ผลไม้ตัดแต่งและการปรับปรุงคุณภาพ โดย ใช้สารละลายแคลเซียมคลอไรด์

รัชฎา ตั้งวงศไชย และนัฎชรี ศรีบูรณศร
ภาควิชาเทคโนโลยีอาหาร คณะเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยขอนแก่น

      เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปว่าอาหารสดตามธรรมชาติเป็นอาหารที่มีคุณภาพและคุณค่าทางอาหารที่ดีที่สุด แต่อาหารสดเกิดการเสื่อมเสียและเน่าเสียได้ง่าย จึงต้องมีการนำกระบวนการแปรรูปอาหารมาใช้เพื่อยืดอายุการเก็บ เช่น กระบวนการใช้ความร้อน กระบวนการแช่แข็ง ซึ่งจะมีผลต่อการเปลี่ยนแปลง ด้านสี กลิ่น รส และ คุณค่าของอาหาร ปัจจุบันนอกจากผู้บริโภคจะหันมาให้ความสำคัญต่อคุณภาพและคุณค่าทางโภชนาการแล้ว ยังต้องการความสะดวกในการบริโภค หรือมีความต้องการอาหารพร้อมบริโภค ( read-to-eat - food ) มากขึ้น ประกอบกับกระแสของสารต้านออกซิเดชั่นธรรมชาติ ( natural antioxidant ) ในการป้องกันอนุมูลอิสระซึ่งเป็นสาเหตุของการเร่งการเสื่อมสภาพของเซลล์เนื้อเยื่อและการเกิดริ้วรอย ตลอดจนการเป็นสาเหตุของโรคมะเร็งดังนั้นแนวโน้มความต้องการของผู้บริโภค ในปัจจุบันจึงหันมานิยมบริโภคผักและผลไม้สดมากขึ้น ผักและผลไม้ตัดแต่ง ( fresh – cut fruit and vegetable products ) จึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่สามารถตอบสนองความต้องการของผู้บริโภคได้เป็นอย่างดี เนื่องจากมีลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพ ด้านสี กลิ่น รส เนื้อสัมผัส และคุณค่าทางโภชนาการที่ใกล้เคียงผักและผลไม้สดมากที่สุด

     ผักและผลไม้ตัดแต่ง หมายถึง การนำผักหรือผลไม้สด ที่ผ่านการคัดเลือกคุณภาพมีความแก่-อ่อน ที่เหมาะสมในการบริโภค มาล้างทำความสะอาด ปอกเปลือกเจาะแกนตัดแต่งตำหนิ ล้างทำความสะอาด หั่นให้เป็นชิ้นและบรรจุ ซึ่งผักและผลไม้ตัดแต่งนั้นถือเป็นการแปรรูปขั้นต่ำ ( minimal process ) ดังนั้นผลิตภัณฑ์ผักและผลไม้ตัดแต่ง จึงเป็นผลิตภัณฑ์ผักและผลไม้สดบรรจุพร้อมบริโภค อย่างไรก็ตามผักและผลไม้ตัดแต่งยังเป็นเนื้อเยื่อที่มีชีวิต ซึ่งยังคงกิจกรรมการมีชีวิตหรือมีปฏิกิริยาต่างๆ ภายในเซลล์เหมือนกับผักและผลไม้สด เช่น มีการหายใจอยู่ตลอดเวลา จึงยังคงมีกระบวนการสุกตามธรรมชาติ ( Greve & Labavitch , 1991 ) ซึ่งก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง ของเนื้อเยื่อในทางเสื่อมคุณภาพ เช่น การนิ่มขึ้นของเนื้อผลไม้ สีของผักหรือเนื้อผลไม้ที่ซีดลง และมีการเปลี่ยนแปลงของรสชาติ เป็นต้น อย่างไรก็ตามขั้นตอนในกระบวนการตัดแต่ง เช่น การปอกเปลือก การเจาะแกนตัดแต่งและการหั่นเป็นชิ้น มีผลทำให้เนื้อเยื่อพืชเกิดความเสียหาย ซึ่งจะไปเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ของเซลล์ส่งผลให้เนื้อผลไม้ตัดแต่งเน่าเสียเร็วขึ้น นอกจากนี้อัตราการหายใจที่สูงขึ้นของเนื้อเยื้อที่ได้รับความเสียหายจะไปเร่งการสูญเสียน้ำของเนื้อเยื่อที่ได้รับความเสียหายจะไปเร่งการสูญเสียน้ำของเนื้อเยื่อซึ่งส่งผลให้เกิดการสูญเสียความกรอบอันเป็นปัจจัยคุณภาพที่สำคัญอันหนึ่งของผลไม้

