เทคโนโลยีการถนอมอาหารให้เก็บได้นานๆมีแบบไหนบ้าง ? ช่วยรักษาคุณภาพของอาหารได้นานขึ้น

การถนอมอาหารมีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์มานานหลายศตวรรษ ตั้งแต่การตากเนื้อในแสงแดดไปจนถึงการเก็บผักในตู้เย็น มนุษย์ได้พัฒนาวิธีการต่างๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาอาหาร ลดของเสียและรักษาระบบการจัดหาอาหารที่เชื่อถือได้ เทคโนโลยีการถนอมอาหารสมัยใหม่ได้เปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมอาหารโดยการนำเสนอวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการควบคุมจุลินทรีย์

เทคโนโลยีการถนอมอาหารในยุคปัจจุบันได้ก้าวข้ามการตากแห้งหรือการใส่เกลือแบบดั้งเดิมไปมาก โดยอาศัยหลักการทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมอาหาร เพื่อยืดอายุการเก็บรักษา รักษาคุณค่าทางโภชนาการ รสชาติ และเนื้อสัมผัสให้ใกล้เคียงอาหารสดมากที่สุด ชะลอปฏิกิริยาทางเคมี และรักษาคุณภาพของอาหารได้นานขึ้น

เนื่องจากความต้องการของผู้บริโภคสำหรับอาหารที่สะดวก ปลอดภัย และมีคุณค่าทางโภชนาการยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตอาหารจึงกำลังสำรวจเทคโนโลยีขั้นสูงที่ช่วยรักษาความสด รสชาติ เนื้อสัมผัส และคุณค่าทางโภชนาการ นวัตกรรมเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอาหารพร้อมรับประทาน ผลิตภัณฑ์แช่แข็ง ผลิตภัณฑ์นม เนื้อสัตว์ อาหารทะเล ผลไม้ และเครื่องดื่มบรรจุภัณฑ์

ดังนั้น เทคโนโลยีการถนอมอาหารสมัยใหม่ใดบ้างที่จะช่วยให้อาหารอยู่ได้นานขึ้น? เรามาสำรวจวิธีการที่สำคัญที่สุด วิธีการทำงาน และประโยชน์ที่ได้รับกัน
1. เทคโนโลยีการแช่เย็นและการแช่แข็ง
การแช่เย็นและการแช่แข็งเป็นวิธีการถนอมอาหารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน เทคโนโลยีทั้งสองอาศัยอุณหภูมิต่ำเพื่อชะลอหรือยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และลดอัตราการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีและเอนไซม์ที่ทำให้อาหารเน่าเสีย

การแช่เย็น
การแช่เย็นช่วยรักษาอาหารไว้ที่อุณหภูมิต่ำ โดยทั่วไปประมาณ 0–5°C สำหรับอาหารแช่เย็นหลายชนิด แม้ว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์นั้นๆ โดยทั่วไปแล้วจะใช้กับผักสด ผลิตภัณฑ์นม เนื้อสัตว์ อาหารทะเล และอาหารสำเร็จรูป

ข้อดีหลักของการแช่เย็นคือช่วยรักษาสภาพเดิมของเนื้อสัมผัส รสชาติ และรูปลักษณ์ของอาหารหลายชนิดโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการแปรรูปมากนัก อย่างไรก็ตาม การแช่เย็นไม่ได้หยุดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ทั้งหมด และแบคทีเรียบางชนิดยังคงสามารถเพิ่มจำนวนได้ในอุณหภูมิต่ำ

การแช่แข็ง
การแช่แข็งช่วยเก็บรักษาอาหารไว้ที่อุณหภูมิประมาณ -18°C หรือต่ำกว่านั้น ที่อุณหภูมิเหล่านี้ น้ำส่วนใหญ่ในอาหารจะกลายเป็นน้ำแข็ง ทำให้จุลินทรีย์มีน้ำน้อยลงสำหรับการเจริญเติบโต

การแช่แข็งสามารถถนอมอาหารได้นานหลายเดือน ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ และสภาพการจัดเก็บ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับผักแช่แข็ง เนื้อสัตว์ อาหารทะเล ผลไม้ และอาหารพร้อมปรุง

แม้ว่าการแช่แข็งโดยทั่วไปจะช่วยรักษาคุณภาพอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็ไม่ได้ฆ่าเชื้อโรคในอาหาร จุลินทรีย์บางชนิดอาจรอดชีวิตและกลับมาทำงานได้อีกครั้งหลังจากการละลาย การจัดการที่เหมาะสมก่อนการแช่แข็งและระหว่างการละลายจึงยังคงมีความสำคัญ

2. การแปรรูปด้วยความร้อนและการฆ่าเชื้อ

การแปรรูปด้วยความร้อนใช้ความร้อนเพื่อทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายและลดจำนวนจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสีย วิธีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอาหารกระป๋อง เครื่องดื่มบรรจุขวด อาหารที่เก็บได้นาน และผลิตภัณฑ์บรรจุภัณฑ์

การพาสเจอร์ไรส์

การพาสเจอร์ไรส์เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่อาหารที่อุณหภูมิที่ควบคุมได้เป็นระยะเวลาที่กำหนดก่อนที่จะทำให้เย็นลง กระบวนการนี้ช่วยลดจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายและเพิ่มความปลอดภัยของอาหาร

