ปัญหาในกระบวนการ ผลิตอาหาร

ปัญหาที่เกิดจากเชื้อจุลินทรีย์หรือจุลชีพนั้น ถือเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดของความเจ็บป่วยที่เกิดจากอาหาร หรือที่เรียกกันว่า ‘อาหารเป็นพิษ’ ปัญหาเหล่านี้เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นได้โดยทั่วไป แต่สำหรับอุตสาหกรรมอาหารแล้วถือเป็นเรื่องที่มีความเสี่ยงสูงและมีความร้ายแรงอย่างมาก สร้างความเสียหายทางธุรกิจได้ทั้งชื่อเสียงและการลงทุน

การจัดการความปลอดภัยทางอาหารนั้น ส่วนใหญ่จะเป็นการใช้ HACCP ซึ่งเน้นไปที่การตรวจสอบและระบุขอบเขตของความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากปัญหาการปนเปื้อนหรือการเกิดขึ้นของจุลินทรีย์ที่เป็นภัยได้ ดังนั้น จึงจำเป็นต้องระบุรายละเอียดของความเสี่ยงให้ได้มากที่สุด ซึ่งบางครั้งเป็นเรื่องที่ยากลำบากหากจะลงรายละเอียดให้ได้ภายใต้ขอบเขตที่กว้างขวาง การสร้างความเข้าใจพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับจุลินทรีย์ที่เป็นภัยต่ออาหารนั้น ถือเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องใช้ควบคู่ไปกับกระบวนการ HACCP

จุลชีววิทยาและความปลอดภัยทางอาหาร

จุลชีววิทยานั้นเป็นวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ไม่อาจมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งสิ่งมีชีวิตพวกนี้ล้วนมีผลกระทบต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ทั้งในด้านสุขภาพ และการผลิตอาหาร พวกมันสามารถสร้างปัญหาและโรคต่างๆ ให้เกิดขึ้นได้ ไม่ว่าจะเป็นจุลชีพที่มีประโยชน์หรือผลเสียต่อร่างกาย พวกมันต้องการสภาวะและองค์ประกอบที่เหมาะสมในการเติบโต ซึ่งจะแตกต่างออกไปตามแต่ละประเภทของจุลินทรีย์

นอกจากนี้ เหล่าจุลชีพยังสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มหลักๆ ได้แก่ แบคทีเรีย ไวรัส และยีสต์หรือโมลด์ โดยสามารถเคลื่อนย้ายผ่านอาหารและน้ำ รวมถึงมีระยะเวลาการดำรงชีวิตที่หลากหลายตั้งแต่เป็นชั่วโมงไปจนถึงเป็นปีในบางกรณี ซึ่งไม่อาจมีการรับประกันใดๆ ที่แม่นยำและยืนยันได้ว่าอาหารที่กินนั้นปลอดการปนเปื้อนได้ 100% ซึ่งในส่วนนี้สิ่งที่สามารถทำได้ คือ การระบุระดับของความเสี่ยงที่เกิดขึ้นและหาทางลดความเสี่ยงลง

อัตราการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตจำพวกจุลชีพ สามารถแบ่งออกเป็น 4 ส่วน ดังนี้

• Lag Phase: ช่วงที่จุลชีพปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมใหม่ๆ ยังไม่ได้สร้างเอนไซม์ที่ส่งผลเสียต่ออาหาร หนึ่งในกระบวนวิธีการป้องกันอาหารนั้น สามารถยืดช่วงระยะเวลานี้ออกเพื่อถนอมอาหารก็ได้
• Exponential Phase: ช่วงที่พบการเพิ่มจำนวนของจุลชีพมากที่สุด ขึ้นกับรูปแบบของอาหารและเงื่อนไขอื่นๆ
• Stationary Phase: ช่วงที่อาหารนั้นๆ เริ่มเสีย หรือสารเคมีที่ใช้ในการยับยั้งการเติบโตถูกสร้างขึ้นมา
• Death Phase: ช่วงที่พบจำนวนของจุลชีพน้อยลง แปรผันตามอาหารที่คงเหลืออยู่เป็นการแข่งขันในการเอาชีวิตรอดกันเอง

