Blog

       ในสถานการณ์ปัจจุบันที่มีการระบาดของ COVID-19  อยู่นั้น การกักตัวอยู่บ้าน หรือ Work From Home นำไปสู่ความจำเป็นที่จะต้องมีการกักตุนอาหารมากขึ้น ซึ่งการเก็บรักษาอาหารและเครื่องดื่มภายในบ้านอย่างเหมาะสมให้อยู่ได้นานจนไปถึงมีความปลอดภัยต่อการบริโภคนั้นถือเป็นเรื่องสำคัญ ขณะเดียวกันสำหรับภาคอุตสาหกรรมอาหาร ก็ถือเป็นความท้าทายสำหรับผู้ประกอบการที่ต้องอาศัยเทคนิคการแปรรูปต่างๆ เช่น ความร้อน ความเย็น มาช่วยยืดอายุผลิตภัณฑ์อาหารของตนให้มีอายุการเก็บที่ยาวนานขึ้น

     โดยเมื่อวันที่ 13 พฤษภาคม 2563 คณาจารย์จากกลุ่มวิชาอาหารและโภชนาการ สาขามนุษยนิเวศศาสตร์ มหาวิทยาลัยสุโขทัยธรรมาธิราช ได้เข้าร่วมรับฟังบรรยายพิเศษจาก ดร. พิศมัย ศรีชาเยช นักวิจัยชำนาญการประจำสถาบันค้นคว้าและพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหาร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ในหัวข้อ “Shelf Life Extension for Food and Beverage : Issue on COVID-19 Pandemic” ที่มาให้ความรู้ในด้านเทคนิคการยืดอายุอาหาร และเครื่องดื่ม เพื่อให้เหมาะสม และสอดคล้องกับสถานการณ์ปัจจุบัน และแนวโน้มในอนาคต จัดโดย เมืองนวัตกรรม Food Innopolis

สาระสำคัญที่ได้จากการฟังบรรยายสามารถสรุปได้ ดังนี้

          ความสำคัญของการเก็บรักษาอาหาร:  หากมองกันโดยทั่วไปแล้ว เทคนิคการเก็บรักษาอาหารให้มีอายุอยู่ได้นานขึ้น ไม่ใช่เรื่องของนักวิทยาศาสตร์อาหารหรือภาคอุตสาหกรรมอาหารเพียงอย่างเดียว หากแต่เป็นสิ่งที่ใกล้ตัวทุกคนและเกี่ยวข้องการการดำเนินชีวิตประจำวัน เพราะเพียงแค่เรากลับมาจากซุปเปอร์มาเก็ตแล้วนำเนื้อสัตว์ซื้อมาเก็บเข้าตู้เย็น ก็ถือเป็นการเก็บรักษาอาหารแล้ว โดยอายุการเก็บรักษานั้น หมายถึง  ช่วงระยะเวลาที่อาหารอยู่ในบรรจุภัณฑ์ และการเก็บรักษาในสภาวะที่กำหนด ซึ่งสามารถรักษาคุณภาพและความปลอดภัยของอาหารให้อยู่ในระดับที่กำหนดได้

     การเก็บรักษาอาหารนั้นมีความสำคัญทั้งในแง่ของความปลอดภัย เช่น ไม่ให้มีเชื้อจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายต่อร่างกายเจริญเติบโตขึ้นในอาหารจนทำให้ผู้บริโภคเกิดอาการท้องร่วงท้องเสีย และการคงสภาพอาหารให้ยังคงน่ารับประทาน เช่น ไม่มีกลิ่นเหม็นหืน สีสันไม่เปลี่ยนไป ยังคงความกรอบ และมีรสชาติที่พึงประสงค์ได้ เป็นต้น โดยเกณฑ์ที่ใช้กำหนดอายุการเก็บรักษาของอาหารนั้น อาจแบ่งได้ดังนี้

