Truly Healthy Ratio

ฆ่าเชื้อก่อโรคด้วย HPP (High Pressure Processing)

เทคโนโลยียืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มต่างๆ โดยไม่ใช้ความร้อน

นอกจากแปรรูป และถนอมอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) HPP เป็นทางเลือกในการถนอม อาหารให้ปลอดภัย หลังจากการบรรจุแล้ว โดยไม่ใช้ความร้อน และมีผลค่อนข้างน้อยต่อรสชาติ และสาร อาหาร

HPP เชิงพาณิชย์

ส่วนประกอบของระบบ HPP ประกอบด้วย ท่อความดัน และอุปกรณ์สร้างความดัน โดยความดันสามารถสร้าง ได้โดยการลดปริมาตรในท่อความดัน โดยใช้ลูกสูบ หรือ ฉีดของเหลว เข้าไปในท่อความดัน 

Source: Uhde High Pressure Technologies GmbH.

การดำเนินการ HPP ปกติสินค้าจะถูกบรรจุในบรรจุภัณฑ์ที่สามารถยืนหยุ่นได้ หากบรรจุภัณฑ์แข็ง หรือไม่ สามารถบีบอัดได้ จะทำให้บรรจุภัณฑ์แตก เมื่อความดันสูงขึ้น หลังจากที่สินค้าถูกบรรจุในบรรจุภัณฑ์เรียบร้อย แล้ว จะถูกส่งเข้าไปในท่อความดัน ซึ่งระบบการจัดการในการส่งสินค้าเข้าไปในท่อความดัน อาจะแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับอุตสาหกรรม และระบบการดำเนินงานที่ใช้ การส่งสินค้าเข้าสู่ระบบ HPP อย่างมีประสิทธิภาพ คือ การออกแบบลักษณะบรรจุภัณฑ์ ให้ได้สัดส่วน และขนาดที่จะบรรจุในท่อความดันให้เต็มความจุพอดี และเต็ม กำลังผลิตในแต่ละรอบ หลังจากที่ท่อความดันถูกปิด ระบบจะถูกเติมด้วยน้ำ และค่อย ๆ เพิ่มความดัน จะใช้ เวลาประมาณ 2-4 นาที สินค้าจะถูกบีบอัดด้วยความดันประมาณ 1-10 นาที ด้วยระดับความดันตั้งแต่ 100-900 MPa โดยอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะใช้ระดับความดันที่ 400-600 MPa

HPP เป็น batch process หรือ เป็นกระบวนการที่ทำเป็นรอบ ๆ ซึ่งถือเป็นข้อเสียของเทคโนโลยีนี้ เนื่องจาก สายพานการผลิตที่ไม่ต่อเนื่อง จึงทำให้ใช้ทรัพยากรมากขึ้น

ผลของ HPP ต่อจุลินทรีย์ในพืช

คุณสมบัติสำคัญของ HPP ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม คือการกำจัดจุลินทรีย์ในพืช เพื่อรักษาอาหาร และเครื่องดื่ม (Aertset et al., 2009) ผลของ HPP ต่อยีสต์ เชื้อรา และแบคทีเรียในพืช แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ หลายปัจจัย เช่น สายพันธุ์ (Patterson, 2005) โดยระดับความดันที่ 100-100 MPa จะเริ่มเข้าไปเปลี่ยนแปลง โครงสร้างของโปรตีน ในขณะที่ระดับความดันที่ 220 MPa จะเริ่มทำลายโครงสร้างของโปรตีน (Winter et al., 1999; Powalska et al., 2007; Winter and Jeworrek, 2009) นอกจากนี้ ความดันยังเข้าไปเปลี่ยนแปลง สภาพของเอ็นไซม์ในจุลินทรีย์อีกหลายชนิด (Zimmerman, 1970; Royer, 1999)

การทำลายจุลินทรีย์ในพืช สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงได้ภายใน 1 นาที ที่อุณหภูมิปกติ และระดับความดัน ที่ 300 MPa (Farkas and Hoover, 2000) และหากเพิ่มระดับความดันให้สูงขึ้นตั้งแต่ 700 MPa ขึ้นไป จะ สามารถทำลายจุลินทรีย์ในพืชส่วนใหญ่ได้ (Heinz and Buckow, 2010) โดย HPP สามารถทำลายจุลินทรีย์ ในพืช ได้ถึงระดับ 5-log reduction 

Source: Uhde High Pressure Technologies GmbH.

5-Log Reduction

5-log reduction คือระดับในการทำลายจุลินทรีย์ก่อโรค ด้วยระดับ 5-log reduction จะสามารถทำลายเชื้อ Escherichai coli (E. coli) (เอสเชอริเชีย โคไล – อีโคไล), Listeria monocytogenes (L. monocytogenes) (ลิสทิเรีย โมโนไซโตจิเนส), หรือ Salmonella enterica (S. enterica) (ซัลโมเนลลา) ได้ ซึ่งจุลินทรีย์ก่อโรคต่าง ๆ เป็นอันตรายต่อผู้บริโภค โดยเฉพาะผู้ป่วย ผู้สูงอายุ สตรีมีครรภ์ เด็ก หรือผู้มีภูมิคุ้มกันต่ำ

United States Food and Drug Administration (FDA) and The U.S. Food and Drug Administration (USDA) ยืนยัน HPP สามารถทำลายจุลินทรีย์ก่อโรคได้ถึง 99.999%

