วิธีการถนอมอาหารแบบไม่ใช้ความร้อน

การถนอมอาหารแบบไม่ใช้ความร้อนช่วยให้เกิดความปลอดภัยและยืดอายุการเก็บรักษาโดยไม่ต้องใช้อุณหภูมิสูงเหมือนการให้ความร้อนแบบดั้งเดิม โดยใช้หลักการทางกายภาพและเคมี เช่น ความดันสูง สนามไฟฟ้าพัลส์ การฉายรังสี และการควบคุมปัจจัยภายใน เนื่องจากวิธีการเหล่านี้หลีกเลี่ยงความร้อนต่อเนื่อง จึงมีเป้าหมายที่จะยับยั้งจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดการเน่าเสียและจุลินทรีย์ก่อโรค ในขณะที่ยังคงรักษาสารอาหารที่ไวต่อความร้อนและคุณภาพที่สดใหม่ไว้ได้

Definition

การถนอมอาหารแบบไม่ใช้ความร้อนประกอบด้วยวิธีการที่ช่วยยืดอายุการเก็บรักษาและควบคุมจุลินทรีย์เป็นหลักโดยใช้วิธีการอื่นนอกเหนือจากการใช้ความร้อน ซึ่งรวมถึงความดันไฮโดรสแตติกสูง สนามไฟฟ้าพัลส์ การฉายรังสี และการจัดการปัจจัยภายใน เช่น ค่าแอคติวิตีของน้ำและค่า pH

Scope

บทความนี้สำรวจวิธีการหลักๆ ที่ไม่ใช้ความร้อนและหลักการที่ใช้ในการยับยั้งจุลินทรีย์หรือยับยั้งการเสื่อมสภาพ และเปรียบเทียบข้อดีด้านคุณภาพกับข้อจำกัดทางเทคนิค เป็นหัวข้ออ้างอิงและให้ความรู้เกี่ยวกับหลักการถนอมอาหาร ไม่ใช่คำแนะนำในการปฏิบัติงานหรือโภชนาการ

Core questions

• จะยับยั้งจุลินทรีย์โดยไม่ให้ความร้อนแก่อาหารได้อย่างไร?
• วิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนมีข้อดีด้านคุณภาพเหนือกว่าการแปรรูปด้วยความร้อนอย่างไร?
• กลไกใดที่อยู่เบื้องหลังการยับยั้งโดยใช้ความดัน สนามไฟฟ้า และรังสี?
• ข้อจำกัดของวิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนในการยับยั้งสปอร์และเอนไซม์คืออะไร?

Key concepts

• การแปรรูปด้วยความดันไฮโดรสแตติกสูง
• สนามไฟฟ้าพัลส์
• การฉายรังสีอาหาร
• การถนอมอาหารด้วยความเย็นและการแช่เย็น
• เทคโนโลยีฮาร์เดิล
• การทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์
• การรักษาสารอาหารที่ไวต่อความร้อน

Mechanisms

วิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนจะยับยั้งจุลินทรีย์ผ่านกลไกทางกายภาพที่แตกต่างจากความร้อน ความดันไฮโดรสแตติกสูงจะทำให้โปรตีนเสียสภาพและทำลายโครงสร้างเซลล์ในขณะที่ยังคงโมเลกุลขนาดเล็ก เช่น วิตามินไว้ค่อนข้างสมบูรณ์; สนามไฟฟ้าพัลส์จะกระตุ้นให้เกิดอิเล็กโทรพอเรชัน (electroporation) ทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ซึมผ่านได้; และการฉายรังสีจะทำลาย DNA ของจุลินทรีย์ การควบคุมปัจจัยภายใน เช่น ค่าแอคติวิตีของน้ำและค่า pH จะยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพ เนื่องจากสามารถรวมอุปสรรคที่ไม่รุนแรงหลายอย่างเข้าด้วยกันได้โดยไม่จำเป็นต้องมีอุปสรรคใดรุนแรงเพียงอย่างเดียว เทคโนโลยีฮาร์เดิล (hurdle technology) จึงช่วยให้หลักการเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้เกิดความเสถียรโดยมีการสูญเสียคุณภาพน้อยที่สุด

