การเสื่อมเสียของอาหาร (food spoilage)

การเสื่อมเสียของอาหาร คือ การเสื่อม หรือ การลดลงของคุณภาพอาหาร ทางด้านกายภาพ เข่น สี กลิ่นรส รสชาติ เนื้อสัมผัส
สูญเสียคุณค่าทางโภชนาการ ทำให้อาหารไม่เป็นที่ต้องการ ไม่ปลอดภัย หรือไม่ยอมรับของผู้บริโภค การเสื่อมเสียของอาหารมี
สาเหตุได้ทั้งทางกายภาพ ทางเคมีจากปฏิกิริยาเคมี และจุลินทรีย์

การแบ่งประเภทของอาหารตามความยากง่ายของการเสื่อมเสีย

• อาหารที่เสื่อมเสียง่าย (perishable food) เป็นอาหารที่มีความชื้น (moisture content) สูง มีวอเตอร์แอคทิวิตี้
  (water activity) สูงกว่า 0.9 ได้แก่ อาหารสด เช่น น้ำนม (milk) เนื้อสัตว์ (meat) ผัก ผลไม้ สัตว์น้ำ อาหารทะเล
  อาหารในกลุ่มนี้หากไม่ถูกเก็บรักษาอย่างเหมาะสม จะเสื่อมเสียอย่างรวดเร็ว ภายใน 1-2 วัน หรือ ไม่เกิน 1 สัปดาห์
  การเสื่อมเสียเกิด การเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสีย (microbial spoilage) และจุลินทรีย์ให้เกิด
  โรค (pathogen)
• อาหารที่เสื่อมเสียเร็วปานกลาง อาหารที่มีความชื้นปานกลาง เช่น ไข่ ผลไม้ประเภทผลแห้ง เช่น มะขาม มะพร้าว 
  พืชหัว เช่น หอมหัวใหญ่มันฝรัง มันเทศ ซึ่งมีเปลือกหุ้ม เพื่อปกป้อง จึงทำให้สามารถเก็บรักษาอาหารไว้ระยะหนึ่ง
  เกิดการเน่าเสียได้ภายใน 1-2 สัปดาห์
• อาหารที่เน่าเสียได้ยาก คืออาหารที่มีความชื้นต่ำ ค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้น้อยกว่า 0.6 (low water activity food) 
  จัดในกลุ่ม อาหารแห้ง เช่น แป้ง (flour) สตาร์ช (starch) ธัญพืช (cereal grain) ถั่วเมล็ดแห้ง (legume) น้ำตาล
  สามารถเก็บรักษาไว้ได้นาน แต่ต้องระวังการดูดความชื้นกลับ โดยการใช้บรรจุภัณฑ์ (pakaging) ที่เหมาะสม
  ควบคุมสภาวะแวดล้อมให้มีความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) ต่ำ

การเสื่อมเสียของอาหารประเภทต่างๆ

• การเสื่อมเสียของน้ำนม
• การเสื่อมเสียของผักและผลไม้
• การเสื่อมเสียของเนื้อสัตว์
• การเสื่อมเสียของอาหารกระป๋อง

สาเหตุของการเสื่อมเสียของอาหาร

• การเสื่อมเสียเนื่องจากจุลินทรีย์ (microbial spoilage)
• การเสื่อมเสียทางกายภาพ
• การเสื่อมเสียเนื่องจากเอนไซม์
• การเสื่อมเสียทางเคมี

การเสื่อมเสียทางกายภาพ

เป็นการเสื่อมเสียเนื่องจากแรงทางกายภาพ เช่น การแตกหัก การช้ำ ที่มีสาเหตุมาจากแรงกล (mechanical damage)
ได้แก่ แรงการกระแทก แรงอัด แรงเจาะ ระหว่างการเก็บเกี่ยว การขนส่ง การแปรรูป และการเก็บรักษา การงอกของพืชหัว
การกัดกินของแมลง

การเสื่อมเสียทางกายภาพของอาหาร	การใช้วัสดุป้องกันการสั่นกระแทกเพื่อป้องกันการเสื่อมเสียทางกายภาพระหว่างการขนส่งและการจัดจำหน่าย

การเสื่อมเสียทางกายภาพเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดการเสื่อมเสียทางเคมีและจุลินทรีย์ต่อไปอีก เนื่องจากบาดแผลจาก
รอยแตกหักหรือรอยช้ำ ซึ่งอาจป้องกันได้ด้วยการใช้วัสดุป้องกันการสั่นกระแทก การเสื่อมเสียทางกายภาพยังเร่งให้สารอาหาร
ทำปฏิกิริยากับเอนไซม์หรือทำปฏิกิริยากันเอง หรือกับสภาพแวดล้อม เช่น ออกซิเจน หรือความชื้นในบรรยากาศได้ง่ายอีกด้วย

