การเสื่อมเสียของอาหาร อิศรา วัฒนนภาเกษม

การเสื่อมเสียของอาหาร เกิดจากสาเหตุที่สำคัญ 2 ประการ 1. การเสื่อมเสียของอาหารที่เกิดจากจุลินทรีย์ 2. การเสื่อมเสียของอาหารที่เกิดจากเคมี

การเน่าเสียของอาหาร (Food Spoilage) - การเน่าเสียของอาหาร คือ การที่อาหารมีการเปลี่ยนแปลงทั้งทางเคมีและทางกายภาพ อาหารมีกลิ่น รสชาติ สี และลักษณะเนื้อสัมผัสเปลี่ยนไปในบางครั้งมีเมือกและแก๊สเกิดขึ้นด้วย แบ่งอาหารเป็น 3 กลุ่ม คือ 1. ประเภทเน่าเสียยาก มีน้ำน้อย เช่น น้ำตาล ถั่ว เก็บได้นานหลายเดือนหรือเป็นปี 2. ประเภทเน่าเสียเร็วปานกลาง น้ำค่อนข้างมาก เช่น ผัก ผลไม้ บางชนิดเสียภายใน 1 - 2 สัปดาห์ 3. ประเภทเน่าเสียเร็ว น้ำมาก เช่น ผัก ผลไม้ นมสด เนื้อสัตว์ อาหารทะเล เสียภายใน 1 - 2 วัน

- อาหาร (แหล่งไนโตรเจนและคาร์บอน) ปัจจัยที่มีผลต่อการเจริญของจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดการเสื่อมเสียของอาหาร - อาหาร (แหล่งไนโตรเจนและคาร์บอน) - water activity , aw - อุณหภูมิ - pH ของอาหาร - ปริมาณออกซิเจน - สารยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์

ปัจจัยทางด้านอาหาร - อาหาร จุลินทรีย์ส่วนใหญ่มักจะใช้ กลูโคส และสารประเภทคาร์โบไฮเดรตก่อนสารชนิดอื่น - ใช้โปรตีน เช่น แบคทีเรียที่ย่อยสลายโปรตีน (proteolytic bactera) - การย่อยโปรตีนในสภาพมีออกซิเจนเรียกว่า เกิดการย่อยสลาย (decay) แต่ถ้าย่อยในสภาพไม่มีอากาศเรียก การเน่าเสีย (putrefaction) ซึ่งจะมีกลิ่นเหม็นขึ้น

แร่ธาตุ - ที่จำเป็นต่อเชื้อรา เช่น Potassium, magnesium, iron, zinc, copper, calcium - ที่จำเป็นต่อเชื้อแบคทีเรีย เช่น potassium, calcium, magnesium, iron, manganese และกลุ่มที่ไม่ใช้โลหะ เช่น hydrogen, oxygen และ sulphur ก็จำเป็นต่อการเจริญของเชื้อเช่นกัน

Water activity, aw - ปริมาณน้ำในอาหารเป็นปัจจัยที่สำคัญยิ่งต่อการเจริญของจุลินทรีย์ - โดยทั่วไป แบทีเรีย ต้องการความชื้น หรือน้ำมากกว่ายีสต์และรา - อาหารแต่ละชนิดจะเสียเร็ว หรือช้าขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำที่เป็นประโยชน์ต่อจุลินทรีย์ หรือที่เรียกว่า water activity (aw)

Water activity, aw - อาหารที่มีน้ำมาก (high moisture foods) จัดเป็นประเภทที่มี water activity สูง ซึ่งมีค่าใกล้เคียง 1.00 เช่น เนื้อสัตว์ อาหารทะเล ผักสด - intermediate moisture foods มีค่า aw 0.6 - 0.9 ได้แก่ แยม ทะเรียนกวน กุ้งแห้ง เป็นต้น - อาหารที่มีค่า aw ต่ำกว่า 0.6 ได้แก่อาหารแห้ง ธัญชาติ นมผง กาแฟ - จำเป็นต่อการเจริญของจุลินทรีย์ ถ้าทำให้น้ำอิสระในอาหารลดลงในระดับหนึ่ง จะทำให้จุลินทรีย์ไม่สามารถเจริญได้

