การพัฒนาปริพันธ์ทางชีวภาพเพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและเวลาในการสเตอริไลซ์น้ำพริกแกง

Development of biological time-temperature integrator for sterilization of chili paste

Name: พรศิริ ศรีณรงค์

ThaSH: น้ำพริกแกง

ThaSH: การทำไร้เชื้อ

Abstract: งานวิจัยนี้ศึกษาการพัฒนาปริพันธ์เวลาอุณหภูมิ (Time-Temperature Integrator; TTI) โดยใช้เอนไซม์ α-amylase ที่สร้างจาก B. licheniformis เพื่อใช้ยืนยันสภาวะการฆ่าเชื้อ ส่วนแรกเป็นการศึกษาจลนศาสตร์การถูกทำลายด้วยความร้อนของสปอร์ C. sporogenes ในน้ำพริกแกงในช่วงอุณหภูมิ 93.0 ถึง 121.1 °C ผลการทดลองพบว่า decimal reduction time (D) ของสปอร์ C. sporogenes ในน้ำพริกแกงที่อุณหภูมิ 93.0, 98.0, 105.7, 113.4 และ 121.1 °C มีค่าเท่ากับ 21.31, 9.63, 5.00, 2.30 และ 1.75 นาทีตามลำดับ และมีค่า Z เท่ากับ 25.93 °C จากนั้นศึกษาจลนศาสตร์การถูกทำลายด้วยความร้อนของเอนไซม์ α-amylase โดยแปรปริมาณแคลเซียมไอออนของเอนไซม์ 3 ระดับได้แก่ 20, 70 และ 120 ส่วนในล้านส่วน และค่ากิจกรรมของน้ำ (water activity; aw) 5 ระดับได้แก่ 0.826, 0.782, 0.760, 0.716 และ 0.686 พบว่าเอนไซม์ที่มีปริมาณแคลเซียมไอออน 70 ส่วนในล้านส่วน และมีค่า aw เท่ากับ 0.786 มีค่า D121.1 °C เท่ากับ 1.80 นาที และค่า Z เท่ากับ 8.95 °C ซึ่งมีค่า D121.1 °C ใกล้เคียงกับสปอร์ของ C. sporogenes ในน้ำพริกแกงมากที่สุด จากนั้นเลือกเอนไซม์ที่สภาวะดังกล่าวเป็น TTI และเปรียบเทียบประสิทธิผลของการใช้ TTI ในการยืนยันสภาวะการฆ่าเชื้อ โดยการเปรียบเทียบค่า F ของเอนไซม์ที่คำนวณได้จาก 2 วิธี ได้แก่ วิธีที่ 1 คำนวณจากข้อมูลอุณหภูมิและเวลาที่ได้รับความร้อนด้วยวิธี General method (Ft-T) กับวิธีที่ 2 คำนวณจากกิจกรรมของเอนไซม์ที่ลดลงระหว่างการให้ความร้อน (FTTI) พบว่าค่า FTTI มีความแตกต่างจากค่า Ft-T คิดเป็นร้อยละความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยได้เท่ากับ -4.88, -7.37 และ -9.58 ในกระบวนการฆ่าเชื้อที่อุณหภูมิ 111.1, 115.1 และ 121.1 °C ตามลำดับ จากร้อยละความคลาดเคลื่อนเฉลี่ยมีค่าติดลบ หรือค่า FTTI มีค่าต่ำกว่าค่า Ft-T เป็นส่วนใหญ่นั้น แสดงให้เห็นว่าการใช้ TTI สามารถใช้ยืนยันความปลอดภัยของกระบวนการฆ่าเชื้อได้ ส่วนสุดท้ายเป็นการศึกษาการแทรกผ่านความร้อนของผลิตภัณฑ์น้ำพริกแกงบรรจุรีทอร์ทเพาช์ โดยการให้ความร้อนที่ 121.1 °C จากกราฟ การแทรกผ่านของความร้อนได้ค่า fh เท่ากับ 6.22 นาที ค่า j เท่ากับ 1.00 และค่า IT เท่ากับ 106.14 °C ซึ่งสามารถนำไปทำนายเวลาที่ต้องการในการฆ่าเชื้อตามวิธี formula เพื่อให้ได้ค่า F0 เท่ากับ 3 นาที ได้เท่ากับ 12.03 นาที เมื่อทดลองฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์ที่อุณหภูมิ 121.1 °C พบว่าใช้เวลาให้ความร้อนจริงเป็นเวลา 8 นาที (% Difference = -33.5 %)

Abstract: This research aimed to develop a Time-Temperature Integrator (TTI) from B. licheniformis α-amylase enzyme to be used as a verification indicator for a sterilization process. Firstly, thermal death kinetics of C. sporogenes spores in chili paste between 93.0 to 121.1 °C were studied. It was found that the decimal reduction times (D) of C. sporogenes spores in chili paste were 21.31, 9.63, 5.00, 2.30 and 1.75 min at 93.0, 98.0, 105.7, 113.4 and 121.1 °C, respectively, and the Z value was 25.93 °C. The next part involved the determination of the effects of calcium ions and water activity (aw) on thermal degradation kinetics of B. licheniformis α-amylase enzyme. The thermal degradation of B. licheniformis α-amylase was determined at various calcium ion contents (20, 70 and 120 ppm) and water activities (0.826, 0.782, 0.760, 0.716 and 0.686). It was found that an appropriate concentration of calcium ion and reduced aw resulted in an increase in heat resistance of the enzyme. At 70 ppm calcium ions and 0.786 aw, the enzyme had D121.1 °C and Z value of 1.80 minutes and 8.95 °C, respectively. The D121.1 °C obtained for B. licheniformis α-amylase enzyme was comparable to that of C. sporogenes spores in chili paste. This enzyme was used as the TTI to investigate potential differences of process values. F values were determined from (1) the time-temperature profile by General method (Ft-T) and (2) the decrease in enzyme activity by heat (FTTI). It was found that the deviation percentage between FTTI and Ft-T were -4.88 -7.37 and -9.58 when sterilizing packaged chili paste at 111.1, 115.1 and 121.1 °C, respectively. Lower FTTI values as compared to Ft-T values confirmed that the TTI can be used as a verification indicator without overestimating the sterilization process. The last part involved the heat penetration study of chili paste in retort pouch at 121.1 °C. The heat penetration study yielded fh, j and IT were 6.22 minutes 1.00 and 106.14 °C, respectively. The predicted sterilization time to obtain F0 of 3 minutes at 121.1 °C was 12.03 minutes. The verification experiment yielded 8 minutes sterilization time at 121.1 °C, which was equal to -33.5% difference when compared to the predicted time.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: จิรารัตน์ ทัตติยกุล

Role: ที่ปรึกษา

Name: ชื่นจิต ประกิตชัยวัฒนา

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2563-05-04

Issued: 2563-05-04

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/59397

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีทางอาหาร

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Pornsiri Srinarong.pdf	1.46 MB	3	2021-12-24 16:48:53

ใช้เวลา

0.038208 วินาที