โดยทั่วไปใช้กับนม น้ำผลไม้ ไข่เหลว และเครื่องดื่มบางชนิด อย่างไรก็ตาม การพาสเจอร์ไรส์ไม่ได้ทำลายจุลินทรีย์หรือสปอร์ของแบคทีเรียทั้งหมด ดังนั้นผลิตภัณฑ์พาสเจอร์ไรส์หลายชนิดจึงยังคงต้องเก็บไว้ในตู้เย็น

การฆ่าเชื้อเชิงพาณิชย์

การฆ่าเชื้อเชิงพาณิชย์ใช้ความร้อนที่ควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อกำจัดจุลินทรีย์ที่สามารถเจริญเติบโตได้ภายใต้สภาวะการเก็บรักษาปกติในผลิตภัณฑ์ที่บรรจุแล้ว

ผักกระป๋อง ซุป ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ และอาหารสำเร็จรูปที่เก็บรักษาได้นานอาจผ่านกระบวนการนี้ เมื่อผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมได้รับการแปรรูปอย่างถูกต้องในบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท ผลิตภัณฑ์นั้นจะสามารถคงความปลอดภัยที่อุณหภูมิห้องได้เป็นระยะเวลานาน

อุณหภูมิและเวลาในการแปรรูปที่ต้องการขึ้นอยู่กับความเป็นกรด ความสม่ำเสมอ บรรจุภัณฑ์ และลักษณะอื่นๆ ของอาหาร อาหารที่มีความเป็นกรดต่ำต้องได้รับการแปรรูปอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ เนื่องจากสปอร์ของแบคทีเรียบางชนิดสามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิการปรุงอาหารปกติ

การแปรรูปด้วยความร้อนสูง (Retort Processing)

เทคโนโลยีการแปรรูปด้วยความร้อนสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอาหารบรรจุภัณฑ์ที่เก็บรักษาได้นาน อาหารจะถูกปิดผนึกในภาชนะที่ทนความร้อนได้ เช่น กระป๋องโลหะ ถุงรีทอร์ท หรือถาดที่เข้ากันได้ จากนั้นจึงให้ความร้อนภายใต้สภาวะที่ควบคุม

การแปรรูปด้วยความร้อนสูงมีประโยชน์สำหรับอาหารพร้อมรับประทาน เนื่องจากสามารถยืดอายุการเก็บรักษาได้โดยไม่ต้องแช่เย็นก่อนเปิดบรรจุภัณฑ์ โดยมีเงื่อนไขว่าผลิตภัณฑ์และกระบวนการได้รับการตรวจสอบความถูกต้องอย่างเหมาะสมแล้ว

ข้อจำกัดหลักคือ การสัมผัสความร้อนเป็นเวลานานอาจทำให้เนื้อสัมผัส สี รสชาติ และสารอาหารบางชนิดที่ไวต่อความร้อนเปลี่ยนแปลงไป

3. การแปรรูปด้วยแรงดันสูง

การแปรรูปด้วยแรงดันสูง หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า HPP เป็นเทคโนโลยีการถนอมอาหารสมัยใหม่ที่ใช้แรงดันสูงมากในการทำลายจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายและทำให้เกิดการเน่าเสียหลายชนิด

แทนที่จะอาศัยความร้อนเป็นหลัก HPP มักจะใช้แรงดันในช่วง 400–600 เมกะปาสคาลกับอาหารที่บรรจุแล้ว แรงดันและสภาวะการแปรรูปที่แน่นอนขึ้นอยู่กับชนิดของอาหารและจุลินทรีย์ที่พบ
สามารถควบคุมได้

HPP ถูกนำมาใช้กับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น น้ำผลไม้ สมูทตี้ น้ำจิ้มแช่เย็น ซอส เนื้อสัตว์พร้อมรับประทาน และผลิตภัณฑ์อาหารทะเลบางชนิด

ประโยชน์หลักของ HPP

คุณภาพเหมือนสด: สามารถรักษารสชาติ สี และเนื้อสัมผัสที่สดใหม่ได้ดีกว่าการให้ความร้อนแบบดั้งเดิมบางวิธี

ลดความเสี่ยงจากจุลินทรีย์: สามารถยับยั้งแบคทีเรีย ยีสต์ และราหลายชนิดได้

ยืดอายุการเก็บรักษาในตู้เย็น: อาจช่วยยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์บางชนิดได้อย่างมาก เมื่อใช้ร่วมกับบรรจุภัณฑ์และการแช่เย็นที่เหมาะสม

ลดการพึ่งพาสารกันบูด: สูตรบางอย่างอาจต้องการสารกันบูดทางเคมีน้อยลง

อย่างไรก็ตาม HPP ไม่สามารถทำลายสปอร์ของแบคทีเรียได้ทั้งหมด ผลิตภัณฑ์ HPP หลายชนิดยังคงต้องแช่เย็น และอาหารบางชนิดต้องการมาตรการถนอมอาหารเพิ่มเติม HPP ไม่ควรถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งทดแทนการฆ่าเชื้อเชิงพาณิชย์สำหรับอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำและเก็บรักษาได้นานโดยอัตโนมัติ

4. การบรรจุแบบสุญญากาศ

การบรรจุแบบสุญญากาศจะกำจัดอากาศส่วนใหญ่ออกจากบรรจุภัณฑ์ก่อนปิดผนึก การลดการสัมผัสกับออกซิเจนช่วยชะลอการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งอาจทำให้เกิดกลิ่นหืน การเปลี่ยนสี และการเปลี่ยนแปลงรสชาติ

