เมื่อวันที่ 31 พฤษภาคมที่ผ่านมา สำนักข่าวใหญ่ หลายสำนัก เช่น CNN สำนักข่าวรอยเตอร์ รายงาน พบการระบาดของเชื้อแบคทีเรียที่มีชื่อว่า Escherichia coliหรือที่เรียกกันว่าE.coli ในประเทศเยอรมนี มีผู้เสียชีวิต 16 คน และมีผู้ป่วยด้วยโรคอาหารเป็นพิษ (food poisoning) อีก มากกว่า 1200 คน จากการติดเชื้อดังกล่าว การระบาดเริ่มต้นที่ ภาคเหนือของประเทศเยอรมนี และตอนนี้ การระบาดของโรค ตอนนี้กระจายไปทุก ภูมิภาค ขณะนี้พบผู้เสียชีวิต อย่างน้อยสองคนในภาคตะวันตกของประเทศเยอรมัน และ หนึ่งใน 16 ผู้เสียชีวิต เป็น หญิงชาวสวีเดน ที่เสียชีวิตหลัง เดินทางกลับจาก ประเทศเยอรมนี รายงานข่าวท้องถิ่นรายงานว่าการเสียชีวิตและการป่วย เกี่ยวข้องกับการ ได้รับเชื้อแบคทีเรีย E. coli ในแตงกวาออร์กานิค ที่นำเข้ามาจากสเปน แล้วมาแบ่งบรรจุ ในประเทศเยอรมนีและ ส่งไปจำหน่ายทั่วประเทศ และ ส่งออกไปยังประเทศออสเตรีย, สาธารณรัฐเช็ก , เดนมาร์ก, เยอรมัน, ลักเซมเบิร์ก, ฮังการี ขณะที่สเปนออกมาปฏิเสธว่าแตงกวาเสปน ไม่เกี่ยวข้องกับการระบาดนี้ Escherichia coliเป็นแบคทีเรียแกรมลบ (gram negative bacteria) รูปร่างเป็นแท่ง (rod shape) ไม่สร้างสปอร์เป็นfacultative anaerobeเจริญได้ทั้งที่มีออกซิเจนและไม่มีออกซิเจน อยู่ในวงศ์Enterobacteriaceae และเป็นแบคทีเรียที่จัดอยู่ในกลุ่มโคลิฟอร์ม (coliform) ประเภท fecal colilormซึ่งเป็นโคลิฟอร์มที่พบในอุจจาระของมนุษย์และสัตว์เลือดอุ่น จึงใช้เป็นดัชนีชี้สุขลักษณะของอาหาร และน้ำ เชื้อ แบคทีเรียEscherichiaส่วนใหญ่ไม่ได้เป็นแบคทีเรียก่อโรค (pathogen) สายพันธ์ที่ระบาดขณะนี้เป็นShiga toxin-producing E. coli (STEC) ซึ่งเป็นสายพันธ์ในกลุ่ม enterohemorrhagic หรือ EHEC สายพันธ์ใหม่ เป็นสาเหตุของภาวะเลือดออกในลำไส้ (hemolytic uremic syndrome ,HUS) ซึ่งทำให้เกิดไตวายเฉียบพลัน อาการเบื้องต้นคืออุจจาระมีมูกปนเลือด หากพบอาการดังกล่าวให้รีบไปพบแพทย์ อย่าซื้อยาปฏิชีวนะทานเอง การป้องกัน รับประทานอาหารปรุงสุก เชื้อนี้จะ ที่ติดต่อผ่านทางอาหาร แต่เป็นเชื้อที่ไม่ทนร้อน ความร้อนในการหุงต้ม การพาสเจอรไรซ์ (pasteurization) จะทำลายเชื้อได้ ผู้ปรุงอาหาร ควรต้องระวังสุขลักษณะส่วนบุคคล (personal hygiene) ล้างมือให้สะอาด หากมีอาการท้องเสียไม่ควรปรุงอาหาร ระวังการปนเปื้อนข้าม (cross contamination) ระหว่างอาหารที่ปรุงสุก กับอาหารดิบ โรงงานอุตสาหกรรมอาหาร ปฏิบัติตามหลักมาตรฐานอาหาร เช่น GMPHACCP จากการระบาดอย่างกว้างขวางและมีผลกระทบอย่างรุนแรงของเชื้อนี้ มีผลทำให้ประเทศเยอรมันออกประกาศห้ามประชาชนบริโภคผักสด ทำให้การส่งออกแตงกวาและผักสดของสเปนต้องหยุดชะงัก เกษตรกรในสเปนขาดทุนรวมกันแล้วกว่า 9,300 ล้านบาท สำหรับคนไทย ตอนนี้เท่าที่ระวังได้คือ กินร้อน ช้อนกลาง และล้างมือ Reference Outbreak of Shiga toxin-producing E. coli in Germany (2 June 2011, 11:00) http://www.cnn.com/2011/WORLD/europe/06/02/europe.e.coli/index.html

