3. ปั จจัยที่มีผลต่อการเจริญเติบโตของจุลินทรีย ์
ในอาหาร
1. ปั จจัยภายในอาหาร (Intrinsic Factors)
2. ปั จจัยภายนอก (Extrinsic Factors)
2
• ปั จจัยภายในอาหาร (Intrinsic Factors)
สารอาหาร
water activity
พีเอช หรือความเป็ นกรด-ด่าง
การถ่ายทอดอิเลคตรอนของอาหาร
สารยับยัง้ จุลินทรียใ์ นอาหาร
3
• ปั จจัยภายนอก (Extrinsic Factors)
อุณหภูมิในการเก็บอาหาร
ความชื้นสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อม
การเก็บอาหารโดยการดัดแปลงบรรยากาศ
การมีจลุ ินทรียอ์ ื่นๆ และกิจกรรมของจุลินทรีย ์
4
ปั จจัย1.ภายใน
(Intrinsic Factors)
สารอาหาร
Nitrogen sources
- นาไปใช้ในการเติบโต จาเป็ นสาหรับสังเคราะห์
โปรตีนที่มีบทบาทในการถ่ายทอดลักษณะทาง
พันธุกรรม
- แหล่งไนโตรเจนที่สาคัญ : ?
5
Carbon sources
- ใช้เป็ นอาหาร และแหล่งพลังงานสาหรับ
การดารงชีวิต
- แหล่งคาร์บอนที่สาคัญ ได้แก่ ?
Growth factor
- เป็ นสารกระตุน้ การเจริญเติบโต ทาหน้าที่
ช่วยการทางานของเอนไซม์ (Coenzyme)
- ต้องการในปริมาณเล็กน้อย
6
Mineral sources
- บางชนิดเป็ นตัวเร่งปฏิกิริยาชีวเคมีหลายอย่าง
เป็ นส่วนประกอบบางอย่างของเอนไซม์ และ
องค์ประกอบบางอย่างของเซลล์
- มีผลต่อการรักษาสมดุลของสารละลายภายใน
และภายนอกเซลล์ ทาให้เซลล์คงรูปอยูไ่ ด้
- Major element : ?
- Trace element : ?
7
2.
Water Activity
- น้ าในอาหารจาแนกออกเป็ น 2 ส่วน คือ
bound water : น้ าที่ถูกยึดไว้ดว้ ยพันธะทางเคมีอย่าง
แน่นหนาภายในโมเลกุลของอาหาร
free water : น้ าที่เกาะอยูก
่ บั อาหารอย่างหลวมๆ
จุลินทรียน์ ามาใช้ในการเติบโต เรียกว่า water activity (aw)
8
การหาค่า aw
= ความดันไอของอาหาร
ความดันไอน้ า
aw = ความชื้นสัมพัทธ์
100
- aw ของน้ าเท่ากับ 1
- aw ของอาหาร > 0 ถึง < 1 ( 0.1-0.99)
aw
aw of Food
ธัญพืช น้ าตาล เกลือ นมผง
บะหมี่ น้ าผึ้ง ชอคโกแลต ไข่ผง
แยม เยลลี่ ผลไม้แห้ง ถั ่ว
ไส้กรอกหมัก เนื้อแห้ง นมข้นหวาน
น้ าเชื่อม
นมข้นจืด ขนมปั ง น้ าผลไม้ ไส้กรอก
อาหารสด เนื้อ ปลา ผัก ผลไม้ นม ไข่
0.10-0.20
< 0.6
0.6-0.85
0.85-0.93
0.93-0.98
0.98-0.99
9
10
aw of Food
• The aw of food can be reduced by removing water
(desorption) and increased by adsorption of water.
• The desorption process gives relatively lower aw
values than adsorption process does at the same
moisture content of a food.
- This has important implications in the
control a m.o by reduced the aw of a
food.
% water
Water sorption isotherm showing hysterisis. At the same percentage of water,
Aw is lower by desorption than by adsorption.
ที่มา : Ray, B.(2004) Fundamental Food Microbiology. CRC Press. New York.