เทคโนโลยีนี้มักใช้กับเนื้อสัตว์ ชีส กาแฟ อาหารแห้ง และอาหารสำเร็จรูปบางชนิด

การบรรจุแบบสุญญากาศมีข้อดีหลายประการ:

ช่วยลดการสัมผัสกับออกซิเจน

ช่วยรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ระหว่างการเก็บรักษา

ช่วยจำกัดการเสื่อมสภาพที่เกี่ยวข้องกับออกซิเดชัน

ช่วยลดปริมาตรของบรรจุภัณฑ์และเพิ่มประสิทธิภาพในการเก็บรักษา

อย่างไรก็ตาม การบรรจุแบบสุญญากาศไม่ได้ฆ่าเชื้อโรคในอาหาร แบคทีเรียอันตรายบางชนิดสามารถเจริญเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ หากอุณหภูมิและเงื่อนไขอื่นๆ เหมาะสม ดังนั้น อาหารแช่เย็นที่บรรจุแบบสุญญากาศจึงต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสม มีการกำหนดอายุการเก็บรักษาที่ถูกต้อง และมีขั้นตอนการจัดการที่ปลอดภัย

5. การบรรจุในบรรยากาศดัดแปลง

การบรรจุในบรรยากาศดัดแปลง หรือ MAP จะเปลี่ยนองค์ประกอบของก๊าซภายในบรรจุภัณฑ์อาหาร แทนที่จะปล่อยให้มีอากาศปกติอยู่รอบๆ ผลิตภัณฑ์ ผู้ผลิตจะนำส่วนผสมของก๊าซที่คัดสรรมาอย่างดีเข้าไป ซึ่งมักประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน และบางครั้งก็มีออกซิเจนด้วย

ก๊าซแต่ละชนิดมีจุดประสงค์ที่แตกต่างกัน คาร์บอนไดออกไซด์สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์บางชนิด ไนโตรเจนสามารถแทนที่ออกซิเจนและช่วยป้องกันการเกิดออกซิเดชัน และอาจมีการใส่ออกซิเจนในบรรจุภัณฑ์เนื้อสัตว์บางชนิดเพื่อรักษาสีแดงที่พึงประสงค์

MAP ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเนื้อสด อาหารทะเล สลัด ผลิตภัณฑ์เบเกอรี่ ผลไม้สดหั่น และอาหารสำเร็จรูป

MAP ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาได้อย่างไร

ส่วนผสมของก๊าซจะถูกเลือกตามลักษณะของอาหาร ตัวอย่างเช่น การลดการสัมผัสกับออกซิเจนสามารถชะลอการเกิดออกซิเดชัน ในขณะที่ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เหมาะสมอาจชะลอการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียบางชนิด

MAP สามารถช่วยรักษาความสดและรูปลักษณ์ระหว่างการขนส่งและการจัดแสดงในร้านค้าปลีก อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของมันขึ้นอยู่กับอาหาร วัสดุบรรจุภัณฑ์ ส่วนผสมของก๊าซ อุณหภูมิในการจัดเก็บ และหลักปฏิบัติด้านสุขอนามัย

เนื่องจาก MAP ไม่สามารถกำจัดจุลินทรีย์ได้ จึงต้องใช้ร่วมกับการควบคุมความปลอดภัยของอาหารที่เหมาะสม

6. เทคโนโลยีการทำแห้งแบบแช่แข็ง

การทำแห้งแบบแช่แข็ง หรือที่เรียกว่าไลโอฟิไลเซชัน เป็นวิธีการลดความชื้นขั้นสูงที่กำจัดน้ำออกจากอาหารแช่แข็งโดยกระบวนการระเหิด ในกระบวนการนี้ น้ำแข็งจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำโดยตรงโดยไม่ผ่านสถานะของเหลว

โดยทั่วไปกระบวนการนี้ประกอบด้วยสามขั้นตอน:

การแช่แข็ง: อาหารจะถูกแช่แข็งเพื่อสร้างผลึกน้ำแข็ง

การทำให้แห้งขั้นต้น: ลดความดันเพื่อให้น้ำแข็งสามารถระเหิดกลายเป็นไอน้ำได้

การทำให้แห้งขั้นที่สอง: กำจัดความชื้นเพิ่มเติมเพื่อให้ได้ระดับความชื้นสุดท้ายที่ต้องการ

การทำแห้งแบบแช่แข็งใช้สำหรับกาแฟสำเร็จรูป ผลไม้ สมุนไพร เนื้อสัตว์บางชนิด เสบียงอาหารฉุกเฉิน และอาหารน้ำหนักเบาที่ออกแบบมาสำหรับการตั้งแคมป์หรือการใช้งานในอวกาศ

ข้อดีของการทำแห้งแบบแช่แข็ง

อาหารที่ทำแห้งแบบแช่แข็งมีน้ำหนักเบา ขนส่งง่าย และมักจะรักษารูปร่าง สี กลิ่น และคุณค่าทางโภชนาการดั้งเดิมไว้ได้มาก หลายชนิดสามารถคืนสภาพด้วยน้ำก่อนรับประทานได้

การกำจัดความชื้นอย่างเพียงพอจะช่วยลดปริมาณน้ำที่ใช้สำหรับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปฏิกิริยาการเสื่อมสภาพต่างๆ เมื่อผ่านกระบวนการและบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสมเพื่อป้องกันความชื้นและออกซิเจน อาหารที่ผ่านการอบแห้งแบบแช่แข็งจะมีอายุการเก็บรักษานาน