                    จุลินทรีย์                    — >     จุลินทรีย์ที่ใช้เป็นเกณฑ์ด้านความปลอดภัย

                    เคมี                          — >     การเปลี่ยนสี กลิ่นหืน

                    ประสาทสัมผัส              — >     เนื้อสัมผัส ความแข็ง ความเหนียว

          อุณหภูมิ กับ อายุการเก็บของอาหาร (Shelf life of food) : อุณหภูมิในการเก็บรักษาอาหารเป็นตัวแปรสำคัญเพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ โดยอุณหภูมิที่ต่ำลงจะช่วยชะลอการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์หรือหยุดการเจริญเติบโตได้ จึงเกิดการเก็บรักษาอาหารด้วยการแช่เย็นไปจนถึงการใช้วิธีแช่แข็งขึ้น ซึ่งโดยปกติแล้วอุณหภูมิที่เหมาะสมกับการเก็บรักษาจะเป็นไปตามตารางที่ 1 ด้านล่างนี้ แต่ในประเทศไทยนั้นมีอุณหภูมิค่อนข้างสูงจึงอาจจะไม่สามารถเก็บอาหารไว้ที่อุณหภูมิห้องได้นาน การใช้วิธีแช่เย็นหรือแช่แข็งจึงอาจจะมีความเหมาะสมในการเก็บรักษามากกว่า

          ตารางที่ 1 อุณหภูมิการเก็บของอาหารชนิดต่างๆ

          การยืดอายุการเก็บอาหาร (Shelf life extension for food) : การยืดอายุการเก็บอาหารสามารถทำได้หลายเทคนิค ไม่ว่าจะเป็นการแปรรูปอาหาร หรือการใช้บรรจุภัณฑ์ช่วยยืดอายุการเก็บอาหาร

          การใช้บรรจุภัณฑ์ช่วยยืดอายุการเก็บอาหาร

1. การบรรจุด้วยระบบสุญญากาศ คือ การบรรจุที่มีการดูดอากาศในบรรจุภัณฑ์ออกไปก่อนปิดผนึกหรือปิดฝา
2. การบรรจุแบบ Gas-Flushing เป็นการบรรจุผลิตภัณฑ์ให้อยู่ภายใต้บรรยากาศของก๊าซชนิดใดชนิดหนึ่ง เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ หรือก๊าซไนโตรเจน โดยการพ่นก๊าซชนิดที่ต้องการเข้าไปแทนที่อากาศภายในภาชนะบรรจุ ซึ่งเป็นวิธีการหนึ่งที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งใช้สำหรับ ไล่ก๊าซออกซิเจนในภาชนะบรรจุผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation Reaction) เช่น อาหารที่มีไขมันมาก น้ำผลไม้ หรือตัวอย่างที่เห็นได้ทั่วไป คือ การที่ขนมขบเคี้ยวบรรจุอยู่ในซองที่มีอากาศอัดอยู่แน่นจนเป็นถุงพอง

          การถนอมอาหารและการแปรรูป : การถนอมอาหาร หมายถึง กระบวนการเก็บรักษาอาหารเพื่อป้องกันไม่ให้อาหารเสื่อมเสียเนื่องจากจุลินทรีย์ เป็นการยืดอายุการเก็บอาหารโดยการใช้กระบวนการแปรรูป เพื่อทำให้อาหารสดสามารถเก็บที่อุณหภูมิห้องได้ เช่น นมและผลิตภัณฑ์นม (ยูเอชที/สเตอริไรส์) เนื้อสัตว์ (กระป๋อง/อบแห้ง) ผักและผลไม้ (ผลไม้อบแห้ง/น้ำผลไม้) โดยความสำคัญของการแปรรูปอาหาร คือ การเก็บรักษาอาหารให้ปลอดภัยสำหรับผู้บริโภค

     อย่างไรก็ตาม อาหารที่ผ่านการแปรรูปอาจมีรสชาติที่ไม่เป็นที่ยอมรับ เนื่องจาก การแปรรูปมีผลต่อลักษณะเนื้อสัมผัส กลิ่นรส และคุณค่าทางโภชนาการได้ เช่น มีคุณค่าทางโภชนาการที่ต่ำลง เนื่องจากวิตามินบางชนิดถูกทำลายไประหว่างกระบวนการแปรรูป เป็นต้น

     ดังนั้น เทคโนโลยีการแปรรูปอาหาร จึงต้องมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง เพื่อศึกษาหาวิธีที่สามารถยืดอายุการเก็บ แต่ในขณะเดียวกันก็สามารถป้องกันการเปลี่ยนแปลงทั้งทางด้านคุณภาพและคุณค่าทางโภชนาการของอาหารได้

