ความก้าวหน้าในการวิจัยเทคโนโลยีการฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน

เดิมที เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในการฆ่าเชื้ออาหารกระป๋อง การใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนสามารถฆ่าจุลินทรีย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่เทคนิคนี้อาจทำลายอาหารกระป๋องบางชนิดที่ไวต่อความร้อนได้ง่าย ส่งผลกระทบต่อคุณค่าทางโภชนาการ สี และรสชาติของอาหารกระป๋อง ปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนในประเทศของฉันส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงสภาวะและอุปกรณ์การฆ่าเชื้อ และสภาวะที่เหมาะสมที่สุดของการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนคือการประสานอุณหภูมิอย่างมีประสิทธิภาพในระหว่างกระบวนการฆ่าเชื้อ เพื่อให้การใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนไม่เพียงแต่บรรลุผลการฆ่าเชื้อเท่านั้น แต่ยังพยายามหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อส่วนผสมและรสชาติของอาหารกระป๋องด้วย นอกจากนี้ ในการปรับปรุงอุปกรณ์การฆ่าเชื้อด้วยความร้อน อุปกรณ์การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำและเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟเป็นที่นิยมใช้กันมาก

1. อากาศ-ประกอบด้วยเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อ 

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศนั้น ส่วนใหญ่เป็นการปรับปรุงเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอุณหภูมิสูงและการฆ่าเชื้อด้วยสุญญากาศแบบเดิม ซึ่งได้แก้ไขข้อบกพร่องของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบดั้งเดิม เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศมักใช้กับผลไม้กระป๋องและผักกระป๋อง เมื่อใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยอากาศ วัตถุดิบของอาหารกระป๋องควรได้รับการเตรียมการก่อน จากนั้นจึงทำการฆ่าเชื้อด้วยสุญญากาศในถุงบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่นที่มีคุณสมบัติในการป้องกันออกซิเจนสูง และในขณะเดียวกันก็ควรเติมก๊าซเฉื่อยเข้าไปในกระป๋อง จากนั้นจึงปิดผนึกกระป๋องและนำอาหารไปใส่ในภาชนะฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนที่มีอุณหภูมิสูงและเย็นลงเพื่อฆ่าเชื้ออาหารต่อไป ภายใต้สถานการณ์ปกติ กระบวนการให้ความร้อนแบบหลายขั้นตอนของอาหารสามารถประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การอุ่น การปรับสภาพ และการฆ่าเชื้อ อุณหภูมิและเวลาในการฆ่าเชื้อในแต่ละขั้นตอนควรปรับให้เหมาะสมตามชนิดและโครงสร้างของอาหาร รสชาติของอาหารจะถูกทำลายด้วยอุณหภูมิสูง

2. เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยคลื่นไมโครเวฟ

เมื่ออาหารกระป๋องถูกแปรรูปด้วยเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟ จุดประสงค์หลักคือเพื่อให้จุลินทรีย์ภายในอาหารตายหรือสูญเสียการทำงานไปอย่างสมบูรณ์ และเพื่อยืดอายุการเก็บรักษาอาหารให้ยาวนานขึ้น ตรงตามข้อกำหนดของอาหารกระป๋อง เมื่อใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟในการแปรรูปอาหาร อาหารกระป๋องจะทำหน้าที่เป็นตัวให้ความร้อนหลัก โดยสามารถให้ความร้อนภายในอาหารกระป๋องได้โดยตรงจากภายนอก ไม่จำเป็นต้องอาศัยการนำความร้อนหรือการพาความร้อน นอกจากนี้ยังเร็วกว่าเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบดั้งเดิม สามารถเพิ่มอุณหภูมิของอาหารกระป๋องได้อย่างรวดเร็ว ทำให้การฆ่าเชื้อทั้งภายในและภายนอกอาหารกระป๋องมีความสม่ำเสมอและทั่วถึงมากขึ้น ในขณะเดียวกันก็ใช้พลังงานค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปแล้ว การใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยไมโครเวฟแบ่งออกเป็นสองวิธี คือ วิธีให้ความร้อนโดยตรง และวิธีให้ความร้อนทางชีวเคมีโดยไม่ใช้ความร้อน กล่าวคือ การใช้ไมโครเวฟในการแปรรูปอาหารกระป๋องเพื่อให้ความร้อนจากภายในสู่ภายนอกพร้อมกัน

เนื่องจากอิทธิพลของโครงสร้างเซลล์จุลินทรีย์และสนามไมโครเวฟ โมเลกุลในอาหารกระป๋องจะเกิดการโพลาไรซ์ทางความร้อน ทำให้เกิดการสั่นความถี่สูงระหว่างโมเลกุล ส่งผลให้โครงสร้างโปรตีนเปลี่ยนแปลง และในที่สุดก็ทำลายเซลล์แบคทีเรียในอาหารกระป๋อง ทำให้ไม่สามารถเจริญเติบโตได้ตามปกติ จึงช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการถนอมอาหารกระป๋อง ส่วนผลที่ไม่เกี่ยวข้องกับความร้อนนั้น ส่วนใหญ่เกิดจากปฏิกิริยาทางสรีรวิทยาหรือชีวเคมีของเซลล์โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ หรือที่เรียกว่าผลทางชีวภาพ เนื่องจากไม่สามารถวัดปริมาณการเพิ่มประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อด้วยผลที่ไม่เกี่ยวข้องกับความร้อนได้ ดังนั้น เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของอาหารกระป๋อง จึงควรพิจารณาผลทางความร้อนอย่างครบถ้วนในการออกแบบกระบวนการด้วย

3. เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยโอห์ม

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนในอาหารกระป๋องส่วนใหญ่เป็นการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนผ่านความต้านทาน ในทางปฏิบัติ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนจะใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนแก่อาหารกระป๋อง เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนโดยทั่วไปใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหารกระป๋องชนิดเม็ด

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยโอห์มสามารถลดระยะเวลาการแปรรูปอาหารกระป๋องชนิดเม็ดได้อย่างครอบคลุม และยังมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อสูง อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยโอห์มก็มีข้อจำกัดหลายประการ เช่น เมื่อต้องจัดการกับอาหารเม็ดขนาดใหญ่ จะไม่สามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีได้ ในขณะเดียวกัน ค่าการนำไฟฟ้าของอาหารกระป๋องก็ส่งผลต่อประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อของเทคโนโลยีนี้ด้วย ดังนั้น เมื่อต้องฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องที่ไม่เป็นไอออนบางชนิด เช่น น้ำบริสุทธิ์ ไขมัน แอลกอฮอล์ เป็นต้น เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยโอห์มจึงใช้ไม่ได้ แต่เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยโอห์มมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อผักและผลไม้กระป๋องได้ดี และมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในด้านนี้เช่นกัน

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็น

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความต้องการด้านคุณภาพของอาหารของผู้คนได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ผู้คนไม่เพียงแต่ใส่ใจเรื่องความปลอดภัยทางจุลชีววิทยาของอาหารเท่านั้น แต่ยังให้ความสำคัญกับคุณค่าทางโภชนาการของอาหารมากขึ้นด้วย ดังนั้น เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นจึงถือกำเนิดขึ้น คุณสมบัติหลักของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นคือ ในกระบวนการฆ่าเชื้ออาหาร ไม่จำเป็นต้องใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ วิธีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยรักษาสารอาหารของอาหารไว้ได้ แต่ยังช่วยป้องกันการทำลายรสชาติของอาหาร และมีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียอีกด้วย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นของประเทศเราได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย ด้วยการสนับสนุนจากเทคโนโลยีสมัยใหม่ ทำให้มีการนำเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นหลากหลายประเภทมาใช้ เช่น เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยแรงดันสูงพิเศษ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยรังสี เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยพัลส์ และเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีเหล่านี้มีบทบาทที่ดีในโครงสร้างอาหารที่แตกต่างกัน ในบรรดาเทคโนโลยีเหล่านี้ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยแรงดันสูงพิเศษเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด ซึ่งแสดงให้เห็นถึงข้อดีในการใช้งานที่ดีในการฆ่าเชื้อน้ำผลไม้และอาหารกระป๋อง แต่เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยแรงดันสูงแบบเย็นอื่นๆ ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการวิจัยและยังไม่ได้รับการส่งเสริมและนำไปใช้อย่างกว้างขวาง