โครงการพัฒนาการผลิตชาสมุนไพรคุณภาพสูงระดับ SME หลักการเลือก plate เพื่อคำนวณผลที่อ่านได้1. พิจารณา plate ปริมาณแอโรบิคแบคทีเรีย (Aerobic Bacteria Count) จะพิจารณาเฉพาะ แผ่น ที่สามารถนับได้ มีจำนวนอยู่ระหว่าง 30 - 300โคโลนีปริมาณโคลิฟอร์ม (Total Coliform) และอีโคไล (E.coli) พิจารณาเฉพาะ แผ่นที่สามารถนับได้ มีจำนวนอยู่ระหว่าง 15 - 150โคโลนี หมายเหตุ ให้เลือกนับเฉพาะโคโลนีในช่องที่ไม่ถูกกระทบ เนื่องจากจุลินทรีย์บางชนิดสามารถย่อยเนื้อเจลในแผ่นได้ และรูปร่างที่ไม่สมบูรณ์ เนื่องจากอาจเป็นเศษอาหารปะปนอยู่ในแผ่น2. ถ้าแผ่นใดมีจำนวนแอโรบิคแบคทีเรีย มากกว่า 300โคโลนี จำนวนโคลิฟอร์มและอีโคไล จำนวนมากกว่า 150โคโลนี - ถ้าสามารถนับจำนวนได้ใน dilution นั้น ก็ให้ค่าที่นับได้นั้น หรือ ถ้าหากไม่สามารถนับได้ ก็ให้นับค่าเฉลี่ยโดยเลือกนับโดโลนีจากช่องใดช่องหนึ่งที่มีการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ (1 ซม.2) แล้วคูณด้วย 20 จะได้จำนวนโคโลนีทั้งหมดโดยประมาณ แล้วรายงานเป็น TNTC (Estimated count) Est. CFU/ml (โดยที่ Est. หมายถึง estimated) 3. ถ้าแผ่นใดมีจำนวนแอโรบิคแบคทีเรีย จำนวนน้อยกว่า 30โคโลนี จำนวนโคลิฟอร์มและอีโคไลจำนวนน้อยกว่า 15 โคโลนี- ถ้าสามารถนับจำนวนได้ใน dilution นั้น ก็ให้ค่าที่นับได้นั้น - ถ้าไม่พบโคโลนีใดเลย ให้คำนวณ Est. CFU/ml เป็น < 1 DF (dilution factor) หรือ count = 0 ตัวอย่าง การคำนวณ Aerobic Bacteria Count ตัวอย่าง การคำนวณ Total Coliform , E.coli การอ่านผลจากการทดลอง ล้างขมิ้น การอ่านผลจากการทดลอง ล้างใบเตย การอ่านผลจากการทดลอง ล้างอัญชัน

การพาสเจอร์ไรซ์เป็นการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) วิธีหนึง ซึ่งใช้กันมานานตั้งแต่สมัยของหลุยส์พาสเตอร์ และสืบต่อมาถึงปัจจุบัน เทคโนโลยีการพาสเตอร์ไรซ์อาหาร รุดหน้าไปอย่างไม่หยุดยั้ง บทความนี้จะกล่าวถึงการพาสเจอไรซ์อาหารเหลว เช่น นม น้ำผลไม้ เบียร์ เครื่องดื่มต่างๆ โดยตอนแรกจะเป็นพื้นฐานก่อนนะคะ ประวัติการพาสเจอร์ไรซ์ วัตถุประสงค์ของการพาสเจอร์ไรซ์ การทำลายจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (pathogen) ทุกชนิด และเอนไซม์ (enzyme) ที่เป็นสาเหตุให้อาหารเสื่อมเสีย เป็นวิธีการถนอมอาหาร (food preservation) เพื่อยืดอายุการเก็บอาหาร ทำให้อาหารปลอดภัย การพาสเจอร์ไรซ์อาหารสามารถทำลายเซล (vegetative cell) ยีสต์ (yeast) รา (mold) และแบคทีเรีย (bacteria) ที่ไม่ทนร้อนแต่ยังไม่เพียงพอที่จะทำลายแบคทีเรียที่ทนความร้อนสูง (thermophillic bacteria) และสปอร์ของแบคทีเรีย (bacterial spore) จึงต้องเก็บรักษาอาหารที่ผ่านการพาสเจอร์ไรซ์แล้ว ที่อุณหภูมิต่ำหรือการแช่แข็ง (freezing) หรืออาจใช้ร่วมกับการถนอมอาหารอื่น เช่น การลดวอเตอร์แอคทิวิตี้ (water activity) การปรับให้เป็นกรด (acidification) เพื่อให้อาหารที่ผ่านการพาสเจอไรซ์เก็บได้โดยไม่ต้องแช่เย็น กรรมวิธีการพาสเจอรไรซ์ การพาสเจอร์ไรซ์อาหารที่ใช้โดยทั่วไปใช้ความร้อน จึงจัดเป็นการแปรรูปด้วยความร้อน (thermal processing) วิธีหนึ่ง ซึ่งปกติจะใช้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100 