เทคโนโลยีเพื่อการผลิตผลิตภัณฑ์เมล่อนออสโมซิสกึ่งแห้ง

เมล่อน (Cucumismelo var. inodorus) แสดงดังรูปที่ 1 เป็นผลไม้ที่มีการบริโภคกันอย่างแพร่หลายทั้งในประเทศและส่งออกไปยังต่างประเทศซึ่งจัดอยู่ในพืชตระกูลแตง เนื่องด้วยรสชาติที่หวาน มีกลิ่นหอม แถมยังมีสีสันที่สวยงามน่ารับประทาน จึงนิยมนำมาบริโภคสดหรือนำมาผ่านกระบวนการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ในเมล่อนมีเอนไซม์ที่มีชื่อว่า Superoxide dismutase มีสรรพคุณช่วยต้านอนุมูลอิสระและลดกระบวนการทางเคมีภายในร่างกาย มีวิตามินซี วิตามินเอ เบต้าแคโรทีน แคลเซียม และธาตุเหล็ก ซึ่งสารอาหารดังกล่าวล้วนแล้วแต่มีความสำคัญและมีประโยชน์ต่อร่างกาย อีกทั้งเมล่อนนั้นเป็นผลไม้ที่ไม่มีไขมัน คอลเรสเตอรอล แคลอรี่ต่ำ เหมาะสำหรับผู้ที่ดูแลสุขภาพและผู้ที่กำลังควบคุมน้ำหนักเป็นอย่างยิ่ง (Wolbang et al., 2008; Laur et al., 2011; กุณฑล, 2562) นอกจากนี้ยังเป็นที่นิยมนำไปปลูกในกลุ่มเกษตรเนื่องจากเป็นพืชที่ใช้น้ำน้อย ราคาจำหน่ายอยู่ในเกณฑ์ค่อนข้างสูง

 รูปที่ 1 เมล่อน (ไร่คุณลุงท๊อป, 2564)

เมล่อนเป็นผลไม้ที่มีองค์ประกอบของน้ำสูง ดังนั้นอายุการเก็บรักษาจึงสั้น ประกอบกับในช่วงฤดูร้อนพบว่าผลผลิตเมล่อนจากเกษตรกรในแต่ละแห่งมีคุณภาพค่อนข้างต่ำกว่าเมล่อนในช่วงฤดูการอื่น ๆ ปัจจุบันนิยมนำเมล่อนที่คุณภาพต่ำไม่ได้มาตรฐาน เช่น ค่าความหวานต่ำ ขนาดของผลเล็ก มาผ่านกระบวนการแปรรูปเพื่อเป็นการเพิ่มมูลค่าหรือช่วยยืดอายุการเก็บรักษาหนึ่งในกระบวนการนั้นคือ “การออสโมซิส (Osmosis)” หรือที่รู้จักกันคือ “การแช่อิ่ม” เป็นการแปรรูปอาหารชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ กับผักและผลไม้ โดยมีวัตถุประสงค์ เพื่อลดปริมาณน้ำภายในผักผลไม้เพื่อป้องกันการเสื่อมเสียจากจุลินทรีย์ การออสโมซิสเป็นการดึงน้ำออกบางส่วนจากชิ้นผักผลไม้ทำให้น้ำในผลไม้ลดลง โดยไม่จำเป็นต้องใช้ความร้อนสูงจึงเป็นวิธีลดปริมาณน้ำในผักผลไม้ที่ไม่รุนแรงและช่วยลดการเปลี่ยนแปลงลักษณะด้านสี กลิ่น รสชาติ เนื้อสัมผัส และคุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ได้ดีขึ้นเมื่อจะนำไปแปรรูปร่วมกับเทคนิคอื่นๆ เช่น การอบแห้ง การทอด และการแช่เยือกแข็ง เป็นต้น (Torregiani et al., 1993; Ikoko and Kuri, 2007; อาภัสสร, 2558)

