เจาะลึกการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแสงในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มของประเทศไทย Insights of Light Technology Applications in Thailand's Food and Beverage Industry

เจาะลึกการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแสงในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มของประเทศไทย
Insights of Light Technology Applications in Thailand's Food and Beverage Industry

By:  รศ.ดร. กิติพงศ์ อัศตรกุล
Assoc. Prof. Kitipong Assatarakul, Ph.D.
Department of Food Technology
Faculty of Science
Chulalongkorn University
Kitipong.A@chula.ac.th

      หนึ่งในเทคโนโลยีแสงที่มีความสำคัญ คือ รังสีอัลตราไวโอเลตหรือรังสียูวี (Ultraviolet; UV) ซึ่งเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ารูปแบบหนึ่งที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงที่มองเห็นได้ แต่มากกว่ารังสีเอกซ์ โดยรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นองค์ประกอบทางธรรมชาติของแสงแดดและมีบทบาทสำคัญในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์ อุตสาหกรรม และในชีวิตประจำวันต่างๆ

การประยุกต์ใช้รังสีอัลตราไวโอเลต (ยูวี) ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม

1.   การฆ่าเชื้อที่พื้นผิว

2.   การบำบัดน้ำ

3.   การฆ่าเชื้อในอากาศ

4.   การฆ่าเชื้ออุปกรณ์ในการผลิตอาหารด้วยรังสียูวีซี

5.   การผลิตเครื่องดื่ม

6.   อุตสาหกรรมนม

7.   บรรจุภัณฑ์อาหาร

8.   กระบวนการแปรรูปปลาและอาหารทะเล

9.   การปรับปรุงคุณภาพ

10. การปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยด้านอาหาร

กลไกการยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ด้วยรังสียูวี

1.   การดูดซับรังสียูวี: เมื่อเชื้อจุลินทรีย์ได้รับหรือสัมผัสรังสียูวี องค์ประกอบภายในของ DNA และ RNA จะดูดซับพลังงานจากแสงยูวี ซึ่งช่วงความยาวคลื่นที่สั้นของรังสีซีจะมีประสิทธิภาพในการทำงานดังกล่าว

2.   การฟอร์มตัวของไทมีนไดเมอร์: พลังงานของรังสียูวีที่ถูกดูดซับจะสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างเบสไทมีน (T) ที่อยู่บนสาย DNA หรือ RNA ที่เรียกว่าไทมีนไดเมอร์

3.   การปรับแต่งสารพันธุกรรม: ไทมีนไดเมอร์จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในสาย DNA หรือ RNA ซึ่งการเปลี่ยนแปลงนี้สามารถส่งผลให้เกิดการกลายพันธุ์ตลอดจนรบกวนกระบวนการจำลองตัวเองและการถอดรหัสตามปกติได้ ทำให้กระบวนการสังเคราะห์สารพันธุกรรมไม่สมบูรณ์ อันจะส่งผลต่อการทำงานของเซลล์ภายในเชื้อจุลินทรีย์ต่อไป

4.   การยับยั้งการทำงานของเซลล์: ความเสียหายของสารพันธุกรรมนี้มักจะส่งผลถึงการมีชีวิตของเชื้อจุลินทรีย์ เนื่องจากไม่สามารถสืบพันธุ์หรือทำงานได้อย่างสมบูรณ์ จึงนำไปสู่การหยุดทำงานหรือตายลง

      Ultraviolet (UV) radiation, one of the important light technologies, is a form of electromagnetic radiation with wavelengths shorter than those of visible light but longer than X-rays. It is a natural component of sunlight and plays a crucial role in various scientific, industrial, and everyday applications.

Ultraviolet (UV) Radiation Applications in the Food and Beverage Industry

1. Surface Disinfection

2. Water Treatment

3. Air Sterilization

4. UV-C Disinfection in Food Processing Equipment

5. Beverage Production

6. Dairy Industry

7. Food Packaging

8. Fish and Seafood Processing

9. Quality Enhancement

10. Compliance with Food Safety Standards

The Mechanism of Microbial Growth Inhibition by UV Radiation

1. Absorption of UV Energy: When microorganisms are exposed to UV radiation, their DNA and RNA molecules absorb the energy from the UV photons. UV-C radiation, with its shorter wavelengths, is particularly effective in this regard.

2. Formation of Thymine Dimers: The absorbed UV energy leads to the formation of covalent bonds between adjacent thymine (T) bases on the DNA or RNA strands. These bonds are known as thymine dimers.

3. Disruption of Genetic Material: Thymine dimers cause structural disruptions in the DNA or RNA strands. These disruptions can result in mutations, interfere with the normal replication and transcription processes, and lead to the loss of genetic integrity. As a consequence, microorganisms become unable to carry out vital cellular functions.

4. Cellular Inactivation: The damage to the genetic material is often lethal for microorganisms. They can no longer reproduce or function properly, which ultimately leads to their inactivation or death.