อย่างไรก็ตาม การอบแห้งแบบแช่แข็งไม่ได้ฆ่าจุลินทรีย์ทั้งหมดเสมอไป อาหารต้องผ่านกระบวนการที่ถูกสุขอนามัยและบรรจุภัณฑ์อย่างถูกต้อง เมื่อเปิดหรือสัมผัสกับความชื้น คุณภาพและอายุการเก็บรักษาอาจลดลง

7. เทคโนโลยีการอบแห้งแบบสเปรย์

การอบแห้งแบบสเปรย์เปลี่ยนอาหารเหลวให้เป็นผงโดยการฉีดพ่นเข้าไปในกระแสลมร้อน น้ำจะระเหยอย่างรวดเร็ว เหลือเพียงอนุภาคละเอียดที่สามารถเก็บรวบรวมและบรรจุได้

เทคโนโลยีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับนมผง กาแฟผง เครื่องดื่มผง เครื่องปรุงรส และผลิตภัณฑ์โภชนาการบางชนิด

การอบแห้งแบบสเปรย์มีข้อดีหลายประการ:

ช่วยลดความชื้นและทำให้ผลิตภัณฑ์จัดเก็บได้ง่ายขึ้น

ช่วยลดต้นทุนการขนส่งโดยการลดน้ำหนักของผลิตภัณฑ์

ช่วยให้การเตรียมและการแบ่งส่วนสะดวกยิ่งขึ้น

สามารถปรับปรุงความคงตัวในการจัดเก็บเมื่อผงที่ได้นั้น
ป้องกันความชื้นและออกซิเจน

กระบวนการทำให้แห้งอย่างรวดเร็วสามารถช่วยจำกัดระยะเวลาที่ส่วนประกอบต่าง ๆ ต้องสัมผัสกับความร้อน แม้ว่าสารประกอบบางชนิดที่ไวต่อความร้อนอาจยังคงได้รับผลกระทบอยู่บ้างก็ตาม

ผลิตภัณฑ์ในรูปแบบผงจะต้องเก็บรักษาไว้ในบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม และเมื่อต้องการนำกลับมาละลายน้ำเพื่อบริโภค (reconstitution) จะต้องใช้น้ำที่ปลอดภัยและอุปกรณ์ที่ถูกสุขลักษณะ การเติมน้ำอาจสร้างสภาวะที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ได้ ดังนั้นผลิตภัณฑ์ที่เตรียมขึ้นมาแล้วควรได้รับการจัดการตามคำแนะนำที่ระบุไว้

8. เทคโนโลยีสนามไฟฟ้าแบบพัลส์

เทคโนโลยีสนามไฟฟ้าแบบพัลส์ใช้พลังงานไฟฟ้าแรงสูงในรูปแบบพัลส์ช่วงสั้น ๆ เพื่อสร้างรูชั่วคราวหรือรูถาวรขึ้นบนเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์บางชนิด กระบวนการนี้เรียกว่า “อิเล็กโทรพอเรชัน” ซึ่งสามารถยับยั้งการทำงานของเซลล์จุลินทรีย์ที่ไวต่อกระบวนการนี้ได้

เทคโนโลยี PEF เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอาหารประเภทของเหลวหรือกึ่งเหลวที่สามารถไหลผ่านอุปกรณ์แปรรูปเฉพาะทางได้

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ ได้แก่ น้ำผลไม้ น้ำผัก และผลิตภัณฑ์อาหารประเภทของเหลวบางชนิด นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นกระบวนการเตรียมเบื้องต้นก่อนนำไปทำให้แห้งหรือผ่านกระบวนการแปรรูปอื่น ๆ ได้

ประโยชน์ของเทคโนโลยี PEF
PEF สามารถลดปริมาณจุลินทรีย์ลงได้โดยจำกัดการสัมผัสกับความร้อนเมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการใช้ความร้อนแบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยรักษาทั้งรสชาติ สีสัน และสารอาหารที่ไวต่อความร้อนของผลิตภัณฑ์นั้น ๆ ไว้ได้

อย่างไรก็ตาม PEF ไม่สามารถกำจัดจุลินทรีย์หรือสปอร์ของแบคทีเรียทุกชนิดได้อย่างสมบูรณ์ ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น สภาวะทางไฟฟ้า องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ อุณหภูมิ และชนิดของจุลินทรีย์เป้าหมาย ดังนั้น จึงจำเป็นต้องนำ PEF ไปรวมไว้ในระบบความปลอดภัยทางอาหารที่ผ่านการตรวจสอบและรับรองแล้ว แทนที่จะใช้เป็นวิธีทดแทนการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนในทุกกรณี

9. เทคโนโลยีการถนอมอาหารด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต

แสงอัลตราไวโอเลต โดยเฉพาะรังสี UV-C ถูกนำมาใช้เพื่อลดปริมาณจุลินทรีย์บนพื้นผิวอาหาร อุปกรณ์แปรรูป บรรจุภัณฑ์ และน้ำ

รังสี UV-C จะเข้าไปทำลายสารพันธุกรรมของจุลินทรีย์ ส่งผลให้จุลินทรีย์เหล่านั้นไม่สามารถสืบพันธุ์ต่อไปได้