11
12
การจัดกลุ่มอาหารตามค่า aw
•
High moisture foods (HMF) :
อาหารสด
ทุกชนิด มีความชื้น > 50% aw 0.95
• Intermediate moisture foods (IMF) : มี
ความชื้น 15-50% aw ระหว่าง 0.65-0.85
• Low moisture foods (LMF) : มีความชื้นไม่
มากกว่า 25% aw  0.65
13
aw ต่อการเจริญของจุลินทรีย ์
• The free water in a food is necessary for
microbial growth
• It is necessary to transport nutrient and
remove waste material, carry out enzymatic
reactions, synthesize cellular materials, and
take part in other biochemical reactions,
such as hydrolysis of a polymer to
monomer( protein to amino acid)
14
aw ต่อการเจริญของจุลินทรีย ์
• จุลินทรียแ์ ต่ละชนิดต้องการ aw ต่างกัน
• แบคทีเรีย > ยีสต์ > รา
• แบคทีเรีย G - > G +
• Aw is reduced drastically, microbial cells in a
population lose viability, generally rapidly
at first and then more slowly.
- This information is used to control
spoilage and pathogenic m.o in food
15
ค่า aw ต ่าสุดที่จุลินทรียใ์ นอาหารจะสามารถเจริญได้
M.O.
aw
Most spoilage bacteria
0.9
Most spoilage yeast
0.88
Most spoilage molds
0.8
Halophilic bacteria
0.75
Xerophilic molds
0.61
Osmophilic yeasts
0.61
16
การลดค่า aw ในอาหาร
• การระเหยน้ าออกโดยการทาแห้งอาหาร เช่น ตาก
แดด เข้าตูอ้ บ เตาอบ
• การแช่แข็ง เพื่อให้เกิดผลึกน้ าแข็ง (crystal) ทา
ให้ปริมาณน้ าที่ M.O จะนาไปใช้ลดลง
• การเติมตัวถูกละลาย (solute) ต่างๆ เช่น เกลือ
น้ าตาล วุน้
* อาหารแห้งที่เก็บได้นานหลายปี ควรมี
aw 0.65-0.75
17
วิธีการทาแห้งอาหาร
1. Natural Dehydration
- การตากแดด ใช้กระแสลมตามธรรมชาติ
เช่น การตากแห้งผลไม้ ธัญพืช เนื้อ
- ประหยัด ต้นทุนต ่า
- ใช้เวลานาน M.O เจริญระหว่างการตาก
แห้ง ไม่สามารถควบคุมคุณภาพอาหารแห้งให้
สมา่ เสมอ
18
2. Mechanical Drying
- สามารถควบคุมกระบวนการทาแห้งได้
- ใช้เวลารวดเร็ว
- ต้นทุนสูง
- tunnel drying, roller drying, spray drying
19
3. Freeze drying
- ทาให้น้ ากลายเป็ นน้ าแข็งแล้วระเหิด
- M.O ได้รบั ความเครียด 2 ทาง คือ
Freezing และ Drying
- ทาให้เซลล์ลดจานวนลงอย่างรวดเร็วใน
ช่วงแรก
- ไม่มีผลต่อการยับยัง้ สปอร์
- อาหารคุณภาพดี ต้นทุนสูง
20
4. Smoking
-
ใช้ความร้อนต ่า และรมควันไปพร้อมกัน
ลด aw
ความร้อนจากควันไฟจะทาลายจุลินทรีย ์
ในควันไฟมีสารยับยัง้ การเติบโตของจุลินทรีย ์
21
ผลการลด aw ต่อจุลินทรีย ์
• จุลินทรียเ์ ติบโตช้าลง
• จุลินทรียห์ ยุดเติบโต เมื่อ aw ของอาหารลดต ่ากว่า
ค่า aw ต ่าสุดที่เชื้อจะเติบโตได้
• เซลล์ M.O บางส่วนอาจจะตาย เนื่องจากการ
plasmolysis
22
3. pH หรือ ความเป็ นกรด-ด่าง
• จุลินทรียส์ ว่ นใหญ่เจริญได้ดีที่สุด pH ~ 7 (6.6-7.5)
• pH < 4 บางชนิดเจริญได้
• แบคทีเรียเจริญในช่วง pH 6.0-8.0
• ยีสต์เจริญได้ดีในช่วง pH 4.5-6.0
• ราที่สร้างเส้นใยเจริญได้ดีในช่วง pH 3.5-4.0
* ถ้า pH ในอาหาร < pH ที่เชื้อเจริญได้
- เชื้อไม่เจริญ
- เชื้อตาย
23
24
pH of Food
• The pH of a food can vary greatly, depend on
type.
