การควบคุมคุณภาพของผลิตผลในห่วงโซ่อุปทาน - ศูนย์นวัตกรรมเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว

โดย…รศ. ดร.พิชญา พูลลาภ
สาขาวิศวกรรมอาหาร คณะอุตสาหกรรมเกษตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่

ห่วงโซ่อุปทานสำหรับผลิตผลทางการเกษตร หมายถึง ลำดับของกิจกรรมที่ดำเนินการเพื่อส่งมอบผลิตผลสดที่มีคุณภาพสูงจากแปลงปลูกจนถึงผู้บริโภค ซึ่งเป็นที่ยอมรับว่าการจำหน่ายสินค้าในเวลาและสถานที่ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยลดต้นทุนการผลิต สำหรับผลิตผลสดคุณภาพที่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในห่วงโซ่อุปทาน การควบคุมอุณหภูมิในการขนส่งหรือการเก็บรักษาจึงเป็นสิ่งจำเป็น เพื่อรักษาคุณภาพและปริมาณของผลิตผลในปลายน้ำของห่วงโซ่อุปทานให้อยู่ในระดับที่ต้องการ ห่วงโซ่อุปทานของผลิตผลสดนั้นค่อนข้างซับซ้อน เนื่องจากผลิตผลสดมีอายุการวางจำหน่ายที่จำกัด และมีคุณภาพลดลงตามระยะเวลาที่เก็บรักษา ผลิตผลสดเมื่อถูกเก็บเกี่ยวมาแล้วมักมีการเสื่อมสภาพและบอบช้ำได้ง่ายส่งผลให้เกิดการเน่าเสียเร็วยิ่งขึ้น สภาพแวดล้อมของผลิตผลระหว่างห่วงโซ่อุปทานมีผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของผลิตผล ผลิตผลสดควรได้รับการเก็บรักษาในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมอุณหภูมิอย่างเหมาะสมตั้งแต่กระบวนการผลิต การเก็บรักษา การขนส่ง การวางจำหน่ายจนถึงผู้บริโภค ดังนั้นการจัดการคุณภาพของผลิตผลสดให้ดีตลอดทั้งห่วงโซ่อุปทานนอกจากจะช่วยลดการสูญเสียของผลิตผลแล้วยังช่วยยืดอายุการวางจำหน่าย ทำให้ผลิตผลมีคุณภาพสูงเมื่อส่งถึงมือผู้บริโภค ให้ผู้บริโภคมีความมั่นใจในคุณภาพของสินค้า

การส่งมอบสินค้าเพื่อให้มีมาตรฐานอย่างทั่วถึงไปยังร้านค้าปลีกในพื้นที่ต่างๆ เป็นโจทย์สำคัญสำหรับผู้ประกอบการในปัจจุบัน ทั้งนี้การจัดการห่วงโซ่ความเย็นซึ่งเป็นกระบวนการบริหารและขนส่งผลิตผลสดด้วยการควบคุมอุณหภูมิ และมีการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการลดอุณหภูมิ (precooling) ที่เหมาะสมเพื่อช่วยเพิ่มศักยภาพในการดำเนินงานให้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นทำให้สามารถส่งมอบสินค้าที่มีคุณภาพให้ถึงมือผู้บริโภคด้วยต้นทุนรวมที่ลดลง เนื่องจากอุณหภูมิเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อการรักษาคุณภาพและอายุการเก็บรักษาของผลิตผลสด เมื่อผลิตผลอยู่ในสภาวะแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงส่งผลให้กระบวนการเมทาบอลิซึมต่างๆ ให้สูงขึ้น เช่น อัตราการหายใจ การสูญเสียวิตามินและเกลือแร่ รวมไปถึงการสูญเสียสีเขียวของผลิตผลเนื่องจากการเสื่อมสลายของคลอโรฟิลด์ การลดอุณหภูมิเป็นการกำจัดความร้อนที่สะสมในผลิตผลจากสภาพแวดล้อม (field heat) เพื่อให้อุณหภูมิของผลิตผลลดต่ำลงโดยอาศัยตัวกลางเป็นตัวนำหรือตัวพาดึงความร้อนออกจากผลิตผลสดก่อนที่จะเข้าสู่กระบวนการอื่นในห่วงโช่ความเย็นต่อไป นอกจากนี้การลดอุณหภูมิยังช่วยยับยั้งการเน่าเสียและลดอัตราการสูญเสียทางด้านคุณภาพและรสชาติของผลิตผล เทคโนโลยีการลดอุณหภูมิสามารถเลือกปฏิบัติได้หลายวิธีขึ้นอยู่กับสมบัติทางเคมีกายของผลิตผล เช่น การลดอุณหภูมิด้วยระบบสุญญากาศ (vacuum cooling) การลดอุณหภูมิโดยการผ่านอากาศเย็นแบบบังคับ (forced-air cooling) และการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็ง (ice cooling) หลังจากการลดอุณหภูมิแล้วการรักษาความเย็นหรือการควบคุมอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องตลอดห่วงโซ่อุปทานเป็นปัจจัยที่สำคัญในการรักษาคุณภาพของผลิตผล และมีบทบาทสำคัญต่อการลดการสูญเสียในระหว่างการเก็บรักษา อย่างไรก็ตามต้องมีการควบคุมอุณหภูมิ และวิธีการที่เหมาะสมในห่วงโซ่ความเย็นเพื่อไม่ให้ผลิตผลเกิดความเสียหายจากอุณหภูมิที่ต่ำ (chilling injury) หรือสูงจนเกินไป ซึ่งการควบคุมอุณหภูมิในห่วงโซ่ความเย็นนอกจากจะมีผลในการรักษาคุณภาพของผลิตผลแล้วยังมีผลต่อการควบคุมการเจริญของเชื้อจุลินทรีย์ และลดการเสื่อมสภาพของผลิตผลส่งผลให้วางจำหน่ายได้นานขึ้น

จากการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีวิธีการลดอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับผักของมูลนิธิโครงการ 3 ชนิด ได้แก่ ปวยเล้ง บรอกโคลี และคะน้าฮ่องกง พบว่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศ คือการกำหนดความดันสุดท้ายภายในห้องลดอุณหภูมิเท่ากับ 6 มิลลิบาร์ โดยให้ผลิตผลอยู่ภายใต้ความดันที่กำหนดเป็นระยะเวลา 25 นาที สามารถลดอุณหภูมิปวยเล้งได้เร็วกว่าการลดอุณหภูมิโดยการผ่านอากาศเย็นแบบบังคับที่ใช้อุณหภูมิอากาศ 4 องศาเซลเซียส และความเร็วลม 1.55 เมตรต่อวินาที เมื่อนำไปเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 8 องศาเซลเซียส พบว่าปวยเล้งที่ผ่านการลดอุณหภูมิด้วยระบบสุญญากาศมีปริมาณวิตามินซี และคลอโรฟิลด์สูงกว่าปวยเล้งที่ผ่านการลดอุณหภูมิโดยการผ่านอากาศเย็นแบบบังคับ และชุดควบคุม (P ≤ 0.05) สำหรับการลดอุณหภูมิบรอกโคลี พบว่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศ คือการกำหนดความดันสุดท้ายภายในห้องลดอุณหภูมิเท่ากับ 6 มิลลิบาร์ โดยให้ผลิตผลอยู่ภายใต้ความดันที่กำหนดเป็นระยะเวลา 30 นาที และพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็งของบรอกโคลีคือการใช้อัตราส่วนบรอกโคลีต่อน้ำแข็งเป็น 1 : 1 โดยสามารถลดการสูญเสียน้ำหนัก สามารถคงปริมาณคลอโรฟิลล์ ปริมาณวิตามินซี กิจกรรมของสารต้านอนุมูลอิสระและปริมาณสารประกอบฟีนอลไว้ได้ดี ส่งผลให้คะแนนทางด้านประสาทสัมผัสของบรอกโคลีที่ผ่านการลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศและการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็งมีคะแนนทางด้านประสาทสัมผัสที่ดีกว่าบรอกโคลีชุดควบคุม จากการศึกษากระบวนการลดอุณหภูมิของคะน้าฮ่องกง พบว่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศ คือการกำหนดความดันสุดท้ายภายในห้องลดอุณหภูมิเท่ากับ 6.5 มิลลิบาร์ โดยให้ผลิตผลอยู่ภายใต้ความดันที่กำหนดเป็นระยะเวลา 20 นาที และพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็งของคะน้าฮ่องกงคือการใช้อัตราส่วนคะน้าฮ่องกงต่อน้ำแข็งเป็น 1 : 1 โดยสามารถลดการสูญเสียน้ำหนัก และคงปริมาณคลอโรฟิลล์ ปริมาณวิตามินซี และปริมาณสารประกอบฟีนอลไว้ได้ดี ส่งผลให้คะแนนทางด้านประสาทสัมผัสของคะน้าฮ่องกงที่ผ่านการลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศและการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็งมีคะแนนทางด้านประสาทสัมผัสที่ดีกว่าคะน้าฮ่องกงชุดควบคุม ทั้งนี้การลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศสามารถลดอุณหภูมิได้รวดเร็วและนิยมใช้กับผลิตผลที่มีปริมาณมาก เพื่อให้เกิดความคุ้มค่ากับค่าใช้จ่ายเมื่อเปรียบเทียบกับการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็งและเป็นกระบวนการที่มีต้นทุนการใช้พลังงานต่ำที่สุดเมื่อเทียบกับการลดอุณหภูมิด้วยวิธีอื่นๆ สำหรับการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็งเหมาะที่จะใช้ลดอุณหภูมิในระหว่างการขนส่งผลิตผล

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการลดอุณหภูมิในการผลิตผักมูลนิธิโครงการหลวงตลอดสายโซ่อุปทานเพื่อปรับปรุงคุณภาพและความปลอดภัย

สำหรับคุณภาพทางจุลินทรีย์ ของผักทั้ง 3 ชนิด พบว่าปวยเล้งชุดควบคุมมีปริมาณเชื้อจุลินทรีย์ Aerobic bacteria ทั้งหมด ปริมาณเชื้อ Coliform bacteria ปริมาณยีสต์ ปริมาณเชื้อรา และปริมาณเชื้อ Lactic acid bacteria สูงกว่าปวยเล้งที่ผ่านการลดอุณหภูมิโดยการผ่านอากาศเย็นแบบบังคับ และการลดอุณหภูมิแบบสุญญากาศ เช่นเดียวกับบรอกโคลีและคะน้าฮ่องกงชุดควบคุมมีปริมาณเชื้อจุลินทรีย์สูงกว่าบรอกโคลีและคะน้าฮ่องกงที่ผ่านการลดอุณหภูมิโดยใช้น้ำแข็ง และแบบสุญญากาศ นอกจากนั้นยังไม่พบการปนเปื้อนของเชื้อจุลินทรีย์ Listeria Monocytogenes ในผักทั้ง 3 ชนิดตลอดสายโซ่อุปทาน ดังนั้นการประยุกต์ใช้กระบวนการลดอุณหภูมิที่เหมาะสมกับผลิตผลแต่ละชนิดเป็นปัจจัยที่สำคัญในการรักษาคุณภาพ และชะลอการเสื่อมสภาพของผักทั้งสามชนิดตลอดห่วงโซ่อุปทาน