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการระบาดของเชื้อโรคจากน้ำผัก และผลไม้สดหลายครั้ง ในทุก ๆ ปี ทำให้เกิดผู้ป่วยร้าย แรง และผู้เสียชีวิต เช่น B.C. boy permanetly brain damaged after eating lettuce contaminated with E. coli ในปี 2018 Toddler Lucas Parker รับประทาน romaine หรือ ผักกาดหอม ซึ่งเป็นหนึ่งในผักที่ใช้ทำน้ำ ผัก E. coli ในผัก ส่งผลให้ไตหยุดทำงาน และสมองได้รับความเสียหาย ปัจจุบัน Lucas ไม่สามารถเดิน พูด หรือมองเห็น

ปัจจุบัน FDA ประกาศเป็นกฎหมาย ให้น้ำผัก และผลไม้สด ต้องผลิต และจำหน่ายให้ผู้บริโภคโดยตรง และใน พื้นที่เดียวกันเท่านั้น เช่น รัฐเดียวกัน เนื่องจากน้ำผัก และผลไม้สดไม่สามารถจำหน่ายบนห้างสรรพสินค้าได้ และไม่สามารถคงคุณภาพในขณะขนส่งระยะทางไกล ๆ ได้ หากไม่ผ่านการทำลายจุลินทรีย์ก่อโรค

หากต้องการจำหน่ายน้ำผัก และผลไม้บนห้างสรรพสินค้า เครื่องดื่มต้องมีความปลอดภัยสูงสุด เช่น ผลิตภาย ใต้มาตรฐาน HACCP ได้รับอย. และทำลายจุลินทรีย์ก่อโรคได้ถึงระดับ 5-log reduction หรือ 99.999%

ผลของ HPP ต่อสี รสชาติ และสารอาหาร

HPP ส่งผลน้อยต่อเม็ดสี รสชาติ และสารอาหาร เช่น คลอโรฟิลล์ แคโรทีนอยด์ และโธไซยานิน ทำให้ไม่ ทำลายเม็ดสีในผัก และผลไม้ โดยผลการทดสอบในน้ำบร็อคโคลี ที่ระดับความดัน และอุณหภูมิ 800 MPa และ 30-40°C สีเขียวของน้ำบร็อคโคลี ไม่มีการเปลี่ยนแปลง รสชาติน้ำผัก และผลไม้หลังจาก HPP ยังคงใกล้เคียง ผัก และผลไม้สด มากกว่าการแปรรูปด้วยความร้อน และสารอาหารยังคงใกล้เคียงกับผัก หรือผลไม้สด

อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ HPP มีผลต่อ สี รสชาติ และสารอาหารทันทีที่ HPP แต่หลังจาก HPP อาหารและเครื่อง ดื่ม จะสามารถรักษาคุณภาพ สี รสชาติ และสารอาหารได้ดีกว่าอาหารและเครื่องดื่ม ที่ไม่ผ่าน HPP เนื่องจาก จุลินทรีย์ต่าง ๆ ที่มีอยู่ในอาหารและเครื่องดื่มจะเริ่มทำลายคุณภาพ สี รสชาติ และสารอาหารลงเรื่อย ๆ

ตัวอย่าง 

Source: Evolution of the concentration of vitamin C, phenolic compounds and anthocyanin during storage of blueberry juices processed at 600 MPa during 5 minutes (Barba et al., 2012). 

จากตัวอย่าง จะเห็นได้ว่าระดับ Vitamin C ในวันแรก หากไม่ HPP ระดับ Vitamin C จะอยู่ที่ 16.3 mg หาก HPP ระดับ Vitamin C จะอยู่ที่ 15.5 mg อย่างไรก็ตาม ในวันถัดไป หากไม่ HPP ระดับ Vitamin C จะอยู่ที่ 8.1 mg หาก HPP ระดับ Vitamin C จะอยู่ที่ 11.2 mg

สารอาหารต่าง ๆ ในอาหารหรือเครื่องดื่มจะลดลงเรื่อย ๆ ในขณะที่จุลินทรีย์ก่อโรคจะเจริญเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ ผู้ บริโภคจะได้รับปริมาณสารอาหารที่ลดน้อยลง และมีความเสี่ยงจากจุลินทรีย์ก่อโรคต่าง ๆ

สรุป

HPP ถือเป็นวิธีในการเพิ่มอายุให้สินค้าน้อยที่สุด เพื่อทำลายจุลินทรีย์ก่อโรคเท่านั้น จึงกระทบต่อสารอาหาร เช่น วิตามิน และสารต่อต้านอนุมูลอิสระน้อยที่สุด เพื่อรักษาความสด และคุณภาพของอาหารและเครื่องดื่ม โดย HPP สามารถรักษาสารอาหาร สี และรสชาติได้เกือบทั้งหมด โดยผู้ผลิตไม่จำเป็นต้องใช้สารกันเสียต่าง ๆ และ ให้ความปลอดภัยสูงต่อผู้บริโภค

อ้างอิง

Bolumar, Tomas & Georget, Erika & Mathys, Alexander. (2014). High pressure processing (HPP) of foods and its combination with electron beam processing. 10.1533/9781782421085.2.127.

Gopal, Korlepara & Kalla, Adarsh & Srikanth, Keerthi. (2017). High Pressure Processing of Fruits and Vegetable Products: A Review. international journal of pure and applied Bioscience. 5. 680-692. 10.18782/2320-7051.2930.

Uljas HE, Ingham SC. Combinations of intervention treatments resulting in 5-log10-unit reductions in numbers of Escherichia coli O157:H7 and Salmonella typhimurium DT104 organisms in apple cider. Applied and Environmental Microbiology. 1999 May;65(5):1924-1929. DOI: 10.1128/ aem.65.5.1924-1929.1999.

U.S. Food and Drug Administration. 2021. Guidance on Questions and Answers on Juice HACCP Regulation (2003). [online] Available at: <https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidancedocuments/guidance-industry-questions-and-answers-juice-haccp-regulation-2003> [Accessed 22 March 2021].