การบรรจุอาหารแบบปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุเพื่อยืดอายุอาหาร

Modified Atmosphere Packaging in Food

การบรรจุอาหารแบบปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุเพื่อยืดอายุอาหาร

          ในปัจจุบัน อาหารที่ดีต้องเป็นอาหารที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพซึ่งไม่ได้รับการแปรรูปมากนักและมีการภาชนะบรรจุหีบห่อสวยงามเนื่องจากความคาดหวังของผู้บริโภคต่ออาหารก็ยิ่งสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วยนั้นความต้องการของผู้ผลิตอาหารและผู้ผลิตเครื่องบรรจุภัณฑ์และวัสดุก็เพิ่มขึ้นเช่นกันผู้บริโภคในปัจจุบันมีการตอบสนองเชิงลบเรื่องเกี่ยวกับการเติมสารสังเคราะห์เทียมเพื่อควบคุมคุณภาพอาการ และต้องการที่จะมีตัวเลือกในการซื้อและเตรียมอาหารสดและอาหารพร้อมทานที่ดูและรสชาติเหมือนว่ามาจากฟาร์มหรือผู้ผลิตโดยตรง ความปลอดภัยของอาหารและความสะดวกในการเข้าถึงสินค้าอาหารที่หลากหลายก็มีความสำคัญอย่างมาก ด้วยเหตุนี้ การตอบสนองความคาดหวังที่สูงของผู้บริโภคกลายเป็นเรื่องที่ยากขึ้นเรื่อยๆ และก็เป็นที่ชัดเจนว่าปัจจัยเวลาเป็นสิ่งที่สำคัญ

          การรักษาความสดของอาหาร ตั้งแต่จุดที่ผลไม้ถูกเก็บเกี่ยว เช่นข้าวโพดถูกเก็บเกี่ยว หรือปลาถูกจับขึ้นมา การแข่งขันกับเวลาเพื่อรักษาคุณภาพวัตถุดิบอาหารก็เริ่มขึ้นตั้งแต่ตอนนี้เป็นต้นมา กระบวนการเสื่อมสภาพและการเน่าเสียธรรมชาติจะเริ่มก่อตัวเสมอและก่อให้เกิดการเสื่อมถอยและความเสียหายในคุณภาพและอายุการเก็บรักษาของอาหาร และรวมถึงปัจจัยภายนอกก็ยังเป็นอันตรายต่อความสดของอาหารด้วย ดังนั้นความสำคัญของวิธีการจัดการอาหารในขั้นตอนการแปรรูป ในการบรรจุ หรือระหว่างกระบวนการระบายความเย็นก่อนการบรรจุในภาชนะมีความสำคัญอย่างมาก ต้องให้ความสำคัญกับขั้นตอนการบรรจุเพราะวิธีการบรรจุอาหารลงในภาชนะบรรจุมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มอายุการเก็บรักษาและการรับประกันความปลอดภัยของอาหารสำหรับผู้บริโภค

          วิธีการบรรจุแบบปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุ (Modified Atmosphere Packaging หรือ MAP) ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อป้องกันการสูญเสียความสดของอาหารและคุณภาพที่ดีตามธรรมชาติ โดยการผสมก๊าซเกรดอาหารกับวัสดุบรรจุซึ่งเหมาะสมและเครื่องจักรที่เหมาะสม การบรรจุแบบปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุหรือ MAP จะสามารถรักษาคุณภาพของวัตถุดิบอาหารและสามารถขยายอายุการเก็บรักษาได้

ปัจจัยภายในที่มีผลต่อคุณภาพของอาหารประกอบด้วย

• ประเภทและปริมาณของจุลินทรีย์ (The type and quantity of microorganisms)
• ค่าที่แสดงปริมาณของน้ำที่มีอยู่ในอาหาร (Water activity aw)
• ค่า pH (pH value)
• การหายใจของเซลล์ (Cell respiration)
• ส่วนประกอบของอาหาร (Food composition)

ปัจจัยภายนอกที่มีผลต่อคุณภาพของอาหารประกอบด้วย

• อุณหภูมิ (Temperature)
• เงื่อนไขสุขอนามัย (Hygienic conditions)
• บรรยากาศก๊าซ (Gas atmosphere)
• วิธีการประมวลผล (Processing methods)

          กระบวนการที่ก่อให้เกิดการเสื่อมสลายเริ่มต้นทันทีหลังการเก็บเกี่ยวพืชผักผลไม้หรือสัตว์ได้ตายลง (Slaughtering) จุลินทรีย์เป็นปัจจัยที่มีอยู่ในวัตถุดิบอาหาร ส่วนผสม และสิ่งแวดล้อมโดยธรรมชาติ เพื่อป้องกันการเสื่อมสลาย การรักษาเงื่อนไขสุขอนามัยที่ดีการแปรรูปอาหารเป็นสิ่งสำคัญ จุลินทรีย์ชนิดต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นจุลินทรีย์อากาศหายใจ (aerobic) หรือจุลินทรีย์ไร้ก๊าซออกซิเจน (anaerobic) สามารถก่อให้เกิดการเสื่อมสลายได้ในรูปแบบต่าง ๆ