วิธีออสโมซิสสามารถกำจัดน้ำออกจากผักผลไม้โดยการนำไปแช่ในสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง หรือมีค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ (Water activity: aw) ต่ำกว่าผักผลไม้นั้น สารละลายที่นิยมใช้ ได้แก่ น้ำตาล (กลูโคส, ซูโครส, ฟรุคโตส) หรือเกลือมาใช้เตรียมเป็นสารละลายออสโมซิส เนื่องจากมีข้อดีหลายประการ เช่น มีความสามารถในการละลายสูง ราคาถูก มีประสิทธิภาพที่ดีในการดึงน้ำออกจากชิ้นผักผลไม้และช่วยปรับปรุงรสชาติหลังการออสโมซิส (Sacchetti et al., 2001, Ferrari and Hubinger, 2008) ความเข้มข้นของสารละลายมีผลต่อปริมาณการถ่ายเทมวลสารในระหว่างการออสโมซีส และยังส่งผลต่อค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ในผลิตภัณฑ์ โดยความเข้มข้นของสารละลายออสโมซิสที่ใช้ส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงร้อยละ 30 ถึง 70 แตกต่างกันตามชนิดผลไม้ แต่ในการออสโมซิสผลไม้ไม่ควรใช้สารละลายที่มีความเข้มข้นมากกว่าร้อยละ 70 โดยมวลต่อปริมาตร เนื่องจากสารละลายจะมีความหนืดสูงเกินไปทำให้การถ่ายเทมวลสารลดลง แต่เนื่องจากผลไม้ที่ผ่านการออสโมซิสสามารถลดปริมาณน้ำลงได้เพียงประมาณร้อยละ 50 ของน้ำหนักเริ่มต้นหรือมีค่าวอเตอร์แอคติวิตี้ (aw) ประมาณ 0.65 ซึ่งจุลินทรีย์ยังสามารถเจริญเติบโตได้ ดังนั้นจึงนิยมนำผลไม้ที่ผ่านการออสโมซิสมาผ่านขั้นตอนการทำแห้งด้วยวิธีการอบแห้งแบบลมร้อนในช่วงอุณหภูมิ 55-70°C วิธีการดึงน้ำออกด้วยวิธีการออสโมซิสร่วมกับการอบแห้งลมร้อนเป็นวิธีที่สามารถทำให้ผลิตภัณฑ์กึ่งแห้งมีคุณภาพดีได้ เนื่องจากวิธีการดึงน้ำออกบางส่วนจากชิ้นอาหารทำให้น้ำในอาหารลดลงก่อนนำไปอบแห้งจึงทำให้ลดเวลาในการอบแห้งด้วยลมร้อน และช่วยลดการเปลี่ยนแปลงลักษณะด้านสี กลิ่น รสชาติ เนื้อสัมผัส และคุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ได้ดีกว่าการอบแห้งเพียงอย่างเดียว (Yetenayet and Hosahalli, 2010) ซึ่งการผลิตผลิตภัณฑ์ เมล่อนกึ่งแห้งพร้อมรับประทานด้วยเทคนิคการออสโมซิส (Osmosis) ร่วมกับการอบแห้งมีวิธีการดังนี้

ก. ขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างเมล่อน

ตัดตัวอย่างเมล่อนให้มีขนาด 2X2X2 cm (กว้างXยาวXสูง) โดยแสดงดัง (รูปที่ 2) จากนั้นทำการเตรียมสารละลายกลูโคสที่ความเข้มข้น 40, 50 และ 60%w/w แสดงดัง (รูปที่ 3) จากนั้นนำชิ้นเมล่อนแช่ลงในสารละลายเป็นเวลา 5 ชั่วโมง (รูปที่ 4)

รูปที่ 4 แช่ตัวอย่างเมล่อนในสารละลายกลูโคส

ข. ขั้นตอนการอบแห้ง

จากการแช่ตัวอย่างเมล่อนในสารละลายกลูโคสที่ความเข้มข้นทั้ง 3 ระดับ เป็นเวลา 5 ชั่วโมง ให้ผลแสดงลักษณะทางกายภาพดังรูปที่ 5, 6 และ 7 ตามลำดับ จากนั้นนำเข้าสู่กระบวนการอบแห้งด้วยลมร้อนโดยทดสอบในช่วงอุณหภูมิ 60-80°C (ดังรูปที่ 8) ซึ่งพบว่าอัตราการลงลงของความชื้นแสดงดังรูปที่ 9 มีการลดลงอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะที่อุณหภูมิ 80°C ใช้เวลาสั้นที่สุดและมีความชื้นสุดท้ายคงที่ประมาณ 20%wb โดยให้ลักษณะคุณภาพหลังการอบแห้งแสดงดังรูปที่ 10 พบว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมในการอบแห้งคือ 60-70°C

