ความก้าวหน้าการวิจัยเทคโนโลยีการฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน

เดิมทีเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนใช้สำหรับฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง มีการใช้งานที่หลากหลาย การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสามารถฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่วิธีการทางเทคนิคนี้สามารถทำลายอาหารกระป๋องบางชนิดที่ไวต่อความร้อนได้ง่าย ซึ่งส่งผลต่อคุณค่าทางโภชนาการ สี และรสชาติของอาหารกระป๋อง งานวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนในประเทศของผมในปัจจุบันส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การปรับสภาพและอุปกรณ์ในการฆ่าเชื้อให้เหมาะสมที่สุด และสภาวะที่เหมาะสมที่สุดของการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนคือการประสานอุณหภูมิระหว่างกระบวนการฆ่าเชื้ออย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนไม่เพียงแต่ให้ผลในการฆ่าเชื้อเท่านั้น แต่ยังพยายามหลีกเลี่ยงผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นได้อีกด้วย ส่วนผสมและรสชาติของอาหารกระป๋อง นอกจากนี้ ในการเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ฆ่าเชื้อด้วยความร้อน เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและไมโครเวฟก็ถูกนำมาใช้เป็นหลัก

1. เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศ

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศส่วนใหญ่เกิดจากการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอุณหภูมิสูงและการฆ่าเชื้อด้วยสุญญากาศแบบเดิม ซึ่งได้เปลี่ยนแปลงข้อบกพร่องของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศมักใช้กับผลไม้กระป๋องและผักกระป๋อง เมื่อใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศ ควรเตรียมวัตถุดิบของอาหารกระป๋องก่อน จากนั้นจึงนำไปดูดอากาศในบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นที่กั้นออกซิเจนสูงในบรรจุภัณฑ์กระป๋อง และเติมก๊าซที่ไม่มีฤทธิ์ลงในกระป๋อง ปิดผนึกขวดโหลและบรรจุอาหารลงในภาชนะฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิสูงและเย็นหลายขั้นตอนเพื่อฆ่าเชื้ออาหารเพิ่มเติม ในสถานการณ์ปกติ กระบวนการให้ความร้อนหลายขั้นตอนสำหรับอาหารอาจประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การอุ่นอาหาร การปรับสภาพ และการฆ่าเชื้อ อุณหภูมิและเวลาในการฆ่าเชื้อของแต่ละขั้นตอนควรปรับให้เหมาะสมตามประเภทและโครงสร้างของอาหาร รสชาติอาหารจะถูกทำลายด้วยอุณหภูมิสูง

2. เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟ

การแปรรูปอาหารกระป๋องด้วยเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟนั้น มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อให้มั่นใจว่าจุลินทรีย์ภายในอาหารจะตายหรือสูญเสียกิจกรรมไปอย่างสิ้นเชิง และช่วยยืดระยะเวลาการเก็บรักษาอาหารให้ยาวนานขึ้น เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของอาหารกระป๋อง เมื่อใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟในการแปรรูปอาหาร อาหารกระป๋องซึ่งเป็นตัวทำความร้อนหลัก สามารถให้ความร้อนภายในอาหารกระป๋องโดยตรงกับโลกภายนอกได้ โดยไม่ต้องนำความร้อนผ่านการนำความร้อนหรือการพาความร้อน อีกทั้งยังใช้งานได้เร็วกว่าเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบเดิม สามารถเพิ่มอุณหภูมิของอาหารกระป๋องได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การฆ่าเชื้อทั้งภายในและภายนอกมีความสม่ำเสมอและทั่วถึงมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ใช้พลังงานค่อนข้างน้อย การใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองวิธี คือ ผลกระทบทางความร้อนและผลกระทบทางชีวเคมีที่ไม่ใช่ความร้อน นั่นคือ การใช้ไมโครเวฟในการแปรรูปอาหารกระป๋องเพื่อให้ความร้อนจากภายในสู่ภายนอกในเวลาเดียวกัน

