีย์บางชนิดเจริญในที่ที่ปราศจากออกซิเจน เช่น Clostridium Botulinum ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่เป็นปัญหาสำคัญของอาหารกระป๋อง 5. pH (หรือความเป็นกรด) ในการผลิตอาหารมักมีการเติมกรดเพื่อปรับปรุงรสชาติหรือลักษณะเนื้อ ซึ่งในขณะเดียวกันก็จะทำให้มีผลลดการเจริญของจุลินทรีย์ pH ระหว่าง 0 ถึง 7 จัดว่าเป็นกรดสูง ในขณะที่ pH 7 ถึง 14 จัดว่าเป็นด่างหรือมีความเป็นกรดต่ำ และเป็นที่เข้าใจกันดีว่า ไม่มีจุลินทรีย์ชนิดใดเจริญเติบโตได้ที่ pH ต่ำกว่า 4.6 ดังนั้น การทำให้อาหารเป็นกรดจึงเป็นวิธีหนึ่งในการลดความเสี่ยงของ อาหารเป็นพิษ 6. สารกันบูด (Preservatives) การใช้สารกันบูดอย่างเหมาะสมช่วยลดและควบคุมการเจริญของจุลินทรีย์บางตัวได้ดี เช่น การใช้เบนโซเอท หรือซอร์เบท ในน้ำผลไม้ การใช้ไนไตรท์ในเบคอน อย่างไรก็ตาม การใช้สารเคมีเช่นนี้จะต้องใช้ในปริมาณที่เพียงพอเท่าที่จำเป็นจะทำให้ได้ผลเท่านั้น การใช้มากเกินไปจะเป็นอันตราย 7. ผลกระทบของจุลินทรีย์ที่มีต่อกัน (Microbial Interaction) การจัดการสภาวะให้เหมาะสมกับการเจริญของจุลินทรีย์ตัวหนึ่งอาจมีผลทำให้ลดการเจริญของอีกตัวหนึ่งได้ เช่น การใส่เกลือในการทำอาหารดองเปรี้ยวจะช่วยให้ Lactic Acid Bacteria เจริญและสร้างกรดแลกติกเป็นผลให้ pH ของอาหารลดต่ำลงจนไม่เหมาะสมที่จุลินทรีย์อื่นจะเจริญได้ รูปที่ 3.7 ผลของอุณหภูมิที่มีผลต่อการเจริญและตายของจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย) อันตรายที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตเช่น หนู อาจป้องกันได้ด้วยการรักษาสภาวะการเก็บให้สะอาดถูกสุขลักษณะ ส่วนการป้องกันอันตรายจากแบคทีเรียและเชื้อรานั้น จำต้องควบคุมความชื้นภายในบรรจุภัณฑ์ ในบางกรณีอาจใช้สารดูดความชื้นภายในบรรจุภัณฑ์หรือการปรับสภาพภายในบรรจุภัณฑ์ด้วยก๊าซเฉื่อย (Modified Atmosphere Packaging) เป็นต้น ส่วนอันตรายที่เกิดจากเชื้อรานั้นเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยมากในประเทศเขตร้อน พลาสติกแต่ละประเภทจะทนต่อการเจาะผ่านของแมลงแตกต่างกัน ข้อมูลที่รวบรวมไว้ในตารางที่ 3.6 แสดงว่าถุง PET จะทนต่อการเจาะผ่านของแมลงนานที่สุด โดยใช้เวลาเฉลี่ยประมาณ 6 สัดาห์โดยที่พลาสติกอื่นๆ ใช้เวลา 3-4 สัปดาห์เท่านั้น ตารางที่ 3.6 อัตราการเจาะผ่านวัสดุบรรจุภัณฑ์ของแมลง วัสดุบรรจุภัณฑ์ ความหนา (มิลลิเมตร) เวลาโดยเฉลี่ยก่อนการเจาะผ่าน (สัปดาห์) Cellulose Film 0.023 0.036 0.041 3 3 3.5 Polyethylene Film 0.038 0.050 0.100 3 3 3 PVC/PVDC Copolymer Film 0.038 0.050 3 4 Polyethylene Terephthalate 0.025 6 แหล่งที่มา : Paine, F.A. "Fundamentals of Packaging" p.60 3.2.4 สภาวะอันตรายอื่นๆ นอกเหนือจากสภาวะอันตรายต่างๆ ดังกล่าวแล้วยังมีอันตรายอื่นๆ ที่เกิดขึ้นได้สรุปไว้ในตารางที่ 3.7 ตารางที่ 3.7 อันตรายจากการปนเปื้อน ก. ปนเปื้อนจากบรรจุภัณฑ์ที่อยู่ข้างๆ ส่งผลให้รายละเอียดที่พิมพ์บนบรรจุภัณฑ์เลอะเลือนไปการปนเปื้อนจากวัสดุที่เปียกและสกปรก ข. การรั่วซึมจากสินค้าที่อยู่ใกล้เคียง สินค้าที่เป็นของเหลว , ก๊าซ รั่วซึมมาปนเปื้อนทำให้ผิวบรรจุภัณฑ์เสียหายหรือสินค้าใช้งานไม่ได้ ค. การแผ่รังสี การแผ่กัมมันตรังสีของสินค้าที่ขนส่งไปด้วยกัน 3.3 ระบบการขนส่ง บรรจุภัณฑ์อาหารมีบทบาทในการนำผลิตภัณฑ์อาหารจากแหล่งผลิตไปยังแหล่งบริโภค