การแช่เยือกแข็งเป็นการถนอมอาหารวิธีหนึ่ง นิยมใช้ในอาหารที่มีการเสื่อมเสียรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็น อาหารสดพร้อมปรุง อาหารพร้อมรับประทาน หรืออาหารที่คุณค่าทางโภชนาการมีการสลายตัวได้ง่าย หรือมีสารที่ไวต่ออุณหภูมิ แสง ออกซิเจน เป็นต้น โดยใช้หลักการทำให้น้ำภายในผลิตภัณฑ์กลายเป็นของแข็งอย่างรวดเร็ว ทำให้โมเลกุลของสารไม่สามารถเข้าทำปฏิกิริยากันได้ อาหารจึงมีอายุที่นานขึ้น นอกจากนี้ยังยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์และช่วยฆ่าปรสิตได้อีกด้วย เช่น USFDA (1)  แนะนำให้มีการควบคุมปรสิตในปลารับประทานดิบ เช่น สำหรับซูชิ ซาชิมิ โดยแช่แข็งปลาที่อย่างน้อย -20 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 7 วัน หรือเก็บที่ -35 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 15 ชั่วโมง เพื่อควบคุมปรสิตกลุ่มพยาธิในปลา (สภาวะอาจขึ้นกับขนาดของปลาด้วย)

อาหารแช่แข็งเสื่อมเสียได้อย่างไร?

            โดยทั่วไปการเสื่อมเสียของอาหารแช่แข็ง มักเกิดจากการเปลี่ยนแปลงคุณภาพทางด้านต่าง ๆ ของอาหาร(2)  ที่ส่งผลต่อการยอมรับของผู้บริโภค มากกว่าด้านความปลอดภัย ไม่ว่าจะเกิดจาก การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เช่นจากการเคลื่อนที่ของน้ำในระบบหากในระหว่างการแช่แข็งนั้นลดอุณหภูมิด้วยอัตราเร็วที่ไม่มากพอ น้ำในระบบอาหารอาจเกิดการเคลื่อนที่ตามแรงดันออสโมติก ทำให้เซลล์อาหารเกิดการสูญเสียความชื้น ผนังเซลล์เสียหาย สูญเสียเนื้อสัมผัสที่ดี และเกิดการสูญเสียของของเหลว (Drip loss) มากขึ้นเมื่อทำละลายชิ้นอาหาร ส่วนในระหว่างการเก็บรักษา หากสภาวะไม่เหมาะสม เช่น เกิดการแปรปรวน (fluctuation) ของอุณหภูมิ อาจทำให้ผลึกน้ำแข็งมีขนาดใหญ่มากขึ้นจนทำลายเนื้อสัมผัสหรือผนังเซลล์ของอาหาร รวมถึงการเกิดฟรีสเซอร์เบิร์น (freezer burn) จากการสูญเสียความชื้นบนพื้นผิวอาหารที่เก็บในบรรจุภัณฑ์ที่ไม่เหมาะสม เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงทางเคมี อาจเกิดจากปฏิกิริยาเคมีของเอนไซม์ การออกซิเดชันของไขมัน การเสียสภาพของโปรตีน การเสื่อมเสียกลิ่นรส รงควัตถุ หรือสารฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น วิตามิน เป็นต้น (3) ส่วนการเจริญของจุลินทรีย์มักไม่เป็นประเด็นสำคัญในสภาวะแช่เยือกแข็ง เนื่องจากสามารถยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ได้ อยางไรก็ตาม หากอุณหภูมิมีความแปรปรวน มากอาจจะทำให้เกิดโอกาสที่จุลินทรีย์จะกลับมาเจริญได้ นอกจากนี้ การแช่แข็งเป็นเพียงการยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์เท่านั้น มิได้เป็นการกำจัดจุลินทรีย์ทั้งหมด ดังนั้นการคำนึงถึงสุขลักษณะที่ดีในกระบวนการผลิตยังมีความจำเป็นเพื่อป้องกันความเสี่ยงการปนเปื้อนข้ามของจุลินทรีย์เพื่อให้อาหารมีความปลอดภัยที่สุดอยู่

            การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในอาหารแช่แข็ง จะมีอัตราการเสื่อมเสียที่เร็วขึ้น หากอุณหภูมิมีความแปรปรวน หรือมีช่วงที่อุณหภูมิสูงขึ้นกว่าที่ควรจะเป็น เช่น ความบกพร่องของเครื่องทำความเย็นหรือระบบไฟ การสูญเสียอุณหภูมิจากผนังที่ไม่เป็นฉนวนมากเพียงพอ การเสียการรักษาอุณหภูมิจากการเปิดประตูเข้าออก การเกิดน้ำควบแน่นบริเวณประตู ทำให้ไม่สามารถปิดประตูได้สนิท เป็นต้น ทำให้อาหารเสื่อมเสียเร็วกว่าที่คาดไว้จนมีคุณภาพไม่เป็นที่ยอมรับของผู้บริโภค หรือมีการเจริญของจุลินทรีย์เกินระดับความปลอดภัยได้

5 เทคโนโลยีในการจัดการคุณภาพอาหารแช่แข็ง

            ในปัจจุบัน เทคโนโลยีและนวัตกรรมต่าง ๆ ได้เข้ามามีบทบาทในอุตสาหกรรมอาหารแช่แข็งเพื่อให้อาหารแช่แข็งมีคุณภาพที่ดีมากขึ้นและมีการใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยแตกต่างกันไปในแต่ละมิติ ตั้งแต่การพัฒนาสูตรไปจนถึงการวางระบบโครงสร้างโรงงานที่ดี สามารถแบ่งได้ดังนี้

            1.วัตถุเจือปนอาหาร Food additives

            ในปัจจุบัน มีสารกลุ่มเรียกว่า cryoprotectants สามารถช่วยลดความเสียหายของเนื้อสัมผัสอาหารจากการแช่เยือกแข็งและการทำละลายได้ แบ่งเป็นกลุ่มสารที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก สมารถเเทรกซึมเข้าไปในเซลล์ได้ และปกป้องเซลล์จากความเสียหาย เช่น Dimethyl sulfoxide และ proline และกลุ่มที่มีโมเลกุลขนาดใหญ่ ทำงานที่ภายนอกเซลล์โดยใช้กลไกการช่วยปรับรูปแบบของผลึกน้ำแข็งให้ส่งผลเสียต่อเซลล์น้อยลง เช่น antifreeze proteins, Polyvinyl alcohol, polyampholytes เป็นต้น(4)  โดยสารเหล่านี้ช่วยลดการโตของผลึกน้ำแข็งที่อาจทิ่มแทงเซลล์ หรือทำให้เนื้อสัมผัสอาหารไม่ดี หรือช่วยลดจุดเยือกแข็งของระบบให้ต่ำลงได้ ดังนั้น การเติมสารเหล่านี้ในการพัฒนาสูตรอาหารแช่แข็ง จึงเป็นหนึ่งทางเลือกในการปรับปรุงคุณภาพอาหารแช่แข็งให้ดียิ่งขึ้น

            2.กระบวนการก่อนการแช่เยือกแข็ง Pretreatment

            การใช้กระบวนการอื่น ๆ สามารถช่วยลดการเปลี่ยนแปลงคุณภาพอาหารแช่แข็งได้ เช่น การลวก เพื่อยับยั้งเอนไซม์ที่ทำให้อาหารมีการเปลี่ยนแปลงสี กลิ่นรส มักนิยมใช้ในผลิตภัณฑ์กลุ่มผักและผลไม้(2) หรือการเติมสารปรับปรุงคุณภาพ (เช่น สี กลิ่นรส เนื้อสัมผัส หรือ cryoprotectant เป็นต้น) เข้าสู่อาหารก่อนเยือกแข็ง ซึ่งอาจมีการใช้ความดันช่วยผลักสารเข้าสู่อาหารด้วย(5) 

