เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

โปรตีนพืช (plant-based protein) เป็นแหล่งโปรตีนทางเลือกที่สำคัญ โดยเฉพาะในกลุ่มผู้รักสุขภาพและผู้บริโภคมังสวิรัติ โปรตีนพืชสามารถขยายกำลังการผลิตได้ง่าย ใช้ทรัพยากรน้อยกว่าโปรตีนสัตว์ ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ที่สำคัญคือเมื่อเทียบน้ำหนักต่อน้ำหนักของโปรตีนแล้ว โปรตีนพืชยังมีราคาต่ำกว่า ส่วนในแง่จริยธรรมก็ช่วยลดการฆ่าและทารุณสัตว์เพื่อเป็นอาหารอีกด้วย

ความก้าวหน้าของนวัตกรรมทางอาหารทำให้โปรตีนพืชได้รับการพัฒนาจนมีสมบัติเชิงเนื้อสัมผัสและโภชนาการใกล้เคียงโปรตีนสัตว์ หัวใจสำคัญอยู่ที่กระบวนการผลิต

ทั้งนี้กระบวนการผลิตที่น่ารู้จักคือ กระบวนการเอ็กซ์ทรูชัน (extrusion) ซึ่งมี 2 ประเภท ได้แก่ กระบวนการเอ็กซ์ทรูชันความชื้นต่ำ (low moisture extrusion) และ กระบวนการเอ็กซ์ทรูชันความชื้นสูง (high moisture extrusion)

กระบวนการเอ็กซ์ทรูชันความชื้นต่ำใช้น้ำน้อยและมีแม่พิมพ์ (die) สั้น ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีลักษณะเป็นโพรงและเส้นใยสั้น นิยมนำไปอบแห้งต่อเพื่อยืดเวลาการเก็บรักษา

ส่วนกระบวนการเอ็กซ์ทรูชันความชื้นสูง จะให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความชื้นสูงและมีโครงสร้างเป็นระเบียบ (anisotropic structure) โดยโครงสร้างมีการจัดเรียงตัวเป็นเส้นใยและเป็นชั้น ซึ่งจะให้เนื้อสัมผัสใกล้เคียงเนื้อสัตว์จริง ทั้งนี้โดยทั่วไปแล้วมักนำผลิตภัณฑ์ไปแช่แข็งก่อนส่งถึงมือผู้บริโภค

วัตถุดิบเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ วัตถุดิบที่นิยมใช้ ได้แก่ โปรตีนถั่วเหลือง เนื่องจากหาง่ายและราคาถูก ทั้งนี้ประเภทของวัตถุดิบถั่วเหลือง ได้แก่ แป้งถั่วเหลืองที่สกัดไขมันออก (Defatted soy flour), Soy protein concentrate (SPC), และ Soy protein isolate (SPI) ซึ่งต้องเลือกให้เหมาะสมกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ

ปัจจุบันมีการประยุกต์เทคนิคใหม่ๆ ในกระบวนการผลิต เช่น การเติมแก๊ส น้ำมัน หรือ อิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ เพื่อช่วยปรับแต่งเนื้อสัมผัสและรสชาติตามต้องการ

กระบวนการเอ็กซ์ทรูชันความชื้นสูงมีจุดเด่นคือ การผสมผสานวัตถุดิบอย่างมีประสิทธิภาพ ภายใต้การควบคุมอุณหภูมิและความดันที่แม่นยำ ให้เนื้อสัมผัสและรสชาติชุ่มฉ่ำคล้ายเนื้อสัตว์จริง จึงได้รับความนิยม

อย่างไรก็ดี เครื่องจักรที่ใช้ไม่ว่าจะเป็น twin screw extruder และ long cooling die มีราคาค่อนข้างสูง จึงเป็นหนึ่งในข้อจำกัดในแง่การลงทุน ทั้งนี้ เอ็มเทคมีการให้บริการเครื่องจักรเหล่านี้เพื่อตอบโจทย์ความต้องการของผู้ประกอบการ

เอ็มเทคยังมีอุปกรณ์อุปกรณ์อีกหลายอย่างที่เกี่ยวข้อง เช่น gravimetric feeder, screw elements และ concentric pelletizer เพื่อร่วมสนับสนุนการยกระดับงานวิจัยไทย และตอบโจทย์ผู้บริโภคที่มีความต้องการคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สูงขึ้น ทั้งนี้ในปัจจุบันยังไม่มีผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์เทียมจากโปรตีนพืชโดยใช้กระบวนการผลิตดังกล่าวนี้เพื่อจำหน่ายภายในประเทศ