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้ ได้แก่ การจัดการกับน้ำผลไม้บางชนิด น้ำดื่ม พื้นผิวที่สัมผัสกับอาหาร และอาหารสดบางประเภท

ข้อได้เปรียบหลักของเทคโนโลยี UV-C คือสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องเติมสารกันเสียทางเคมี และใช้เวลาในกระบวนการค่อนข้างน้อย

อย่างไรก็ตาม รังสี UV-C มีความสามารถในการทะลุทะลวงจำกัด โดยปัจจัยต่าง ๆ เช่น เงา พื้นผิวที่ไม่เรียบ ของเหลวที่มีความขุ่น หรืออนุภาคต่าง ๆ อาจลดประสิทธิภาพของรังสีลงได้ ดังนั้นจึงมีประโยชน์มากที่สุดในแอปพลิเคชันที่พื้นผิวหรือของเหลวเป้าหมายสามารถรับปริมาณที่เพียงพอและสม่ำเสมอได้

การบำบัดด้วย UV-C ควรได้รับการตรวจสอบความถูกต้องสำหรับผลิตภัณฑ์และแอปพลิเคชันเฉพาะ และไม่ควรสันนิษฐานว่าสามารถฆ่าเชื้ออาหารทั้งหมดได้

10. เทคโนโลยีการถนอมอาหารด้วยโอโซน

โอโซนเป็นออกซิเจนรูปแบบหนึ่งที่ทำปฏิกิริยาได้ ซึ่งสามารถยับยั้งจุลินทรีย์ผ่านกระบวนการออกซิเดชัน สามารถใช้ในรูปก๊าซหรือละลายในน้ำสำหรับการใช้งานในกระบวนการแปรรูปอาหารบางอย่าง

โอโซนถูกใช้ในกระบวนการที่เลือกสรรแล้วซึ่งเกี่ยวข้องกับผลิตผลสด พื้นผิวที่สัมผัสอาหาร น้ำที่ใช้ในกระบวนการ และสภาพแวดล้อมในการจัดเก็บ

ประโยชน์ที่อาจได้รับ ได้แก่:

ลดแบคทีเรีย ยีสต์ และราบางชนิด

ช่วยควบคุมการปนเปื้อนของจุลินทรีย์บนพื้นผิวที่เหมาะสม

สลายตัวเป็นออกซิเจนโดยไม่ทิ้งสารฆ่าเชื้อทางเคมีตกค้างแบบดั้งเดิม

สนับสนุนโปรแกรมสุขอนามัยในโรงงานแปรรูปอาหาร

อย่างไรก็ตาม โอโซนเป็นสารออกซิไดซ์ที่มีฤทธิ์รุนแรงและต้องใช้ในความเข้มข้นที่ควบคุมได้ การสัมผัสโอโซนมากเกินไปอาจทำลายคุณภาพอาหาร เปลี่ยนรสชาติ หรือส่งผลกระทบต่อวัสดุที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง ความปลอดภัยของคนงานก็มีความสำคัญเช่นกัน เพราะโอโซนสามารถระคายเคืองระบบทางเดินหายใจได้

โอโซนเป็นเครื่องมือเสริมในการถนอมอาหารและสุขอนามัย ไม่ใช่สิ่งที่จะมาทดแทนการล้างที่เหมาะสม การควบคุมอุณหภูมิ การบรรจุหีบห่อ และขั้นตอนความปลอดภัยของอาหารที่ได้รับการรับรอง

11. สารเคลือบที่รับประทานได้และบรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

เทคโนโลยีการถนอมอาหารสมัยใหม่มุ่งเน้นไปที่บรรจุภัณฑ์ที่ปกป้องอาหารพร้อมทั้งลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

สารเคลือบที่รับประทานได้เป็นชั้นบางๆ ที่ทำจากวัสดุ เช่น โปรตีน โพลีแซคคาไรด์ หรือไขมัน เมื่อได้รับการคิดค้นสูตรอย่างเหมาะสม สารเคลือบเหล่านี้สามารถลดการสูญเสียความชื้น ชะลอการถ่ายเทออกซิเจน และช่วยรักษาคุณภาพของผลไม้ ผัก และอาหารอื่นๆ บางชนิดได้

สารเคลือบบางชนิดอาจมีส่วนผสมของสารต้านจุลชีพหรือสารต้านอนุมูลอิสระที่ได้รับการอนุมัติด้วย

ในขณะเดียวกัน บรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพได้รับการออกแบบให้สลายตัวได้ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เหมาะสม วัสดุบางชนิดสามารถเป็นเกราะป้องกันความชื้น ออกซิเจน หรือปัจจัยอื่นๆ ที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของอาหารได้

เทคโนโลยีเหล่านี้อาจช่วยลดขยะพลาสติกพร้อมทั้งยืดอายุคุณภาพของอาหารบางชนิดได้ อย่างไรก็ตาม การย่อยสลายได้ทางชีวภาพไม่ได้หมายความว่าสามารถรับประทานได้ ย่อยสลายได้ในทุกสภาพแวดล้อม หรือเหมาะสมกับผลิตภัณฑ์อาหารทุกชนิดเสมอไป

วัสดุบรรจุภัณฑ์ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสอาหาร และให้การปกป้องที่เพียงพอตลอดระยะเวลาการเก็บรักษาที่กำหนด