C แต่อาจจะใช้กระบวนการอื่นเพื่อการพาสเจอไรซ์ได้ เช่น รังสี (irradiation) ความดันสูง (High pressure) การให้ความร้อนวิธีโอมห์มิก (ohmic heating) เป็นต้น ประเภทของการพาสเจอร์ไรซ์ การพาสเจอรไรซ์อาหารสามารถแบ่งตามวิธีการผลิตได้ดังนี้ 1 การพาสเจอร์ไรซ์อาหารในอาหารปิดผนึกสนิท (In-container pasteurization) โดยบรรจุอาหารที่ต้องการพาสเจอร์ไรซ์ ในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกสนิท (hermectically sealed container) เช่น กระป๋อง (can) ขวดแก้ว (glass jar) หรือบรรจุภัณฑ์ที่ทนร้อนเช่น ถุง ถ้วยพลาสติก แล้วฆ่าเชื้อในเครื่องฆ่าเชื้อ (cooker) หรือในอ่างน้ำเดือด ความร้อนจะผ่านจากผิวด้านนอกของอาหาร เข้าสู่ภายใน โดยให้อุณหภูมิและเวลาที่จุดร้อนช้าที่สุด (cold point) ของอาหาร ได้รับความร้อนเพียงพอสำหรับการพาสเจอไรซ์ การพาสเจอรไรซ์วิธี ความร้อนจะถ่ายเทอย่างช้า เป็น Low Temperature LongTime (LTLT) proecessใช้ได้กับอาหารได้หลายชนิด ทั้งที่เป็นของแข็ง ของเหลว มีชิ้นเนื้อ เช่น ไส้กรอก แฮม นมข้นหวาน 2 การพาสเจอร์ไรซ์ก่อนการบรรจุ ใช้พาสเจอร์ไรซ์ ผลิตภัณฑอาหารเหลวได้แก่ เช่น นม (milk) เบียร์ (beer) ไอศกรีมมิกซ์ (ice creammixed) น้ำผลไม้ การพาสเจอร์ไรซ์แบบเป็นกะ (batch pasteurization) การต้มในหม้อต้ม (batch pasteurizer) ที่มา : http://www.tpub.com/content/armymedical/md0715/md07150020.htm การพาสเจอร์ไรซ์แบบต่อเนื่อง (continuous pasteurization) โดยใช้อุปกรณ์ แลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น (plate heat exchanger) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ (tubular heat exchanger) หลังจากพาสเจอร์ไรซ์แล้วจึงบรรจุ (filling) ในบรรจุภัณฑ์ ซึ่งนิยมใช้ระบบการบรรจุแบบปลอดเชื้อ (aseptic packaging system) ระบบพาสเจอร์ไรซ์แบบต่อเนื่อง (continuous pasteurization) ที่มา : http://www.foodnetworksolution.com/site/company/11/product/39 การตรวจสอบความสมบูรณ์ของการพาสเจอรไรซ์ด้วยความร้อน การตรวจสอบว่าความร้อนที่ใช้เพื่อการพาสเจอร์ไรซ์เพียงพอที่จะทำลายจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ตามที่กำหนดไว้หรือไม่ มักใช้การทดสอบเอนไซม์ที่เหลืออยู่แทนการทดสอบหาจุลินทรีย์ เนื่องจากความร้อน ทำลายเอนไซม์ ซึ่งเป็นโปรตีน ให้สูญเสียสภาพธรรมชาติ (protein denaturation) เช่นเดียวกับจุลินทรีย์ แต่การทดสอบหาเอนไซม์ใช้เวลารวดเร็วกว่า โดยเลือกตรวจหาเอนไซม์ที่พบในอาหารนั้น และมีความต้านทานความร้อน (D value) ใกล้เคียงกับจุลินทรีย์ที่เป็นเป้าหมายที่ต้องการทำลาย เช่น น้ำนม จะตรวจสอบหากิจกรรมของเอนไซม์ อัลลาไลน์ฟอสฟาเทส (alkaline phosphatase) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่พบในนมดิบมักเรียกว่าphosphatase testเอนไซม์นี้ทำลายด้วยความร้อนได้ค่า D (D value) ใกล้เคียงกับจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค ส่วนการพาสเจอร์ไรซ์ ไข่ จะตรวจสอบหากิจกรรมของเอนไซม์อมัยเลส (amylase) เพราะมีค่า D (D value) ใกล้เคียงกับเชื้อ Salmonellaspp.

