บทที่ 3
ศึกษาปริมาณเกลือระหว่างกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์จากปลาทูน่าในระดับอุตสาหกรรม
จเรวงษ์ผึ่ง วรมน อนันต์ และ วสันต์ อินทร์ตา
สาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร คณะวิศวกรรมศาสตร์
สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง
การวิจัยนี้เป็นการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของปริมาณเกลือในเนื้อปลาระหว่างกระบวนการแปรรูปผลิตภัณฑ์จากปลาทูน่า โดยได้ศึกษาสภาวะการผลิตจริง ในระดับอุตสาหกรรมที่บริษัทพัทยาฟู้ดอินดัสตรี จำกัด ซึ่งเป็นผู้ผลิต ผลิตภัณฑ์แปรรูปต่างๆจากเนื้อปลาทูน่าหลายชนิด อาทิเช่น กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสำหรับเป็นอาหารมื้อหลัก เช่น ทูน่าในน้ำมันพืช ทูน่าในน้ำเกลือ กลุ่มผลิตภัณฑ์พร้อมรับประทานได้ทันที เช่น แกงเขียวหวานทูน่า ทูน่าผัดฉ่า และยังผลิตเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ มีคุณสมบัติเด่นในด้านไขมันต่ำและเกลือต่ำ เช่น ทูน่าสเต็กในน้ำแร่ ซึ่งเป็นที่นิยมของผู้บริโภคที่รักสุขภาพที่กำลังมีสัดส่วนการตลาดที่สูงเพิ่มขึ้น
รูปที่3.1 ผลิตภัณฑ์ปลาทูน่าเพื่อสุขภาพ
จากการสำรวจปริมาณเกลือในปลาทูน่าแช่แข็ง 3 สายพันธุ์ ซึ่งใช้เป็นวัตถุดิบหลักคือ ปลาทูน่าพันธุ์ครีบเหลือง (yellowfin tuna) ปลาทูน่าพันธุ์ครีบน้ำเงิน (bluefin tuna) และปลาทูน่าพันธุ์ท้องแถบ (skipjack tuna) พบว่าปลาทูน่าพันธุ์ท้องแถบแช่เยือกแข็ง มีปริมาณเกลือเริ่มต้น สูงเกินกว่าที่โรงงานกำหนดคือ พบปริมาณเกลือในเนื้อปลาเฉลี่ยเกินกว่าร้อยละ 1.2 ซึ่งเป็นระดับที่ทางโรงงานต้องการลดปริมาณลง เพื่อใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับผลิตภัณฑ์ปลาทูน่าที่มีปริมาณเกลือต่ำ เพื่อประโยขน์ต่อสุขภาพของผู้บริโภค
ปริมาณเกลือในปลาทูน่าแช่เยือกแข็ง มาจากการแช่เยือกแข็งซึ่งใช้วิธีการจุ่ม (immersion freezing) โดยการจุ่มและแช่ปลาทูน่าทั้งตัว ในน้ำเกลือเข้มข้นเย็นจัด ซึ่งจะกระทำบนเรือทันทีหลังจากที่จับปลาได้ เพื่อรักษาคุณภาพ และความสดของเนื้อปลาปริมาณเกลือเข้มข้นสูงทำให้ให้น้ำเกลือมีสถานะเป็นของเหลว ที่อุณหภูมิ -18 องศาเซลเซียสและจะแช่ปลาอยู่ในน้ำเกลือระยะหนึ่งจนอุณหภูมิภายในตัวปลาต่ำกว่า -18 องศาเซลเซียสระหว่างการแช่เยือกแข็งเกลือในน้ำเกลือเกิดการออสโมซีส เข้าไปในตัวปลา ทำให้เนื้อปลามีปริมาณเกลือเพิ่มสูงขึ้น ปริมาณเกลือในเนื้อปลาแช่แข็ง แตกต่างกันขึ้นกับ ระยะเวลาการแช่ในน้ำเกลือ ขนาดของปลา และ ตำแหน่งของเนื้อในตัวปลาโดยปกติการรับซื้อปลาทูน่าแช่แข็ง ผู้ประกอบจะสุ่มตรวจวิเคราะห์ปริมาณเกลือในปลาจากท่าเรือ ก่อนการรับหรือปฏิเสธวัตถุดิบ