12. บรรจุภัณฑ์อัจฉริยะและบรรจุภัณฑ์แบบแอคทีฟ

บรรจุภัณฑ์อัจฉริยะและบรรจุภัณฑ์แบบแอคทีฟเป็นสองแนวทางใหม่ที่กำลังได้รับความสนใจในการปรับปรุงคุณภาพและความปลอดภัยของอาหาร

บรรจุภัณฑ์อัจฉริยะ

บรรจุภัณฑ์อัจฉริยะใช้ตัวบ่งชี้ เซ็นเซอร์ หรือระบบข้อมูลที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพของอาหารบรรจุภัณฑ์

ตัวอย่างเช่น:

ตัวบ่งชี้เวลา-อุณหภูมิที่แสดงถึงการสัมผัสกับอุณหภูมิที่ไม่เหมาะสม

ตัวบ่งชี้ความสดที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เลือกไว้

เซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบก๊าซบางชนิดภายในบรรจุภัณฑ์

ฉลากอัจฉริยะที่ช่วยติดตามผลิตภัณฑ์ตลอดห่วงโซ่อุปทาน

เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถสนับสนุนการจัดการสินค้าคงคลัง การตรวจสอบห่วงโซ่ความเย็น และการประเมินคุณภาพ

อย่างไรก็ตาม ตัวบ่งชี้ไม่ได้พิสูจน์ว่าอาหารปลอดภัยต่อการบริโภคเสมอไป ประโยชน์ของมันขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี ผลิตภัณฑ์ และสภาวะที่กำลังตรวจสอบ

บรรจุภัณฑ์แบบแอคทีฟ

บรรจุภัณฑ์แบบแอคทีฟจะทำปฏิกิริยากับอาหารหรือสภาพแวดล้อมโดยรอบเพื่อช่วยรักษาคุณภาพ

ตัวอย่างเช่น สารดูดซับออกซิเจน ระบบควบคุมความชื้น และวัสดุบรรจุภัณฑ์ต้านจุลชีพที่เลือกไว้

สารดูดซับออกซิเจนสามารถช่วยลดการเกิดออกซิเดชันในผลิตภัณฑ์ที่เข้ากันได้ ในขณะที่ระบบควบคุมความชื้นอาจช่วยป้องกันการควบแน่นที่ไม่พึงประสงค์หรือรักษาเนื้อสัมผัสที่ต้องการ

บรรจุภัณฑ์แบบแอคทีฟต้องได้รับการออกแบบสำหรับอาหารเฉพาะและใช้งานตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย ส่วนประกอบต่างๆ ต้องไม่นำสารที่ไม่ได้รับอนุญาตเข้าไปในอาหาร

13. การหมักและการถนอมอาหารทางชีวภาพ

การหมักเป็นหนึ่งในวิธีการถนอมอาหารที่เก่าแก่ที่สุด แต่การวิจัยทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ได้พัฒนาความสามารถในการควบคุมกระบวนการนี้ให้ปลอดภัยและสม่ำเสมอมากขึ้น

ในระหว่างการหมัก จุลินทรีย์ที่มีประโยชน์จะเปลี่ยนน้ำตาลและสารประกอบอื่นๆ ให้เป็นสารต่างๆ เช่น กรดแลคติก กรดอะซิติก หรือแอลกอฮอล์ ขึ้นอยู่กับกระบวนการ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถลดค่า pH ยับยั้งจุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ และสร้างรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์

ตัวอย่างเช่น โยเกิร์ต กิมจิ กะหล่ำปลีดอง ผักดอง และซอสแบบดั้งเดิมบางชนิด

เทคโนโลยีการหมักสมัยใหม่ใช้หัวเชื้อที่ควบคุมได้ การตรวจสอบอุณหภูมิ การวัดค่า pH และระบบการผลิตที่ถูกสุขอนามัย เพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอและความปลอดภัย

การหมักยังสามารถสร้างสารประกอบที่ให้รสชาติที่เป็นประโยชน์ และในอาหารบางชนิด ยังช่วยเพิ่มการดูดซึมสารอาหารบางชนิดได้อีกด้วย

อย่างไรก็ตาม อาหารหมักดองทุกชนิดไม่ได้มีอายุการเก็บรักษาที่ยาวนานเสมอไป ผลิตภัณฑ์บางชนิดจำเป็นต้องเก็บรักษาในตู้เย็น ควบคุมปริมาณเกลือ กระบวนการผลิตเพิ่มเติม หรือมาตรการความปลอดภัยอื่นๆ

14. สารต้านจุลชีพจากธรรมชาติ

อีกแนวทางหนึ่งในการยืดอายุการเก็บรักษาคือการใช้สารต้านจุลชีพจากธรรมชาติที่ได้จากพืช จุลินทรีย์ หรือแหล่งอื่นๆ ที่ได้รับการอนุมัติ

ตัวอย่างเช่น กรดอินทรีย์ที่คัดเลือกแล้ว เปปไทด์ต้านจุลชีพ และสารประกอบที่พบในสมุนไพรและเครื่องเทศ นิซิน (Nisin) ซึ่งเป็นแบคทีริโอซินที่ผลิตโดยแบคทีเรียกรดแลคติกบางชนิด ถูกนำมาใช้ในอาหารบางชนิดที่ได้รับอนุญาต

สารเหล่านี้สามารถยับยั้งจุลินทรีย์บางชนิดและอาจลดความจำเป็นในการใช้สารกันบูดแบบดั้งเดิมในสูตรที่เหมาะสม