จุลชีพส่วนใหญ่ จะมีช่วงเวลาการเติบโต ประมาณ 20 นาที

ปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อการเติบโตของจุลินชีพในอาหาร

ในที่นี้แบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่ Intrinsic Factors หรือปัจจัยที่มาจากตัวอาหารเอง เช่น กายภาพ สารเคมี และลักษณะโครงสร้างพื้นฐานอาหารนั้นๆ และ Extrinsic Factors หรือปัจจัยภายนอก เช่น อิทธิพลขององค์ประกอบสภาพแวดล้อม ซึ่งโดยมากมักจะสามารถควบคุมได้ โดยจะแสดงข้อมูลปัจัยที่สามารถควบคุมได้ดังต่อไปนี้

1. อุณหภูมิที่ใช้ในการจัดเก็บอาหาร สำหรับอาหารที่เสียได้ง่ายควรเก็บรักษาภายใต้อุณหภูมิที่ต่ำกว่า 5oc และแบคทีเรียบางชนิดนั้นสามารถทนต่ออุณหภูมิต่ำได้เป็นอย่างดี นอกจากนี้ยังสามารถปรับตัวเพื่ออยู่รอดภายใต้อุณหภูมิที่น้อยกว่าหรือ เท่ากับ 0oc ได้อีกด้วยในกรณีที่เลวร้ายที่สุด หากจัดเก็บอาหารภายใต้อุณหภูมิต่ำเป็นเวลาต่อเนื่องยาวนานอาจทำให้เกิดการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อม
2. ค่าความชื้นสมพัทธ์ (R.H.) ของสิ่งแวดล้อมที่ใช้จัดเก็บ โดยมากอุณหภูมิยิ่งต่ำยิ่งมีค่าความชื้นสัมพัทธ์สูง ซึ่งจะส่งผลกระทบโดยตรงกับความชื้นในอาหาร นอกจากนี้ยังมีการซึมผ่านวัสดุที่จัดเก็บได้อีกทางหนึ่งด้วย
3. ก๊าซที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อม ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และ โอโซน มีผลแตกต่างกันไปสำหรับการอยู่รอดของเหล่าจุลินชีพ โดยโอโซนสามารถใช้ในกระบวนการทำลายหรือยับยั้งจุลินชีพได้ แต่จะมีปัญหาในการดำเนินการกับอาหารที่มีไขมันสูง
4. ความชื้นที่อยู่ในอาหาร (Water Activity, aw) ปริมาณน้ำในอาหาร (aw) คือ ปริมาณน้ำที่จุลชีพสามารถใช้ในการเจริญเติบโต ซึ่งการขาดน้ำนั้นไม่ทำให้จุลชีพถูกกำจัด แต่เป็นการทำให้ไม่เกิดการเจริญเติบโตเท่านั้น การลดค่า aw สามารถทำได้ โดยการเพิ่มปริมาณเกลือหรือน้ำตาล นอกจากนี้ การลดความชื้นในอาหารอาจหมายถึงการเพิ่มความร้อนให้กับอาหารได้อีกทางหนึ่ง
5. ค่า pH ของอาหาร ค่า pH นั้นมีผลต่ออัตราการเติบโตและการดำรงอยู่ของจุลชีพ โดยมีค่าที่ต้องการแตกต่างกันไปสำหรับจุลชีพแต่ละชนิด โดยอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำจะมีค่า pH ที่สูง อาหารที่มีความเป็นกรดนั้นมักประกอบไปด้วย ยีสต์และโมลด์ รวมถึงแบคทีเรียบางชนิด นอกจากนี้อาหารบางชนิดยังมีความต้านทานในการเปลี่ยนแปลงค่า pH เช่น อาหารจำพวกโปรตีนและอาหารที่มีค่า pH ต่ำจะลดความต้านทานความร้อนของจุลชีพลง
6. ออกซิเดชัน (Oxidation) ปัจจัยนี้อาจเรียกได้ด้วยตัวย่อหรือชื่อที่หลากหลาย เช่น O/R, Eh, Redox Potential หรือ Oxygen Potential ซึ่งจะเป็นมาตรวัดได้ว่าอาหารเกิดการออกซิไดซ์แค่ไหน โดยจุลชีพนั้นมีความต้องการออกซิเจนเพื่อก่อให้เกิดการออกซิไดซ์ สามารถแบ่งได้เป็น 4 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่ต้องการออกซิเจน กลุ่มที่ไม่ต้องการออกซิเจน และกลุ่มที่ต้องการออกซิเจนเพียงเล็กน้อย การที่จุลินชีพสามารถเติบโตได้นั้นจะเป็นการลดค่า Eh
7. สารอาหารในอาหาร สารอาหารนั้นถือ เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเติบโตของจุลินชีพ ได้แก่ คาร์บอนซึ่งมีมากในพวกน้ำตาล แอลกอฮอล์ กรดอะมิโน ไขมัน ต่อมาคือไนโตรเจน พบมากในกรดอะมิโน โปรตตีน และไนโตรเจนที่เป็นอนินทรีย์และสุดท้ายคือปัจจัยการเติบโตอื่นๆ เช่น วิตามิน B บางครั้งพบว่าจุลชีพนั้นต้องการสารอาหารที่ไม่มีความซับซ้อนมาก
8. สสารต่อต้านจุลินชีพในอาหาร สามารถพบได้ทั่วไปในอาหาร รวมถึงสารอาหารที่จำเป็นอย่างเช่น น้ำมัน บัคเตรีโอซิน ไลโซไซม์ เบนโซอิก และพวกกรดที่มีความเข้มข้นอื่นๆ สารพวกนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากกระบวนการของจุลชีพหรือผลิตโดยจุลชีพอื่นๆ (ผลผลิตเป็นจำพวกกรดและแอลกอฮอล์)
9. โครงสร้างทางกายภาพและชีววิทยาของอาหาร อาหารบางชนิดมีการป้องกันที่ผิวภายนอกอยู่แล้วโดยธรรมชาติ เช่น ผิวหนัง เปลือกผลไม้การที่ผิวชั้นนอกถูกเคลือบด้วยไข และเปลือกแข็งที่ห่อหุ้ม สำหรับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระหว่างระบวนการแปรรูปหรือผลิตอาหารนั้นจะเพิ่มพื้นที่ผิวในการสัมผัสกับความเสี่ยงในการปนเปื้อนกับอาหารขึ้นเป็นอย่างมาก และยังมีค่า Eh ที่เพิ่มขึ้น เช่น กระบวนการตัด การฝานบาง การเจาะและอื่นๆ