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยแรงดันสูงพิเศษจัดอยู่ในประเภทการฆ่าเชื้อทางกายภาพ หลักการพื้นฐานของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบเย็นนี้คือการสร้างแรงดันสูงพิเศษในอาหารกระป๋องเพื่อฆ่าจุลินทรีย์ ป้องกันการเสื่อมสภาพของโปรตีน และยังยับยั้งเอนไซม์ทางชีวภาพเพื่อให้ได้ผลการฆ่าเชื้อที่ดี การใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยแรงดันสูงพิเศษไม่เพียงแต่สามารถฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิห้อง รักษาคุณค่าทางโภชนาการและรสชาติของอาหารกระป๋อง แต่ยังช่วยยืดอายุการเก็บรักษาอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้อาหารกระป๋องปลอดภัยยิ่งขึ้น ในการแปรรูปอาหารกระป๋อง เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยแรงดันสูงพิเศษถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในแยมกระป๋อง น้ำผลไม้กระป๋อง และอาหารอื่นๆ และมีบทบาทสำคัญในการฆ่าเชื้อ

อุปสรรคเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อ

เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นมีข้อดีมากกว่าเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนในระดับหนึ่ง สามารถยับยั้งจุลินทรีย์ในอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังแก้ปัญหาที่เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนแบบดั้งเดิมทำลายสารอาหารและรสชาติของอาหารกระป๋อง และยังตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของผู้บริโภคเกี่ยวกับอาหารได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นจะสามารถยับยั้งจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียในอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็ไม่สามารถกำจัดสปอร์ของแบคทีเรียหรือเอนไซม์บางชนิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นจึงค่อนข้างจำกัด ด้วยเหตุนี้จึงมีการพัฒนาเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบใหม่ขึ้นมา นั่นคือ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอน เทคโนโลยีนี้ได้เปลี่ยนแปลงรูปแบบของเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อด้วยความเย็นและสามารถให้ผลการฆ่าเชื้อที่ดีในขั้นตอนที่มีความเข้มข้นต่ำ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนมีต้นกำเนิดมาจากประเทศเยอรมนี โดยผู้คนใช้เทคโนโลยีนี้ในการถนอมเนื้อสัตว์ ในกระบวนการถนอมอาหารกระป๋อง เนื่องจากวิดีโอประกอบด้วยปัจจัยป้องกันหลายอย่าง ปัจจัยป้องกันเหล่านี้จึงสามารถป้องกันการเสื่อมสภาพของอาหารกระป๋องได้อย่างมีประสิทธิภาพ และจุลินทรีย์ภายในอาหารกระป๋องไม่สามารถผ่านปัจจัยป้องกันเหล่านี้ได้ ส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ในการฆ่าเชื้อที่ดี และคุณภาพของอาหารกระป๋องก็ดีขึ้นด้วย

ปัจจุบัน เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนได้รับการวิจัยและนำไปประยุกต์ใช้อย่างเต็มที่ในประเทศของฉันแล้ว การฆ่าเชื้ออาหารกระป๋องด้วยเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนสามารถป้องกันปรากฏการณ์อาหารเป็นกรดหรือเน่าเสียได้ สำหรับผักกระป๋องบางชนิด เช่น ถั่วงอกและผักกาดหอมที่ไม่สามารถฆ่าเชื้อด้วยอุณหภูมิสูงได้ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนสามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่ และปัจจัยฆ่าเชื้อแบคทีเรียไม่เพียงแต่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียเท่านั้น แต่ยังช่วยป้องกันไม่ให้อาหารกระป๋องเป็นกรดหรือเน่าเสียอีกด้วย นอกจากนี้ เทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนยังสามารถมีบทบาทสำคัญในการฆ่าเชื้อปลาในกระป๋องได้อีกด้วย โดยสามารถใช้ค่า pH และอุณหภูมิในการฆ่าเชื้อเป็นปัจจัยหลายขั้นตอน และเทคโนโลยีการฆ่าเชื้อแบบหลายขั้นตอนสามารถนำมาใช้ในการแปรรูปอาหารกระป๋อง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของอาหารกระป๋องได้