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพของสารเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามค่า pH ของอาหาร ปริมาณไขมัน ความชื้น สภาพการแปรรูป และจุลินทรีย์เป้าหมาย สารจากธรรมชาติไม่ได้ปลอดภัยหรือมีประสิทธิภาพมากกว่าสารสังเคราะห์เสมอไป

ผู้ผลิตอาหารต้องประเมินประสิทธิภาพ ผลกระทบต่อประสาทสัมผัส ข้อกำหนดทางกฎหมาย และศักยภาพในการต้านทานหรือการปรับตัวของจุลินทรีย์

15. เทคโนโลยีเกิดใหม่: พลาสมาเย็นและการให้ความร้อนแบบโอห์มิก

นักวิจัยยังคงศึกษาเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่อาจช่วยปรับปรุงการถนอมอาหารในขณะที่ลดการใช้พลังงานหรือรักษาคุณภาพของอาหาร

เทคโนโลยีพลาสมาเย็น

พลาสมาเย็นสร้างอนุภาคที่ทำปฏิกิริยาได้ซึ่งสามารถยับยั้งจุลินทรีย์บนพื้นผิวอาหารและวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เลือกไว้โดยไม่ต้องพึ่งพาการบำบัดด้วยอุณหภูมิสูงแบบดั้งเดิม

การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ ผลผลิตสดบางชนิด ธัญพืช และวัสดุที่สัมผัสกับอาหาร

พลาสมาเย็นอาจช่วยลดการปนเปื้อนบนพื้นผิวได้ แต่ประสิทธิภาพในการรักษานั้นแตกต่างกันไปตามรูปทรงของอาหาร คุณลักษณะของพื้นผิว สภาพการสัมผัส และจุลินทรีย์เป้าหมาย อาจจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์เฉพาะด้าน

การให้ความร้อนแบบโอห์มิก

การให้ความร้อนแบบโอห์มิกเป็นการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านอาหาร ทำให้เกิดความร้อนภายในผลิตภัณฑ์เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้า

วิธีการนี้สามารถให้ความร้อนแก่อาหารเหลวและส่วนผสมของอาหารบางชนิดได้อย่างรวดเร็วและค่อนข้างสม่ำเสมอ เมื่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าและสภาวะการแปรรูปเหมาะสม

ประโยชน์ที่อาจได้รับ ได้แก่ เวลาในการแปรรูปที่สั้นลงและการควบคุมความร้อนที่ดีขึ้น กำลังอยู่ระหว่างการวิจัยและนำไปใช้ในกระบวนการแปรรูปอาหารบางประเภท รวมถึงผลิตภัณฑ์บางชนิดที่มีอนุภาคแขวนลอยอยู่ในของเหลว

เช่นเดียวกับกระบวนการให้ความร้อนอื่นๆ การใช้งานอย่างปลอดภัยต้องอาศัยเงื่อนไขเวลาและอุณหภูมิที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว และการควบคุมผลิตภัณฑ์ทั้งหมดอย่างเหมาะสม

16. วิธีเลือกเทคโนโลยีการถนอมอาหารที่เหมาะสม

ไม่มีวิธีการถนอมอาหารวิธีใดวิธีหนึ่งที่ได้ผลดีที่สุดสำหรับอาหารทุกประเภท การเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้น ความเป็นกรด ส่วนผสม บรรจุภัณฑ์ อุณหภูมิการจัดเก็บที่ต้องการ ระบบการจัดจำหน่าย และอายุการเก็บรักษาที่คาดหวังของผลิตภัณฑ์

ตารางต่อไปนี้สรุปเทคโนโลยีทั่วไปและการใช้งาน

เทคโนโลยีการใช้งานทั่วไป

ประโยชน์หลักในการถนอมอาหาร

การแช่เย็น

ผักผลไม้สด ผลิตภัณฑ์นม เนื้อสัตว์

ชะลอการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการเสื่อมสภาพ

การแช่แข็ง

เนื้อสัตว์ อาหารทะเล ผัก

ชะลอการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และการสูญเสียคุณภาพอย่างมาก