• Foods can be grouped as
1. high-acid foods (pH below 4.6)
- fruits, fruit juices, fermented foods and
salad dressings
2. Low-acid foods (pH 4.6 and above)
- vegetable, meat, fish, milk and soups
25
26
27
28
• ความเป็ นกรดของอาหารมีความสาคัญต่อชนิด และ
ปริมาณของ m.o และลักษณะของการเน่าเสีย
• pH ผลไม้ < ผัก
• ผลไม้มกั เสื่อมเสียจากยีสต์และรา
• ผัก มีโอกาสเสียจากแบคทีเรียมากกว่า
-ปลาเน่าเสียเร็วกว่าเนื้อ เนื่องจาก pH
ของเนื้อสัตว์หลัง rigor มี pH ~ 5.6
ต ่ากว่าปลา (6.2-6.5)
29
• เนื้อสัตว์ที่ฆ่าในขณะที่สตั ว์ออ่ นเพลีย จะมีอายุ
การเก็บรักษาสั้นกว่า rest animals เนื่องจาก
pH ของเนื้อลดลงน้อยกว่าปกติ
• สัตว์สุขภาพดี มีไกลโคเจน 1% หลังสัตว์ตาย ไกล
โคเจนเปลี่ยนเป็ น lactic acid pH ลด จาก 7.4
เป็ น 5.6
• หลังเกิด rigor mortis
- เนื้อวัว pH 5.1-6.2
- เนื้อแกะ pH 5.4-6.7
- เนื้อหมู pH 5.3-6.9
30
pH and Microbial Growth
• ระดับ pH มีผลต่อจุลินทรีย ์ ในด้าน
- การทางานของเอนไซม์
- การขนส่งสารอาหารเข้าสูเ่ ซลล์
Cell membrane ค่อนข้างจะไม่ยอมให้ H+
และ OH- ผ่านเข้าออก ดังนั้นความเข้มข้นใน
cytoplasm จะคงที่ แม้ว่า pH รอบเซลล์จะ
เปลี่ยนไป
31
pH and Microbial Growth
• pH in a food is reduced below the lower limit for
growth of a microbial species, the cell not only
stop growing but also lose viability.
• Weak acids that have higher dissociation constant
(pKa), such as acetic acid (pKa 4.8) vs. lactic acid
(pKa 3.8) cause a reduction in internal pH.
32
4.Oxidation-Reduction Potential (O/R, Eh)
• Principle
- Redox หรือ Oxidation Reduction คือ
การที่สาร (substance) ได้รบั หรือให้อิเลคตรอน
- ปฏิกิริยาที่มีการให้ ē เรียกว่า oxidation
- ปฏิกิริยาที่มีการรับ ē เรียกว่า reduction
33
oxidation
Cu
Cu + e
reduction
สารที่ให้ ē เรียก
สารที่รบั ē เรียก
2Cu
+ O2
Cu เป็ นตัวให้ ē
reducing agent
oxidizing agent
2CuO
, O2 เป็ นตัวรับ ē
34
- เมื่อ ē ย้ายจากสารหนึ่งไปอีกสารหนึ่ง จะเกิด
ความต่างศักย์ทางไฟฟ้าระหว่างสารทั้ง 2 โดยวัดค่า
ความต่างศักย์ (Redox potential ; Eh) ออกมาในรูป
mV
aerobic mo.
ต้องการ Eh +
anaerobic mo. ต้องการ Eh -
35
Redox Potential in Food
• ค่า Eh ของอาหารขึ้นอยูก่ บั
1. chemical composition คือ ตัวรีดิวซ์ และตัว
ออกซิไดซ์ที่มีอยูใ่ นอาหาร ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการให้
และรับ ē
2. specific processing treatment
3. storage condition
36
• chemical composition
- อาหารที่เป็ นเนื้อสัตว์กอ้ นโต มีกลุม่ ซัลไฮดริล
ของโปรตีน (-SH group) และผัก ผลไม้ มีกรด
แอสคอร์บิก และ reducing sugar ทาหน้าที่เป็ นผูใ้ ห้ ē
(reducing agent) ทาให้ค่า Eh ของอาหารเป็ นลบ
- อาหารที่เป็ นกรด หรือเนื้อบด มีสารที่เป็ นตัว
ออกซิไดซ์ที่ดี เช่น H+ จะทาให้ค่า Eh ของอาหารเป็ น
บวก
37
38
• specific processing treatment
- processing such as heating, can increase
or decrease reducing compounds and alter the
Eh.
