วิวัฒนาการในการถนอมอาหารและหลักในการถนอมอาหาร

มนุษย์รู้จักการถนอมเก็บรักษาอาหาร เพื่อเก็บไว้กินในวันต่อไปมาเป็นเวลานานแล้ว ตั้งแต่มนุษย์ยังไม่รู้จักการเกษตรกรรม แสวงหาอาหารจากแหล่งธรรมชาติ เช่น ล่าสัตว์ จับปลา เก็บผลไม้ ขุดรากพืช เป็นต้น

และเมื่อแหล่งอาหารในธรรมชาติลดปริมาณลง การออกไปหาอาหารไม่สะดวก จึงเริ่มเก็บรักษาหาร ที่เก็บเกี่ยวหรือจับมาได้ไว้รับประทานในช่วงที่ขาดแคลนอาหาร เช่น ฤดูหนาวและฤดูแล้ง ได้แก่

– การกักขังสัตว์เอาไว้ฆ่า โดยกักขังสัตว์ที่ยังเป็นๆไว้ใน กรง คอก หรือบ่อน้ำ

– การทำแห้ง เช่น ผู้ที่อยู่ชายทะเลจะตากปลาที่จับได้จนแห้งและเก็บรักษาไว้

– การรมควัน ปล่อยเนื้อสัตว์ที่ผ่านการปิ้งย่างไว้เหนือกองไฟที่มีควันรมตลอดเวลา หรือแขวนอาหารไว้เหนือเตาไฟ ความร้อนจะช่วยให้น้ำระเหยออกจากอาหาร และสารจากควันช่วยเคลือบผิวหนังป้องกันการเน่าเสีย

– การแช่อาหารในไขมัน เช่น แช่เนื้อสัตว์และปลาในน้ำมัน

– การใส่เกลือ ได้แก่ การทำปลาเค็ม เนื้อเค็ม ไว้เป็นเสบียงในการเดินทางหรือผสมในเนยและเนยแข็งช่วยให้เก็บได้นาน

– การทำให้ข้น ด้วยวิธีการระเหยน้ำบางส่วน อาหารเหลวมีลักษณะข้นขึ้นเก็บรักษาได้นานขึ้น

การหมักดอง ชาวอียิปต์และชาวบาบิโลนโบราณรู้จักการทำแอลกอฮอล์และน้ำส้มสายชูจากองุ่น ขนมปังจากธัญญาพืช มาเป็นเวลานานกว่า 4,000 ปี

นอกจากนี้ชาวจีนก็รู้จักผลิตแอลกอฮอล์จากข้าว ซีอิ้วและเต้าหู้ยี้จากถั่วเหลืองมานานแล้วเช่นกัน

การแช่อิ่ม ด้วยการใช้น้ำผึ้งเก็บรักษา การใช้สารเคมี เช่น ใช้เครื่องเทศพวก พริกไทย มัสตาด การแช่แข็ง จะพบในแถบผู้คนที่อยู่ในที่หนาวจัด มีหิมะตก หรือน้ำแข็งอยู่ตามธรรมชาติ

ปัจจุบันการเก็บถนอมรักษาอาหารได้พัฒนามาสู่ยุคอุตสาหกรรม มีการค้นคว้าหาเครื่องจักรและอุปกรณ์ต่างๆมาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการถนอมอาหาร ช่วยทุ่นแรงงานมนุษย์ และเพิ่มขีดความสามารถในการผลิตอาหาร จนกลายเป็นอุตสาหกรรมการแปรรูปอาหาร ทำให้เกิดผลิตภัณฑ์อาหารต่างๆมากมายและเก็บรักษาได้นาน สามารถที่จะนำไปบริโภคได้ในที่ห่างไกลออกไปได้

ความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยีด้านต่างๆ เช่น จุลชีววิทยา ภาชนะบรรจุและการใช้พลังงาน ได้ทำให้การถนอมอาหารก้าวหน้าอย่างมาก

1. หลักการถนอมอาหารการถนอมอาหารโดยการใช้ความร้อน เป็นการใช้ความร้อนในการทำลายหรือยังยั้งการทำงานของเอนไซม์และจุลินทรีย์ มี 2 วิธี คือ

1.1 การสเตอริไรซ์ (sterilization) เป็นการให้ความร้อนที่สูงกว่าจุดน้ำเดือด เช่น อาหารกระป๋อง นม UHT แยม ซ๊อส

1.2 การพลาสเจอร์ไรซ์ (Pasteurization) ทำได้ 2 ระบบ

– Low Temperature Long Time ให้ความร้อนที่ 60 องศาเซลเซียส นาน 30 นาที และทำให้เย็น

– High Temperature Short Time ให้ความร้อนที่ 72 องศาเซลเซียส นาน 15 วินาที และทำให้เย็น

อาจแตกต่างกันบ้างตามชนิดของอาหาร เช่น น้ำผลไม้ นิยมให้ความร้อนที่ 76.7 – 93.3 องศาเซลเซียส นาน 3 – 10 วินาที