          ในปัจจุบันการแปรรูปอาหารทำได้ในหลายวิธี เช่น การทำให้แห้ง การหมัก การพลาสเจอไรซ์ การใช้ความดันสูง การหั่น สับ ผสม และการแช่เย็นและแช่แข็ง เป็นต้น

          หลักการแปรรูปอาหาร

1. การควบคุมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ โดยการกำจัดออกซิเจน (เป็นก๊าซที่จุลินทรีย์ใช้ในการเจริญเติบโต) การใช้ความร้อน การใช้ความเย็น การลดปริมาณน้ำอิสระ (Water activity) เพื่อเป็นการลดน้ำที่จุลินทรีย์นำไปใช้ในการเจริญเติบโต และการลดความเป็นกรด-ด่าง (pH) ในอาหาร โดยความเป็นกรดสามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ได้
2. การป้องกันการปนเปื้อนจากจุลินทรีย์ โดยการเก็บอาหารในที่แห้ง หรือบรรจุในภาชนะปิดสนิท
3. การยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ โดยการใช้ความร้อน เช่น ในผลิตภัณฑ์ผัก ผลไม้แช่แข็ง เพื่อป้องกันการเปลี่ยนสีจากเอนไซม์จะใช้วิธีการลวกเพื่อยับยั้งเอนไซม์ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนสีก่อนจะนำไปสู่กระบวนการแปรรูปต่อไป

  การแปรรูปอาหารเพื่อยืดอายุการเก็บ

1. การแปรรูปด้วยความร้อน เป็นการใช้อุณหภูมิ และเวลาที่เหมาะสมในการทำลายจุลินทรีย์ และสปอร์ และช่วยยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ โดยวิธีที่เป็นที่รู้จัก ได้แก่ การพาสเจอร์ไรส์ และ การสเตอร์ไรส์

          การพาสเจอร์ไรส์ (Pasteurization) คือ การใช้ความร้อนที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100˚C โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำลายจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค (Pathogen) และจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเสื่อมเสีย โดยจุลินทรีย์ที่ถูกทำลายจะเป็นเซลล์จุลินทรีย์ (Vegetative cell) แต่ไม่สามารถทำลายสปอร์จุลินทรีย์ได้ การพาสเจอร์ไรส์ยังเป็นวิธีการแปรรูปที่ใช้ร่วมกับวิธีอื่น เช่น การใช้อุณหภูมิต่ำในการเก็บรักษา การใช้สารเคมี การใช้น้ำตาล เกลือ กรด เพื่อทำลายเอนไซม์ ระดับ และอุณหภูมิของการพาสเจอร์ไรส์ ได้แก่

                     – Low Temperature Long Time (LTLT): 60-65˚C นาน 30 นาที

                     – High Temperature Short Time (HTST): 72˚C นาน 15-16 นาที

                     – Rapid, high or flash pasteurization: 90-100˚C นาน 12 วินาที

          โดยขึ้นอยู่กับสภาพธรรมชาติของอาหาร ถ้าอาหารนั้นมีความเป็นกรด แสดงว่าอาหารนั้นมี pH ที่ช่วยถนอมอาหารได้ระดับหนึ่ง เนื่องจากจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนอยู่ในอาหารที่มีความเป็นกรดสูง หรือมีค่า pH ต่ำ จะทนความร้อนได้น้อยกว่าจุลินทรีย์ที่มีค่า pH สูง ค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ (aw) ยังเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อการจำกัดการเจริญของจุลินทรีย์ ซึ่ง aw หมายถึง ปริมารน้ำในอาหารทีจุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ได้ หรือเพียงพอที่จะเกิดปฎิกิริยาเคมี

                     – การพาสเจอร์ไรส์อาหารที่เป็นกรด หากใช้ความร้อนเพียงอย่างเดียวอาจยังไม่เพียงพอต่อการทำลายเซลล์จุลินทรีย์ทั้งหมด โดยจุลินทรีย์ที่หลงเหลืออยู่จะอยู่ในสภาพอ่อนแอ ความเป็นกรดจะป้องกันไม่ให้สปอร์จริญเติบโตได้ สามารถทำได้โดยเทคนิค การบรรจุขณะร้อน (>75˚C) และคงไว้ระยะหนึ่ง และทำให้เย็นทันที หลังจากนั้นใช้กระบวนการให้ความร้อนหลังจากการบรรจุ หลังปิดผนึกแล้วฆ่าเชื้อการพาสเจอร์ไรส์อีกครั้ง เพื่อทำลายเชื้อจุลินทรีย์ที่หลงเหลืออยู่ หรืออาจปนเปื้อนในระหว่างการบรรจุ