• storage condition
- A food stored in air will have a higher Eh
(+mV) than when it is stored under vacuum or in
modified gas (such as CO2 or N2)
39
Redox Potential and Microbial Growth
• จากความสามารถในการใช้ออกซิเจนอิสระของ m.o. ทา
ให้แบ่ง m.o. ได้เป็ น 3 พวก คือ
1. aerobes (Eh +500 to +300 mV)
2. anaerobes (Eh +100 to -250 mV)
3. facultative anaerobes (Eh +300 to +100 mV)
40
• m.o.
ที่ตอ้ งการออกซิเจนในการเติบโต ต้องการค่า
Eh บวก
• m.o. ที่ไม่ตอ้ งการออกซิเจนในการเติบโต ต้องการค่า
Eh ลบ
• เนื้อบดมี พ.ท. ผิวสัมผัสออกซิเจนได้มากกว่าเนื้อทั้ง
ก้อน Eh เป็ นบวก
• เนื้อก้อน Eh ลบ เสื่อมเสียจาก Clostridium
41
42
• “The presence or absence of oxygen and the
Eh of food determine the growth capability of
a particular growth to generate energy and
metabolic by-products. This is important in
microbial spoilage of a food.”
43
5. สารยับยัง้ จุลินทรียใ์ นอาหาร
• ในอาหารมีสว่ นประกอบที่เป็ นสารยับยัง้ การ
เจริญเติบโตของจุลินทรีย ์
- allicin ในกระเทียม
- glucosinolate ในกะหล ่าปลี บรอคโคลี
ฟั กทอง
- lysozyme ในไข่ขาว
44
• โครงสร้างภายนอกที่ห่อหุม้ อาหาร ช่วยป้องกันไม่ให้
จุลินทรียไ์ ปทาลายเนื้อเยือ่ ภายใน เช่น
- สัตว์น้ าที่มีเปลือกหุม้ เช่น กุง้ กั้ง ปู เปลือกมีไคติน
(chitin) ช่วยป้องกันการเข้าทาลายของจุลินทรีย ์
- พืชมีลิกนิน (lignin) ช่วยป้องกันโครงสร้างและเนื้อเยื่อ
- เปลือกผลไม้บางชนิดมีลกั ษณะแห้งและมีค่า aw ต ่าเป็ น
การช่วยป้องกันจุลินทรีย ์
45
• pigment
ที่อยูใ่ นผักและผลไม้ มีสมบัตเิ ป็ น สารยับยัง้
จุลินทรีย ์ (antimicrobial) และกาจัดอนุมูลอิสระใน
ร่างการ (antioxidant property)
- แอนโธซัยยานิน
- catechins
- -carotene
- Flavonone
46
สารยับยัง้ การเติบโตของจุลินทรียต์ า่ งๆ ที่พบในพืช
ชนิดของสารยับยั้ง
Antocyanin
pigment
ชนิดของพืชหรืออาหาร จุลินทรียท์ ี่ถูกยับยั้งการ
ที่ผลิตสารยับยั้ง
เติบโต
Bacteria (enzyme)
ผลไม้
phenol
มันฝรั ่งขาว
Aspergillus paraciticus
tannin
Peanut, mint
Aspergillus paraciticus
antiviral
Lupulone
humulone
hops
แบคทีเรียแกรมบวก
47
ปั จจัยภายนอก (Extrinsic Factors)
• อุณหภูมิในการเก็บอาหาร
• ความชื้นสัมพัทธ์ของสภาพแวดล้อม
• การเก็บอาหารโดยการดัดแปลงบรรยากาศ
• การมีจลุ ินทรียอ์ ื่นๆ และกิจกรรมของจุลินทรีย ์
48
1.
