44
AUG2016
FOOD FOCUSTHAILAND
SMART
PRODUCTION
ถื
อเป็
นกระบวนการคลื่
นแม่
เหล็
กไฟฟ้
าที่
ก่
อให้
เกิ
ดความร้
อนในสารที่
มี
คุ
ณสมบั
ติ
เป็
นฉนวน โดยคลื่
นทั้
ง 2 จะสร้
างให้
เกิ
ดการสั่
นไหวของโมเลกุ
ลจากกระบวนการ
เคลื่
อนที่
ของ 2 ขั้
วไฟฟ้
า หรื
อกระบวนการเปลี่
ยนขั้
วไอออน (Ionic polarization)
(USFDA,2009)กระบวนการผลิ
ตในระดั
บอุ
ตสาหกรรมที่
ใช้
ความร้
อนจากMWและ
RF ได้
แก่
การลวกอาหาร การพาสเจอร์
ไรซ์
การสเตอริ
ไลซ์
การท�
ำให้
แห้
ง การอุ่
น
ร้
อนเฉพาะส่
วน และการฆ่
าเชื้
อ เป็
นต้
น อย่
างไรก็
ตามยั
งมี
ความท้
าทายด้
าน
เทคโนโลยี
ในการใช้
กระบวนการเหล่
านี้
เพื่
อให้
ได้
ผลลั
พท์
เป็
นไปตามต้
องการอยู
่
บ้
าง
โดยเฉพาะในกระบวนการท�
ำลายจุ
ลิ
นทรี
ย์
และยั
บยั้
งการท�
ำงานของเอนไซม์
การควบคุ
มอุ
ณหภู
มิ
และการท�
ำงาน รวมทั้
งการปรั
บอุ
ณหภู
มิ
ให้
สม�่
ำเสมอ นอกจากนี้
ยั
งมี
ปั
ญหาอื่
นๆ ที่
เกี่
ยวของกั
บวั
ตถุ
ที่
ใช้
ในการท�
ำแพ็
คเกจ เช่
น กระบวนการ
สเตอริ
ไลซ์
ของสิ
นค้
าในแพ็
คเกจกั
บการใช้
เตาอบ MV ในครั
วเรื
อน เทคโนโลยี
การ-
อบแห้
งกระบวนการผลิ
ตแบบบู
รณาการที่
ควบคุ
มเวลาและอุ
ณหภู
มิ
และยั
งมี
ปั
ญหา
ที่
ไม่
เกี่
ยวกั
บความร้
อน และปั
ญหาสื
บเนื่
องจากความร้
อนของคลื่
น MW ใน
กระบวนการจลนศาสตร์
(Destructionkinetics) (RamaswamyandTang, 2008)
กระบวนการสเตอริ
ไลซ์
อย่
างต่
อเนื
่
องด้
วยคลื่
นMW (Continuousflowmicrowave
sterilization)ถื
อเป็
นเทคโนโลยี
เกิ
ดใหม่
ที่
มี
ศั
กยภาพพอจะเข้
ามาแทนที่
กระบวนการ
อุ่
นร้
อนแบบดั้
งเดิ
มของอาหารที่
มี
ลั
กษณะเหนี
ยวหนื
ด (Kumar
et al.,
2007) นอกจากนี้
ยั
งมี
การออกแบบด้
วยหลั
กการคณิ
ตศาสตร์
เพื่
อพั
ฒนาการแพร่
กระจายความร้
อน
โดยใช้
เจลจากเนื้
อปลาเป็
นตั
วอย่
างทดลอง และน�
ำไปอุ
่
นร้
อนในเตาไมโครเวฟ
โดยใช้
เครื่
องมื
อไฟเบอร์
ออปติ
กในการวั
ดอุ
ณหภู
มิ
ที่
เพิ่
มขึ้
นในแต่
ละจุ
ด (Hu and
Mallikarjun, 2004) ไม่
เพี
ยงเท่
านั้
นการอุ่
นอาหารด้
วยคลื่
นMW ในเวลาไม่
กี่
วิ
นาที
ยั
งช่
วยให้
เนื้
อปลาสไลซ์
ที่
บรรจุ
ในแพ็
คเกจสุ
ญญากาศมี
ลั
กษณะฟู
ขึ้
นและกรอบ
ขึ้
นด้
วย (Chang
et al.,
2007)
การท�
ำความร้
อนด้
วยคลื่
นวิ
ทยุ
(Radio Frequency; RF) ก็
ถื
อเป็
นเทคโนโลยี
ที่
น่
าสนใจในกระบวนการผลิ
ตอาหาร เพราะมี
ความรวดเร็
ว ให้
ความร้
อนในระดั
บ
สม�่
ำเสมอและกระจายเป็
นวงกว้
าง ทั้
งยั
งใช้
พลั
งงานน้
อยกว่
า โดยคลื่
น RF นั้
นถื
อ
เป็
นคลื่
นที่
มี
ความถี่
ไม่
สู
งมากนั
ก ท�
ำให้
กระจายความร้
อนได้
เป็
นวงกว้
างมากกว่
า
การอุ่
นด้
วยMWและเหมาะกั
บการอุ่
นอาหารที่
มี
ขนาดใหญ่
กว่
าการอุ่
นอาหารด้
วย
RF ใช้
หลั
กการการเปลี่
ยนแปลงแม่
เหล็
ก 2 ขั้
วของผลิ
ตภั
ณฑ์
เมื่
อตั
วแปรอย่
างอื่
น
คงที่
(Chong
etal.,
2004)ดั
งนั้
นคุ
ณสมบั
ติ
ของอาหาร เช่
นความหนื
ดปริ
มาณน�้
ำและ
สารประกอบเคมี
ต่
างก็
มี
ผลกั
บการใช้
RFในการอุ่
นอาหาร (Piyasena
etal.,
2003)
การอุ
่
นอาหารด้
วยคลื่
นRFถู
กน�
ำมาใช้
ในกระบวนการผลิ
ตอาหารต่
างๆ เช่
นการอบแห้
ง
การอบ และการละลายเนื้
อแช่
แข็
ง โดยคลื่
น RF ที่
ความถี่
18 MHz สามารถสร้
าง
สนามแม่
เหล็
กที่
มี
ความเข้
มข้
น 0.5 kV/cm ต่
อของเหลว ซึ่
งสามารถน�
ำมาใช้
ใน
กระบวนการพาสเจอร์
ไรซ์
ของเหลวได้
โดยไม่
กระทบกั
บอุ
ณหภู
มิ
ของสิ
นค้
า นอกจากนี้
คลื่
น RF ยั
งมี
ผลกระทบทางอ้
อมโดยไม่
เกี่
ยวกั
บความร้
อนต่
อจุ
ลิ
นทรี
ย์
บางตั
ว เช่
น
fish, because, as it has a slightly acidic pH, the dispersion prevents
bacterial proliferationon the surface (Smruti andVenugopal, 2004).
Thedispersion,whenapplied tominceof fattyfishsuchasmackerel,
canprevent lipidoxidationaswell asdrip lossduring frozen storage
(Kakatkar
etal.,
