เครื่องบรรจุสูญญากาศแบบใดที่เหมาะสมกับอุตสาหกรรมอาหาร?

เหตุใดธุรกิจอาหารจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องบรรจุสูญญากาศที่เชื่อถือได้

การยืดอายุการเก็บรักษาและรับประกันความปลอดภัยในห่วงโซ่อุปทานของสินค้าที่เน่าเสียง่าย

การบรรจุสูญญากาศช่วยแก้ปัญหาขยะอาหารที่มีขนาดใหญ่มหึมา ซึ่งก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายประมาณ 160,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี เครื่องเหล่านี้ทำงานโดยการดูดออกซิเจนส่วนใหญ่ออกจากบรรจุภัณฑ์ ทำให้เชื้อราและแบคทีเรีย เช่น Pseudomonas เติบโตได้ยากขึ้น เมื่อมีออกซิเจนน้อยลง เนื้อสัตว์ ชีส และผลไม้สดจะคงความสดได้นานกว่าที่บรรจุในบรรจุภัณฑ์แบบทั่วไปอย่างมาก งานวิจัยบางชิ้นระบุว่าสินค้าที่บรรจุสูญญากาศสามารถคงความสดได้นานขึ้นประมาณสามถึงห้าเท่า ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่ออาหารต้องผ่านห่วงโซ่อุปทานที่ซับซ้อนก่อนถึงชั้นวางสินค้าในร้านค้า ประโยชน์อีกประการหนึ่งคือ สินค้าที่บรรจุสูญญากาศจะไม่เกิดภาวะ “การไหม้จากช่องแช่แข็ง (freezer burn)” เพราะไม่มีอากาศเข้าไปทำให้สินค้าแห้งระหว่างการแช่แข็ง จากมุมมองทางธุรกิจ บริษัทต่างๆ จะพบว่ามีสินค้าเสียลดลง มีการควบคุมระดับสต๊อกสินค้าได้ดีขึ้น และปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย เช่น HACCP ได้ดีขึ้นอีกด้วย นอกจากนี้ บรรจุภัณฑ์ยังทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันระหว่างการขนส่ง ช่วยป้องกันมิให้สินค้าปนเปื้อน และรักษาเนื้อสัมผัสเดิมของสินค้าไว้ด้วย

วิธีที่การสุญญากาศช่วยยับยั้งการเน่าเสียจากจุลินทรีย์แบบใช้ออกซิเจนและการเกิดออกซิเดชัน

การกำจัดออกซิเจนให้ผลประโยชน์หลักสองประการพร้อมกัน ประการแรก ช่วยขจัดแหล่งอาหารของแบคทีเรียแบบใช้ออกซิเจน (aerobic bacteria) ที่ก่อให้เกิดการเน่าเสีย ประการที่สอง ยับยั้งกระบวนการออกซิเดชันทั้งหมด ซึ่งเป็นสาเหตุให้ไขมันเสื่อมคุณภาพในผลิตภัณฑ์ เช่น เนื้อสัตว์และถั่ว นอกจากนี้ การบรรจุสูญญากาศยังยับยั้งเอนไซม์บางชนิดที่ทำให้ผลไม้และผักเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลเมื่อเวลาผ่านไปอีกด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับการบรรจุในบรรยากาศที่ปรับเปลี่ยน (Modified Atmosphere Packaging หรือ MAP) ซึ่งใช้การผสมก๊าซต่างๆ เข้าด้วยกันแล้ว วิธีการบรรจุสูญญากาศนั้นเรียบง่ายกว่ามาก และให้การป้องกันการเน่าเสียได้แข็งแกร่งกว่า วิธีนี้ใช้ได้ผลดีมากสำหรับสินค้าที่มีความชื้นต่ำ หรือสินค้าที่มีความเสถียรสูงอยู่แล้ว นอกจากนี้ เมื่อระดับออกซิเจนลดลงต่ำกว่า 0.5% จะเกิดปรากฏการณ์สำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ ยับยั้งการสร้างสารพิษโบทูลินัม (botulism toxin) ที่เป็นอันตรายในอาหารที่มีความเป็นกรดต่ำเกินไปจนไม่สามารถยับยั้งสารพิษนี้ได้ตามธรรมชาติ อีกข้อได้เปรียบหนึ่งคือ การบรรจุสูญญากาศสามารถลดขนาดบรรจุภัณฑ์ลงได้ประมาณครึ่งหนึ่ง ส่งผลให้ใช้พื้นที่จัดเก็บได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และลดค่าใช้จ่ายในการขนส่งเมื่อเคลื่อนย้ายสินค้าจำนวนมาก