การเก็บรักษาอาหารโดยการดัดแปลงบรรยากาศ
(Modified Atmosphere หรือ MA-Storage)
• เกี่ยวข้องกับการถ่ายเทอิเล็กตรอนของอาหาร มีผลต่อ
การเจริญของจุลินทรีย ์
• พยายามกาจัดออกซิเจนในการเก็บรักษาอาหาร โดย
- ควบคุมสภาวะสุญญากาศ ใช้ vacuum
packaging
- เติมก๊าซอื่นแทน เช่น CO2 N2 เรียกว่าการเก็บ
รักษาแบบควบคุมบรรยากาศ (Controlled
Atmosphere)
49
เทคนิคการควบคุมบรรยากาศ (Controlled
Atmosphere Packaging ; CAP) เป็ นการรักษาสภาวะ
แวดล้อมของอาหารให้คงที่ในระหว่างการเก็บรักษา มักใช้กบั
การขนส่งอาหาร
• ข้อดี : ยืดอายุการเก็บ 50 – 100 %, ลดการสูญเสีย, ขนส่ง
ได้ไกลกว่าเดิม, รักษาคุณภาพสินค้า
50
CO2
ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่ช่วยให้ตดิ ไฟ
CO2 ไม่ทาให้เกิดสารตกค้างที่เป็ นพิษ
ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร
ในรูปของแข็ง (dry ice) (-78.5 C) ระเหยได้ง่าย
ทาให้ผิวไหม้เกรียมได้
ใช้ใน mixed gas ในการปรับสภาพบรรยากาศ
(MA) หรือการควบคุมบรรยากาศ (CA) ของ
อาหาร
51
ผลของ CO2 ต่อจุลินทรีย ์
• ยับยัง้ จุลินทรีย ์ โดยเฉพาะแบคทีเรียแกรมลบและรา
• ในสภาวะที่ T ต ่า ความเข้มข้นของ CO2 เพิ่มขึ้น pH
ลดลง เพิ่มประสิทธิภาพในการยับยัง้ /ทาลาย จุลินทรีย ์
• CO2 แข่งขันกับก๊าซเอทธิลีน ทาให้ผลไม้สุกช้า เชื้อราไม่
สามารถเจริญได้
52
กลไกในการทาลายจุลินทรีย ์
ยืดระยะ lag phase, ลดอัตราการแบ่งตัว
ยับยัง้ การส่งผ่านสารเข้าออกเซลล์เมมเบรน
ยับยัง้ การสังเคราะห์ enz. และลดปฏิกิริยาการ
ทางานของ enz.
เปลี่ยนแปลงสมบัตเิ คมี-ฟิ สิกส์ของเมมเบรน
ลด pH ในเซลล์
53
N2
ก๊าซเฉื่อย ไม่มีผลต่อการทาลายจุลินทรีย ์
โดยตรง
ผลโดยอ้อม – ลด O2 หรือสภาพไม่มี O2 (N2
100 %) ยับยัง้ การเจริญของ aerobic mo. และ
เชื้อรา
ลด lipid oxidation
54
Ozone
พบในธรรมชาติ ชั้นบรรยากาศของโลกหรือ
จากอุตฯ เคมี เคมีนิวเคลียร์
ทาลายจุลินทรียบ์ ริเวณผิวหน้าอาหาร นิยมใช้
ในการผลิตน้ าดืม่ น้ าแร่
ทาลายเอนไซม์ รบกวนระบบหายใจของเซลล์
ฆ่าเชื้อขวดบรรจุน้ า น้ าผลไม้ น้ าอัดลม
55
2. อุณหภูมิในการเก็บรักษาอาหาร
- กลุม่ จุลินทรีย ์ จาแนกตามอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการ
เจริญ ได้ดงั นี้
1. Psychophiles : เติบโตในที่มี T < 7 ˚C
2. Psychotrophs : เติบโตได้ท้งั T ต ่า และ
ปานกลาง
3. Mesophiles : เติบโตในที่มี T 20-45 ˚C
4. Thermophiles : เติบโตในที่มี T 55-65 ˚C
56
ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมกับการเจริญของจุลินทรีย ์
Group
Minimum Optimum Maximum
Thermophiles
40-45
55-75
60-90
Mesophiles
5-15
30-40
40-47
Psychophiles
-5-+5
12-15
15-20
Psychotrophs
-5-+5
25-30
30-35
57
58
• แบ่งอุณหภูมิในการเก็บรักษาอาหารออกเป็ นช่วงๆ
ดังนี้
- ช่วง T 15-45 ˚C เป็ น danger zone bact.
