การฆ่าเชื้อแบบเตอริไลซ์
(sterilization)
บทนำ
ภาชนะบรรจุได้มีการปรับปรุงพัฒนามาโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ทำจากดีบุก ต่อมาดีบุกหายากและแพงขึ้น จึงใช้กระป๋องที่ทำด้วยแผ่นเหล็กเคลือบผิวทั้งสองด้านด้วยดีบุก ทำให้ประหยัดปริมาณของดีบุกที่ใช้ได้มาก ขณะเดียวกันก็ได้มีการใช้กระป๋องที่ทำจากอลูมิเนียมซึ่งน้ำหนักเบาแต่มีข้อเสียคือบุบง่าย ส่วนมากจึงใช้ทำกระป๋องเพื่อบรรจุน้ำผลไม้ หรือ เครื่องดื่ม หรือ นมสด แต่การใช้กระป๋องอลูมิเนียมไม่แพร่หลายเท่ากับกระป๋องที่ทำจากแผ่นเหล็กเคลือบดีบุก นอกเหนือจากภาชนะจะเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในการถนอมผลิตผลการเกษตรแล้วประเภทของอาหารก็มีความสำคัญมาก ว่าจะใช้ความร้อนสูงเท่าใดในการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ในอาหารที่ต้องการเก็บรักษา เนื่องจากการถนอมผลิตผลทางการเกษตร โดยความร้อนจะเปลี่ยนสภาพของอาหารจากสดเป็นอาหารสุกที่พร้อมจะรับประทานได้ ดังนั้นจึงมีการเติมเครื่องปรุงต่าง ๆ หรือเปลี่ยนสภาพเป็นผลิตภัณฑ์อาหารชนิดใหม่ ซึ่งในปัจจุบันเรียกว่า "การแปรรูปอาหาร" ส่วนประกอบอาจจะมีทั้งเนื้อสัตว์ ผัก และเครื่องเทศ สำหรับอาหารคาวหรือถ้าเป็นอาหารหวาน เช่น ผลไม้บรรจุในน้ำเชื่อม เป็นต้น กรรมวิธีการผลิตอาหารกระป๋องหรืออาหารในขวดแก้ว จำเป็นต้องใช้ความร้อน เพื่อทำให้อาหารที่บรรจุภายในสุก และเพื่อทำลายเชื้อจุลลินทรีย์ ความร้อนที่ใช้จะต้องสัมพันธ์กันเพราะถ้าใช้ความร้อนสูงเกินไป อาจจะทำให้อาหารที่บรรจุในกระป๋อง/ขวดนิ่มและไม่น่ารับประทาน ถ้าความร้อนต่ำเกินไปอาจจะมีจุลินทรีย์หลงเหลืออยู่ซึ่งจะทำให้อาหารนั้นเสีย เกิดกระป๋องบวมและระเบิดได้ในที่สุด การถนอมอาหารโดยใช้ความร้อน หมายถึงการฆ่าเชื้อในอาหารที่บรรจุในภาชนะที่ปิดสนิท เพื่อป้องกันการเสื่อมสลายหรือเน่าเสียที่เกิดจากเชื้อจุลินทรีย์หรือจากการปฏิกิริยาของเอ็นไซม์ในอาหาร การฆ่าเชื้อโดยความร้อนมี 3 ระดับ คือ การฆ่าเชื้อ (Sterilization) การฆ่าเชื้อระดับการค้า (Commercially sterilization) และการฆ่าเชื้อแบบปาสเตอร์ (Pasteurization)
หลักการ
เพื่อทำลายจุลินทรีย์ รวมทั้งสปอร์ของจุลินทรีย์ที่ทำให้อาหารเป็นอันตรายต่อผู้บริโภคและสปอร์ส่วนใหญ่ที่ทำให้อาหารเน่าเสีย ปริมาณความร้อนที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารจะอยู่ในระดับที่เรียกว่า การฆ่าเชื้อเชิงการค้า (commercial sterilization) เนื่องจากมิได้ทำลายเชื้อจุลินทรีย์ทั้งหมดแบบที่ใช้ในการฆ่าเชื้อทางการแพทย์ อาหารที่ผ่านการแปรรูปในระดับการฆ่าเชื้อเชิงการค้าอาจยังมีสปอร์ของแบคทีเรียทนร้อน (thermophiles) หลงเหลืออยู่ แต่ไม่เป็นปัญหาเนื่องจากอาหารถูกเก็บรักษาที่อุณหภูมิห้องหรือต่ำกว่า 45 องศาเซลเซียส สปอร์ของแบคทีเรียทนร้อนจึงไม่งอกและเพิ่มจำนวนทำให้อาหารเน่าเสียในการฆ่าเชื้อหลังการบรรจุซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่อุตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดย่อมสามารถทำได้ เครื่องจักรส่วนใหญ่ผลิตได้ในประเทศจึงทำให้ต้นทุนไม่สูงมากนัก ตัวอย่างเช่นการผลิตน้ำผลไม้สเตอริไลซ์ในโครงการส่วนพระองค์สวนจิตรลดา
วิธีปฏิบัติ