รูปที่ 9 การลดลงของความชื้นในชิ้นเมล่อนระหว่างกระบวนการอบแห้ง

รูปที่ 10 ผลิตภัณฑ์เมล่อนออสโมซิสอบแห้งที่อุณหภูมิต่างๆ

รูปที่ 11 คุณภาพด้านเนื้อสัมผัสและความหวานของผลิตภัณฑ์เมล่อนกึ่งแห้ง

ค. คุณภาพด้านเนื้อสัมผัสและความหวานของผลิตภัณฑ์เมล่อนกึ่งแห้ง

จากรูปที่ 11 แสดงผลของการวัดค่าความแข็งและความหวานของเมล่อนสด เมล่อนออสโมซิสและเมล่อนออสโมซิสที่อบแห้งด้วยอุณหภูมิ 60, 70 และ 80°C พบว่าหลังการออสโมซิลและการอบแห้งค่าความแข็งของเมล่อนมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น หากพิจารณาที่อุณหภูมิการอบแห้ง 60°C (D-60) มีค่าความแข็งน้อยที่สุดเท่ากับ 23.8 N และเพิ่มสูงสุดที่การอบแห้ง 80°C (D-80) เท่ากับ 26.4 N เมื่ออุณหภูมิในการอบแห้งสูงขึ้นส่งผลให้ค่าความแข็งของผลิตภัณฑ์เพิ่มขึ้นด้วย เนื่องจากอุณหภูมิอบแห้งยิ่งสูงขึ้นทำให้เกิดการระเหยของน้ำในส่วนของน้ำตาลบริเวณผิวของผลิตภัณฑ์อย่างรวดเร็วส่งผลให้ความแข็งมีค่าเพิ่มขึ้นและเกิดการไหม้ของน้ำตาลที่บริเวณผิวซึ่งสอดคล้องกับค่าสีดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์มีลักษณะแห้ง แข็งและกระด้างมากขึ้น เช่นเดียวกับค่าปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำหรือที่เรียกว่าค่าความหวาน และยังพบว่าเมล่อนสดมีค่าความหวาน 11.2°Brix และเพิ่มขึ้นเป็น 26.8 °Brix หลังการออสโมซิส จากนั้นยังคงเพิ่มขึ้นเมื่อนำไปอบแห้งที่อุณหภูมิ 60, 70 และ 80°C เท่ากับ 27.5, 28.6 และ 30.0°Brix ตามลำดับ

บทความโดย

– สุนัน ปานสาคร. รองศาสตราจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมอาหาร ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

– จตุรงค์ ลังกาพินธุ์. รองศาสตราจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมเกษตรอุตสาหกรรม ภาควิชาวิศวกรรมเกษตร คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี

เอกสารอ้างอิง

– กุณฑล เทพจิตรา. แหล่งผลิตเมล่อนของดีที่แม่จัน. ใน: พานิชย์ ยศปัญญา. นิตยสารเทคโนโลยีชาวบ้าน. สำนักพิมพ์มติชน; ปีที่ 31 เล่มที่ 702 1 กันยายน 2562. หน้า 76-77.
– ไร่คุณลุงท๊อป. (2564). วิธีการปลูกเมล่อน (ออนไลน์). สืบค้นจาก : https://www.railungtop.com/รายละเอียด/วิธีการปลูกเมล่อน [11 กันยายน 2564]
– อาภัสสร ศิริจริยวัตร. อิทธิพลของการออสโมซิสก่อนการแช่เยือกแข็งต่อคุณภาพเมล่อน. วารสารวิทยาศาสตร์บรูพา. 2558;20(2):118-130.
– Laur L. M, and Tian L. Provitamin A and vitamin C contents in selected California-grown cantaloupe and honeydew melons and imported melons. J Food Compos Anal. 2011; 24(2):194-201.
– Ferrari, C.C. and Hubinger, M.D. 2008. Evaluation of the mechanical properties and diffusion coefficients of osmodehydrated melon cubes. International Journal of Food Science and Technology. 43(11) : 2065-2074.
– Ikoko J, and Kuri V. Osmotic pre-treatment effect on fat intake reduction and eating quality of deep-fried plantain. Food Chem. 2007;102:523-531.
– Rozek, A., Garcia-Perez, J., Lopez, F., Guell, C. and Ferrando, M. 2010. Infusion of grape phenolics into fruits and vegetables by osmotic treatment: Phenolic stability during air drying. Journal of Food Engineering. 99(2) : 142-150.
– Sacchetti, G., Gianotti, A. and Dalla, R. M. 2001. Sucrose-salt combined effect on mass transfer kinetics and product acceptability, Study on apple osmotic treatments. Journal of Food Engineering. 49(2) : 163-173.
– Torregiani D. Osmotic Dehydration in Fruit and Vegetable Processing, Food Res Int. 1993;26:59-69.
– Wolbang C.M, Fitos J.L, and Treeby M.T. The effect of high pressure processing on nutritional value and quality attributes of Cucumis melo L. Innov Food Sci Emerg Technol. 2008;9(2):196-200.
– Yetenayet, B. and Hosahalli, R. 2010. Going beyond conventional osmotic dehydration for quality advantage and energy savings. European Journal of Applied Science and Technology. 1(1) : 1-15.