การเปรียบเทียบประเภทของเครื่องบรรจุสูญญากาศสำหรับการใช้งานด้านอาหาร

เครื่องบรรจุสูญญากาศแบบห้อง (Chamber Vacuum Packing Machines): กำจัดออกซิเจนได้ถึง 99.5% สำหรับอาหารที่มีความเสี่ยงสูง

เครื่องบรรจุสูญญากาศแบบห้องจะกำจัดออกซิเจนเกือบทั้งหมด (ประมาณ 99.5%) โดยการนำผลิตภัณฑ์เข้าไปไว้ในห้องที่ปิดสนิทก่อน จากนั้นจึงดูดอากาศออก สำหรับอาหารที่มีความเสี่ยงรุนแรง เช่น เนื้อสัตว์ดิบและสัตว์น้ำดิบ การควบคุมระดับออกซิเจนอย่างแม่นยำนี้มีความสำคัญมาก เพราะแม้แต่ปริมาณออกซิเจนเพียงเล็กน้อยก็สามารถเร่งกระบวนการเน่าเสียและส่งเสริมการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นอันตรายได้ สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาสหรัฐอเมริกา (FDA) แนะนำให้รักษาระดับออกซิเจนให้ต่ำกว่า 0.5% สำหรับผลิตภัณฑ์ที่บรรจุสูญญากาศประเภทนี้ เพื่อป้องกันไม่ให้เชื้อ Clostridium botulinum ที่เป็นอันตรายเกิดขึ้น และยืดอายุการเก็บรักษาให้นานขึ้น 3 ถึง 5 เท่า เมื่อเทียบกับวิธีการบรรจุทั่วไป เครื่องระบบห้องเหล่านี้ทำงานได้ดีเป็นพิเศษกับสินค้าที่มีของเหลวมาก เช่น เนื้อสัตว์ที่หมักด้วยน้ำซอสหรือผลิตภัณฑ์ซุป เนื่องจากสามารถป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลกระจายขณะกระบวนการสูญญากาศ ซึ่งช่วยรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไว้ตลอดระยะเวลาการเก็บรักษา

หัวจ่ายสุญญากาศ (ภายนอก) สำหรับเครื่องบรรจุสุญญากาศ: มีต้นทุนต่ำ เหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพสูงและไม่ไวต่อระดับออกซิเจนต่ำ

ระบบสุญญากาศแบบทำงานจากภายนอกถุงจะดูดอากาศออกผ่านหัวจ่ายที่ติดตั้งอยู่ด้านนอกของถุง ทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าสำหรับการดำเนินงานขนาดเล็ก ระบบนี้ใช้งานได้ดีกับผลิตภัณฑ์ที่คงตัวบนชั้นวางสินค้าและไม่ตอบสนองต่อระดับออกซิเจนมากนัก เช่น ธัญพืชแห้ง ถั่วคั่ว หรือเนื้อสัตว์แปรรูปบางชนิด แม้ในกรณีที่ยังคงมีออกซิเจนเหลืออยู่ในบรรจุภัณฑ์ประมาณ 5–10% ผลิตภัณฑ์เหล่านี้โดยทั่วไปก็ยังคงปลอดภัยอยู่ ขนาดที่เล็กกว่าของเครื่องประเภทนี้รวมทั้งการบำรุงรักษาที่ง่ายกว่า ช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับระบบห้องสุญญากาศขนาดใหญ่ โดยอาจประหยัดได้ถึงประมาณ 40% ในบางกรณี อย่างไรก็ตาม ระบบนี้มีข้อจำกัดอยู่บ้าง ความชื้นถือเป็นปัญหาสำหรับระบบแบบหัวจ่าย เนื่องจากของเหลวมักจะอุดตันทางเดินการดูด ส่วนอาหารที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมออาจก่อให้เกิดปัญหาเช่นกัน เพราะรอยปิดผนึกอาจไม่แน่นพอ