     โดยปกติผักและผลไม้ตัดแต่งเกิดการเน่าเสียได้ง่ายกว่าผักและผลไม้ที่มีเปลือก เนื่องจากเปลือกเป็นโครงสร้างของพืชที่จะช่วยป้องกันการปนเปื้อนของจุลินทรีย์และความเสียหายของเนื้อเยื่อที่เกิดจากแรงกระแทกบริเวณส่วนที่เป็นรอยตัดที่เกิดจากการปอกเปลือกการตัดแต่งและการหั่นให้เป็นชิ้น จะเป็นจุดเริ่มต้นที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงลักษณะคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นในการแปรรูปผักและผลไม้ตัดแต่งจึงต้องมีการจัดการแนวทางในการผลิตที่ดี ( Good Manufacturing Practice ) อย่างเคร่งครัด และมีการควบคุมอุณหภูมิในการผลิตเพื่อลดการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ นอกจากนั้นขั้นตอนเหล่านี้ควรจะเป็นกรรมวิธีที่ทำให้เนื้อเยื่อผลไม้เกิดการเสียหายน้อยที่สุด ดังนั้นอุปกรณ์และเทคนิคในการตัดแต่งจึงจำเป็นที่ต้องใช้ใบมีด ที่มีความคมมากเพื่อลดความเสียหายเนื่องจากการฉีกขาดของเนื้อเยื่อ และรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้มีลักษณะผิวหน้าของชิ้นผลไม้ตัดแต่งให้คงลักษณะปรากฏที่ดึงดูดผู้บริโภคให้สนใจในตัวผลิตภัณฑ์ ซึ่งเป็นคุณลักษณะลำดับต้นๆ ที่ผู้บริโภคส่วนใหญ่ใช้ตัดสินในการยอมรับหรือซื้อผลิตภัณฑ์ นอกเหนือไปจากรสชาติ เนื้อ สัมผัสความสดกรอบของผลิตภัณฑ์ผลไม้ตัดแต่ง

     เนื้อเยื่อของพืชที่เกิดการเสียหายหรือฉีกขาดจะเกิดปฏิกิริยาชีวเคมีต่างๆ มีผลทำให้ผักและผลไม้เกิดการเปลี่ยนแปลงลักษณะและคุณภาพไป โดยทั่วไปผลไม้ตัดแต่งจะเกิดการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดกว่าผักตัดแต่ง ทั้งนี้อาจเนื่องมาจากการทีผลไม้มีการตัดแต่งและรอยตัดมากกว่าผักและเนื้อเยื่อของผลไม้มักจะมีสีที่อ่อนกว่าจึงสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงได้ชัดมากกว่า การเปลี่ยนแปลงของผลไม้ตัดแต่งที่สำคัญได้แก่ การเกิดสีน้ำตาลที่ผิวและการสูญเสียความกรอบไปอย่างรวดเร็ว ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของการไม่ยอมรับผลิตภัณฑ์ของผู้บริโภคในที่สุด ( Soliva-Fortuny & Martin – Bellose, 2003 )

     ได้มีการใช้กรรมวิธีการต่างๆ มากมายที่สามารถช่วยชะลอการเปลี่ยนแปลงคุณภาพที่ดีของผลไม้ตัดแต่ง เช่น การใช้สารมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อในน้ำล้าง การควบคุมอุณหภูมิให้ต่ำในระหว่างกระบวนการผลิต การแช่ในสารละลายกรดสารละลายแคลเซียม การใช้สารธรรมชาติเพื่อยับยั้งจุลินทรีย์การบรรจุในภาชนะที่มีการปรับสภาพบรรยากาศ เป็นต้น ลักษณะของเนื้อผลไม้ภายหลังการตัดแต่งจะเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใดขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ โดยมีปัจจัยที่สำคัญ ได้แก่ ชนิดและสายพันธุ์ของผลไม้ อุณหภูมิในระหว่างการผลิตและการเก็บรักษาการผลิตและการเก็บรักษาปริมาณ O 2 และ CO 2 ในการเก็บรักษา และสารยับยั้งต ่างๆ ที่ใช้ชะลอการเสื่อมสภาพ ( Brencht , 1995 ) ในการชะลอการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของผักและผลไม้ตัดแต่งจะใช้กรรมวิธีมากกว่าหนึ่งวิธีการร่วมกัน เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้สภาวะที่รุนแรงหรือมีความเข้มข้นสูงของปัจจัยที่ใช้ชะลอการเปลี่ยนแปลง หรือที่เรียกว่า “Hurdle Technology” ในที่นี้จะขอกล่าวเฉพาะกรรมวิธีการแช่ในสารละลายแคลเซียมเพื่อชะลอการเปลี่ยนแปลงของผลไม้ตัดแต่งเท่านั้น

     การเปลี่ยนแปลงความกรอบหรือเนื้อสัมผัสของผลไม้ตัดแต่งเกิดจากสาเหตุหลัก 2 ประการด้วยกันคือ 1) การสูญเสียน้ำโดยกระบวนการหายใจและการคายน้ำเป็นผลให้ความดันแต่งภายในเซลล์ ( Cell turgor pressure ) ลดลง ซึ่งสามารถชะลอได้โดยการควบคุมอุณหภูมิของผลไม้ตัดแต่งให้ต่ำเพื่อลดการหายใจและการคายน้ำ 2) การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสารประกอบเพคตินที่ผนังเซลล์ในระหว่างกระบวนการสุกเป็นเหตุให้ผนังเซลล์อ่อนแอและไม่จับตัวกันแน่นเหมือนเดิม ( Seymour and Gross, 1996 ; Martin – Rodringuez et al., 2002 ) ซึ่งการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเพคตินมีสาเหตุหลักมาจากการสลายของสารประกอบเพคตินโดยเอนไซม์