การแปรรูปอาหารโดยใช้ความดันสูง High PressureFood Processing บทนำ กระบวนการใช้ความดันสูงเป็นวิธีการถนอมอาหารที่เริ่มมีการประยุกต์ใช้เพื่อการแปรรูปอาหาร เชิงการค้า เป็นการแปรรูปอาหารโดยไม่ใช้ความร้อน (non thermal processing) แต่เป็นการใช้ความดันสูงกว่าความดันบรรยากาศมาก เพื่อทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นสาเหตุของการเสื่อมเสียของอาหาร (microbial spoilage) จุลินทรีย์ก่อโรค (pathogen) นอกจากนี้ความดันสูงยังทำลาย เอนไซม์ ที่เป็นสาเหตุให้เกิดการเสื่อมเสียของอาหาร ทำให้อาหารมีอายุการเก็บรักษานานขี้น มีผลเทียบเคียงกับการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ระดับการพาสเจอร์ไรซ์ (pasteurization) แต่เนื่องจากอุณหภูมิของอาหาร เพิ่มขึ้นน้อยมาก ทำให้ลดการสูญเสียคุณภาพอาหาร เนื่องจากความร้อนทำให้อาหารปลอดภัย โดยรักษาสี กลิ่น และเนื้อสัมผัสของอาหารได้ดี เมื่อเทียบกับการใช้ความร้อน ปัจจุบันมีผลิตภัณฑ์อาหารที่ผลิตและแปรรูปโดยใช้กระบวนการนี้และประสบผลสำเร็จทางการค้าได้แก่ อาหารพร้อมรับประทาน (ready to eat) อาหารประเภทที่เป็นกรด (acid foods) เช่น แยม โยเกิร์ตและ เครื่องดื่ม เช่น น้ำผลไม้ อาหารทะเล เช่น หอยนางลม (oyster) โดยเฉพาะในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งเป็นประเทศเริ่มแรกและทำให้เกิดการกระตุ้นและเกิดการวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารโดยการใช้ความดันสูงเพื่อการถนอมอาหารเพิ่มมากขึ้นและแพร่หลายไปยังประเทศต่างๆ หลายประเทศเช่น ประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศในแถบยุโรป ได้แก่ฝรั่งเศส สหราชอาณาจักร เยอรมันนีและสวีเดน ซึ่งได้มีการรวมกลุ่มเพื่อวิจัยและศึกษากระบวนการใช้ความดันสูงในการแปรรูปและถนอมอาหาร กระบวนการใช้ความดันสูงในการแปรรูปและถนอมอาหารในเชิงการค้าระดับอุตสาหกรรม จะต้องศาสตร์หลายแขนงมาประกอบกัน ทั้งด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการอาหาร เช่น จุลชีววิทยาอาหาร เคมีอาหาร และความรู้ด้านวิศวกรรม เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อาหาร ที่มีคุณภาพดี ปลอภัย มีประสิทธิภาพและปลอดภัยในการผลิต การใช้ความดันสูงนั้นจะต้องใช้งบประมาณตั้งต้นในการลงทุนค่อนข้างสูงแต่พบว่าจะให้ผลตอบแทนดีในระยะยาวเนื่องจากเทคโนโลยีนี้เป็นเทคโนโลยีสะอาด ไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการนี้มีความสดและใกล้เคียงกับธรรมชาติ ประวัติการใช้ความดันสูงในการแปรรูปและถนอมรักษาอาหาร เทคโนโลยีการใช้ความดันสูงนั้น เริ่มต้นมาจากการใช้ความดันสูงในอุตสาหกรรมการผลิตเซรามิก (ceramics) เหล็กและซุบเปอร์อัลลอยด์ (superalloys) และเริ่มนำมาใช้กับอุตสาหกรรมอาหารในภายหลัง โดยมีการศึกษาผลของความดันสูงต่อจุลินทรีย์ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 ในการใช้ความดันเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาน้ำนมและหลังจากนั้น 15 ปี