          จุลินทรีย์อากาศหายใจ เช่น Pseudomonas, Acinetobacter, และ Moraxella เจริญเติบโตในสภาพออกซิเจนและสามารถทำให้อาหารเสื่อมสลายโดยการย่อยสลายและผลิตสารที่ทำให้มีรสและกลิ่นไม่พึงประสงค์ ในขณะที่จุลินทรีย์ไร้ก๊าซออกซิเจนสามารถเจริญเติบโตและทำให้เกิดการเสื่อมสลายในสภาพแวดล้อมที่ขาดออกซิเจน

          วิธีการบรรจุแบบปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุคือการปรับส่วนผสมของก๊าซภายในภาชนะบรรจุซึ่งจะช่วยลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ทำให้เสื่อมสลายและขยายอายุการเก็บรักษาของผลิตภัณฑ์อาหารนี้เกิดขึ้นด้วยการปรับระดับของออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และไนโตรเจนในภาชนะบรรจุซึ่งสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับแต่ละรายการอาหาร

          การบรรจุแบบปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุ MAP ถูกใช้งานโดยทั่วไปสำหรับอาหารที่เสื่อมสลายได้ง่าย เช่น ผลไม้สด ผักสด เนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์นม และขนมเบเกอรี่ เพื่อรักษาคุณภาพและความสดของสินค้าอาหารได้นานขึ้น ลดการสูญเสียอาหาร และเพิ่มความพึงพอใจของผู้บริโภคทั่วไป

          จุลินทรีย์ไร้ก๊าซออกซิเจนรวมถึง Clostridium และ Lactobacillus โดยเมื่อดูแลไม่ถูกต้อง จุลินทรีย์ Clostridium สามารถสร้างสารพิษได้ ในขณะที่ Lactobacillus เป็นแบคทีเรียที่ไม่เป็นอันตรายและทำให้อาหารเปรี้ยวด้วยการผลิตกรดแล็คติก อุณหภูมิต่ำเป็นตัวยับยั้งที่มีประสิทธิภาพอย่างมากอุณหภูมิเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการควบคุมกิจกรรมของจุลินทรีย์ ส่วนใหญ่จุลินทรีย์เจริญเติบโตได้อย่างดีที่สุดในช่วงอุณหภูมิ 20 ถึง 30°C และจะแสดงการเจริญเติบโตที่ลดลงเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่านี้ การตรวจสอบอุณหภูมิอย่างรอบคอบเป็นสิ่งสำคัญในระหว่างขั้นตอนการจัดการและการกระจายสินค้าอาหารทุกขั้นตอน อย่างไรก็ตามการเย็นลงเพียงอย่างเดียวอาจจะไม่ช่วยแก้ไขปัญหาจุลินทรีย์ทั้งหมด ยังมีจุลินทรีย์เย็น (psychrophilic bacteria) เช่น Pseudomonas ที่เจริญเติบโตได้ที่อุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำ สำหรับจุลินทรีย์เช่นนี้ มีมาตรการอื่น เช่น บรรยากาศที่ถูกปรับแก้ไข เป็นมากกว่าในการควบคุมสถานการณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

          ออกซิเจนเป็นสาเหตุของการสลายเคมีปฏิกิริยาเคมีอาจเกิดจากกระบวนการออกซิเดชั่นของวิตามินหรือไลพิด(lipids) หรือจากเอนไซม์(enzymes) กระบวนการสลายเคมีของไลพิดเป็นกระบวนการหลักในอาหารแห้งหรือแห้งแล้วและในปลาที่มีไขมันสูง สาเหตุของกระบวนการนี้เกิดจากออกซิเดชั่นของไขมันไม่เชื่อมโยงตรงในสภาพปราศจากออกซิเจนในบรรยากาศ ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์มีกลิ่นเน่า การปฏิกิริยาเอนไซม์ที่เกิดจากโพลีฟีนอลออกซิเดส (polyphenol oxidase) เช่น จะทำให้ผลไม้และผักและผักแก่สีเหลือง อย่างไรก็ตาม ออกซิเจนมีความสำคัญในการรักษาสีแดงของเนื้อที่ถูกตัด

          ก๊าซที่ใช้ในการปรับบรรยากาศภายในภาชนะบรรจุจะเป็นสัดส่วนระหว่าง คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) กับ ไนโตรเจน (Nitrogen) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณของน้ำที่มีอยู่ในอาหารหรือ water activity เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ช่วยลดการเจริญของราในขนมปังปัจจัยที่ทำให้ขนมปังเสื่อมสลายสำคัญคือการเจริญของราและการสลายเคมี กระบวนการหมักสามารถทำให้เกิดปัญหาในผลิตภัณฑ์ขนมที่เต็มไปด้วยส่วนประกอบ โดยเนื่องจากค่า water activity Awในผลิตภัณฑ์ขนมมีค่าต่ำ การเจริญเติบโตของจุลินทรีย์นอกจากราจะไม่เป็นปัญหาเสมอไป ในการลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนราและสปอร์ จำเป็นต้องใช้เงื่อนไขทางสถานที่ผลิตที่มีสุขอนามัยที่ดีมาก เช่น ห้องสะอาด เนื่องจากราเป็นจุลินทรีย์แบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน ดังนั้นสามารถควบคุมได้โดยการใช้คาร์บอนไดออกไซด์และระดับออกซิเจนที่ต่ำ ซึ่งทำให้สามารถขยายอายุการเก็บรักษาได้เป็นเวลาหลายวันที่มีค่ามาก

ตัวอย่าง ตารางก๊าซผสมระหว่าง CO2 กับ N2 ในแต่ละอาหาร