การปิดผนึกถาดพร้อมการเติมก๊าซ (Gas Flushing): เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่บอบบางและอาหารสำเร็จรูป

เครื่องปิดผนึกถาดทำงานโดยการดูดอากาศบางส่วนออกก่อน จากนั้นจึงเติมก๊าซเฉพาะชนิด เช่น ไนโตรเจนหรือคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อสร้างบรรยากาศพิเศษภายในบรรจุภัณฑ์ สำหรับผักและผลไม้ที่ถูกตัดสดใหม่ เช่น เรดเลตตัสหรือสตรอเบอร์รี่ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ยังคงหายใจอยู่แม้หลังการเก็บเกี่ยวแล้ว การแทนที่อากาศทั่วไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 15 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ จะช่วยชะลอกระบวนการเปลี่ยนสีน้ำตาล (browning) และยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียให้ช้าลง โดยไม่ทำลายเนื้อเยื่ออันบอบบางของผลิตภัณฑ์ เทคโนโลยีเดียวกันนี้ยังให้ผลยอดเยี่ยมกับอาหารสำเร็จรูป ซึ่งการผสมก๊าซในสัดส่วนที่เหมาะสมจะช่วยรักษาลักษณะภายนอกของผลิตภัณฑ์ให้ดูน่ารับประทานบนชั้นวางสินค้า พร้อมทั้งยับยั้งการเกิดเชื้อราและยีสต์ ตามผลการทดสอบล่าสุดที่ดำเนินการเมื่อปีที่ผ่านมาโดยผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีอาหารจาก IFT พบว่า บรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกด้วยวิธีการผสมผสานนี้จะคงความสดได้นานขึ้นประมาณครึ่งหนึ่ง เมื่อเทียบกับบรรจุภัณฑ์ที่ปิดผนึกแบบสุญญากาศอย่างสมบูรณ์

เกณฑ์สำคัญในการเลือกเครื่องบรรจุสุญญากาศสำหรับอุตสาหกรรม

อัตราการผลิต, ความยืดหยุ่นในการรองรับขนาดบรรจุภัณฑ์, และการบูรณาการเข้ากับสายการผลิตอาหารอัตโนมัติ

เมื่อเลือกเครื่องบรรจุสูญญากาศ มีปัจจัยหลักสามประการที่ควรพิจารณา ได้แก่ ปริมาณสินค้าที่ต้องบรรจุในแต่ละครั้ง ความสามารถของเครื่องในการรองรับขนาดบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน และความเข้ากันได้กับอุปกรณ์อัตโนมัติอื่นๆ ที่มีอยู่แล้วในระบบ สำหรับธุรกิจที่ดำเนินการผลิตในปริมาณสูง จะต้องใช้เครื่องที่สามารถทำงานได้ประมาณ 15 รอบต่อนาที หรือมากกว่านั้น เพื่อให้ทันต่อความต้องการโดยไม่ทำให้สายการผลิตทั้งหมดชะลอลง โดยเฉพาะสำหรับสินค้าที่มีอายุสั้น ความสามารถในการเปลี่ยนผ่านระหว่างขนาดบรรจุภัณฑ์ที่หลากหลายก็มีความสำคัญยิ่งเช่นกัน เครื่องที่ดีควรมีประสิทธิภาพในการทำงานกับสินค้าทุกชนิด ตั้งแต่สมุนไพรที่บอบบางไปจนถึงชิ้นเนื้อขนาดใหญ่ โดยไม่จำเป็นต้องปรับตั้งค่าบ่อยครั้ง ฟีเจอร์ต่างๆ เช่น แท่งปิดผนึกที่ปรับความยาวได้ และห้องบรรจุที่รองรับความกว้างที่หลากหลาย ล้วนมีบทบาทสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวม อย่างไรก็ตาม สิ่งที่มีความสำคัญที่สุดคือการบูรณาการเข้ากับระบบที่มีอยู่แล้ว เครื่องที่สามารถเชื่อมต่อได้อย่างราบรื่นผ่านระบบ PLC มาตรฐาน และซิงค์งานได้กับสายพานลำเลียง จะช่วยลดภาระงานด้วยมือลงอย่างมาก และยังส่งเสริมมาตรฐานด้านสุขอนามัยให้ดีขึ้นโดยรวมด้วย ตามผลการวิจัยจากผู้เชี่ยวชาญด้านการบรรจุภัณฑ์ เมื่อบรรษัทสามารถเชื่อมต่อระบบต่างๆ ได้อย่างเหมาะสม มักจะพบว่าต้นทุนแรงงานลดลงประมาณ 40% ขณะเดียวกันก็ยังคงรักษามาตรฐานคุณภาพของผลิตภัณฑ์ให้สม่ำเสมอ การพิจารณาปัจจัยเหล่านี้อย่างรอบคอบจะทำให้อุปกรณ์บรรจุสูญญากาศไม่เพียงตอบโจทย์ความต้องการในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังสนับสนุนการขยายธุรกิจในอนาคตอีกด้วย

