โอโซน : สมบัติทางเคมีกายภาพและการประยุกต์ใช้เพิ่มความขาวผลิตภัณฑ์เนื้อปลา

บทคัดย่อ

โอโซน คือ สารชนิดหนึ่งที่ถูกผลิตจากออกซิเจนซึ่งมีอยู่ทั่วไปในอากาศ โดยใช้พลังงานไฟฟ้าหรือรังสีอัลตราโอเลท เปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีของออกซิเจนจาก 2 อะตอม (O2) ให้เป็น 3 อะตอม (O3) ใน 1 โมเลกุล โอโซนถูกพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2383 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ชื่อว่า C. F. Schonbein ต่อมาปี พ.ศ. 2431 ได้จดลิขสิทธิ์ชื่อว่า “ก๊าซโอโซน” สามารถละลายน้ำได้ดีมากที่อุณหภูมิต่ำ และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในรูปสารละลายโอโซนที่มีสมบัติเป็นสารฆ่าเชื้อโรคในน้ำ จากหลักการดังกล่าว จึงพัฒนาเครื่องผลิตโอโซนจำหน่ายในเชิงการค้า โดยให้ก๊าซออกซิเจนผ่านกระแสไฟฟ้าบริเวณดิสชาร์จแกป (Discharge gap) ซึ่งเกิดจากการผลิตกระแสไฟฟ้าตรงบริเวณไดอิเลกตริก เซอร์เฟส (Dielectric surface) ทำให้ได้ก๊าซโอโซนออกมา การสลายตัวของโอโซนขึ้นกับค่า pH อุณหภูมิสูง และแสงอัลตราไวโอเลท ปฏิกิริยาการสลายตัวของโอโซนในทางเคมีเกิดขึ้นได้ 2 แบบ คือ ปฏิกิริยาการสลายตัวทางอ้อม และปฏิกิริยาการสลายตัวทางตรง ปัจจุบันมีการนำโอโซนมาใช้ประโยชน์กันมากขึ้น ได้แก่ 1) ทำลายสารพิษ หรือสารชีวพิษ 2) ใช้เป็นสารออกซิไดซ์สารประกอบอินทรีย์ 3) ทำลายเซลล์จุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค 4) ลดกลิ่นไม่พึงประสงค์ และ 5) กำจัดสีหรือฟอกสี ในปี พ.ศ. 2540 Dee Graham เป็นผู้รับรองให้ใช้โอโซนเป็นสารทำความสะอาดเครื่องมือ เครื่องจักร และบริเวณพื้นผิวในโรงงานแปรรูปอาหารและเป็นผู้ผลักดันให้โอโซนผ่านการรับรองจาก กระทรวงเกษตรแห่งสหรัฐอเมริกา (USDA) ด้วยข้อกำหนดมาตรฐานที่เรียกว่า “โดยทั่วไปถือว่าปลอดภัย” (GRAS) จนกระทั่งเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน 2544 สำนักงานคณะกรรมอาหารและยาแห่งสหรัฐอเมริกา (U.S. FDA) ได้ยอมรับโอโซนทั้งในสถานะก๊าซและของเหลวอย่างเป็นทางการ กลไกการทำงานของโอโซนในการเพิ่มความขาวของผลิตภัณฑ์อาหาร มีรายงานว่าการล้างเนื้อปลาด้วยน้ำที่ผสมโอโซนจะให้ค่าความสว่างและความขาวมากกว่าวิธีอื่น เนื่องจากการสูญเสียไมโอโกลบิน การฟอกสีโดยใช้โอโซนนั้น โอโซนจะเข้าทำลายโครงสร้างของพอร์ไฟริน (Porphylin) ในไมโอโกลบิน (Myoglobin) และฮีโมโกลบิน (Heamoglobin) แต่โอโซนจะไปมีผลต่อการเกิดเจล ซึ่งสอดคล้องกับทดลองใช้โอโซนในการผลิตซูริมิเนื้อปลาแมคเคอเรล โอโซนจะออกซิไดซ์หมู่ซัลฟไฮดริลอิสระ (Free sulfhydryl group) บนโมเลกุลของโปรตีนก่อให้เกิดพันธะไดซัลไฟด์ (Disulphide bond) นอกจากนี้ โอโซนยังสามารถออกซิไดซ์ พันธะไดซัลไฟด์และเกิดเป็นกรดซีสเตอิก (Cysteic acid) หรือสามารถทำลายพันธะไดซัลไฟด์และเกิดเป็นกรดซัลโฟนิก (Sulphonic acid) ส่งผลทำให้เกิดการเสียสภาพธรรมชาติของโปรตีน นั่นคือ ทำให้ความสามารถในการเกิดเจลลดลง ส่วนการใช้โอโซนแก้ไขความขาวของเนื้อปลาฮอร์สแมคเคอเรล (Horse mackerel) โดยล้างเนื้อปลาด้วยโอโซนในน้ำกลั่น 1 ครั้ง ควบคุมอุณหภูมิน้ำล้าง ต่ำกว่า 5 ํC ใช้เวลา 10 - 20 นาที สามารถแก้ไขความขาวได้ เนื่องจากโอโซนเป็นสารออกซิไดซ์อย่างแรง ซึ่งสามารถทำลายโครงสร้างของพอร์ไฟริน นอกจากนี้ยังสามารถเพิ่ม ประสิทธิภาพการแยกองค์ประกอบต่างๆ โดยการลอยตัวกับฟองอากาศ ดังนั้นเม็ดสีที่ละลายได้อาจถูกขจัดโดยการลอยตัวดังกล่าว ส่วนการทดลองล้างด้วยน้ำเย็นและการล้างโดยใช้สารละลายด่างต้องใช้เวลานาน หรือล้างหลายครั้งถึงจะแก้ไขความขาวได้ นอกจากนี้มีรายงานว่าการใช้โอโซนในการผลิตซูริมิสามารถแก้ไขความขาวได้ โดยทดลองล้างเนื้อปลาแมคเคอเรล ใช้โอโซนปริมาณ 0.04 M ในซิเตรทบัฟเฟอร์ ที่ค่า pH 3 เวลา 30 นาที ได้ค่าความขาวเพิ่มขึ้น รวมทั้งลดปริมาณไมโอโกลบินและปริมาณรงควัตถุทั้งหมด นอกจากนี้การล้างเนื้อปลาโดยใช้โอโซน ต้องคำนึงถึงปริมาณโอโซนที่ตกค้างอยู่ในน้ำ เพราะถ้าไม่พบปริมาณโอโซนตกค้างในน้ำก็จะไม่มีผลในการใช้งาน