                     – การพาสเจอร์ไรส์อาหารที่เป็นกรด ใช้อุณหภูมิอยู่ในช่วง 76-93˚C ซึ่งอาจทำให้สูญเสียคุณลักษณะทางด้านกลิ่นรส และความสดของเครื่องดื่ม แต่การพาสเจอร์ไรส์อย่างรวดเร็ว (Flash pasteurization) ซึ่งเป็นวิธีการทำลายจุลินทรีย์ด้วยอุณหภูมิสูง และเวลาสั้น เช่น 90˚C นาน 3-15 วินาที  บรรจุขณะร้อน หลังจากนั้นทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เป็นวิธีที่ช่วยคงคุณลักษณะทางด้านกลิ่นรส และความสดของเครื่องดื่มได้

          การสเตอร์ไรส์ (Sterilization) คือ การใช้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 100˚C เพื่อทำลายเซลล์สปอร์ (Spore) ของจุลินทรีย์ ซึ่งต้องคำนึงถึงคุณค่าทางโภชนาการของอาหาร สี เนื้อสัมผัส และกลิ่นรสของอาหาร

          การฆ่าเชื้อเชิงการค้า (Commercially sterile) หมายถึง การใช้ความร้อนในกระบวนการแปรรูปอาหารที่สามารถทำลายเชื้อจุลินทรีย์หลัก ได้แก่ จุลินทรีย์ที่สร้างสารพิษ รวมถึง Clostridium botulinum และจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคชนิดอื่นๆ ในอาหาร จุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเน่าเสีย และสปอร์จุลินทรีย์ที่เหลืออยู่นั้นต้องไม่เจริญภายใต้สภาวะการเก็บรักษาที่อุณหภูมิปกติ

                     – อาหารที่มีความเป็นกรดต่ำ หมายถึง อาหารที่มีความเป็นกรด-ด่าง สูงกว่า 4.6 และมีค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ สูงกว่า 0.85 ดังนั้น การฆ่าเชื้ออาหารในภาชนะปิดสนิทประเภทที่มีความเป็นกรดต่ำ (Low Acid Canned Food) จะใช้อุณหภูมิการฆ่าเชื้อในช่วง 116-121˚C (240-250˚F)

2. การใช้ความเย็น เป็นการลดปฎิกิริยาของเอนไซม์ เคมี และการเจริญของจุลินทรีย์ เพื่อยืดอายุการอาหาร สามารถทำได้โดยการเก็บแช่เย็น และเก็บแช่แข็ง

          หลักการแช่แข็งอาหาร คือ การลดอุณหภูมิของอาหารให้ต่ำกว่า -18˚C โดยน้ำในอาหารจะเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำแข็ง จึงเป็นวิธีการถนอมอาหารที่คงความสด และรักษาคุณภาพของอาหารได้ดีกว่าการใช้ความร้อน การแช่แข็งนั้นไม่สามารถทำลายเชื้อจุลินทรีย์ได้ แต่สามารถยับยั้งการเพิ่มจำนวนของจุลินทรีย์

โดยเทคนิคการการแช่แข็งอาหารที่ดีนั้นต้องแช่แข็งอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ผลึกน้ำแข็งที่ได้มีขนาดเล็ก ทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อสัมผัสน้อยที่สุด นอกจากนั้นการเลือกสภาวะการเก็บที่เหมาะสมยังมีผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์อีกด้วย

3. การทำแห้ง เป็นการลดปริมาณน้ำในอาหาร เพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ หรือชะลอการเปลี่ยนแปลงทางเคมี มีผลทำให้อาหารปลอดภัย จากการลดน้ำในอาหารซึ่งเป็นการลดค่า aw นอกจากนี้ยังทำให้อาหารมีน้ำหนักเบา ทำให้สะดวกต่อการขนส่งและการบริโภค อาหารที่มักใช้การแปรรูปด้วยการทำแห้ง เช่น ผักผลไม้ ถั่วเมล็ดแห้ง นมผง ชา กาแฟ เนื้อสัตว์ อาหารทะเล สมุนไพร เครื่องเทศ เป็นต้น