ปริมาณเกลือในปลาทูน่ามีการเปลี่ยนแปลงในระหว่างขั้นตอนการเตรียมวัตถุดิบเพื่อการผลิตผลิตภัณฑ์แปรรูป จากการสำรวจกระบวนการผลิตปลาทูน่ากระป๋องของโรงงาน กระบวนการผลิตเริ่มจากนำปลาทูน่าแช่แข็งที่ผ่านการคัดขนาดตามน้ำหนัก ปลาขนาดเล็ก มีน้ำหนักต่ำกว่า 1.4 กิโลกรัมขนาดกลาง ระหว่าง1.4 - 1.8 กิโลกรัมและ 1.8 - 2.5 กิโลกรัม และขนาดใหญ่มีขนาดมากกว่า 2.5 กิโลกรัม ปลาแต่ละขนาดจะถูกละลายแยกกันในถังละลายแบบน้ำไหลวนตลอดโดยการพ่นน้ำจากก้นถัง ใช้เวลาละลายจนกว่าอุณหภูมิเนื้อที่ติดกระดูก (back bone temperature) อยู่ระหว่าง -2 ถึง 2 องศาเซลเซียส ซึ่งเวลาที่ใช้ขึ้นอยู่กับขนาดของปลาเป็นหลัก แล้วนำไปควักไส้ออก ล้างน้ำให้สะอาด และสะเด็ดออกจากตัวปลา นำปลาไปที่สะอาดแล้ววางเรียงบนชั้นตะแกรงมีล้อเข็น เพื่อนึ่ง (steaming) ในหม้อนึ่งที่อุณหภูมิไอน้ำ 100 องศาเซลเซียส จนกระทั่งอุณหภูมิเนื้อที่ติดกระดูกอยู่ที่ 70 ถึง 90 องศาเซลเซียส เพื่อให้เนื้อปลาสุก โปรตีนในเนื้อปลาเกิดการสูญเสียสภาพธรรมชาติ (protein denaturation) เกาะตัวกันเป็นก้อน จากนั้นจึงทำให้ปลาเย็นลง โดยการสเปรย์น้ำในห้องเย็นที่อุณหภูมิ 18 ถึง 20 องศาเซลเซียส เป็นเวลาประมาณ 3 ชั่วโมง เพื่อให้อุณหภูมิในตัวปลาลดลงเหลือ 35 องศาเซลเซียส และเป็นการเพิ่มน้ำหนักตัวปลาหลังนึ่ง ขั้นตอนต่อไปเป็นการทำความสะอาด ตัดแต่งและแยกเนื้อหลังการนึ่ง โดยนำปลาไปหักหัว ลอกหนัง แยกก้างและขูดเนื้อแดง ก่อนนำเฉพาะส่วนที่เป็นเนื้อขาวไปบรรจุกระป๋อง เติมส่วนผสมที่เป็นของเหลว ปิดฝากระป๋อง และฆ่าเชื้อในหม้อฆ่าเชื้อ (retort) ต่อไป ซึ่งแต่ละขั้นตอนการผลิตล้วนมีผลต่อปริมาณเกลือเนื่องจากมีการใช้น้ำชะละลาย การเปลี่ยนแปลงสภาพเนื้อปลาด้วยความร้อน แต่ผลดังกล่าวไม่มีการศึกษามาก่อน
การศึกษาการเปลี่ยนแปลงของปริมาณเกลือในเนื้อปลาระหว่างการผลิตปลาทูน่ากระป๋อง มีวัตถุประสงค์เพื่อเพื่อศึกษาผลของ ขนาดปลา ต่อปริมาณเกลือในเนื้อปลาทูน่าแช่เยือกแข็ง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงปริมาณเกลือหลังการละลาย และหลังจากการนึ่งโดยขอบเขตการศึกษา ในปลาทูน่าพันธุ์ท้องแถบ 3 ขนาด คือ ปลาทูน่าที่มีน้ำหนัก ต่ำกว่า 1.4 กิโลกรัม น้ำหนักระหว่าง 1.4-1.8 กิโลกรัม และขนาดน้ำหนักระหว่าง 1.8-2.5 กิโลกรัม ซึ่งข้อมูลดังกล่าวมีความสำคัญและจำเป็นอย่างยิ่ง สำหรับการศึกษาแนวทางการลดปริมาณเกลือในเนื้อปลาทูน่าต่อไป
