การเปลี่ยนแปลงในอาหาร จะขึ้นอยู่กับเวลาที่อาหารอยู่ในสภาวะแวดล้อมนั้น ๆ ด้วย เช่น การฆ่าจุลินทรีย์ นอกจากที่อุณหภูมิภายในอาหารจะต้องสูงถึงจุดที่กำหนดแล้ว ยังต้องอยู่ในสภาวะอุณหภูมินั้น ๆ ตามเวลาที่กำหนด การลดจุลินทรีย์ได้ตามคำแนะนำในการฆ่าเชื้อ เป็นต้น โดยการเปลี่ยนแปลงของคุณภาพอาหาร เรียกว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงคุณภาพ ในกรณีที่อัตราการเปลี่ยนแปลงคุณภาพเกี่ยวข้องกับอายุของอาหาร อาจเรียกได้ว่าเป็น อัตราการเสื่อมเสียของอาหารได้

4 ปัจจัยภายนอก ที่ส่งผลต่อการเสื่อมเสียของอาหาร

♦อุณหภูมิ

            อุณหภูมิเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อทั้งตัวสมบัติของอาหารเองและอัตราการเสื่อมเสียของอาหาร โดยการใช้ความร้อนในระหว่างกระบวนการผลิต จะเปลี่ยนแปลงสมบัติของอาหารให้เป็นไปตามที่ต้องการ เช่น การเสียสภาพ/การสุกของโปรตีนให้ลักษณะอาหารสุก การนิ่มลงของโครงสร้างผักผลไม้ การทำลายเอนไซม์และจุลินทรีย์ การเปลี่ยนแปลง สี กลิ่นรส คุณค่าทางโภชนาการ การแพร่ของเครื่องปรุงเข้าสู่เนื้ออาหาร ฯลฯ ได้เป็นผลิตภัณฑ์เริ่มต้นอายุการเก็บ จากนั้น ในระหว่างการเก็บรักษา ปฏิกิริยาต่าง ๆ ภายในอาหาร ที่เราไม่สามารถควบคุมได้ ก็จะยังคงดำเนินไป ทำให้อาหารเสียคุณภาพหรือความปลอดภัยลงตามเวลา ซึ่งปฏิกิริยาเหล่านี้ มักขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ หากอุณหภูมิสูงขึ้น โมเลกุลภายในอาหารจะเคลื่อนที่ได้เร็วมากขึ้น ทำให้มีโอกาสปะทะและเกิดปฏิกิริยามากขึ้น ในทางตรงข้าม หากเก็บอาหารที่อุณหภูมิต่ำ โมเลกุลในอาหารจะเคลื่อนที่ได้ช้าลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะแช่แข็ง น้ำภายในอาหารจะเปลี่ยนสถานะเป็นน้ำแข็ง ทำให้ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ อัตราการเสื่อมเสียในอาหารที่เก็บที่อุณหภูมิต่ำจึงช้าลงมาก

            นอกจากตัวอุณหภูมิเองแล้ว อัตราการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ก็ส่งผลต่อคุณภาพอาหารด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างอาหาร เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสถานะ (state) หรือวัฏภาค (phase) ขององค์ประกอบภายในอาหารด้วย เช่น อัตราการเปลี่ยนสถานะของน้ำเป็นน้ำแข็ง หากมีการเปลี่ยนเร็ว น้ำแข็งที่ได้จะมีจำนวนผลึกมากและมีขนาดเล็กละเอียด ในขณะที่หากการเปลี่ยนช้า หรือเกิดความแปรปรวน ผลึกน้ำแข็งที่ได้จะมีจำนวนน้อย แต่มีขนาดใหญ่ เนื่องจากโมเลกุลน้ำมีเวลาเคลื่อนที่เข้ามาเกิดผลึกมากขึ้น ผลที่ตามมาคือผลึกน้ำแข็งขนาดใหญ่ อาจทำลายโครงสร้างอาหาร ทำให้ลักษณะเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนไปได้