การศึกษาถึงสภาวะการขนส่งในแต่ละประเภท ย่อมมีความจำเป็นต่อการออกแบบบรรจุภัณฑ์ซึ่งทำหน้าที่ปกป้องอันตรายในระหว่างการขนส่งได้อย่างสมบูรณ์ (1) การเลือกระบบการขนส่ง หน้าที่สำคัญอย่างหนึ่งของบรรจุภัณฑ์ คือการกระจายสินค้าไปยังที่ต่างๆ ด้วยการใช้ระบบการขนส่งที่เหมาะสม การกระจายสินค้ามีได้หลายรูปแบบและสลับซับซ้อนแตกต่างกัน แต่ด้วยจุดมุ่งหมายเดียวกัน คือ การนำส่งบรรจุภัณฑ์พร้อมสินค้าจากสถานที่หนึ่งไปยังอีกสถานที่หนึ่ง การเลือกระบบการขนส่งอาจเลือกได้หลายระบบแล้วแต่ละสถานะของสินค้าที่จะส่งและความสะดวกของระบบการขนส่งแต่ละประเภท หลักการในการเลือกระบบการขนส่ง อาจประกอบด้วย 1. ความรีบด่วนของการจัดส่ง 2. ปริมาณ (น้ำหนัก หรือปริมาตร) ที่สามารถจัดส่งในแต่ละเที่ยว 3. ความสามารถในการจัดส่งโดยตรง โดยไม่มีการขนถ่ายระหว่างทาง (Trans-shipment) 4. ค่าใช้จ่ายเกี่ยวข้องกับการขนส่ง 5. กฎหมายที่เกี่ยวข้อง 6. ต้นทุนของสินค้าที่บรรจุใส่ในบรรจุภัณฑ์ ไม่ว่าจะพิจารณาจากองค์ประกอบใดทั้ง 6 ข้อ สิ่งที่พึงสังวรคือ บรรจุภัณฑ์ที่ใช้นั้นจำต้องปกป้องสินค้าจากอันตรายที่เกิดระหว่างการขนส่ง หรือสามารถเสริมให้เกิดความสะดวกในการจัดส่งและขนย้าย เนื้อหาต่อไปนี้จะได้กล่าวถึงรายละเอียดของระบบการขนส่ง 5 ประเภทที่นิยมใช้ในปัจจุบันนี้ 1. การขนส่งทางรถยนต์ การขนส่งทางรถยนต์เป็นวิธีการขนส่งที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในขณะนี้ เนื่องจากสามารถทำการจัดส่งได้สะดวกแบบระบบจากประตูถึงประตู และเป็นการขนส่งที่มีค่าใช้จ่ายน้อย เนื่องจากมีการเก็บค่าผ่านทางน้อย พร้อมทั้งเส้นทางถนนสามารถครอบคลุมได้กว้างขวางมาก ด้วยความก้าวหน้าทางการขนส่ง ในปัจจุบันรถยนต์สามารถข้ามน้ำข้ามทะเลด้วยการขึ้นขับไปบนเรือได้เลย อย่างไรก็ตาม การขนส่งทางรถยนต์ก็ถูกจำกัดด้วยปริมาณของสินค้าที่จะขนส่งต่อครั้ง ไม่ว่าจะเป็นในรูปของน้ำหนักหรือปริมาตรสินค้า ในประเทศที่พัฒนาแล้วมักจะมีมาตรฐานของบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้สำหรับสินค้าต่างชนิดกัน ตัวอย่างเช่น กฎ Item 222 ในสหรัฐอเมริกาที่กำหนดมาตรฐานของบรรจุภัณฑ์ National Motor Freight Classification กฎนี้จะกำหนดคุณลักษณะของบรรจุภัณฑ์ขั้นพื้นฐานที่จะสามารถปกป้องสินค้าระหว่างการขนส่งพร้อมทั้งใช้เป็นเกณฑ์ในการ Claim สำหรับการประกันสินค้าเมื่อมีการแตกหักระหว่างการขนส่ง กล่าวโดยสรุปแล้ว การขนส่งทางรถยนต์มีเครือข่ายกว้างขวาง มีค่าใช้จ่ายต่ำโดยที่ผู้ประกอบธุรกิจสามารถลงทุนพาหนะเองได้ พร้อมทั้งมีความปลอดภัย ยกเว้นว่าจะมีความแปรปรวนในสภาวะดินฟ้าอากาศตามฤดูกาล 2. การขนส่งทางรถไฟ การขนส่งทางรถไฟในประเทศไทยมักจะได้รับความนิยมน้อยลง เนื่องจากการแข่งขันจาก ระบบการขนส่งรถยนต์ อย่างไรก็ตาม การขนส่งทางรถไฟได้รับการยอมรับว่ามีความเร็วสูง ถ้าสถานที่ส่งและจุดหมายปลายทางต่างๆ มีรางรถไฟไปถึง การขนส่งทางรถไฟมักจะต้องพึ่งวิธีการขนส่งประเภทอื่นๆ เช่น การขนส่งทางรถยนต์ ด้วยเหตุนี้จึงอาจมีการเสียเวลาด้วยการขนถ่ายสินค้าจากระบบการขนส่งหนึ่งไปอีกระบบหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การขนส่งทางรถไฟนั้นเหมาะสำหรับการขนส่งสินค้ามวลมาก (Bulk material) เช่น น้ำมัน แร่ เป็นต้น แต่สินค้าเหล่านี้เมื่อใช้การขนส่งทางรถไฟแล้ว มักจะไม่ต้องใช้บรรจุภัณฑ์ใด