ประสิทธิภาพเฉพาะด้านอาหารของเครื่องบรรจุสุญญากาศ

เนื้อสัตว์ ปีก และสัตว์น้ำ: การลดการเกิดออกซิเดชันของไขมันและการจัดการ Clostridium botulinum ความเสี่ยง

การบรรจุสูญญากาศช่วยยืดอายุการเก็บรักษาโปรตีนให้นานขึ้นโดยการกำจัดออกซิเจนออกจากบรรจุภัณฑ์ได้มากกว่า 99% ซึ่งช่วยชะลอกระบวนการออกซิเดชันของไขมันอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้ลดปัญหาความหืนที่มักเกิดขึ้น โดยเฉพาะในผลิตภัณฑ์ปลาที่มีไขมันสูงและเนื้อไก่ เมื่อเปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่บรรจุในอากาศทั่วไป ซึ่งปัญหาดังกล่าวจะปรากฏเร็วกว่ามาก อย่างไรก็ตาม การกำจัดออกซิเจนทั้งหมดนี้ก็มีข้อควรระวังเช่นกัน หากไม่มีการป้องกันที่เหมาะสม แบคทีเรียอันตราย เช่น Clostridium botulinum อาจเริ่มเจริญเติบโตได้หากอุณหภูมิไม่คงที่ ตามกฎของสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยาสหรัฐอเมริกา (FDA) ผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ที่บรรจุสูญญากาศและไม่มีความเป็นกรดจำเป็นต้องเก็บรักษาภายใต้อุณหภูมิเย็นต่ำกว่า 3 องศาเซลเซียส หรือประมาณ 37 องศาฟาเรนไฮต์ ผู้ผลิตยังควรพิจารณาเพิ่มมาตรการป้องกันเสริม เช่น การใช้สารกันบูดที่มีส่วนประกอบของแลคเตตในความเข้มข้นสูงกว่า 2.5% หรือการปรับระดับความเป็นกรดของผลิตภัณฑ์ สำหรับบริษัทที่ดำเนินการผลิตในปริมาณมาก การทดสอบกระบวนการอย่างละเอียดผ่านการศึกษาแบบท้าทาย (challenge studies) จริงจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากสารพิษที่เป็นอันตรายอาจเกิดขึ้นได้ภายในเวลาเพียงสามสัปดาห์ หากเกิดความผิดพลาดระหว่างการจัดเก็บ

ผลไม้ ผัก และผักผลไม้ที่ตัดแล้ว: การรวมการสุญญากาศเข้ากับบรรยากาศที่ปรับเปลี่ยนเพื่อควบคุมการหายใจ