การแช่ในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์

     สารละลายแคลเซียมคลอไรด์สามารถช่วยปรับปรุงความกรอบของเนื้อผลไม้หลังการตัดแต่งได้ โดยช่วยให้เนื้อเยื่อของผลไม้มีความแข็งแรงและทนต่อการย่อยของเอนไซม์ที่หล ั่ งออกมาจากเนื้อเยื่อที่เสียหายจากการตัดแต่ง การแช่สารละลายแคลเซียมเป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยปรับปรุงความกรอบของเนื้อผลไม้หลังการตัดแต่ง โดย Ca 2+ สามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบเพคตินบริเวณ middle lamella และผนังเซลล์เกิดปฏิกิริยาเชื่อมข้าม ( crosslink ) ระหว่างหมู่คาร์บอนซิล ( carboxyl group ) บนสาย polygalacturonides และประจุคู่ของ Ca 2+ โดย Ca 2+ ทำหน้าที่ดึงหมู่คาร์บอกซิลบนสาย polygalacturonides สายหนึ่งให้จับกับหมู่คาร์บอกซิลของสาย polygalacturonides อีกสายหนึ่งเกิดเป็นโครงสร้างที่เรียกว่า egg-box model (รูปที่ 1) เกิดเป็นสารประกอบแคลเซียมเพคเตท ซึ่งไม่ละลายน้ำ ( Luna-Gutzan et al .,1999; Grant et al., 1973 ) โดยถ้าใช้สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ความเข้มข้นมาก ความกรอบก็เพิ่มมากและเวลาที่เหมาะสมอยู่ระหว่าง 1-2 นาที อาจมีการเพิ่มอุณหภูมิของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ให้สูงขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิสูงจะช่วยให้แคลเซียมสามารถแพร่ผ่านเข้าสู่ภายในเนื้อเยื่อของผลไม้ได้มากขึ้น โดยอุณหภูมิที่ใช้ไม่ควรสูงเกิน 60 0 C (Luna Gutzman et al .,1999) เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจทำให้เนื้อเยื่อผลไม้เกิดความเสียเนื่องจากความร้อนทำให้สูญเสียความกรอบและลักษณะปรากฏที่สวยงามไปความเข้มข้นของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่เหมาะสมในการปรับปรุงเนื้อสัมผัสแตกต่างกันไปตามชนิดของผลไม้ โดยทั่วไปแล้วความเข้มข้นที่เหมาะสมอยู่ระหว่างร้อยละ 0.1-1% หากใช้ความเข้มข้นของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์สูง เกินไปอาจทำให้เกิดรสขมในเนื้อผลไม้ได้ ( Solive – Fortuny & Marltin – Bellose , 2003 อ้างอิงจาก Bett el al., 2001 ) นอกจากนี้อุณหภูมิของสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่ใช้แช่ยังมีผลช่วยปริมาณสัตว์รบกวนและจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนมากับเปลือกของผลไม้สดด้วย

รูปที่ 1 โครงสร้าง Egg-box model เมื่อปริมาณแคลเซียมอิออนต่ำ (A) และสูง (B) (Grant et al., 1973)

     การนำผลไม้ตัดแต่งไปแช่สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ นอกจากช่วยปรับปรุงความกรอบของผล ไม้ตัดแต่ง แล้ว สารละลายแคลเซียมคลอไรด์ยังช่วยลดปฏิกิริยาการเกิดสีน้ำตาล ซึ่งการเกิดสีน้ำตาลที่ผิวหน้าของชิ้นผล ไม้ตัดแต่งมีสาเหตุสำคัญ มาจากเอ็นไซม์โพลีฟีนอลออกซิเดส ( polyphenol oxidase ; PPO) Luna-Gutzman et al., (1999) รายงานว่า การแช่ในสารละลายแคลเซียมคลอไรด์ที่ความเข้มข้น 1 % และ 5 % สามารถลดการเกิดสีน้ำตาลที่ผิวหน้าชิ้นแตงเมลอน ( fresh – cut melon ) ได้ ทั้งนี้เนื่องจากสารละลายแคลเซียมคลอไรด์มีผลทำให้เอนไซม์เกิดการเสียสภาพ ( denature ) จนไม่สามารถเข้าจับกับซับสเตรท ( substrate ) ทำให้ไม่เกิดสีน้ำตาลที่ผิวหน้าของผลิตภัณฑ์ ซึ่งเวลาในการแช่ที่เหมาะสมอยู่ในช่วง 1-5 นาที นอกจากนี้การแช่สารละลายแคลเซียมเป็นการช่วยชะลอเมตาบอลิซึม ( metabolism ) ของเซลล์ผลไม้ได้ เนื่องจากการแช่สารละลายแคลเซียมคลอไรด์จะทำให้ชิ้นผลไม้ตัดแต่ง มีอัตราการหายใจต่ำลง

ที่มา : Food (35) 2 April – June 2005 หน้าที่ 115-118