ปริมาณของสินค้าที่จะใช้ขนส่งนั้นจะแปรผันตามความยาวของโบกี้ตู้สินค้าและน้ำหนักที่จะได้รับ ด้วยเหตุนี้ ในบางประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา จึงมีการกำหนดคุณภาพของบรรจุภัณฑ์ที่จะใช้ขนส่งทางรถไฟโดยเรียกว่า Uniform Freight Classification หรือรู้จักกันในชื่อของ Rule 41 คล้ายคลึงกัน Item 222 ของการขนส่งทางรถยนต์ 3. การขนส่งทางน้ำภายในประเทศ ระบบการขนส่งทางน้ำมีองค์ประกอบแปรผันหลายองค์ประกอบ ยกตัวอย่างเช่น ระดับน้ำของแม่น้ำ ขนาด และท่าเรือที่มี แม้ว่าการขนส่งทางเรือนี้อาจจะมีความเร็วช้า และมีอุปสรรคในการขนส่ง เช่น มีโขดหิน ตอ เป็นต้น แต่ทว่าไม่ค่อยจะมีกฎเกณฑ์บังคับเหมือนกับระบบการขนส่งอื่นๆ 4. การขนส่งทางทะเล การขนส่งทางทะเลนี้เหมาะสำหรับการขนส่งสินค้าระหว่างประเทศเกือบทุกประเภทที่ไม่ต้องการความเร็วในการขนส่ง พาหนะที่ใช้ในการขนส่งทางทะเลมีหลายรูปแบบ มีพาหนะที่ใช้ขนส่งเฉพาะสินค้า เช่น น้ำมัน เมล็ดพืช เป็นต้น อย่างไรก็ตาม การขนส่งทางทะเลได้รับความนิยมมากขึ้นจากการใช้คอนเทนเนอร์มาเป็นพาหนะ เนื่องจากสามารถลดอันตรายในการขนส่งและการขโมยที่อาจเกิดขึ้น ลดการขนถ่ายระหว่างทาง เพิ่มประสิทธิภาพในการขนย้ายโดยใช้เครื่องมืออัตโนมัติ ข้อจำกัดของการขนส่งทางเรือ คือ ท่าเรือที่มีอยู่ และวิธีการขนถ่ายของแต่ละท่าเรือการใช้บริการขนส่งทางทะเลนั้น มักใช้บริการของผู้ประกอบการขนส่ง เช่น ผู้ประกอบการที่รวมกนเป็นกลุ่ม "Conference" ที่คิดค่าระวางเป็นราคาที่แน่นอน แต่อาจแปรผันตามปริมาณที่ขนส่งและมูลค่าของสินค้า สำหรับการขนส่งทางทะเลที่เป็นส่วนหนึ่งของธุรกิจข้ามชาติ จะมีกฎหมายระหว่างประเทศควบคุมอยู่ 5. การขนส่งทางอากาศ การขนส่งทางอากาศนี้นับเป็นวิธีการขนส่งที่เร็วที่สุด แม้ว่าจะต้องพึ่งวิธีการขนส่งแบบอื่นให้ส่งถึงปลายทางสุดท้าย อย่างไรก็ตาม ความล่าช้าในการขนถ่ายอาจลดลงได้ ถ้าใช้เครื่องมือสมัยใหม่เข้าช่วยเนื่องจากการขนส่งทางอากาศนี้ใช้ตู้คอนเทนเนอร์ที่มีขนาดแน่นอน ทำให้การขนส่งเป็นไปอย่างสะดวก กฎข้อบังคับที่ใช้ในการขนส่งและบรรจุภัณฑ์ที่ใช้จะถูกควบคุมโดย International Air Transport Association (IATA) การขนส่งทางอากาศนี้ นับเป็นการขนส่งที่มีค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้นจึงเหมาะกับสินค้าที่ต้องการไปถึงจุดหมายปลายทางเร็ว เช่น ผัก ผลไม้สด หรือสินค้าที่มีราคาแพง อันตรายที่จะมีต่อการขนส่งทางอากาศนี้จะคล้ายๆ กับการขนส่งทางทะเล คือ ผลกระทบจากสภาพภูมิอากาศ เช่น หมอก หิมะ เป็นต้น 2) การประเมินระดับอันตรายในการขนส่ง ตามความรู้ทางด้านฟิสิกส์การเคลื่อนย้ายของสิ่งของใดๆ เมื่อเทียบกับเวลาจะวัดเป็นความเร็วและความเร็วที่เปลี่ยนแปลงต่อหน่วยเวลาจะเป็นความเร่ง บรรจุภัณฑ์ขนส่งด้วยระบบการขนส่งใดๆ จะได้รับทั้งแรงสั่นสะเทือนและการกระแทก การกระแทกที่เกิดขึ้นมักจะมีการเคลื่อนย้ายซึ่งจะวัดเป็นระยะทางมีหน่วยเป็นเซนติเมตรหรืออาจจะเป็นเมตร ความอันตรายที่เกิดจากการกระแทกมีคุณลักษณะที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาเป็นเสี้ยวของวินาทีหรือเศษหนึ่งส่วนพันของวินาที (millisecond หรือ ms) เวลาที่ใช้ในการตกกระแทกยิ่งสั้น ความรุนแรงเกิดจากการตกกระแทกนั้นๆ จะยิ่งมาก ความสัมพันธ์ระหว่างเวลากับความรุนแรงของการกระแทกนี้เปรียบเสมือนคล้ายคลึงกับการที่หน้าคนถูกลูบหรือว่าถูกตบ การถูกลูบใช้เวลาสัมผัสต่อผิวด้วยเวลาที่ยาวนานกว่าจึงไม่รุนแรงเท่ากับการถูกตบซึ่งใช้เวลาอันสั้น ส่วนการสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นเปรียบเสมือนกับการกระแทกแต่เป็นการกระแทกที่มีการเคลื่อนย้ายด้วยระยะทางสั้นๆ มีหน่วยวัดเป็นเพียงแค่มิลลิเมตร แต่เกิดขึ้นบ่อยครั้งมาก อาจวัดได้ถึง 100 ครั้ง หรือ 1,000 ครั้งต่อวินาทีโดยมีหน่วยเป็น Hz เฮิทซ์ (Hertz) ความเร็วที่เกิดขึ้นกับการกระแทกและการสั่นสะเทือนของบรรจุภัณฑ์นี้วัดเป็นหน่วยของ G หรือ g's ซึ่งมีความหมายว่า ความเร่งที่เกิดการกระแทกหรือสั่นสะเทือนนั้นได้วัดเป็นกี่เท่าของความเร่งโน้มถ่วงโลก สมมุติว่าความเร่งที่เกิดขึ้นกับบรรจุภัณฑ์มีค่า 140 เมตร/วินาที/วินาที ค่าของความเร่งนี้เมื่อเทียบกับความเร่งโน้มถ่วงโลกคือ 140/9.8 = 14.3 G (ความเร่งโน้มถ่วงโลกมีค่าเท่ากับ 9.8 เมตร/วินาที/วินาที หรือ 980 เซนติเมตร/วินาที/วินาที) ด้วยเหตุนี้เมื่อไรก็ตามที่กล่าวถึงความรุนแรงในการตกกระแทกหรือการสั่นสะเทือนเป็นค่า G หรือ g's ก็คือ เป็นกี่เท่าเมื่อเทียบกับความเร่งโน้มถ่วงโลก สรุปความรุนแรงที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้ระบบการขนส่งต่างๆ และความสามารถในความทนต่อการกระแทกของสินค้าต่างๆ ดังตารางที่ 3.8 และตารางที่ 3.9 ตารางที่ 3.8 การสั่นสะเทือนที่เกิดระหว่างการขนส่ง ระบบการขนส่ง ความถี่ ค่าสูงสุดของ G ตู้ขบวนรถไฟ ความถี่ระบบการทรงตัว (Suspension) 2-7 HZ ½ g's โครงสร้างรถ 50-70 HZ ½ g's รถขนสินค้า ระบบการทรงตัว (Suspension) 2-7 HZ ½ g's โครงสร้าง 50-100 HZ ½ g's เครื่องบิน ใบพัด 2-4.6 HZ ต่ำมาก เจ็ต 100-200 HZ ต่ำมาก เรือ คลื่นและเครื่องเรือ 10-100 HZ ต่ำมาก ตารางที่ 3.9 ค่าความเปราะ (Fragility) ของสินค้าบางประเภท สินค้า ค่าของ g's เปราะแตกหักง่ายมาก เครื่องมือทดสอบ 15-25 g's บอบบางมาก เครื่องมืออิเล็คทรอนิคส์ 25-40 g's บอบบาง เครื่องมือไฟฟ้าทั่วๆ ไป 40-60 g's แข็งแรง โทรทัศน์ 60-85 g's แข็งแรงพอควร ตู้เย็น 85-115 g's แข็งแรงมาก เครื่องจักร 115 g's และมากกว่า แหล่งที่มา : Brandenburg, Richard K. and Lee, Julian June-Ling. "Fundamentals of Packaging Dynamics" <<ย้อนกลับ การพัฒนาโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ ตอนที่3อ่านต่อ การพัฒนาโครงสร้างบรรจุภัณฑ์ ตอนที่5 >> <<กลับสู่หน้าหลัก

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 ค่าWater activity อาหาร 0.98 ขึ้นไป 0.93 - 0.98 0.85 - 0.93 0.60 - 0.85 ต่ำกว่า 0.60 เนื้อสด ปลาสด ผัก ผลไม้ สด นมและเครื่องดื่มส่วนใหญ่ ผักกระป๋องในน้ำเกลือ ผลไม้กระป๋องในน้ำเชื่อม นมข้นจืด ขนมปัง เนย ไส้กรอกหมัก ผลไม้ในน้ำเชื่อมเข้มข้น เนื้อแห้ง ไส้กรอกหมักแห้ง แฮม เนยเชดดาร์ นมข้นหวาน ผลไม้แห้ง แป้ง เมล็ดธัญพืช แยมและเจลลี่ เนยบางชนิด ช็อกโกแลต ลูกกวาด น้ำผึ้ง ขนมปังกรอบ นมผง ไข่ผง 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 ข้อดีของกระบวนการปลอดเชื้อ ข้อเสียของกระบวนการปลอดเชื้อ 1. ได้คุณภาพของอาหารสูง 1. การลงทุนสูง 2. ประสิทธิผลการส่งผ่านความร้อนสูง 2. การปฏิบัติงานฆ่าเชื้อยุ่งยากสลับซับซ้อน 3. แปรเปลี่ยนองค์ประกอบการฆ่าเชื้อได้ง่าย 3. ถ้ามีส่วนผสมหลายประเภทของผลิตภัณฑ์อาหารในบรรจุภัณฑ์เดียวกันต้องแยกกันฆ่าเชื้อ 