2. การถนอมอาหารโดยใช้ความเย็น เป็นการลดอุณหภูมิของอาหารให้ต่ำกว่า 10 องศาเซลเซียส ยับยั้งการทำงานของจุลินทรีย์ ชะลอการเน่าเสีย และลดอัตราการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีของอาหาร แบ่งเป็น 2 ประเภท

2.1 การแช่เย็น (chilling) ที่อุณหภูมิ 5 -10 องสาเซลเซียส

2.2 การแช่แข็ง (Freezing) เป็นการแช่เย็นอาหารที่อุณหภูมิต่ำมาก เช่น -10 องศาเซลเซียส หรือถ้าต้องการเก็บอาหารเป็นเวลานานจะควบคุมอุณหภูมิที่ -18 องศาเซลเซียส การแช่แข็งยังแบ่งวิธีเป็น

– การแช่แข็งอย่างช้า (slow freezing) ทำให้อาหารมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง 5 องศาเซลเซียส อย่างช้า อาจใช้เวลา 3 – 72 ชั่วโมงทำให้เกิดผลึกน้ำแข็งใหญ่

– การแช่แข็งอย่างเร็ว (Quick freezing) ทำให้อาหารถึงจุดเยือกแข็งในเวลารวดเร็ว เช่น ไม่เกิน 30 นาที ผลึกน้ำแข็งในอาหารมีขนาดเล็ก

3. การถนอมอาหารโดยการทำแห้ง เป็นการดึงน้ำออกจากอาหาร ทำให้จุลินทรีย์ไม่สามารถเจริญเติบโตและทำให้อาหารเสื่อมเสียได้ รวมทั้งลดการทำงานทางชีวเคมีของอาหารด้วย มี 2 วิธีใหญ่ คือ

3.1 การทำแห้งด้วยแสงแดด (Sun drying)

3.2 การทำแห้งโดยใช้เครื่องมือ (Dehydration) อาศัยเครื่องมือช่วยในการนำความร้อนเพื่อให้เกิดการระเหยของน้ำออกจากอาหาร เช่น เครื่องอบแห้ง ตู้อบ

4. การถนอมอาหารโดยการหมักดอง เป็นการถนอมอาหารโวยการใช้เชื้อจุลินทรีย์บางชนิดเจริญเติบโตในอาหารและเปลี่ยนสารคาร์โบไฮเดรทเป็นสารที่ช่วยยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเสื่อมเสียหรือเกิดโรค ตลอดจนลดการทำงานของเอนไซม์ในอาหารด้วย แบ่งเป็น

4.1 การหมักให้เกิดแอลกอฮอล์ (Alcoholic fermentation)

4.2 การหมักให้เกิดกรดอะซิติก (Acetic acid fermentation)

4.3 การหมักให้เกิดกรดแลกติก (Lactic acid fermentation)

4.4 การหมักให้เกิดสารอื่นๆ

5. การถนอมอาหารโดยการใช้สารเคมี เป็นวิธีการใช้สารเคมีควบคุมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ และการทำงานของปฏิกิริยาทางชีวเคมีของอาหาร เช่น

5.1 การใช้กรด ปรับ pH ของอาหาร ทำให้เกิดภาวะไม่เหมาะสมในการเจริญของจุลินทรีย์ และเอนไซม์ไม่ทำงาน

5.2 การใช้เกลือแกง ช่วยลด Aw ของอาหาร ลดการละลายของออกซิเจน ขัดขวางการทำงานของ proteolytic enzymes เพิ่มแรงดันออสโมซิส และแตกตัวให้อนุมูล Cl

5.3 การใช้สารซัลเฟอร์ไดออกไซด์ เป็นสาร antimicrobial antioxidant antibrowning

5.4 การใช้น้ำตาล ช่วยลด Aw ของอาหาร ลดการละลายของออกซิเจน เพิ่มแรงดันออสโมซิส

6. การฉายรังสีอาหาร (food irradiation) คือการนำอาหารที่บรรจุในภาชนะหรือหีบห่อที่เหมาะสมไปผ่านการฉายรังสีแกมมา หรือรังสีเอกซ์ หรือ อิเล็กตรอนในห้องกำบังรังสีในปริมาณรังสีที่เหมาะสมตามวัตถุประสงค์ของการฉายรังสี เช่น การฆ่าเชื้อโรคและพยาธิ การยับยั้งการทำลายของแมลง การยืดอายุการเก็บรักษา การยับยั้งการงอก และการชะลอการสุก

การฉายรังสีอาหาร เพื่อการพาณิชย์ภายในประเทศ จะต้องปฏิบัติตามประกาศ กระทรวงสาธารณสุข ฉบับที่ 103 (พ.ศ. 2529) เรื่อง กำหนดกรรมวิธีการผลิตอาหารซึ่งมีการใช้กรรมวิธีการฉายรังสี เช่น แหนมฉายรังสีใช้ปริมาณรังสีเฉลี่ยสูงสุดไม่เกิน 4 กิโลเกรย์ เครื่องเทศฉายรังสีใช้ปริมาณรังสีเฉลี่ยสูงสุดไม่เกิน 10 กิโลเกรย์