มีการวิจัยศึกษาในประเทศฝรั่งเศสเรื่องผลของความดันสูงต่อแบคทีเรีย และพบว่าการใช้ความดันสูง 600 MPa สามารถทำลายเซลล์จุลินทรีย์ (vegetative cells) ได้ อย่างไรก็ตามงานวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการใช้ความดันสูงยังไม่เป็นที่น่าสนใจมากนักจนกระทั่งในช่วงปี คศ. 1980 จึงเริ่มมีการวิจัยการใช้เทคโนโลยีนี้อีกครั้งหนึ่ง โดยในประเทศสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และประเทศในยุโรป จากนั้นได้มีการวางจำหน่ายผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการแปรรูปโดยกระบวนการใช้ความดันเป็น ครั้งแรกในประเทศญี่ปุ่นในปี คศ.1990 หลักการของกระบวนการใช้ความดันสูงในการแปรรูปและถนอมรักษาอาหาร ผลของความดันสูงต่อจุลินทรีย์ ผลของความดันการทำลายเซลจุลินทรีย์ แบคทีเรียส่วนใหญ่สามารถเจริญได้ที่ความดันระหว่าง 200 - 300 atm ส่วนจุลินทรีย์ที่สามารถเจริญได้ที่ความดันที่สูงกว่า 400 - 500 atm เรียกว่า barophiles ความดันสูงระดับ ปานกลาง (ระหว่าง 300 - 600 MPa) สามารถทำลายเซล (vegetative cells) ของ จุลินทรีย์ได้ โดยความดันสูงทำลายผนังเซลล์ (cell wall) และเซลล์เมมเบรน (cell membrane) ทำให้แวคคิวโอล (vacuoles) ภายในเซลล์แตก ผลของความดันสูงต่อการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของจุลินทรีย์ได้แก่ การหยุดการเคลื่อนที่ (cessation of motility) แบคทีเรียที่เคลื่อนที่ได้โดยส่วนใหญ่จะหยุดการเคลื่อนที่เมื่อให้ความดันต่อเนื่องที่ 200 - 400 atm ตัวอย่างเช่น ที่ความดัน 100 atm พบว่า E. coli, Vibrio และ Pseudomonas จะยังคงมี แฟลกเจลลา (flagella) แต่เมื่อเพิ่มความดันเป็น 400 atm พบว่าเชื้อเหล่านี้จะสูญเสียอวัยวะ และในแบคทีเรียบางชนิดพบว่าจะสามารถกลับมาเคลื่อนที่ได้อีกครั้ง แบคทีเรียที่อยู่ในระยะ log phase จะทนต่อความดันสูงได้น้อยกว่าทำลายได้ง่ายกว่า เซลล์ที่อยู่ในระยะ stationaryphaseระยะ death phase และ สปอร์ของแบคทีเรีย (bacterial spore) ความดันสูงระดับ ปานกลางมีผลทำให้อัตราการเจริญและการขยายพันธุ์ของจุลินทรีย์ลดลง ส่วนความดันที่สูงมากจะทำลายจุลินทรีย์ได้ ขนาดของความดันสูงที่สามารถยับยั้งการขยายพันธุ์และการเจริญจะมีค่าที่แตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดและสปีซีส์ (species) ของจุลินทรีย์ การทำลายสปอร์ของแบคทีเรีย สปอร์ของแบคทีเรีย (bacterial spore) ที่มีการปนเปื้อนอยู่ในอาหารสามารถทำได้โดยการใช้ความร้อน (thermal processing) แต่จะมีผลเสียคือทำให้คุณภาพอาหาร ด้านต่างๆ ของผลิตภัณฑ์ลดลง ในทางกลับกันพบว่าที่อุณหภูมิต่ำ อัตราการทำลายสปอร์จะเพิ่มขึ้นเมื่อความดันสูงที่ใช้เพิ่มขึ้น การใช้ความดันสูงในการทำลายสปอร์นั้นพบว่าอุณหภูมิมีบทบาทที่สำคัญมาก ส่วนปัจจัยอื่นๆที่มีผลรองลงมาได้แก่ค่า pH และวอเตอร์แอคติวิตี้ (water activity) โดยอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเริ่มงอกของสปอร์จะมีความแตกต่างกันไปตามระดับของความดันสูงและการยับยั้งการงอกของสปอร์จะมีประสิทธิภาพดีที่สุดเมื่อ pH มีค่าปานกลางและมีประสิทธิภาพต่ำสุดเมื่อค่า