4. ใช้กับวัสดุบรรจุภัณฑ์ได้หลายประเภท 4. ส่วนผสมอาหารที่เป็นชิ้นนั้นฆ่าเชื้อลำบาก ปัจจุบันนี้จำกัดอยู่ที่ขนาด 25 มม. 5. วัสดุบรรจุภัณฑ์ไม่ต้องทนความร้อนสูง (ในกรณีใช้กับ (H2O2) 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 วัสดุบรรจุภัณฑ์ ดรรชนีความสามารถในการดูดพลังงาน RF ที่ 10 MHz MW ที่ 3000 MHz ขวดแก้วแบบทั่วๆ ไป (Soda-lime) กระดาษมีความชื้น 10% กระดาษแข็งมีความชื้น 10% ไนลอน 66 โพลิเอสเตอร์ PE PS PVC ที่มี Plasticizer 40% 0.1100 0.4000 0.8000 0.0900 0.0400 0.0004 0.0005 0.4000 0.2000 0.4000 0.4000 0.0400 0.0400 0.0010 0.0005 0.1000 แหล่งที่มา : Andrews, Gordon "Developments in the Packaging of Convenience Foods" <<ย้อนกลับ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่1อ่านต่อ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่3 >> <<กลับสู่หน้าหลัก

4.4.2 เทคนิคการประเมินอายุ การทดสอบเพื่อประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารในห้องปฏิบัติการ มักจะทดสอบในสภาวะบรรยากาศห้อง 25°c 75%RH หรือในสภาวะเร่งปฏิกิริยาที่ 38°c 90%RH วิธีการตรวจสอบคุณภาพอาหารว่าเสื่อมคุณภาพจรกระทั่งถึงระดับที่จะยอมรับได้หรือไม่นั้น จะใช้วิธีการชิมของกลุ่มเป้าหมายที่เลือกขึ้นมา (Taste Panel) เริ่มต้นจากการสังเกต เช่น การมีเชื้อราขึ้น หรือการวิเคราะห์ทางเคมี เช่น การหาค่าของ Riboflavin เป็นต้น ด้วยการตรวจสอบที่เป็นขั้นตอนจนพบว่าอาหารเริ่มจะเสื่อมคุณภาพหรือไม่เป็นที่ยอมรับของกลุ่มเป้าหมายที่เลือกขึ้นมา จะวัดเวลาที่เก็บทดลองนั้นจนอาหารเริ่มจะเสื่อมคุณภาพ เปรียบเทียบกับเวลาที่เก็บในห้องทดสอบภายใต้การเร่งสภาวะ และจะใช้ข้อมูลทั้งสองอย่างนำมาประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ในปกติกรณีที่เก็บในสภาวะเร่งปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับสภาวะมาตรฐานจะเกิดขึ้นเร็วกว่าประมาณ 2.4 ถึง 4.5 เท่า ในทางปฏิบัติ การประเมินอายุของอาหารมักจะมีการซื้อสินค้ากลับมาจากร้านค้าที่ขายและทดสอบคุณภาพอาหารหลังจากออกจากโรงงานและผ่านช่องทางการจัดจำหน่ายที่เป็นจริงจนกระทั่งมาถึงจุดขาย ด้วยการสุ่มตัวอย่างที่ผ่านสภาวะการขนส่งจริงๆ ทำให้สามารถประเมินคุณภาพของอาหารที่ผู้บริโภคจะซื้อไปรับประทานได้อย่างดี ส่วนในห้องปฏิบัติการ การเก็บอาหารภายใต้สภาวะห้องหรือสภาวะที่กำหนดตามความยาวของอายุของอาหาร (Full Storage) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง การเสื่อมเสียคุณภาพเนื่องจากความชื้น ในการประเมินอายุอาหารที่จะเสื่อมคุณภาพด้วยความชื้นตั้งอยู่บนข้อสมมุติฐาน 2 ข้อคือ 1. การเปลี่ยนแปลงของความชื้น แปรผันโดยตรงกับอัตราการซึมผ่านของไอน้ำทั่วบริเวณผิวของบรรจุภัณฑ์ แรงต้านที่มีต่อไอความชื้นจะแปรผกผันกับอัตราการซึมผ่าน 2. การเปลี่ยนแปลงของความชื้นมีผลโดยตรงจากความแตกต่างของความดันไอน้ำระหว่างผิว 2 ข้างของบรรจุภัณฑ์ จากข้อสมมุติฐาน 2 ข้อดังกล่าว ได้มีการพัฒนาเทคนิคและการประเมินอายุดังนี้ (1) วิธีการแทนที่ (Substitution Method) อาหารที่ผ่านกระบวนการผลิตควรจะมีการเก็บตามสภาวะที่กำหนด การเก็บที่สะดวกที่สุดคือการเก็บในสภาวะห้องเพื่อสังเกตความเปลี่ยนแปลงของอาหารที่จะเกิดขึ้นตามกำหนดอายุของอาหาร