การพาสเจอร์ไรส์

นม น้ำผลไม้ เครื่องดื่ม

ลดจำนวนจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย

การแปรรูปด้วยความร้อนสูง

อาหารกระป๋อง อาหารสำเร็จรูปที่เก็บรักษาได้นาน

ช่วยให้เก็บรักษาได้นานที่อุณหภูมิห้องเมื่อผ่านกระบวนการที่เหมาะสม

การแปรรูปด้วยแรงดันสูง

น้ำผลไม้ น้ำจิ้ม เนื้อสัตว์แช่เย็น

ลดจำนวนจุลินทรีย์หลายชนิด

การบรรจุแบบสุญญากาศ

เนื้อสัตว์ ชีส กาแฟ

ลดการสัมผัสกับออกซิเจน

การบรรจุในบรรยากาศดัดแปลง

เนื้อสัตว์สด สลัด ผลิตภัณฑ์เบเกอรี่

เปลี่ยนบรรยากาศภายในบรรจุภัณฑ์เพื่อชะลอการเสื่อมสภาพบางอย่าง

การอบแห้งแบบแช่แข็ง

กาแฟ ผลไม้ อาหารสำเร็จรูปที่มีน้ำหนักเบา

กำจัดความชื้นเพื่อเพิ่มความคงตัวในการเก็บรักษา

การพ่นสเปรย์ การอบแห้ง

นมผง เครื่องดื่มผง

ผลิตผงที่มีความชื้นต่ำ

สนามไฟฟ้าแบบพัลส์

น้ำผลไม้และของเหลวบางชนิด

ยับยั้งจุลินทรีย์ที่ไวต่อความร้อนด้วยการสัมผัสความร้อนในปริมาณจำกัด

การบำบัดด้วยรังสียูวีซี

พื้นผิว ของเหลวบางชนิด

ลดจำนวนจุลินทรีย์เมื่อได้รับปริมาณที่เหมาะสม

การหมัก

โยเกิร์ต กิมจิ ผักดอง

ใช้กิจกรรมของจุลินทรีย์และความเป็นกรดเพื่อถนอมอาหารที่เหมาะสม

ในทางปฏิบัติ ผู้ผลิตมักจะผสมผสานเทคโนโลยีหลายอย่างเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่น อาหารพร้อมรับประทานแช่เย็นอาจใช้กระบวนการผลิตที่ถูกสุขอนามัย บรรจุภัณฑ์ป้องกัน และการจัดการห่วงโซ่ความเย็นอย่างเข้มงวด อาหารที่เก็บรักษาได้ในอุณหภูมิห้องอาจต้องใช้กระบวนการฆ่าเชื้อที่ได้รับการรับรองและบรรจุภัณฑ์ที่ปิดสนิท

วิธีที่ดีที่สุดคือวิธีที่ตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอาหาร ในขณะที่ยังคงรักษารสชาติ เนื้อสัมผัส คุณภาพทางโภชนาการ ต้นทุน และประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมที่ยอมรับได้

17. ความสำคัญของความปลอดภัยของอาหารและการทดสอบอายุการเก็บรักษา

แม้ว่าวิธีการถนอมอาหารขั้นสูงจะช่วยยืดอายุการเก็บรักษาได้ แต่ไม่ควรเลือกใช้เทคโนโลยีใดเพียงเพราะทันสมัยหรือสะดวกเท่านั้น

ผู้ผลิตอาหารต้องระบุอันตรายที่เกี่ยวข้อง กำหนดสภาวะการแปรรูปที่สำคัญ ตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการถนอมอาหาร และตรวจสอบว่าผลิตภัณฑ์ยังคงปลอดภัยตลอดอายุการเก็บรักษาที่กำหนด

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ ได้แก่:

การทดสอบจุลินทรีย์: การประเมินเชื้อโรคและจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียที่เกี่ยวข้อง

ความสมบูรณ์ของบรรจุภัณฑ์: การตรวจสอบซีล สิ่งกีดขวาง และความเสี่ยงของการปนเปื้อนหลังการแปรรูป

สภาวะการจัดเก็บ: การตรวจสอบอุณหภูมิ ความชื้น และการสัมผัสแสงที่จำเป็น

ความเสถียรทางเคมีและกายภาพ: การติดตามการเกิดออกซิเดชัน การเปลี่ยนแปลงของสี เนื้อสัมผัส และปัจจัยด้านคุณภาพอื่น ๆ

คุณภาพทางโภชนาการ: การประเมินผลกระทบของกระบวนการผลิตที่มีต่อสารอาหารสำคัญ (ในกรณีที่เกี่ยวข้อง)

การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: การดำเนินการให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอาหารและการติดฉลากที่เกี่ยวข้อง

ผู้บริโภคเองก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน โดยควรเก็บรักษาอาหารตามคำแนะนำบนฉลาก ผลิตภัณฑ์ที่ต้องแช่เย็นควรเก็บไว้ในอุณหภูมิที่เย็นตลอดเวลา และไม่ควรบริโภคอาหารหากบรรจุภัณฑ์ชำรุดหรือบวม ทั้งนี้ ลักษณะภายนอกหรือกลิ่นที่ดูเป็นปกติของอาหารไม่ได้เป็นเครื่องรับประกันเสมอไปว่าอาหารนั้นปลอดภัย

เทคโนโลยีการถนอมอาหารสมัยใหม่มีหลากหลายวิธีในการยืดอายุการเก็บรักษา เพิ่มความปลอดภัยของอาหาร ลดปริมาณขยะอาหาร และช่วยให้การกระจายสินค้ามีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น วิธีการดั้งเดิม เช่น การแช่เย็น การแช่แข็ง การพาสเจอร์ไรซ์ และการหมัก ยังคงมีความจำเป็น ในขณะที่นวัตกรรมใหม่ ๆ เช่น การใช้ความดันสูง การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง การใช้สนามไฟฟ้าแบบพัลส์ บรรจุภัณฑ์อัจฉริยะ และพลาสมาเย็น ได้เข้ามาเพิ่มทางเลือกใหม่ ๆ

เทคโนโลยีแต่ละประเภทมีจุดแข็งและข้อจำกัดที่แตกต่างกัน การใช้ความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตอาหารที่สามารถเก็บรักษาได้ในอุณหภูมิห้อง ส่วนเทคโนโลยีที่ไม่ใช้ความร้อนสามารถช่วยรักษาคุณลักษณะความสดใหม่ของผลิตภัณฑ์บางชนิดไว้ได้ เทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ช่วยปกป้องอาหารจากสภาพแวดล้อมภายนอก ในขณะที่วิธีการทางชีวภาพสามารถช่วยถนอมอาหารผ่านกระบวนการหมักที่ถูกควบคุมอย่างเหมาะสม