1. การบรรจุ อาหารที่ผ่านการเตรียม เช่น การทำความสะอาด การตัดแต่ง การปรุง จะถูกนำมาบรรจุในภาชนะบรรจุ เช่น กระป๋อง ขวดแก้ว โดยทั่วไปแล้วนิยมใส่อาหารส่วนที่เป็นของแข็ง และของเหลวลงไปก่อน นำเข้าเครื่องไล่อากาศ โดยให้มีช่องว่างเหนืออาหาร (headspace) อยู่ในช่วง 1/4 - 3/8 นิ้ว แต่ถ้าบรรจุในขวดแก้วปากกว้างควรมีช่องว่างเหนืออาหารประมาณ 1/2 - 1 นิ้ว
การบรรจุ
2. การไล่อากาศ การบรรจุขณะร้อนเป็นขั้นตอนหนึ่งของการไล่อากาศ เพราะอากาศร้อนจะลอยตัวออกไปและถูกแทนที่ด้วยไอน้ำเหนืออาหาร เมื่ออากาศถูกไล่ออกไป ส่วนที่อยู่เหนืออาหารในกระป๋องจะมีแต่ไอน้ำ อุณหภูมิที่จุดกึ่งกลางกระป๋องต้องไม่ต่ำกว่า 65 องศาเซลเซียส
3. การปิดผนึก ทำได้โดยใช้เครื่องปิดผนึกที่สามารถรีดฝากระป๋องให้แนบสนิทกับตัวกระป๋อง ตะเข็บของกระป๋องต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทนแรงดันสูงในระหว่างการฆ่าเชื้อ
การปิดผนึก
4. การฆ่าเชื้อ อุณหภูมิและเวลาเป็นสิ่งสำคัญในการฆ่าเชื้อเพื่อกำจัดสปอร์ของแบคทีเรียที่เป็นอันตรายและที่ทำให้เกิดการเน่าเสียในสภาพสุญญากาศ ขณะเดียวกันก็เป็นการรักษาคุณภาพของอาหารให้คงไว้ให้มากที่สุด ไม่ให้สูญเสียไปกับความร้อน อุณหภูมิและเวลาที่เหมาะสมในการฆ่าเชื้ออาหารต่างชนิดกันจะไม่เท่ากัน
การฆ่าเชื้อ
5.การทำให้เย็น เมื่อครบกำหนดเวลาในการให้ความร้อนแล้ว จะต้องทำให้อาหารกระป๋องเย็นลงอย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันไม่ให้อาหารได้รับความร้อนนานเกินไป การลดอุณหภูมิอย่างรวดเร็วจะช่วยทำลายจุลินทรีย์ที่ทนร้อนและเจริญได้ที่อุณหภูมิสูงเพราะอุณหภูมิเปลี่ยนอย่างฉับพลัน ซึ่งทำได้โดยการใช้น้ำหรือลมเป่าจนกระป๋องมีอุณหภูมิ 40 – 45 องศาเซลเซียส เพื่อทำให้น้ำที่เกาะข้างกระป๋องแห้งจะได้ไม่เกิดสนิม
ภาชนะบรรจุที่นิยมใช้กับผลิตภัณฑ์อาหารที่ผ่านการแปรรูปโดยการใช้ความร้อนมีหลายชนิด ทั้งภาชนะบรรจุแข็งตัว เช่น กระป๋อง ขวดแก้ว และภาชนะบรรจุอ่อนตัว เช่น ขวดพลาสติก กล่องกระดาษ รีทอร์ทเพาช์ การใช้ขวดแก้วและภาชนะบรรจุอ่อนตัวอาจมีความยุ่งยากสำหรับผู้ประกอบการอุตสาหกรรมขนาดกลางและขนาดย่อมในระหว่างการทำให้เย็น เพราะต้องควบคุมความดันในหม้อฆ่าเชื้อให้เหมาะสมและใช้หม้อฆ่าเชื้อที่แตกต่างไปจากหม้อฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำโดยทั่วไป ดังนั้นผู้ประกอบการอาจเลือกใช้กระป๋องโลหะเป็นบรรจุภัณฑ์สำหรับอาหารที่ต้องการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน
ประสิทธิภาพ/ข้อดี
การที่เรานำเทคนิคนี้มาใช้ เราจะได้อาหารที่ปราศจากเชื้อจุลินทรีย์ วัสดุที่นำมาใช้ก็สะอาดปราศจากเชื้ออีกด้าย และการนำเทคนิคนี้มาใช้เราก็จะประหยัดด้วยเพราะเราใช้ต้นทุนในการผลิตต่ำ
ข้อจำกัด
กระป๋องที่ใช้มี 2 ชนิด คือ
1. กระป๋องโลหะเคลือบดีบุก เหมาะสำหรับอาหารที่มีสีอ่อนและมีโปรตีนต่ำ เช่น สับปะรดกระป๋อง
2. กระป๋องโลหะเคลือบแลคเกอร์ ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
แลคเกอร์ทดกรด (acid resistant lacquer) กระป๋องด้านในมีสีทอง ใช้บรรจุผลไม้ที่มีสีจัด และสีละลายน้ำได้ เช่น องุ่น สตรอเบอรี่ หากใช้กระป๋องเคลือบดีบุก ดีบุกที่หลุดออกมาจากกระป๋องจะฟอกสีของผลไม้ทำให้สีของผล