ในกรณีของสินค้าที่พัฒนาใหม่เป็นครั้งแรก การประเมินหาอายุของอาหารที่นิยมปฏิบัติ คือ การเก็บภายใต้การเร่งสภาวะ (Accelerated Condition) โดยการอาหารที่อุณหภูมิสูงและความชื้นสัมพัทธ์สูง ระยะเวลาที่ใช้เก็บภายใต้การเร่งสภาวะนี้สำหรับอายุของอาหารประมาณ 1 ปี จะใช้เวลาเก็บเพื่อการทดสอบไม่เกิน 3 เดือน ในช่วงเวลาดังกล่าวจะทำการทดสอบหากราฟ แสดงการดูดซึมความชื้นที่อุณหภูมิเดียวกัน (Moisture Absorption Isotherm) ขณะเดียวกันอาหารที่พัฒนานั้นจะนำมาประเมินอายุโดยการคำนวณเพื่อยืนยันกับผลที่ได้จากการทดสอบภายใต้เร่งสภาวะ เมื่อมีการเก็บข้อมูลต่างๆ ดังกล่าวสมบูรณ์แล้ว เมื่อไรก็ตามที่มีการพัฒนาบรรจุภัณฑ์ใหม่จะหาค่าอัตราการซึมผ่านของวัสดุใหม่และสามารถหาอายุของสินค้าที่บรรจุในวัสดุใหม่จะหาได้จากสมการดังต่อไปนี้ การใช้สูตรแทนที่อย่างง่ายๆ ตั้งอยู่บนสมมุติฐานดังต่อไปนี้ 1. เส้นกราฟแสดงการดูดซึมความชื้นที่อุณหภูมิเดียวกันของสินค้าไม่ได้เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาที่เก็บไว้ทดสอบ 2. การเสื่อมคุณภาพของสินค้าเกิดจากอิทธิพลของอัตราการดูดซึมความชื้นที่เกิดขึ้น (2) วิธีการเร่งสภาวะ (Acceleration Method) เทคนิควิธีนี้นับเป็นวิธีที่นิยมมาก เนื่องจากใช้เวลาไม่นานนัก โดยการเร่งความดันไอน้ำภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นสัมพัทธ์สูงจนกว่าอาหารจะเสื่อมคุณภาพหรือไม่เป็นที่ยอมรับ ความนิยมของเทคนิคนี้ทำให้ชื่อย่อของ ASL (Accelerated Shelf Life) เป็นที่รู้จักกันทั่วไป สูตรในการคำนวณ ASL มีดังนี้ ในกรณีผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อคุณภาพด้วยการดูดความชื้น และการประเมินหาอายุโดยการชั่งน้ำหนักของความชื้นที่ผลิตภัณฑ์อาหารดูดเข้าไปภายใต้สภาวะการเก็บที่ 80%RH ที่ 30°c สามารถคำนวณ ASL ดังนี้ Shelf Life นี้เป็นการคาดคะเนอายุที่ 80%RH ที่ 30°c (วัน) C เป็นค่าคงที่ของอัตราการเพิ่มขึ้นของความชื้น ตัวอย่างมันฝรั่งทอดมีค่า 1.75 X คือ % ความชื้นเมื่อผลิตภัณฑ์อาหารเสื่อมคุณภาพ Y คือ % ความชื้น ณ จุดเริ่มต้นที่ทำการทดสอบ W คือ % น้ำหนักของผลิตภัณฑ์อาหาร (กรัม) WVTR คือ อัตราการซึมผ่านของความชื้น กรัม/100 ตร.นิ้ว/24 ชม.ที่ 90%RH ที่ 38°c A คือ พื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์ เนื่องจากการทดสอบนี้อยู่ภายใต้สภาวะเร่งบรรยากาศเมื่อต้องการทราบถึงอายุของสินค้าในบรรยากาศจะคูณด้วย 3 จะได้ค่าประมาณของกำหนดอายุสินค้านั้น ค่า WVTR นี้ถ้าใช้ฟิล์มที่เคลือบหลายชั้น WVTR ของฟิล์มที่เคลือบหลายชั้นสามารถคำนวณได้ดังนี้ ตัวอย่างเช่น ฟิล์มเคลือบหลายชั้น ประกอบด้วย 45 OPP / 70 LDPE / 70 OPP โดยแต่ละชั้นมี WVTR = 0.75, 2.80 และ 0.57 หน่วยตามลำดับ สภาวะภายในบรรจุภัณฑ์จะเปลี่ยนแปลงอยู่เสมอขึ้นอยู่กับการคายออกหรือดูดเข้าของบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์กับบรรยากาศภายนอก โดยการซึมผ่านนี้จะแปรตามความเข้มข้นของบรรยากาศที่อยู่ระหว่างชั้นในและชั้นนอกของบรรจุภัณฑ์ หรือที่รู้จักกันในนามของ Partial Pressure ความแตกต่างของความดันระหว่างชั้นของบรรจุภัณฑ์เป็นสิ่งที่คำนวณได้ยากเพราะแปรเปลี่ยนอยู่ตลอดเวลาทำให้ต้องใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการคำนวณ สูตรที่ได้กล่าวมาแล้วนั้นถือว่าความเปลี่ยนแลงของความดันนี้คงที่ตลอด