2004).Anotherpromisingarea isusingchitosan from
shrimp shell waste to give coatings to high value fishery products.
Chitosan,becauseof itswell recognizedantimicrobialandantioxidant
activities, has thepotential toextend refrigerated shelf-lifeof fishery
products (Venugopal, 2010).
NonConventional HeatingTechniques
Nonconventional, rapidheating techniquesare increasinglybecoming
popular in foodprocessingbecauseof their recognizedadvantages.
Theupcoming technologies includemicrowave (MW), radiofrequency
(RF) andohmicheating. BothMW (915-24125MHz) andRFwaves
(13 kHz to 40 MHz) are part of the electromagnetic spectrum that
result inheatingofdielectricmaterialsby inducedmolecularvibration
as a result of dipole rotation or ionic polarization (USFDA, 2009).
Commercialized food applications of MW and RF heating include
blanching, pasteurization, sterilization, drying, selective heating,
disinfestations, etc. Technological challenges in these applications
include process equipment design to achieve the desired effects,
suchasmicrobial destructionandenzyme inactivation, temperature
and process monitoring, and achieving temperature uniformity.
Other issues relate to the use of packagingmaterials in in-package
sterilizationapplications,package/containerconcerns indomesticMW
ovens, receptor technology forcreatingdry-ovenconditions,modelling
and time-temperatureprocess integrators. There isalso the issueof
nonthermal and enhanced thermal effects of microwave heating on
destruction kinetics (Ramaswamy andTang, 2008).
Continuousflowmicrowavesterilization isanemerging technology
that has thepotential to replace the conventional heatingprocesses
for viscous and pumpable food products (Kumar
et al.,
2007).
Mathematical modelling of heat transfer has been developed using
fishmeat gel to study the heatingmechanisms of seafood products
insideamicrowaveoven,andemployedfibreopticprobes tomeasure
the temperature elevation at various positions of the foodstuff (Hu
andMallikarjun,2004).MWheating fora fewsecondscouldenhance
puffing and improve the crispness of vacuum packaged fish slices
(Chang
et al.,
2007).
Radio frequency (RF) heating is a promising technology for
foodapplications because of theassociated rapid anduniform heat
distribution, largepenetrationdepthand lower energy consumption.
Because of their lower frequency levels, RF waves have a larger
penetrationdepth thanmicrowaveheatingandhencecouldfindbetter
application in larger size foods. RF heating is influenced principally
by thedielectric properties of theproduct whenother conditions are
kept constant (Chong
etal.,
2004).The frequency level of thewaves,
temperatureandpropertiesof food, suchasviscosity,water content
and chemical composition affect the dielectric properties and thus
the RF heating of foods (Piyasena
et al.,
2003). Radio frequency
heatinghasbeensuccessfullyapplied fordrying,bakingand thawing
of frozenmeat.An18MHzRFprocessor appliedapproximately 0.5
kV/cmelectricfieldstrength to liquids,andwascapableofpasteurizing
the liquidsprovided that coolingwasminimized.Therewerenonon-
thermal effects of RF energy detected on various microorganisms
including
Escherichia coli
K-12,
Listeria innocua
, or yeast in various
food products (Geveke
et al.,
2002;Wang
et al.,
2003).