เนื่องจากอิทธิพลของโครงสร้างเซลล์จุลินทรีย์และสนามไมโครเวฟ โมเลกุลในอาหารกระป๋องจึงเกิดการโพลาไรซ์ทางความร้อน ทำให้เกิดการสั่นความถี่สูงระหว่างโมเลกุล ส่งผลให้โครงสร้างโปรตีนเปลี่ยนแปลง และสุดท้ายเซลล์แบคทีเรียในอาหารกระป๋องก็ถูกยับยั้ง ทำให้ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ตามปกติ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการถนอมอาหารกระป๋อง ผลกระทบที่ไม่ใช่เทอร์โมไดนามิกส์ส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาหรือชีวเคมีของเซลล์ที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ หรือที่เรียกว่าผลกระทบทางชีวภาพ เนื่องจากไม่สามารถวัดประสิทธิภาพของการฆ่าเชื้อด้วยผลกระทบที่ไม่ใช่ความร้อนได้ เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของอาหารกระป๋อง จึงควรพิจารณาผลกระทบทางความร้อนในการออกแบบกระบวนการผลิตด้วย

3. เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์ม

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์มในอาหารกระป๋องส่วนใหญ่ใช้ความร้อนในการฆ่าเชื้อผ่านความต้านทาน ในทางปฏิบัติ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์มส่วนใหญ่ใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่อาหารกระป๋อง เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์มมักใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหารกระป๋องที่มีเม็ด

เทคโนโลยีนี้สามารถลดรอบการแปรรูปอาหารกระป๋องแบบเม็ดได้อย่างครอบคลุม และยังมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อสูง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์มยังมีข้อจำกัดหลายประการ เช่น เมื่อจัดการกับอาหารเม็ดขนาดใหญ่ อาจไม่ได้ผลดีนัก ในขณะเดียวกัน ค่าการนำไฟฟ้าของอาหารกระป๋องก็ส่งผลต่อประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อของเทคโนโลยีนี้เช่นกัน ดังนั้น เมื่อทำการฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องบางชนิดที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน เช่น น้ำบริสุทธิ์ ไขมัน แอลกอฮอล์ ฯลฯ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์มจึงไม่สามารถใช้กับอาหารกระป๋องได้ แต่เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบโอห์มมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อผักและผลไม้กระป๋องได้ดี และถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขานี้

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็น

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการด้านคุณภาพอาหารของผู้คนได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ไม่เพียงแต่ผู้คนจะให้ความสำคัญกับความปลอดภัยของอาหารจากจุลินทรีย์เท่านั้น แต่ยังให้ความสำคัญกับคุณค่าทางโภชนาการของอาหารมากขึ้นด้วย ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นจึงถือกำเนิดขึ้น จุดเด่นของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นคือ ในกระบวนการฆ่าเชื้ออาหาร ไม่จำเป็นต้องใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ วิธีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยรักษาคุณค่าทางโภชนาการของอาหารไว้เท่านั้น แต่ยังช่วยป้องกันการทำลายรสชาติของอาหารอีกด้วย มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นของประเทศผมได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย ด้วยการสนับสนุนจากเทคโนโลยีสมัยใหม่ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นที่หลากหลายจึงถูกนำมาใช้ เช่น เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความดันสูงพิเศษ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยรังสี เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยพัลส์ และเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้มีบทบาทอย่างมากในโครงสร้างอาหารหลายประเภท หนึ่งในนั้นคือเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความดันสูงพิเศษ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่ดีในการนำไปประยุกต์ใช้ในการฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องประเภทน้ำผลไม้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นแรงดันสูงอื่นๆ ยังคงอยู่ในระยะเริ่มต้นของการวิจัยและยังไม่ได้รับการพัฒนาและนำไปใช้อย่างกว้างขวาง