ดังนั้นน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของผลิตภัณฑ์ที่ทำการทดสอบจึงเท่ากับอัตราการซึมผ่านของฟิล์มคูณด้วยเวลาและพื้นที่ผิวของบรรจุภัณฑ์และหารด้วยความหนาของบรรจุภัณฑ์ ในความเป็นจริงจากความแตกต่างของความดันทำให้อากาศหรือความชื้นที่ซึมเข้าไปสู่บรรยากาศภายในแล้วไม่ได้อยู่เฉยๆ แต่เริ่มทำปฏิกิริยากับอาหารและทำให้การประเมินอายุด้วยการชั่งน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นนี้ยังไม่ใกล้เคียงความเป็นจริง หรือยิ่งสลับซับซ้อนมากยิ่งขึ้น เมื่อมีการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาในการคำนวณจะใช้ในการสร้าง Model ในการส่งผ่านมวลน้ำหนัก (Simple Mass Transfer) โดยแยกเป็น Model ของสินค้าที่ไวต่อการทำปฏิกิริยากับออกซิเจน หรือ Model ที่ใช้กับสินค้าเครื่องดื่ม เป็นต้น สูตรพื้นฐานที่ใช้ในการคำนวณและสมการ คือ โดยที่ W = น้ำหนักที่เปลี่ยนของส่วนประกอบอาหารที่ทำให้เสื่อมคุณภาพ t = เวลา k = สัมประสิทธิ์ค่าอัตราการซึมผ่านของวัสดุบรรจุภัณฑ์ l = ความหนาของวัสดุบรรจุภัณฑ์ A = พื้นผิวของบรรจุภัณฑ์ P out = ความดัน (Partial Pressure) ที่อยู่ภายนอกบรรจุภัณฑ์ P in = ความดัน (Partial Pressure) ที่อยู่ภายในบรรจุภัณฑ์ P in เป็นความดันภายใน ถ้าเป็นเรื่องของความชื้น คือ ค่าของความชื้นของผลิตภัณฑ์เมื่อเปรียบเทียบความชื้นสัมพัทธ์ในการเก็บ ค่านี้ก็คือค่า Aw คูณด้วยความดันขอไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกัน ค่า P in ดังกล่าวนี้จะใช้ได้เฉพาะ ณ อุณหภูมิหนึ่งเท่านั้นของ Isotherm P out เป็นความดันภายนอก ถ้าพิจารณาเป็นกรณีก็จะสะดวก เช่น ในกรณีพิจารณาการซึมผ่านของออกซิเจน P out มีค่าเท่ากับ 0.21 ของบรรยากาศหรือประมาณ 21.3 kPa ในกรณีที่เป็นความชื้น P out ของความดันไอน้ำ ณ จุดอิ่มตัวมีค่าเป็น 6 เท่าของความชื้นสัมพัทธ์ของบรรยากาศที่ทำการทดสอบ ส่วนกลิ่นนั้นมีค่า P out เป็นศูนย์ การประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารโดยการคำนวณจากโมเดลที่สร้างขึ้นมานั้น ไม่ได้พิจารณาปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อมของการขนส่ง แม้ว่าตัวผลิตภัณฑ์อาหารจะไม่แตกหักด้วยอันตรายทางกายภาพ แต่ผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพระหว่างขนส่งมีบทบาทต่ออัตราการซึมผ่านของวัสดุ การประเมินอายุขัยที่ได้จากห้องปฏิบัติการจึงจำเป็นอย่างยิ่งจะต้องทำการทดสอบในสนามหรือทดสอบด้วยการขนส่งจริง รูปแบบในการขนส่งนั้นยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณา ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการนั้น การทดสอบประเมินอายุขัยมักจะกระทำเฉพาะแค่บรรจุภัณฑ์ชั้นในหรือบรรจุภัณฑ์ชั้นที่สอง แต่ในการขนส่งจริงนั้น จำต้องมีบรรจุภัณฑ์ขนส่ง หรืออาจมีการส่งสินค้ารวมกลุ่ม (Unitizing) เป็นกะบะ ในสภาวะการขนส่งจริงผลิตภัณฑ์อาหารพร้อมบรรจุภัณฑ์ชั้นในย่อมอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงกว่าในบรรยากาศข้างนอก ด้วยเหตุนี้โมเดลที่สร้างขึ้นมาจำลองปัจจัยต่างๆ จำต้องคำนึงถึงสภาวะจริงในการขนส่งโดยการเก็บข้อมูลเพิ่มเติมมาจำลองแบบ นอกจากนี้ความแปรปรวนของปัจจัยต่างๆ ที่เกิดระหว่างการขนส่งยังแปรตามตำแหน่งของบรรจุภัณฑ์ขนส่ง ตำแหน่งตรงสี่มุมของบรรจุภัณฑ์ขนส่งบนกะบะย่อมมีโอกาสได้รับอุณหภูมิแตกต่างจากบรรจุภัณฑ์ที่อยู่ในชั้นของกะบะสินค้า