สำหรับการบริหารจัดการความเสี่ยงที่เกิดขึ้นในกระบวนการอุตสาหกรรมอาหารนั้น ถือเป็นเรื่องที่ต้องใส่ใจและระมัดระวังเป็นพิเศษเนื่องจากสามารถเกิดการปนเปื้อนหรือความสูญเสียได้ในทุกขั้นตอนเริ่มตั้งแต่การผลิตวัตถุดิบหลัก การขนส่ง จนกระทั่งการวางขาย โดยความเสี่ยงที่เป็นปัญหาหลักสำหรับกิจการที่เกี่ยวข้องกับอาหาร คือ การปนเปื้อนและการเน่าเสีย ซึ่งจุลชีพถือเป็นตัวแปรหลัก การควบคุมและจัดการกับปัจจัยเหล่านี้ต้องดำเนินการในทุกขั้นตอนเพื่อลดทอนการสูญเสียคุณภาพของผลผลิต ไม่ว่าจะเป็นการหลีกเลี่ยง การยับยั้ง การกำจัดปัจจัยเสี่ยง โดยพิจารณาจากปัจจัยที่ได้นำเสนอไปร่วมกับกระบวนการ HACCP เพื่อให้เกิดผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

EXECUTIVE SUMMARY

In food manufacturing processes, there are many risks with various factors that effected to food contamination and product loss such as insects, logistics, manufacturing process, warehousing and containing environment. All of the factors are depending on one essential issue, microorganism which cause the contamination, expiration, rotten and infestation. To understanding the physical and biological of each food which could manage concerned risk of microorganism is to reduce and eliminate waste in every food processing procedure with HACCP method.