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความดันสูงพิเศษจัดอยู่ในประเภทการฆ่าเชื้อทางกายภาพ หลักการพื้นฐานของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นนี้คือการสร้างความดันสูงพิเศษในอาหารกระป๋องเพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ ป้องกันการเสื่อมสภาพของโปรตีน และยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ชีวภาพเพื่อให้การฆ่าเชื้อมีประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความดันสูงพิเศษไม่เพียงแต่สามารถฆ่าเชื้อได้ที่อุณหภูมิห้อง รับประกันคุณค่าทางโภชนาการและรสชาติของอาหารกระป๋องเท่านั้น แต่ยังช่วยยืดอายุการเก็บรักษาของอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้อาหารกระป๋องมีความปลอดภัยมากขึ้น ในการแปรรูปอาหารกระป๋อง เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความดันสูงพิเศษถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในแยมกระป๋อง น้ำผลไม้กระป๋อง และอาหารอื่นๆ และมีบทบาทสำคัญในการฆ่าเชื้อ

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบเฮอร์เดิล

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นมีข้อได้เปรียบเหนือกว่าเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนในระดับหนึ่ง สามารถยับยั้งจุลินทรีย์ในอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังช่วยแก้ปัญหาที่เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนแบบดั้งเดิมทำลายคุณค่าทางโภชนาการและรสชาติของอาหารกระป๋อง และยังตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของผู้บริโภคเกี่ยวกับอาหารอีกด้วย อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นจะสามารถยับยั้งจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเน่าเสียในอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็ไม่สามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีในการกำจัดสปอร์ของแบคทีเรียหรือเอนไซม์พิเศษ ดังนั้นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นจึงมีข้อจำกัดอยู่มาก ดังนั้น ผู้คนจึงได้พัฒนาเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบใหม่ขึ้น นั่นคือ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบเฮิร์ดเดิล เทคโนโลยีนี้ได้เปลี่ยนรูปแบบการทำงานของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็น และสามารถให้ผลในการฆ่าเชื้อที่ดีในสภาวะความเข้มข้นต่ำ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบเฮิร์ดเดิลมีต้นกำเนิดในประเทศเยอรมนี โดยผู้คนใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบเฮิร์ดเดิลสำหรับการถนอมเนื้อสัตว์ ในกระบวนการถนอมอาหารกระป๋อง วิดีโอนี้กล่าวถึงปัจจัยเสี่ยงหลายประการ ปัจจัยเสี่ยงเหล่านี้จึงสามารถป้องกันการเสื่อมสภาพของอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ และจุลินทรีย์ภายในอาหารกระป๋องไม่สามารถผ่านพ้นปัจจัยเสี่ยงดังกล่าวได้ ซึ่งนำไปสู่ผลกระทบจากปัจจัยเสี่ยงดังกล่าว ส่งผลให้อาหารกระป๋องมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อที่ดี และปรับปรุงคุณภาพของอาหารกระป๋อง

ปัจจุบัน เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบ Hurdle ได้รับการวิจัยและนำไปใช้อย่างเต็มรูปแบบในประเทศของผม การฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องด้วยเทคโนโลยี Hurdle สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาอาหารเป็นกรดหรือเน่าเสียได้ สำหรับผักกระป๋องบางชนิด เช่น ถั่วงอกและผักกาดหอม ซึ่งไม่สามารถฆ่าเชื้อด้วยอุณหภูมิสูงได้ เทคโนโลยี Hurdle สามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้ได้อย่างเต็มที่ และสามารถใช้ประโยชน์จาก Hurdle ได้อย่างเต็มที่ ปัจจัยการฆ่าเชื้อไม่เพียงแต่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเท่านั้น แต่ยังช่วยป้องกันอาหารกระป๋องไม่ให้เป็นกรดหรือเน่าเสียอีกด้วย นอกจากนี้ เทคโนโลยี Hurdle ยังมีบทบาทสำคัญในการฆ่าเชื้อปลากระป๋องอีกด้วย ค่า pH และอุณหภูมิในการฆ่าเชื้อสามารถใช้เป็นปัจจัยการฆ่าเชื้อได้ และเทคโนโลยี Hurdle ยังสามารถนำมาใช้ในการแปรรูปอาหารกระป๋อง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของอาหารกระป๋องได้อีกด้วย