การเสื่อมเสียทางกายภาพอาจเนื่องมาจากการแปรรูป เช่น การแช่เยือกแข็ง (freezing) ที่ทำให้เกิดผลึกน้ำแข็งขนาดใหญ่ ทิ่มแทงเซลล์
ให้ฉีกขาด เมื่อนำอาหารแช่เยือกแข็งมาหลอมละลายจะทำให้อาหารสูญเสียของเหลว (drip loss) หรือสภาพการเก็บรักษาที่ไม่เหมาะสม
เช่น การใช้บรรจุภัณฑ์ที่ป้องกันการผ่านเข้าออกของน้ำได้ไม่ดี ในอาหารสดหรืออาหารแช่เยือกแข็ง ทำให้ระเหยออกได้ ส่งผลให้สูญเสีย
น้ำหนัก ผิวหน้าแห้ง หรือในกรณีอาหารแห้ง น้ำจะซึมผ่านบรรจุภัณฑ์เข้าไปได้ อาหารจะดูดน้ำกลับเข้าไป ทำให้มีความชื้นเพิ่มขึ้น
สูญเสียความกรอบ หรือเกาะตัวกันเป็นก้อน และยังเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เสื่อมเสียจากจุลินทรีย์ได้อีก

การเสื่อมเสียเนื่องจากเอนไซม์ เอนไซม์ (enzyme) เป็นโปรตีนที่พบในสิ่งที่มีชีวิต ทั้งพืชและสัคว์ มีหน้าที่เร่งปฏิกิริยาในเซลล์
และเนื้อเยื่อของสิ่งที่มีชีวิต เช่น การสลายโมเลกุลของสารอาหารที่มีขนาดใหญ่ให้เล็กลง รวมทั้งเร่งการสังเคราะห์สารต่างๆ
ภายในเซลล์ เมื่อพืชและสัตว์ ถูกเก็บเกี่ยวหรือฆ่าเพื่อนำเนื้อสัตว์มาใช้เป็นอาหาร เอนไซม์ที่ยังคงทำหน้าที่อยู่ เป็นการเร่งการสลาย
โมเลกุลของอาหาร เช่น เร่งให้ผลไม้สุก สีเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีเหลือง เปลี่ยนสตาร์ซ (starch) ให้เป็นน้ำตาล ทำให้ผลไม้มีรสหวาน
และมีเนื้อนิ่มลง

ในระหว่างการเตรียมวัตถุดิบ อาหารอาจถูกปอกเปลือก (peeling) หั่น สับ บด ทำให้เอนไซม์ในอาหารสัมผัสกับโมเลกุลของซับสเตรต
มากขึ้น จึงเร่งให้เกิดการเสื่อมเสียได้เร็วขึ้น เช่น ปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาลที่เร่งด้วยเอนไซม์ (enzymatic browning reaction )
ได้แก่ ฟีนอเลส (phenolase) พอลิฟีนอเลส (polyphenolase) พอลิฟีนอลออกซิเดส (polyphenol oxidase) ซึ่งเอนไซม์เหล่านี้
จะเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารประกอบฟีนอล (phenolic compounds) ซึ่งพบในผัก ผลไม้ เช่น กล้วย แอปเปิล มันฝรั่ง
เปลือกมะพร้าวอ่อน เปลี่ยนเป็นสารที่มีสีน้ำตาล โดยเฉพาะเมื่อผักและผลไม้พวกนี้ถูกปอกเปลือก และหั่นชิ้นให้สัมผัสกับออกซิเจน

เอนไซม์ลิเพส (lypase) และ เอนไซม์ลิพอกซิเดส (lypoxidase) เป็นเอนไซม์ที่เร่งการย่อยสลายไขมัน พบทั่วไปในอาหาร
เป็นสาเหตุทำให้น้ำนม เนื้อสัตว์ พืช และอาหารสด ที่มีไขมันสูงเกิดกลิ่นหืน โดยเอนไซม์นี้จะ เร่งการย่อยสลายไตรกลีเซอไรด์
(triglyceride) ให้เป็นกรดไขมันอิสระ (free fatty acid) หากกรดไขมันอิสระสายสั้น (short chain fatty acid) มีโมเลกุลเล็ก
ระเหยได้ง่าย ให้กลิ่น รส กรดไขมันอิสระที่ไม่อิ่มตัว (unsatturated fatty acid) จะเกิดการแตกตัวต่อไปเกิดเป็นสารที่มีกลิ่นเหม็นหืน

เอนไซม์เพกทิเนส (pectinase) จะเร่งการ ยอยสลายเพกทิน (pectin) ซึ่งเป็นสารพอลิแซ็กคาไรด์ ที่เป็นตัวเชื่อมประสานทำให้
โครงสร้างเซลล์ของผักและผลไม้แข็งแรง ทำให้ผักและผลไม้มีเนื้อนิ่ม นอกจากนี้ เอนไซม์เพกทิเนสยังทำให้น้ำผักผลไม้ที่คั้นสด
ที่ตั้งทิ้งไว้แยกชั้น ไม่เป็นเนื้อเดียวกันเหมือนที่คั้นใหม่

การเสื่อมเสียทางเคมี เป็นการเสื่อมเสียเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างส่วนประกอบของอาหาร ระหว่างอาหารกับบรรจุภัณฑ์ หรือ
ระหว่างอาหารกับสภาวะแวดล้อม การเสื่อมเสียทางเคมี ได้แก่

• การเกิดสีน้ำตาลของอาหารที่ไม่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์ (non enzymatic browning reaction)
• การเกิดการเหม็นหืนเนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของลิพิด (lipid oxidation)