3.2.1 ตัวอย่างปลา
ตัวอย่างปลาทูน่าแช่เยือกแข็งพันธุ์ท้องแถบ สุ่มตัวอย่างจากสภาวะการผลิตจริง ระดับอุตสาหกรรม ที่บริษัท พัทยาฟู้ดอินดัสตรี จำกัด ตั้งอยู่ที่ ถนนเศรษฐกิจ ตำบลท่าทราย อำเภอเมือง จังหวัดสมุทรสาคร ปลาทูน่าแช่เยือกแข็ง มีอุณหภูมิกึ่งกลางตัวปลาต่ำกว่าหรือเท่ากับ -18 องศาเซลเซียส จัดเก็บในห้องแช่แข็งที่อุณหภูมิห้องเท่ากับ -20 องศาเซลเซียส สุ่มเก็บตัวอย่างปลาแช่เยือกแข็งที่เข้าสู่กระบวนการผลิต กลุ่มตัวอย่างละ 10 ตัว ติดสัญลักษณ์เพื่อระบุตัวปลา โดยสุ่มตัวอย่างปลาทูน่าแช่เยือกแข็ง 3 ช่วงน้ำหนัก คือ
3.2.2 การละลาย และการนึ่ง
ละลายปลาทูน่าเยือกแข็งในชุดทดลองละลายปลาของโรงงาน ซึ่งเป็นถังละลายขนาดความจุของน้ำ 200 ลิตร ใช้จำนวนปลาต่อถังละลาย 40 ตัว โดยปล่อยน้ำให้ไหลล้นออกตลอดเวลา น้ำล้นออกจากถังละลายและไม่วนน้ำที่ใช้ละลายแล้วกลับมาใช้อีก การละลายจะใช้การควบคุมอุณหภูมิเนื้อที่ติดกระดูกในตัวปลาหลังการละลายอยู่ระหว่าง -2 ถึง 2 องศาเซลเซียส โดยใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอล วัดเนื้อที่ติดกระดูก หลังจากละลาย เก็บตัวอย่างเนื้อปลาทูน่า จากนั้นนำไปนึ่งโดยวางตัวอย่างปลาแบบสุ่ม บนชั้นตะแกรงมีล้อ วางปลาให้ด้านที่ถูกตัดตัวอย่างก่อนการละลายคว่ำลง เพื่อป้องกันน้ำที่ออกจากปลาที่วางด้านบนชั้นวางไหลลงมาถูกเนื้อบริเวณที่ตัดเป็นตัวอย่าง เข็นตะแกรงที่วางปลาเป็นชั้นเข้าหม้อนึ่งแบบใช้ไอน้ำ หลังจากนึ่งเสร็จเก็บตัวอย่างเก็บตัวอย่างปลาทันที เพื่อนำตัวอย่างปลาเนื้อปลาไปตรวจวิเคราะห์ปริมาณเกลือ
รูปที่ 3.2การละลายปลาทูน่าในถังละลาย
รูปที่ 3.3 การนึ่งปลาทูน่า
3.2.3 การเก็บตัวอย่างเนื้อปลา
การเก็บตัวอย่างเนื้อปลาทูน่าแช่แข็งเก็บตัวอย่างโดยการตัดชิ้นเนื้อปลาขนาด 4 x 5 cm2 ดังรูปที่ 3.4โดยเก็บตัวอย่างก่อนการละลายบริเวณหลังถึงกลางตัวปลาให้ลึกถึงกระดูกปลา เลาะเอาเลือดและหนังออกนำไปตรวจวิเคราะห์ปริมาณเกลือทันที หลังการละลายตัดตัวอย่างเหมือนก่อนละลาย บริเวณหลังอีกแถบหนึ่งที่ไม่ตรงกับบริเวณเดิม นำไปตรวจวิเคราะห์ปริมาณเกลือทันที และหลังนึ่งก็ตัดตัวอย่างปลาเหมือนก่อนละลายโดย เลือกบริเวณที่ไม่ติดตำแหน่งที่เคยตัดไป แล้วนำไปตรวจวิเคราะห์ปริมาณเกลือทันที
รูปที่ 3.4 การตัดเพื่อเก็บตัวอย่างเนื้อตัวอย่างปลาทูน่าก่อนและหลังละลาย
3.2.4 การวิเคราะห์ปริมาณเกลือในเนื้อปลา