การบรรจุสูญญากาศแบบธรรมดาอาจทำให้ผลไม้และผักที่บอบบางเสียหายได้จริงๆ บางครั้ง เช่น ผลเบอร์รี่จะถูกบีบอัดจนเซลล์แตก ในขณะที่ผักใบเขียวจะเหี่ยวเฉาและสูญเสียความกรอบ นี่คือเหตุผลที่ผู้ผลิตจำนวนมากในปัจจุบันจึงใช้เทคนิคสูญญากาศร่วมกับสิ่งที่เรียกว่า "การบรรจุในบรรยากาศที่ปรับเปลี่ยน" (Modified Atmosphere Packaging) หรือที่เรียกกันโดยย่อว่า MAP หลังจากสร้างสภาวะสูญญากาศบางส่วนแล้ว ผู้ผลิตจะฉีดก๊าซผสมเฉพาะลงไป เช่น ก๊าซออกซิเจนประมาณร้อยละ 5 ถึง 10 และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณร้อยละ 5 ถึง 15 ซึ่งช่วยควบคุมอัตราการหายใจของผักผลไม้ และยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ที่ไม่พึงประสงค์ ผลลัพธ์ที่ได้คือ อัตราการเผาผลาญลดลงระหว่างร้อยละ 40 ถึง 60 ผักกาดหอมจึงคงความกรอบได้นานประมาณสองสัปดาห์ แทนที่จะเหี่ยวเฉาภายในไม่กี่วัน และแอปเปิลก็ไม่เกิดการเปลี่ยนสีน้ำตาลเร็วนัก เนื่องจากเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนสีที่ไม่น่าดูนี้ถูกยับยั้งไว้ งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารต่างๆ เช่น Postharvest Biology and Technology ยืนยันข้ออ้างเหล่านี้ โดยแสดงให้เห็นว่าระดับวิตามินซีจะคงอยู่ได้ดีกว่าระหว่างการขนส่งเมื่อใช้วิธีนี้ เมื่อเทียบกับการเก็บผลิตภัณฑ์ไว้ในอากาศทั่วไป

คำถามที่พบบ่อย

การใช้เครื่องบรรจุสูญญากาศสำหรับผลิตภัณฑ์อาหารมีข้อดีอย่างไร

เครื่องบรรจุสูญญากาศช่วยยืดอายุการเก็บรักษาอาหารโดยการกำจัดออกซิเจนซึ่งเป็นสาเหตุให้อาหารเสียและเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน นอกจากนี้ยังช่วยป้องกันไม่ให้อาหารเกิดภาวะ 'ฟรีเซอร์เบิร์น' รักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ และรับรองความสอดคล้องตามมาตรฐานความปลอดภัย

การบรรจุสูญญากาศยับยั้งการเน่าเสียของอาหารได้อย่างไร

การบรรจุสูญญากาศจะกำจัดออกซิเจน ซึ่งช่วยยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียแอโรบิกและหยุดปฏิกิริยาออกซิเดชัน วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับอาหารที่มีความชื้นต่ำ และยับยั้งเอนไซม์ที่ทำให้ผักผลไม้เปลี่ยนสีเป็นน้ำตาล

มีเครื่องบรรจุสูญญากาศประเภทใดบ้างที่ใช้กับอาหาร

มีเครื่องบรรจุสูญญากาศหลักสามประเภท ได้แก่ เครื่องบรรจุสูญญากาศแบบห้อง (Chamber vacuum packing machines) สำหรับอาหารที่มีความเสี่ยงสูง เครื่องบรรจุสูญญากาศแบบหัวฉีด (nozzle or external vacuum packing machines) สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีเสถียรภาพ และเครื่องปิดผนึกถาดพร้อมการเติมก๊าซ (tray sealing with gas flushing) สำหรับผักผลไม้ที่บอบบางและอาหารสำเร็จรูป

ธุรกิจควรพิจารณาอะไรบ้างเมื่อเลือกเครื่องบรรจุสูญญากาศ

ธุรกิจควรพิจารณาปริมาณการผลิตต่อหน่วยเวลา ความยืดหยุ่นในการจัดการขนาดบรรจุภัณฑ์ และการผสานรวมกับสายการผลิตอัตโนมัติ เพื่อตอบสนองความต้องการในปริมาณสูงและรับประกันการดำเนินงานอย่างราบรื่น

การบรรจุอาหารด้วยสุญญากาศมีความเสี่ยงหรือไม่

ใช่ หากอาหารถูกบรรจุด้วยสุญญากาศโดยไม่มีการป้องกันที่เหมาะสม โดยเฉพาะเนื้อสัตว์และอาหารทะเล อาจสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย เช่น Clostridium botulinum หากเก็บรักษาไม่ถูกต้อง