ความสัมพันธ์ของ aw ขั้นต่ำสุดกับการเจริญของจุลินทรีย์ แบคทีเรียทั่วไป 0.91 ยีสต์ทั่วไป 0.88 ราทั่วไป 0.80

Temperature - Psychrophile ชอบความเย็นเจริญได้ที่ -5 - 5 oC , optimum temp. 12 - 15 oC - Mesophile 35 oC , เป็นส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับอาหาร - Thermophile > 45 oC - Psychrotroph เจริญได้ที่ต่ำกว่า -5 oC และ optimum temp. ที่ 20 - 30 oC

pH ของอาหาร - pH เป็นตัวบ่งชี้ถึงความต้นทานความร้อนของแบคทีเรีย - sproes ของ Clostridium จะไม่งอกในอาหารกระป๋องที่มี pH ต่ำกว่า 4.6 ดังนั้น การแปรรูปอาหารกระป๋องที่มี pH ต่ำกว่า 4.6 จึงไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนสูงมากก็สามารถเก็บรักษาได้

ปริมาณออกซิเจน 1. Aerobic bacteria เช่น Escheriachia และ Pseudomonas 2. Anaerobic bacteria เช่น Clostridium 3. Facultative bacteria เช่น Staphylococcus แบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของการเน่าเสียและอาหารเป็นพิษส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียที่ต้องการออกซิเจนเพื่อใช้ในการเจริญ แต่ Clostridium ซึ่งไม่ใช้ออกซิเจนก็เป็นอันตรายร้ายแรงมาก

สารยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ 1. สารยับยั้งที่แบคทีเรียสร้างขึ้นเอง เช่น สารปฏิชีวนะ เป็นต้น 2. สารยับยั้งที่มีอยู่ในอาหารตามธรรมชาติ เช่น lysozyme, conalbumin 3. สารยับยั้งที่เติมลงไป เช่น เกลือโพรพิออเนต และเกลือซอร์เบท เป็นต้น

การเสื่อมเสียของอาหารทางด้านเคมี การหืน (rancidity) เป็นการเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาเคมีของไขมันและน้ำมัน ทำให้กลิ่นผิดปกติและสมบัติทั้งทางเคมีและกายภาพที่เปลี่ยนแปลงไป การหืน เกิดได้ 3 แบบ ดังนี้ 1. Lipolysis เป็นปฎิกิริยาไฮโดรไลซิสที่พันธะเอสเทอร์ในโมเลกุลของไตรกลีเซอร์ไรด์ หรือ ลิดปิด ด้วยความร้อน กรด ด่าง และความชื้น หรือ ปฏิกิริยาเคมีใดๆ ก็ตาม ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า ลิโพไลซิส

Rancidity 2. การหืนเนื่องจากออกซิเดชัน (oxidation rancidity) เป็นการหืนเนื่องจากปฏิกิริยาออโตออกซิเดชัน ที่พันธะคู่ ของกรดไขมันชนิดไม่อิ่มตัว กับออกซิเจนในอากาศ เกิดเป็น peroxide linkage ขึ้นระหว่างพันธะคู่ ออโตออกซิเดชัน จะเกิดการเปลี่ยนแปลงแบบต่อเนื่องตลอดเวลาเมื่อไขมันและน้ำมันสัมผัสกับออกซิเจนในอากาศ ทำให้มีกลิ่นและรสชาติผิดปกติ การหืนด้วยปฏิกิริยานี้จะเกิดขึ้นในอาหารที่มีส่วนผสมของน้ำมันและไขมันผสมอยู่

Mechanisms of Oxidation Initiation Propagation Termination

Rancidity 3. Ketonic rancidity เป็นปฏิกิริยา enzymatic oxidation ที่โมเลกุลของไขมันชนิดอิ่มตัว เป็นสารประกอบจำพวกคีโตน