♦ความชื้นสัมพัทธ์

            ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าปริมาณน้ำอิสระในอาหารส่งผลต่ออัตราการเสื่อมเสียของอาหาร อาหารที่มีปริมาณน้ำอิสระต่ำ ถูกเก็บในสภาวะที่มีความชื้นสูง ปริมาณน้ำอิสระในอาหารจะเพิ่มขึ้น จากการแพร่จากสิ่งแวดล้อมสู่อาหาร ส่งผลให้ปฏิกิริยาเคมีและการเจริญของจุลินทรีย์เพิ่มมากขึ้น ดังนั้น ในอาหารที่มีปริมาณน้ำอิสระต่ำอย่างอาหารแห้ง จึงต้องมีการบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่มีการซึมผ่านของความชื้นต่ำ หากบรรจุภัณฑ์ชำรุด หรือมีการเปิดใช้งาน ก็จะทำให้อาหารสัมผัสกับความชื้นในอากาศ และมีการเสื่อมเสียได้เร็วกว่าที่ระบุ ดังนั้น อายุการเก็บของอาหาร จะเป็นไปตามที่ระบุเมื่อยังไม่มีการเปิดบรรจุภัณฑ์เท่านั้น หากเปิดใช้งานแล้วรับประทานไม่หมด ผู้บริภคควรเก็บอาหารแห้งให้ไม่สัมผัสกับความชื้น เพื่อยืดอายุของอาหารออกไป

♦คลื่นแสง

            ปฏิกิริยาเคมีและชีวเคมีหลายชนิด มีคลื่นแสงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ((1)  เช่น การสลายตัวของรงควัตถุไมโอโกลบินในเนื้อสัตว์ คลอโรฟิลด์ในพืช, การสลายตัวของคุณค่าทางโภชนาการ เช่น วิตามินเอ วิตามินบีสอง วิตามินซี, ปฏิกิริยาการเกิดกลิ่นหืนของไขมัน เป็นต้น ดังนั้น อาหารที่เสื่อมเสียด้วยปฏิกิริยาที่มีแสงเป็นตัวเร่ง มักจะบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่ช่วยปกป้องแสง เช่น น้ำผลไม้วิตามินซีสูงในขวดขุ่น ขวดสีชา หรือกล่องที่มีชั้นของอลูมิเนียมฟอลย์ปกป้อง

            นอกจากแสงจะส่งผลต่อปฏิกิริยาในอาหารแล้ว แสงบางชนิด ยังส่งผลต่อจุลินทรีย์ได้อีกด้วย อ่านเพิ่มเติม

♦แก๊ส

            ในอากาศนั้น นอกจากความชื้นแล้ว ยังปะปนด้วยแก๊สหลายชนิด หนึ่งในนั้นคือแก๊สออกซิเจน ที่เป็นสารตั้งต้นของปฏิกิริยาออกซิเดชัน ที่เป็นสาเหตุของการเสื่อมเสียในอาหารหลายชนิด เช่น การเกิดกลิ่นหืน การเกิดกลิ่นรสผิดปกติ การเสียคุณค่าทางโภชนาการ (เช่น วิตามินซี) และฟังก์ชันการต้านอนุมูลอิสระ การจางสีของรงควัตถุ การเกิดสีน้ำตาลจากปฏิกิริยาที่มีเอนไซม์โพลีฟีนอลออกซิเดส (Polyphenol oxidase) เกี่ยวข้อง เช่น การเปลี่ยนสีของแอปเปิลเมื่อตัดทิ้งไว้ การเกิดจุดดำในกุ้ง (melanosis) เป็นต้น

            นอกจากออกซิเจนแล้ว การกำหนดสัดส่วนของแก๊สในบรรยากาศ ยังมีผลในการยืดอายุอาหาร(2)  (เช่น การลดอัตราการหายใจของพืช ทำให้พืชสดใหม่ได้นานขึ้น ลดการเจริญของจุลินทรีย์ ลดการเกิดออกซิเดชัน และการคงสีแดงสดในเนื้อสัตว์ด้วยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น)  โดยอาจใช้เทคนิคการควบคุมบรรยากาศ (Controlled atmosphere) โดยติดตามสัดส่วนของแก๊สตลอดเวลา (นิยมใช้ในการเก็บรักษาพืชผักผลไม้) หรือเทคนิคการบรรจุแบบดัดแปรบรรยากาศ (Modified atmosphere) โดยการเติมสัดส่วนแก๊สที่ต้องการลงในภาชนะบรรจุแทนอากาศทั่วไป เพื่อจุดประสงค์ในการยืดอายุผลิตภัณฑ์อาหาร นอกจากนี้ ยังมีการใช้การดัดแปรบรรยากาศเพื่อควบคุมแมลงรบกวนในการเก็บธัญพืชโดยไม่ใช้สารเคมีอีกด้วย (3) 

            สำหรับจุลินทรีย์ สภาวะแก๊สในภาชนะบรรจุที่แตกต่างกัน จะทำให้ชนิดของจุลินทรีย์แตกต่างกัน เนื่องจากจุลินทรีย์บางชนิด ต้องการออกซิเจนในการดำรงชีวิต (aerobic microorganisms) ในขณะที่บางชนิด ไม่ต้องใช้ออกซิเจนในการดำรงชีวิต (anaerobic microorganisms) ทำให้สามารถเจริญได้ในบรรจุภัณฑ์ที่อยู่ในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน (4)  เช่น การบรรจุสุญญากาศ หรือ อาหารกระป๋อง ในจำนวนนี้ จุลินทรีย์กลุ่มที่มีความสำคัญและเป็นอันตราย คือ จุลินทรีย์ก่อโรคกลุ่ม Clostridium เช่น Clostridium botulinum ซึ่งสร้างสารพิษ Botulinum toxin ที่เป็นอันตรายถึงชีวิตได้ และ Clostridium perfringens ที่ก่อโรคอาหารเป็นพิษในกลุ่มอาหารจากเนื้อสัตว์ เป็นต้น

            นอกจากปัจจัยภายนอกที่ได้กล่าวมาแล้ว การมีสุขลักษณะที่ดีในการผลิตอาหารตลอดทั้งกระบวนการ รวมถึงการควบคุมสภาพแวดล้อมในการเก็บรักษาและขนส่งผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสม ยังคงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อช่วยลดความเสี่ยงการเกิดการปนเปื้อนและช่วยให้อัตราการเสื่อมเสียของอาหารเป็นไปตามอายุที่ระบุไว้บนฉลาก สำหรับในโอกาสต่อไป เราจะใช้ความรู้เรื่องปัจจัยที่มีผลต่ออายุการเก็บของอาหาร มาช่วยในการยืดอายุการเก็บของอาหารกัน

            อิโตะขอเป็นส่วนหนึ่งในการสนับสนุนสังคมอาหารปลอดภัยในประเทศไทย เพื่อให้อุตสาหกรรมอาหารไทยเติบโตได้อย่างยั่งยืน  คลิกที่นี่ เพื่อรู้จักเราเพิ่มเติม

เอกสารอ้างอิง

1.Bekbölet, M. (1990). Light effects on food. Journal of Food Protection, 53(5), 430-440.

2.Church, I. J., & Parsons, A. L. (1995). Modified atmosphere packaging technology: a review. Journal of the Science of Food and Agriculture, 67(2), 143-152.

3.Cao, Y., Xu, K., Zhu, X., Bai, Y., Yang, W., & Li, C. (2019). Role of modified atmosphere in pest control and mechanism of its effect on insects. Frontiers in Physiology, 10, 206.

4.Anaerobic bacteria. [online]. http://www.foodnetworksolution.com/wiki/word/1120/anaerobic-bacteria%E0%B9%81%E0%B8%9A%E0%B8%84%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%80%E0%B8%A3%E0%B8%B5%E0%B8%A2%E0%B8%97%E0%B8%B5%E0%B9%88%E0%B9%84%E0%B8%A1%E0%B9%88%E0%B8%95%E0%B9%89%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%AD%E0%B8%B2%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A8