4. การใช้วัตถุเจือปนอาหาร เป็นการใช้สารเคมีที่สามารถช่วยควบคุม หรือยับยั้งปริมาณจุลินทรีย์ในอาหาร โดยสารเคมีที่ใช้ ได้แก่ วัตถุกันเสีย (Preservatives) มีหน้าที่ในการยับยั้ง ชะลอการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ ป้องกันการเสื่อมเสียของอาหาร ใช้ในปริมาณต่ำเพื่อควบคุมไม่ให้จุลินทรีย์เพิ่มจำนวน โดยเหมาะสำหรับอาหารที่มีการปนเปื้อนของจุลินทรีย์จำนวนไม่สูงมาก แต่การใช้วัตถุกันเสียนั้นไม่สามารถทดแทนการใช้ความร้อนได้

5. การแปรรูปโดยไม่ใช้ความร้อน เป็นกระบวนการแปรรูปที่ไม่เกิดความร้อนระหว่างการแปรรูป แต่มีประสิทธิภาพในการทำลายเชื้อจุลินทรีย์ ได้แก่

                     – การใช้ความดันสูง (High pressure processing) เป็นการใช้ความดันสูง (100-800 MPa) ทำลายเชื้อจุลินทรีย์ โดยมีน้ำเป็นตัวกลางในการส่งผ่านความดัน และมีผลต่อโมเลกุลของอาหารเพียงเล็กน้อย ทำให้อาหารยังคงความสด นอกจากนี้มีการใช้ความดันร่วมกับความร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำลายเชื้อจุลินทรีย์ และเพื่อทำลายเอนไซม์ด้วย

                     – การใช้สนามไฟฟ้าแบบเป็นจังหวะ (Pulse electric field) เป็นการปล่อยกระแสไฟฟ้าในอาหารเหลวที่ถูกบรรจุอยู่ระหว่างขั้วอิเล็กโทรด และปล่อยกระแสไฟฟ้าเข้าสู่อาหารภายใต้สนามไฟฟ้าแรงดันสูงเพื่อกระตุ้นการเหนี่ยวนำบริเวณเยื่อหุ้มเซลล์ ทำให้เซลล์จุลินทรีย์เกิดการบวม ผนังเซลล์เกิดการแตกหรือฉีกขาด แต่การแปรรูปด้วยวิธีการนี้ไม่สามารถใช้ในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ได้ จึงอาจต้องมีการใช้ความร้อนร่วมด้วย

          การที่จะเลือกกระบวนการแปรรูปที่เหมาะสมเพื่อทำให้อาหารมีความปลอดภัย และเป็นที่ยอมรับของผู้บริโภคนั้น ผู้ผลิตอาหารต้องมีความเข้าใจสภาพของอาหาร ได้แก่ ค่าความเป็นกรด-ด่าง ค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ และต้องเข้าใจหลักการแปรรูปอาหาร รวมถึงสภาวะการเก็บรักษา เพื่อช่วยในการยืดอายุการเก็บให้เหมาะสมต่ออาหารแต่ละประเภท สุดท้ายนี้ขอขอบคุณ Food Innopolis ผู้จัดการบรรยายผ่านทางระบบออนไลน์เพื่อให้ความรู้กับผู้ประกอบการอาหาร และผู้เกี่ยวข้องในสายงานด้านอาหาร ทางสาขามนุษยนิเวศศาสตร์ หวังว่าผู้อ่านทุกท่านจะได้รับความรู้ที่เป็นประโยชน์ และสามารถนำไปปรับใช้เพื่อจัดการ และบริหารธุรกิจอาหารได้ หากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมสามารถสอบถามได้ที่ Facebook page ของสาขาวิชามนุษยนิเวศศาสตร์ มสธ. ได้เลยค่ะ

ผู้จัดทำบทความ : อ.ดร.ภาวินี อินทร์มณี อ.ปิยวรรณ วงศ์วสุ และ อ.วราลี จ้อยมาก