เราสามารถนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองไม่เห็น มาใช้ประโยชน์ในอุตสาหกรรมอาหารได้อย่างไรบ้าง?

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

            คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดจากการทำให้สนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าเกิดการเปลี่ยนแปลง เกิดเป็นคลื่นพลังงานที่ไม่ต้องอาศัยตัวกลางในการเคลื่อนที่ มีความยาวคลื่นและความถี่หลากหลาย ทั้งในช่วงที่ตาของมนุษย์มองเห็นและมองไม่เห็น ซึ่งแต่ละช่วงความถี่ จะมีสมบัติและการใช้ประโยชน์ที่แตกต่างกัน

การใช้งานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอุตสาหกรรมอาหาร

            •การคัดเกรดวัตถุดิบ (grading)

            ในปัจจุบันเราสามารถนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามาตรวจสอบสมบัติของวัตถุดิบได้โดยที่ไม่ต้องทำลายตัวอย่าง เช่น การวัดสีของตัวอย่าง ที่ความยาวคลื่นแสงที่ตาสามารถมองเห็นได้ (400-700 nm) เทียบกับมาตรฐานสีที่กำหนด (เช่น ระดับความสุกของผลไม้) หรือการใช้เทคนิค Hyperspectral imaging เพื่อวิเคราะห์โครงสร้างของชิ้นตัวอย่าง เช่น ปริมาณและรูปแบบไขมันแทรกในชิ้นเนื้อสัตว์

            •กระบวนการผลิต (processing)

            การใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในกระบวนการผลิตอาหาร สามารถแบ่งได้เป็นกระบวนการผลิตที่ใช้ความร้อนและไม่ใช้ความร้อน

            •กระบวนการผลิตที่ใช้ความร้อน

            คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงที่มีพลังงานสูง สามารถนำมาเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนแก่ชิ้นอาหารได้ โดยสามารถทำให้ภายในชิ้นอาหาร ที่คลื่นสามารถแทรกเข้าไปได้ เกิดความร้อนได้ ซึ่งแตกต่างจากการให้ความร้อนแบบปกติ ที่ต้องอาศัยตัวกลางพาความร้อน (เช่น น้ำ น้ำมัน อากาศ) จากแหล่งอาหารเข้าสู่พื้นผิวอาหาร และนำความร้อนจากผิวอาหารเข้าสู่ใจกลางชิ้นอาหาร  ช่วงคลื่นที่นิยมที่สุดในการให้ความร้อน คือ คลื่นไมโครเวฟ (microwave) และคลื่นวิทยุ (radio frequency)

            นอกจากการใช้เพื่อจุดประสงค์ในการทำให้อาหารสุกด้วยความร้อนแล้ว ยังมีการใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น ๆ เช่น การทำละลายอาหารแช่แข็ง การทำแห้ง การใช้เพื่อยับยั้งเอนไซม์แทนการลวก การเตรียม (pretreatment) ก่อนกระบวนการอื่น ๆ เช่นการสกัดหรือการย่อย เป็นต้น [1]

            •กระบวนการที่ไม่ใช้ความร้อน

            คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถใช้ในกระบวนการผลิตโจทย์ที่มีความไว (sensitive) ต่อความร้อน เช่น ต้องการฆ่าเชื้อบนผิวเปลือกไข่ โดยไม่ต้องการให้โปรตีนไข่สุก การฉายรังสีเพื่อฆ่าจุลินทรีย์ก่อโรคในแหนม หรือการฆ่าเชื้อโดยคงรักษาสารฟังก์ชันที่ไวต่อความร้อนไว้ โดยกระบวนการเหล่านี้ มักใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงคลื่นแสง ในรูปแบบของ pulsed light หรือคลื่นแสงช่วงอัลตราไวโอเลต

            •เพื่อสุขลักษณะที่ดี (hygienic application)

            เช่นเดียวกับการฆ่าเชื้อบนผิวอาหารบางชนิด แสงยูวีถูกนิยมนำมาใช้เพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์บนพื้นผิวต่าง ๆ เช่น โต๊ะ เครื่องจักร สวิทช์ไฟ มือจับประตู ฯลฯ แต่ข้อควรระวังคือ แสงยูวีอาจมีอันตรายต่อมนุษย์ จึงไม่สามารถฆ่าเชื้อด้วยแสงยูวีในขณะปฏิบัติงานได้ หรือจำเป็นต้องอยู่ในกล่องที่ปิดมิดชิด

            นอกจากเพื่อการฆ่าเชื้อแล้ว แสงยูวียังสามารถล่อแมลง [2] ดังนั้น ในกับดักแมลงสำหรับอุตสาหกรรมอาหารจึงนิยมใช้หลอดไฟยูวีเพื่อล่อแมลงเข้ามาติดกับดักกาว

            •การตรวจสอบ (inspection)

            คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการตรวจสอบการปนเปื้อนหรือความผิดปกติของผลิตภัณฑ์  เช่นmetal detector ที่ใช้ตรวจสอบการปนเปื้อนชิ้นโลหะ  การใช้คลื่น x-rays เพื่อตรวจสอบภายในชิ้นผลิตภัณฑ์ หรือการใช้คลื่นอินฟาเรดตรวจสอบอุณหภูมิของอาหาร เป็นต้น

            •การสอบย้อนกลับ (traceability)

            ในกระบวนการสอบย้อนกลับ การติดแท็กต่าง ๆ มักสามารถอ่านสัญญาณได้ด้วยเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น การอ่านบาร์โค้ดด้วยคลื่นอินฟาเรด หรือการอ่านแท็ก RFID ด้วยคลื่นวิทยุ เป็นต้น

เอกสารอ้างอิง

1.Guzik, P., Kulawik, P., Zając, M., & Migdał, W. (2022). Microwave applications in the food industry: An overview of recent developments. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(29), 7989-8008.

2.Shimoda, M., & Honda, K. I. (2013). Insect reactions to light and its applications to pest management. Applied entomology and zoology, 48, 413-421.