นำตัวอย่างเนื้อปลาที่เก็บในขั้นตอนก่อนการละลาย หลังการละลาย และหลังการนึ่ง บดละเอียดโดยเครื่องปั่นละเอียด แล้วนำมาชั่งน้ำหนักตัวอย่างละ 1-2 กรัม ด้วยเครื่องชั่งสองตำแหน่ง บันทึกน้ำหนัก เติมน้ำกลั่นลงในตัวอย่างปริมาณ 50 มิลลิลิตร คนให้ตัวอย่างเข้ากัน โดยหลังจากเติมน้ำกลั่นแล้วให้วิเคราะห์ตัวอย่างภายใน 5 นาที ตรวจวิเคราะห์ปริมาณเกลือโดยการไตเตรทด้วยซิลเวอร์ไรเตรท (AgNo3) เพื่อให้ทำปฏิกิริยากับ Cl-ตกตะกอน เป็น ซิลเวอร์กับคลอไรด์ (AgCl) ดังสมการ
การไตเตทใช้ เครื่องไตเตรทอัตโนมัติ (Mettle Toledo Auto-titrate, รุ่น DL50 สหรัฐอเมริกา) ดังรูปที่ 3.5 เครื่องจะทำการหยดสารซิลเวอร์ไนเตรทลงในตัวอย่างโดยอัตโนมัติ จากนั้นเครื่องทำการหาจุดยุติจากกราฟ (ซิลเวอร์อิออนทำปฎิกิริยาพอดีกับคลอไรค์อิออน) และนำปริมาณซิลเวอร์ไนเตรทที่ใช้มาคำนวณหาร้อยละของเกลือต่อน้ำหนักตัวอย่างเนื้อปลาทูน่า แสดงผลเป็นค่าร้อยละขึ้นที่หน้าจอ
รูปที่ 3.5 เครื่องวิเคราะห์ปริมาณเกลือ (Mettler Toledo Auto-titrator)
ผลการวิเคราะห์ปริมาณเกลือ จากปลาทูน่าแช่แข็ง 3 ช่วงน้ำหนัก คือ น้ำหนักต่ำกว่า 1.4 กิโลกรัม จำนวน 1 กลุ่มตัวอย่าง น้ำหนักระหว่าง 1.4-1.8 กิโลกรัม จำนวน 2 กลุ่มตัวอย่าง และน้ำหนักระหว่าง 1.8-2.5 กิโลกรัม จำนวน 1 กลุ่มตัวอย่าง กลุ่มตัวอย่างละ 10 ตัว ได้ผลดังนี้
ตารางที่ 1 การเปลี่ยนแปลงปริมาณเกลือของปลาขนาดต่างๆ
หมายเหตุ : เปรียบเทียบความแตกต่างของค่าเฉลี่ยของข้อมูลในแนวตั้ง
จากการวิเคราะห์ปริมาณเกลือก่อนการละลายปลาทูน่า 3 ขนาด คือ ขนาดเล็ก (น้อยกว่า 1.4 กิโลกรัม) ขนาดกลาง (1.4-1.8 กิโลกรัม) และขนาดใหญ่ (1.8-2.5 กิโลกรัม) พบว่า ปลาขนาดกลางมีปริมาณเกลือมากที่สุด และมากกว่าในขนาดใหญ่อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (ที่ระดับ 0.05) ขณะที่ปริมาณเกลือในปลาขนาดเล็ก ไม่แตกต่งกับขนาดกลางและขนาดใหญ่ เนื่องจากปลาขนาดใหญ่ มีพื่นที่ผิวต่อปริมาตรน้อยกว่าทำให้เกิด การออสโมซีส ของเกลือเข้าไปในตัวปลาระหว่างการแช่เยือกแข็งน้อยกว่าปลาขนาดกลางและขนาดเล็ก
รูปที่ 3.6 แผนภูมิแสดงการเปลี่ยนแปลงปริมาณเกลือ (%) ก่อนการละลาย หลังการละลายและหลังการละลายต่อขนาดปลา
จากการวิเคราะห์ปริมาณเกลือก่อนการละลายปลาทูน่า 3 ขนาด คือ ขนาดเล็ก (น้อยกว่า 1.4 กิโลกรัม) ขนาดกลาง (1.4-1.8 กิโลกรัม) และขนาดใหญ่ (1.8-2.5 กิโลกรัม) พบว่า ปลาขนาดกลางมีปริมาณเกลือมากที่สุด และมากกว่าในขนาดใหญ่อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (ที่ระดับ 0.05) ขณะที่ปริมาณเกลือในปลาขนาดเล็ก ไม่แตกต่งกับขนาดกลางและขนาดใหญ่ เนื่องจากปลาขนาดใหญ่ มีพื่นที่ผิวต่อปริมาตรน้อยกว่าทำให้เกิดการออสโมซีสของเกลือเข้าไปในตัวปลาระหว่างการแช่เยือกแข็งน้อยกว่าปลาขนาดกลางและขนาดเล็ก