เจริญอย่างรวดเร็ว ไม่ควรเก็บวัตถุดิบไว้ในช่วง T นี้
- ช่วง T 7-15 ˚C และช่วง T 45-63 ˚C bact.
เจริญอย่างช้าๆ เก็บอาหารได้ไม่เกิน 2-4 ชั ่วโมง
- ช่วง T < 7 ˚C และ T > 63 ˚C แนะนาให้เก็บ
รักษาอาหาร
59
การใช้อุณหภูมิต ่าในการเก็บรักษาอาหาร
• ป้องกัน หรือ ลดการเจริญของจุลินทรีย ์
- ลดกิจกรรมของเอนไซม์
- ลดการงอกของสปอร์
• ยืดอายุการเก็บรักษา
60
วิธีการเก็บรักษาที่อุณหภูมิต ่า
• แช่น้ าแข็ง
- อาหารทะเลสด เนื้อสัตว์ ผักผลไม้สดหั ่น น้ าสลัด
- อุณหภูมิผิวอาหาร 0-1 ˚C
- ปั ญหา : อุณหภูมิข้ ึนๆ ลงๆ
cross contamination
61
• แช่ตเู ้ ย็น (Refrigeration)
- อาหารสด อาหารแปรรูป อาหารพร้อม
รับประทาน
- อุณหภูมิ 4-5 ˚C
- อาหารเน่าเสียง่าย (เนื้อสัตว์ ปลา) เก็บรักษาที่
T < 4.4 ˚C (~ 1 ˚C )
- ควบคุมอุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ พื้นที่ว่าง
ระหว่างอาหาร
62
• แช่เยือกแข็ง
- ผักผลไม้สด เนื้อสัตว์ ปลา อาหารแปรรูป
- ใช้อุณหภูมิ < -10 ˚C
Home freezer -20 ˚C
น้ าแข็งแห้ง -78 ˚C
ไนโตรเจนเหลว -196 ˚C
- จุลินทรียไ์ ม่เจริญที่ -20 ˚C แต่อาจเจริญใน
ระหว่างการละลายน้ าแข็ง
63
ผลของอุณหภูมิต ่าต่อจุลินทรีย ์
1. การทางานของ enzyme ลดลง โดยเฉพาะ heatstable proteinase และ lipase
- enzyme ถูกทาลาย
- โปรตีน denature และเกิด coagulate
- องค์ประกอบของผนังเซลล์บาดเจ็บ
- DNA แยกออกจากกัน
64
ผลของอุณหภูมิต ่าต่อจุลินทรีย ์
2. ปริมาณน้ าที่จลุ ินทรียน์ าไปใช้ลดลง
- aw ของอาหารลดลง M.O ขาดอาหาร อาจตายได้
- ผลึกน้ าแข็งทาลายเซลล์ ผนังเซลล์ฉีกขาด สารต่างๆ
ในเซลล์ไหลออกนอกเซลล์ M.O ตาย
65
•
0 to -1 ˚C
- Psychrophile : lag phase, exponential phase,
germination time of spore นานขึ้น
- Mesophile และ Thermophile : บาดเจ็บและตาย
• -2 ˚C
- น้ าอิสระในอาหารแข็งตัว เกิดผลึกน้ าแข็ง
-T
ผลึกน้ าแข็ง
aw
66
ผลของอัตราการแช่แข็ง
• slow freezing
- ใช้ T < 5 ˚C , 3 – 72 ชั ่วโมง
- ผลึกน้ าแข็งขนาดใหญ่
- เกิด solution effect
น้ าในเซลล์แพร่ออกนอกเซลล์ เซลล์ขาดน้ า ความเข้มข้นของ
สลล. ในเซลล์เพิ่มขึ้น (aw ) ไอออนในเซลล์เพิ่มขึ้น (pH )
โครงสร้างต่างๆ ในเซลล์เสียสภาพและไม่คงตัว
- เซลล์บาดเจ็บ
67
ผลของอัตราการแช่แข็ง
• quick freezing
- ใช้ T –17.8 ถึง -45.6 ˚C , ไม่เกิน 30 นาที
- ผลึกน้ าแข็งขนาดเล็ก
- เซลล์ไม่เกิด solution effect
- เซลล์บาดเจ็บและตายน้อยกว่า
68
ผลของการ Freeze-Thaw
•
•
•
•
•