ถ้ามีการจัดเรียงวางบรรจุภัณฑ์บนกะบะให้มีการถ่ายเทได้ดีโดยการจัดให้มีช่องว่างมากขึ้น นั่นหมายความว่าค่าขนส่งจะสูงตามขึ้น ปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องเหล่านี้ย่อมมีผลกระทบต่อต้นทุนค่าใช้จ่าย จุดมุ่งหมายในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ คือ หาทางออกหรือแนวทางการแก้ปัญหาที่เสียค่าใช้จ่ายโดยรวมน้อยที่สุด ด้วยเหตุนี้ การสร้างโมเดลเพื่อใช้ในการประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารพร้อมบรรจุภัณฑ์จึงจำต้องศึกษาระบบทั้งหมด (Total System Approach) ในขณะเดียวกันโมเดลที่สร้างขึ้นจำต้องมีการปรับปรุงพัฒนาอยู่เสมอ และยังต้องได้รับความร่วมมือจากทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องเพื่อผลสำเร็จในการประเมินอายุขัยของผลิตภัณฑ์อาหารและบรรจุภัณฑ์ บทสรุป การประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารจะกำหนดให้แน่นอนนั้นค่อนข้างจะลำบาก เนื่องจากอาหารมีส่วนผสมของอาหารหลากหลายชนิด และส่วนผสมดังกล่าวมีการทำปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน สิ่งแวดล้อมภายในและภายนอกบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญทางด้านอาหาร จุลชีววิทยา นักเคมี ต่างได้ระดมความสามารถเพื่อหาวิธีการที่จะประเมินอายุของผลิตภัณฑ์อาหารให้ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ โดยแยกมูลเหตุที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพเป็นมูลเหตุหลักและมูลเหตุรองถัดๆ ไป องค์ประกอบหลักที่ทำให้อาหารเสื่อมคุณภาพประกอบด้วยองค์ประกอบภายใต้ตัวผลิตภัณฑ์อาหารและองค์ประกอบภายนอก องค์ประกอบทั้ง 2 นี้ต้องวิเคราะห์แยกออกจากกันในการประเมินหาอายุของผลิตภัณฑ์อาหาร องค์ประกอบภายในเริ่มจากการเก็บเกี่ยววัตถุดิบ การแปรรูปอาหาร และปฏิกิริยาต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้น อันได้แก่ ปฏิกิริยาชีวเคมี ปฏิกิริยาทางเคมี และปฏิกิริยาทางกายภาพ ส่วนองค์ประกอบภายนอกที่สำคัญได้แก่ ความชื้น อากาศ และแสง บางครั้งอาจจะเกิดจากปฏิกิริยาระหว่างวัสดุบรรจุภัณฑ์และตัวผลิตภัณฑ์อาหาร เช่น การแยกตัว (Migration) เป็นต้น การยืดอายุของผลิตภัณฑ์อาหารนั้นได้รับการพัฒนามาตลอดเริ่มจากการเก็บรักษาอาหารแบบโบราณ เช่น การตากแห้ง การหมัก การรมควัน จากนั้นจึงวิวัฒนาการมาเป็นการฆ่าเชื้อโรคด้วยความร้อน ความเย็น กระบวนการปลอดเชื้อ ระบบไมโครเวฟ การฉายรังสี นอกจากนี้ยังมีวิวัฒนาการเทคโนโลยีทางด้านบรรจุภัณฑ์ที่ช่วยยืดอายุของผิตภัณฑ์อาหาร เช่น การปรับสภาวะภายในบรรจุภัณฑ์ หลักเกณฑ์ในการประเมินอายุของอาหาร ใช้วิธีการคำนวณจากการเพิ่มน้ำหนักต่อหน่วยเวลาอันสืบเนื่องจากการดูดซึมความชื้นและออกซิเจน โดยใช้ข้อสมมุติฐานว่าการเพิ่มของน้ำหนักที่เกิดจากความแตกต่างของความดันระหว่างภายนอกและภายในบรรจุภัณฑ์ โดยการซึมผ่านทั่วผิวของบรรจุภัณฑ์ การเพิ่มน้ำหนักของอากาศจะมีผลโดยตรงต่อการเสื่อมคุณภาพของอาหาร นอกจากการคำนวณแล้ว การประเมินอายุของอาหารจะละเลยไม่ได้ในกาเก็บผลิตภัณฑ์อาหารในสภาวะที่เป็นจริงเพื่อเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงจนไม่เป็นที่ยอมรับจากกลุ่มเป้าหมาย <<ย้อนกลับ อายุของผลิตภัณฑ์อาหาร ตอนที่ 3 <<กลับสู่หน้าหลัก