pH สูงหรือต่ำเกินไป สำหรับตัวถูกละลายที่ไม่แตกตัวเป็นอิออนที่มีค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ต่ำมีผลเล็กน้อยในการยับยั้งสปอร์ด้วยความดันสูง ผลของความดันสูงต่อปฏิกิริยาของเอนไซม์ การสูญเสียกิจกรรมเอนไซม์เนื่องจากความดันสูงนั้นมีสาเหตุมาจากความดันสูงทำให้โครงสร้างภายในโมเลกุล (intramolecular structures) เกิดการเปลี่ยนแปลง การใช้ความดันสูงระหว่าง 1,000 - 3,000 atm ในการยับยั้งพบว่าเอนไซม์บางชนิดอาจคืนกิจกรรม (reversible) ได้ เช่น lactate dehydrogenase ใน Bacillus stearothermophilus ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระดับของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลเอนไซม์และถ้าใช้ความดันสูงเกินกว่า 3,000 atm การคืนกิจกรรมระหว่างการเก็บรักษาหรือในขณะลำเลียงขนส่งจะมีโอกาสเกิดน้อยลง ผลของความดันสูงต่อปฏิกิริยาชีวเคมี ผลของการใช้ความดันสูงต่อระบบทางชีวภาพ ได้แก่ การทำให้โปรตีนสูญเสียสภาพธรรมชาติ (protein denaturation) การสูญเสียสภาพธรรมชาติของโปรตีนเนื่องจากความดันสูง ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ โครงสร้างของโปรตีน ขนาดของความดันสูงที่ใช้ อุณหภูมิ ค่า pH และองค์ประกอบของตัวทำละลายปฏิกิริยาการสูญเสียสภาพธรรมชาติของโปรตีนเนื่องจากความดันสูงนั้นบางครั้งอาจผันกลับได้ (reversible) แต่การกลับคืนสภาวะเดิม (renaturation) หลังจากหยุดให้ความดันสูงอาจกินเวลานานการทำให้ไขมันแข็งตัวและทำให้เมมเบรนแตกสลายซึ่งเป็นผลทำให้สามารถทำลายจุลินทรีย์ได้ ความดันสูงมีผลในการยับยั้งปฏิกิริยาในกระบวนการหมัก (fermentation) โดยพบว่าผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการหมักที่สภาวะความดันสูงแตกต่างจากผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการหมักที่ความดันปกติ การใช้ความดันสูงระหว่าง 2,000 - 3,000 atm เป็นเวลา 10 นาที ที่อุณหภูมิ 10 องศาเซลเซียสแก่โยเกิร์ตสามารถป้องกันไม่ให้เกิดกรดแลกติกในปริมาณที่สูงเกินไปในระหว่างการหมักโยเกิร์ตแบบต่อเนื่อง โดยที่ความดันสูงสามารถยับยั้งการเจริญและคงปริมาณของแบคทีเรียแลคติก (lactic acid bacteria) ไว้ที่ระดับเริ่มต้นได้ รูปที่1 กระบวนการใช้ความดันสูง ที่มา : http://www.avure.com/food/applications/ กระบวนการใช้ความดันสูงในการแปรรูปอาหารจัดเป็นกระบวนการแปรรูปที่ไม่ใช้ความร้อน (non thermal processing ) หรืออาจทำให้เกิดความร้อนขึ้นน้อยมาก งานที่เกิดจากการกดอัดในระหว่างการให้ความดัน (pressurization) หรือที่เรียกว่า adiabatic heat นั้นจะทำให้อุณหภูมิของอาหารเพิ่มขึ้น (ประมาณ 3 องศาเซลเซียสต่อ 100 MPa) และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของอาหาร แต่ความร้อนที่เกิดขึ้นนี้จะหายไปทันทีที่ลดความดันจนถึงระดับความดันบรรยากาศปกติ ข้อดีของกระบวนการนี้ในแง่ของการไม่ทำให้เกิดความร้อนเป็นผลให้คุณภาพอาหารเกิดการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยและยังเป็นกระบวนการที่สามารถทำลายหรือยับยั้ง จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (pathogen) และที่ทำให้อาหารเกิดการเสื่อมเสีย (microbial spoilage) ได้ รวมทั้งยับยั้งเอนไซม์และใช้ผลิตอาหารที่มีคุณภาพสูงได้ กระบวนการนี้จึงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น ในปัจจุบันได้มีการวิจัยและศึกษาการใช้ความดันสูงในการแปรรูปอาหาร และพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารประเภทต่างๆ รวมทั้งการใช้ความดันสูงร่วมกับกระบวนการแปรรูปหรือเทคโนโลยีอื่นๆ เพื่อยืดอายุการเก็บรักษาอาหารและปรับปรุงคุณภาพอาหารทางด้านต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น การประยุกต์ใช้ความดันสูงในกระบวนการแปรรูปอาหาร ความดันสูงสามารถยืดอายุการเก็บรักษาอาหารรวมทั้งเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติบางประการ เช่น เนื้อสัมผัสและคุณภาพทางประสาทสัมผัสได้ การศึกษาและการประยุกต์ใช้ความดันสูงในการแปรรูปและถนอมอาหารในปัจจุบันมีเพิ่มขึ้นและมีผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการดังกล่าวเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การใช้ความดันสูงกับหอยนางลมสด (oyster) ตารางที่1 ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์อาหารแปรรูปจากการใช้ความดันสูง ผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิต ภาชนะและขนาดบรรจุ แยม ท็อปปิ้ผลไม้ โยเกิร์ตและเจลลี่ Meiji-ya ถ้วยพลาสติก (100 - 125 กรัม) น้ำองุ่น Pokka Corp ขวดแก้ว (200 - 800 กรัม) Mikan Juice Takanashi Milk กล่องกระดาษ (1,000 กรัม) ไอศกรีม (ผสมผลไม้สด) Nisshin Oil Mills ถ้วยกระดาษ (130 กรัม) เนื้อสัตว์ที่มีความนุ่ม Fuji Chika & Mutterham - หอยนางลม Goose Point Oysters การลดปริมาณจุลินทรีย์ในอาหาร ผลิตภัณฑ์ที่ผ่านกระบวนการใช้ความดันสูงในปัจจุบันที่มีจำหน่ายในประเทศญี่ปุ่น ได้แก่ แยม (jams) และซอสผลไม้เช่น ซอสสตรอเบอรี่และมามาเลด (mamalade) ผลิตภัณฑ์แยมที่ผ่านการให้ความดันสูงพบว่าจะยังคงรสชาติและสีของผลไม้สดซึ่งแตกต่างจากแยมที่ผลิตโดยผ่านกระบวนการให้ความร้อนแบบดั้งเดิม การละลายน้ำแข็ง (thawing) ของอาหารที่ผ่านการแช่เยือกแข็ง (freezing) การใช้ความดันสูงในระดับที่เหมาะสมมีผลในการยืดอายุการเก็บรักษาอาหารโดยการทำลายหรือยับยั้งจุลินทรีย์ สปอร์และเอนไซม์ที่ไม่ต้องการในอาหาร และสามารถใช้ความดันสูงในการละลายน้ำแข็งอาหารแช่เยือกแข็งโดยทำให้เกิดขึ้นในอัตราเร็วที่สม่ำเสมอและจะเกิดได้รวดเร็วยิ่งขึ้นเมื่ออาหารนั้นมีของแข็งที่ละลายได้เช่น น้ำตาลหรือเกลือในปริมาณที่สูง การใช้ความดันสูงช่วยลดเวลาในการละลายน้ำแข็งของอาหารแช่เยือกแข็งได้รวดเร็วกว่า โดยเนื้อสัตว์แช่เยือกแข็งที่นำมาละลายน้ำแข็งโดยใช้ความดันสูง มีรสชาติและความชุ่มฉ่ำไม่แตกต่างจากเนื้อสัตว์ที่ละลายน้ำแข็งโดยการตั้งทิ้งไว้ที่ความชื้นต่ำและอุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียสแต่สีของเนื้อสัตว์จะซีดลงเล็กน้อย การบ่มเนื้อ (meat aging) การใช้ความดันสูงช่วยลดเวลาทำให้เนื้อนุ่มในกระบวนการ tenderization จากวิธีปกติที่ใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์ที่อุณหภูมิแช่เย็น เหลือเพียง 10 นาทีโดยใช้ความดันสูง นอกจากจะมีผลต่อโครงสร้างกายภาพภายในชิ้นเนื้อแล้วยังเร่งปฏิกิริยาเอนไซม์ที่ย่อยสลายโปรตีนในชิ้นเนื้อเป็นผลให้เนื้อเกิดความนุ่มเพิ่มขึ้น นอกจากนั้นการให้ความดันสูงแก่ข้าวมีผลทำให้โครงสร้างของสตาร์ช (starch) และโปรตีนเกิดการเปลี่ยนแปลงทำให้สามารถนำไปหุงสุกได้ภายในระยะเวลาสั้น และการให้ความดันสูงแก่น้ำผลไม้จำพวกส้มจะทำให้น้ำผลไม้ดังกล่าวมีรสชาติที่ใกล้เคียงกับของสดและไม่เกิดการสูญเสียวิตามินซีรวมทั้งสามารถยืดอายุการเก็บรักษาได้ การเกิดเจลของโปรตีน เจลของไข่ขาวที่เกิดจากการให้ความดันสูงพบว่ามีกลิ่นรสธรรมชาติ ไม่เกิดการสูญเสียวิตามินและกรดอะมิโนและย่อยได้ง่ายกว่าเจลของไข่ขาวที่เกิดจากความร้อน นอกจากนั้นเจลไข่ขาวและไข่แดงจะยังคงสีดั้งเดิมและมีความนุ่ม เป็นประกาย และมีความยืดหยุ่นดีกว่าเจลที่เกิดจากความร้อนโดยในขณะที่ความแข็งแรงของเจลเพิ่มขึ้นพบว่าความเหนียวของเจลจะลดลงเมื่อเพิ่มระดับของความดันสูง การยับยั้งเอนไซม์ในผัก และผลไม้ ความดันสูงสามารถยับยั้งเอนไซม์ในผัก ผลไม้ ได้ โดยมีข้อดีกว่าการลวก (blanching) ด้วยความร้อนคือไม่สูญเสียคุณค่าทางโภชนาการและช่วยรักษาสภาพแวดล้อมโดยไม่ทำให้เกิดน้ำเสียจากน้ำที่ใช้ในการลวก Knorr (1993) รายงานว่าการใช้น้ำร้อนในการลวกมันฝรั่งจะสามารถลดปริมาณจุลินทรีย์ได้ 3 log cycle ในขณะที่การใช้ความดันสูงจะสามารถลดได้ถึง 4 log cycle และระหว่างการลวกมันฝรั่งโดยใช้น้ำร้อนพบว่าเกิดการสูญเสียโปตัสเซียมจากการชะ (leaching) ในขณะที่การใช้ความดันสูงไม่ทำให้เกิดการสูญเสียธาตุอาหารดังกล่าว 10. สรุป การใช้เทคโนโลยีความดันสูงเป็นวิธีการหนึ่งที่ไม่ใช้ความร้อนในการถนอมอาหาร นอกจากนั้นยังช่วยในการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงหน้าที่ (functional properties) ของอาหาร สิ่งที่มีความสำคัญในการใช้ความดันสูงคือสามารถนำมาใช้ในการยับยั้งปฏิกิริยาของเอนไซม์ในขณะที่ยังคงรักษาคุณค่าทางโภชนาการและรสชาติของอาหารไว้ได้ ทำให้อาหารมีรสชาติที่ยังคงสดใหม่รวมทั้งคงคุณภาพทางเนื้อสัมผัส อย่างไรก็ตามการใช้ความดันสูงในปัจจุบันมีข้อจำกัดการใช้ในระดับอุตสาหกรรมอยู่ที่เครื่องมือหรืออุปกรณ์ ซึ่งจะต้องออกแบบให้ทนต่อแรงดันที่สูงมากและยังต้องมีการพัฒนาและปรับปรุงต่อไป เอกสารอ้างอิง DA Ledward, DE Johnston, RG Earnshaw and APM Hasting High pressure processing of food, Nothinghamuniversity press. Leicestershire. G.W. Gould. Hydrostatic pressure of food. New method of food preservation, p.135-158 The ohio state university. High pressure processing. Roman Buckow. Food preservation by high pressure. Okamoto, M., Y. Kawamura, and R. Hayashi. 1990 Application of high pressure to food processing : texturalcomparison of pressure and heat induced gels of food proteins. Agric. Biol. Chem. 54 (1) : 183 - 189.