ตารางที่ 2 การเปลี่ยนแปลงปริมาณเกลือ
รูปที่ 3.7 แผนภูมิแสดงการเปลี่ยนแปลงปริมาณเกลือ (%) ก่อนการละลาย หลังการละลายและหลังการนึ่ง
ผลการศึกษาปริมาณเกลือเฉลี่ยของปลาทูน่า 3 ขนาด ที่เปลี่ยนแปลงหลังการละลาย (after thawing) และหลังการนึ่ง (after steaming) พบว่า ปลาหลังการละลายมีปริมาณเกลือลดต่ำลงจากปลาแช่แข็งอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (ที่ระดับ 0.05) โดยคาดว่าการละลายด้วยน้ำ น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดีเนื่องจากคุณสมบัติความมีขั้วในโมเลกุลของน้ำโดยเกลือ (NaCl) เป็นสารประกอบไอออนิกที่ละลายน้ำได้ และเกิดกระบวนการแพร่โดยเกลือในตัวปลาที่มีความเข้มข้นสูงกว่าไปยังน้ำที่ใช้ในการละลายซึ่งมีความเข้มข้นต่ำกว่าแต่หลังจากที่นำปลาละลายแล้วไปนึ่งให้สุกพบว่าปริมาณเกลือในเนื้อปลาเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย และไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติกับตัวอย่างก่อนการนึ่ง เนื่องจากในกระบวนการแพร่ของเกลือต้องอาศัยตัวกลางในการแพร่ ซึ่งในกระบวนการนึ่งไม่มีตัวกลาง
แสดงว่าขั้นตอนการละลายปลาด้วยน้ำ เป็นขั้นตอนหลักที่มีผลต่อการลดปริมาณเกลือในปลาทูน่าระหว่างการแปรรูป ซึ่งจะใช้เป็นแนวทางในการศึกษาต่อถึงวิธีการละลายปลาด้วยน้ำที่มีประสิทธิภาพสูงสุดต่อการลดปริมาณเกลือในปลาทูน่า
จากการศึกษากระบวนการผลิตพบว่า การนำเกลือออกจากเนื้อปลาทูน่าต้องอาศัยตัวกลางในการพาเกลือออกจากเนื้อปลา ซึ่งการละลายโดยใช้น้ำเป็นตัวกลางเป็นขั้นตอนที่มีความเป็นไปได้มากที่สุดที่สามารถลดปริมาณเกลือในเนื้อปลาทูน่าได้ โดยเลือกศึกษาปลาทูน่าพันธุ์ท้องแถบเนื่องจากปลาสายพันธุ์นี้ตรวจพบปริมาณเกลือในตัวอย่างมากเกินกว่ากำหนด นั่นคือ1.2% ขนาดกลางน้ำหนักระหว่าง 1.4 - 1.8 กิโลกรัม มีปริมาณเกลือมากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบกับขนาดเล็กและขนาดใหญ่ โดยเลือกศึกษาเฉพาะในช่วงระหว่างก่อนการละลายและหลังการละลาย เนื่องจากปริมาณเกลือหลังการละลายลดลงจากช่วงก่อนการละลายมากกว่าช่วงหลังการละลายจนถึงหลังการนึ่ง และจากการทดลองดังกล่าวทำให้ทราบถึงข้อมูลพื้นฐานของปริมาณเกลือในปลาทูน่า เพื่อนำมาวิเคราะห์และวางแผนการทดลอง โดยเลือกใช้ตัวอย่างจากผลการทดลองในโรงงานและได้ศึกษาวิธีการเก็บตัวอย่าง การวิเคราะห์ปริมาณเกลือ เพื่อเป็นแนวทางการปฏิบัติในการทดลองต่อไป