Clinical relevance

ด้วยการหลีกเลี่ยงความร้อนต่อเนื่อง วิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนสามารถรักษาสารอาหารที่ไวต่อความร้อนและคุณสมบัติที่สดใหม่ไว้ได้ ซึ่งเป็นบริบทที่เกี่ยวข้องสำหรับการทำความเข้าใจปริมาณสารอาหารในอาหารแปรรูป บทความนี้อธิบายหลักการถนอมอาหารและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจด้านโภชนาการหรือการรักษาพยาบาลส่วนบุคคล

Evidence & guidelines

หลักฐานส่วนใหญ่มาจากงานวิจัยด้านวิศวกรรมอาหารและจุลชีววิทยาอาหาร รวมถึงการทบทวนกระบวนการสนามไฟฟ้าพัลส์ที่ยังคงระบุช่องว่างในวรรณกรรมปัจจุบัน ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับอาหาร จุลินทรีย์เป้าหมาย และพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างมาก และบางวิธียังคงมีข้อจำกัดในการยับยั้งสปอร์ของแบคทีเรียหรือเอนไซม์ ดังนั้นข้อสรุปจึงเฉพาะเจาะจงกับเทคโนโลยีและเงื่อนไข

History

การเก็บรักษาด้วยความเย็นและการหมักเกลือเป็นวิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนแบบโบราณ แต่การแปรรูปแบบไม่ใช้ความร้อนที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเกิดขึ้นในศตวรรษที่ยี่สิบและต้นศตวรรษที่ยี่สิบเอ็ด เมื่อกระบวนการความดันสูง สนามไฟฟ้าพัลส์ และการฉายรังสีได้พัฒนาจากการศึกษาในห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ ความสนใจเพิ่มขึ้นเมื่อความต้องการอาหารแปรรูปน้อยที่สุดที่ยังคงคุณภาพสดใหม่และสารอาหารที่ไวต่อความร้อนเพิ่มขึ้น

Debates

ขอบเขตและข้อจำกัดของการยับยั้งแบบไม่ใช้ความร้อน

วิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนรักษาคุณภาพได้ดี แต่ก็อาจมีปัญหาในการยับยั้งเป้าหมายที่ทนทาน เช่น สปอร์ของแบคทีเรียและเอนไซม์บางชนิด; การทบทวนวรรณกรรมเน้นย้ำถึงช่องว่างที่เหลืออยู่ในข้อมูลประสิทธิภาพและความจำเป็นในการรวมอุปสรรคเข้าด้วยกันแทนที่จะพึ่งพาขั้นตอนที่ไม่ใช้ความร้อนเพียงขั้นตอนเดียว

Key figures

• Gargi Ghoshal
• Theodore P. Labuza

Seminal works

• ghoshal-2023

Frequently asked questions

จะถนอมอาหารโดยไม่ใช้ความร้อนได้อย่างไร?

วิธีการต่างๆ เช่น ความดันสูง สนามไฟฟ้าพัลส์ การฉายรังสี การแช่เย็น และการควบคุมค่าแอคติวิตีของน้ำและค่า pH จะยับยั้งหรือระงับจุลินทรีย์ผ่านวิธีการทางกายภาพและเคมีนอกเหนือจากการให้ความร้อนต่อเนื่อง

เหตุใดวิธีการที่ไม่ใช้ความร้อนจึงน่าสนใจสำหรับโภชนาการ?

เนื่องจากวิธีการเหล่านี้หลีกเลี่ยงอุณหภูมิสูง จึงสามารถรักษาสารอาหารที่ไวต่อความร้อนและคุณภาพทางประสาทสัมผัสที่สดใหม่ได้ดีกว่าการแปรรูปด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม แม้ว่าประสิทธิภาพในการต่อต้านจุลินทรีย์บางชนิดจะจำกัดก็ตาม