Cell wall และ cell membrane ฉีกขาด
สาย DNA แตกหัก
Ribosomal RNA เสียสภาพ
Enzyme บางตัวถูกยับยัง้
Sublethal (repairable) injury
- Structural and functional injuries are
reversible
• Lethal injury
- The damage are irreversible
69
การใช้อุณหภูมิสูง (High Temperature)
• การใช้ความร้อน หรืออุณหภูมิสูง เพื่อทาลายเซลล์
จุลินทรีย ์
• แบ่งเป็ น
- Pasteurization
- Sterilization
70
Pasteurization
• ใช้ความร้อน T < 100 ˚C
• ทาลายจุลินทรียท์ ี่ทาให้เกิดโรค
• ลดจานวนจุลินทรียท์ ี่ทาให้อาหารเสีย
• อุณหภูมิและระยะเวลา
- 63 ˚C , 30 min (low temp, long time ; LTLT)
- 72 ˚C, 15 sec (high temp, short time ; HTST)
71
- 82.3 ˚C , 25 sec
- 76.7-93.3 ˚C , 1-3 sec
- 74 ˚C , 15 min
• ความร้อนเพียงพอที่จะทาลาย
- Mycobacterium tuberculosis และ Coxiella
burnetii
- Yeast, mold , bact G- และ G+ บางสายพันธุ ์
72
Sterilization
• ใช้ความร้อน T สูงกว่า 100 ˚C
• ทาลายจุลินทรียท์ ้งั หมด รวมทั้งสปอร์
• ปริมาณความร้อนที่ใช้ในระดับนี้ เรียกว่า commercial
sterilization
• อาหารที่ได้เป็ น commercial sterilized food
- อาหารกระป๋อง
- นม UHT (135-150 ˚C, 1-4 sec)
73
ผลของความร้อนต่อเซลล์จุลินทรีย ์
• เซลล์จลุ ินทรียม์ ีการเปลี่ยนแปลงสภาพโปรตีน
(denature) หรือมีการตกตะกอนของโปรตีน
(coagulation) ทาให้เซลล์ตาย
• ทาให้ DNA แตกหัก
• ทาลาย cytoplasm
74
ปั จจัยที่มีผลต่อการต้านทานความร้อนของจุลินทรีย ์
• ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิและระยะเวลาในการฆ่า
จุลินทรีย ์
• ปริมาณ cell และ spore เริ่มต้น
• องค์ประกอบของอาหาร
• ชนิดของจุลินทรีย ์
75
D-value
• เวลาเป็ นนาที ที่อุณหภูมิระดับหนึ่ง ซึ่งจะทาลาย
จุลินทรียใ์ ห้ลดจานวนลงได้ 90 % หรือ 1 log cycle
Z-value
• อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลง
ค่า D ไป 1 log cycle
F-value
• ค่าความร้อนและเวลาที่จาเป็ นต้องใช้เพื่อทาลาย
จุลินทรียใ์ นผลิตภัณฑ์อาหารให้เข้าถึงสภาวะปลอด
เชื้อเชิงการค้า
76
77
78
79
4. การมีจุลินทรียอ์ ื่นๆ และกิจกรรมของจุลินทรีย ์
• m.o ในอาหารบางชนิดสามารถผลิตสารยับยั้งการเติบโตของ m.o
อื่นได้ หรือ ฆ่า m.o อื่นได้
• สารเหล่านั้นได้แก่ antibiotic, bacteriocin, H2O2, กรด
อินทรียต์ า่ งๆ
• lactic acid bacteria สามารถฆ่าเชื้ออื่นได้ เนื่องจาก
- มีการแย่งอาหารกัน
- ทาให้สภาพแวดล้อมไม่เหมาะสม
- bacteriocin