            3.เทคโนโลยีการแช่แข็งใหม่ ๆ Novel Freezing technology

            การแช่เยือกแข็งอาหารด้วยวิธีใหม่ ๆ มีจุดประสงค์ในการเพิ่มอัตราการแช่เยือกแข็งและเพิ่มความคุ้มค่าเชิงเศรษฐกิจ (2) เช่น การใช้ความดันในระหว่างการแช่เยือกแข็งช่วยลดการเกิดผลึกน้ำแข็ง หรือกระบวนการแช่เยือกแข็งแบบลมเย็นเป่าพ่นปะทะ (Impingement jet freezing) เพื่อให้อัตราการแช่แข็งเร็วมากขึ้น เป็นต้น

            4.การติดตามความแปรปรวนของอุณหภูมิ Temperature fluctuation monitoring

การติดตามความแปรปรวนของอุณหภูมิเป็นการบ่งชี้คุณภาพของอาหารแช่แข็งโดยอ้อม เนื่องจากการเสื่อมเสียของอาหารกลุ่มนี้มักเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ โดยอาจมีการติดตัวชี้วัด (indicator) หรือการใช้เซนเซอร์ในการวางระบบตรวจติดตามคุณภาพของอาหารทั้งระบบได้แบบ Real-time

            5.การควบคุมอุณหภูมิที่ทางเข้าออก Entrance temperature control

            บริเวณทางเข้าออกโกดัง ไม่ว่าจะเป็นทางเข้าออกของคน หรือรถขนสินค้า เป็นจุดที่มีความเสี่ยงต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิมากที่สุดในระบบห้องเย็นสำหรับการเก็บอาหาร นอกจากการสูญเสียอุณหภูมิความเย็นแล้ว ในกรณีที่บริเวณนั้นมีความชื้นสูง อาจทำให้เกิดการควบแน่นเป็นหยดน้ำและเกิดผลึกน้ำแข็งเกาะบริเวณประตูอีกด้วย(2)  ซึ่งอาจส่งผลให้ประตูปิดได้ยากขึ้น หรือไม่สามารถปิดได้สนิท ทำให้อุณหภูมิภายในห้องเย็นมีความแปรปรวนสูงขึ้น ส่งผลต่อคุณภาพอาหารแช่แข็งที่เก็บภายในห้อง

            ทางอิโตะ (ไทยแลนด์) จึงขอแนะนำประตูเปิดปิดความเร็วสูงจากญี่ปุ่น รุ่นเฉพาะสำหรับห้องเย็น ผลิตด้วยผ้าใบเฉพาะ รองรับอุณหภูมิตั้งแต่ -25 ถึง 5 องศาเซลเซียส โดยที่ไม่เกิดการแข็งตัว และสามารถมองเห็นภายในได้ชัดเจน ระบบติดตั้งตัวทำความร้อนพร้อมระบบในการเดินเครื่องเพื่อป้องกันการเกาะของเกล็ดน้ำแข็งที่ชายประตู

            หากท่านสนใจผลิตภัณฑ์ สามารถ ติดต่อเรา เพื่อเยี่ยมชมสินค้าตัวอย่างที่โชว์รูมของเรา หรือปรึกษาเพื่อติดตั้งประตูที่หน้างานจริงได้ ทางเรายินดีให้บริการ

เอกสารอ้างอิง

1.Parasites. [Online]: https://www.fda.gov/media/80777/download

2.Evans, J. A. (Ed.). (2009). Frozen food science and technology. John Wiley & Sons.

3.Zaritzky, N. (2006). Physical–chemical principles in freezing. In: D.W. Sun, ed. Handbook of Frozen Food Processing and Packaging. Boca Raton, FL: CRC/Taylor & Francis Group, pp. 3–33.

4.Liu, X., Pan, Y., Liu, F., He, Y., Zhu, Q., Liu, Z., … & Tan, S. (2021). A review of the material characteristics, antifreeze mechanisms, and applications of cryoprotectants (CPAs). Journal of Nanomaterials, 2021.

5.Sriwimon, W., & Boonsupthip, W. (2011). Utilization of partially ripe mangoes for freezing preservation by impregnation of mango juice and sugars. LWT-Food Science and Technology, 44(2), 375-383.