การผลิตผลิตภัณฑ์โปรตีนพืชของไทยยังต้องการงานวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติม รวมทั้งการเพิ่มจำนวนผู้ประกอบการที่เป็นกำลังสำคัญในตลอดห่วงโซ่คุณค่าของผลิตภัณฑ์ เพื่อสร้างระบบนิเวศทางอาหารของประเทศให้มีความยั่งยืน

ติดต่อสอบถามข้อมูล:
งานประสานธุรกิจและอุตสาหกรรม ฝ่ายพัฒนาธุรกิจ
คุณชนิต วานิกานุกูล
โทรศัพท์: 0 2564 6500 ต่อ 4788
อีเมล: chanitw@mtec.or.th

เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

อาหารเป็นระบบที่ซับซ้อนและมักมีองค์ประกอบมากกว่า 2 ชนิด เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน น้ำ และวัตถุเจืออาหาร (food additives) องค์ประกอบเหล่านี้ผสานรวมกันเป็นผลิตภัณฑ์อาหารที่มีคุณลักษณะเฉพาะตัว ทั้งคุณภาพเนื้อสัมผัส (texture) และสมบัติเชิงหน้าที่ (functionality)

ทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหาร ภายใต้กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโพลิเมอร์ขั้นสูงของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) มีความเชี่ยวชาญในการประยุกต์ความรู้ด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์เพื่อใช้ออกแบบและพัฒนาโครงสร้างของอาหาร โดยใช้กรรมวิธีที่ไม่ซับซ้อน ลดหรือเลี่ยงสารเคมีที่เป็นอันตราย รวมทั้งเน้นการใช้ประโยชน์จากวัสดุธรรมชาติหรือวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตร

ทีมวิจัยให้ความช่วยเหลือผู้ประกอบการจำนวนมากในการปรับปรุงผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น ถ่ายทอดองค์ความรู้และช่วยปรับสมบัติทางรีโอโลยีของผลิตภัณฑ์ (พฤติกรรมการไหล ความหนืด รวมถึงพฤติกรรมคล้ายของแข็ง หรือของเหลว) ให้ตรงตามความต้องการของผู้บริโภค โดยคำนึงถึงสภาวะของกระบวนการผลิต การใช้งาน และอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์

ทีมวิจัยมีบทบาทในการพัฒนาระบบอาหารที่ยั่งยืน (sustainable food system) โดยส่งเสริมการบริโภคโปรตีนจากพืชเพื่อทดแทนโปรตีนจากสัตว์ นับเป็นกลไกหนึ่งในการบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน หมุดหมายที่ 2: ยุติความหิวโหย (Sustainable Development Goal 2 (SDG2): Zero Hunger) ที่มุ่งขจัดความหิวโหยและส่งเสริมความมั่นคงทางอาหาร

อย่างไรก็ดี การพัฒนาผลิตภัณฑ์จากพืชในประเทศไทยมักใช้การลองผิดลองถูก กล่าวคือกระบวนการผลิตเดียวกันแม้ว่าวัตถุดิบจะแตกต่างกัน อันส่งผลให้เกิดความไม่สม่ำเสมอขององค์ประกอบ

เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ทีมวิจัยได้ดำเนินโครงการ “การพัฒนาโปรตีนจากพืชตระกูลถั่วสำหรับการผลิตอาหารแบบมุ่งเป้าที่ยั่งยืน” โดยร่วมมือกับมหาวิทยาลัยในยุโรป ในการศึกษาการผลิตและการดัดแปรโปรตีนจากพืชตระกูลถั่วจำนวน 5 ชนิด ได้แก่ ถั่วเขียว ถั่วมะแฮะ ถั่วเลนทิล ฟาวา และลูพิน

งานวิจัยมุ่งศึกษากระบวนการสกัดโปรตีนพืชแบบเปียกและการดัดแปรโปรตีนด้วยเทคนิคการฉายลำอิเล็กตรอนและการใช้อัลตราโซนิก เพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงหน้าที่ของโปรตีนพืชให้ใกล้เคียงกับโปรตีนจากสัตว์ โดยเน้นสมบัติการเกิดเจล การเกิดโฟม และอิมัลซิไฟเออร์ ซึ่งเป็นสมบัติเชิงหน้าที่ที่สำคัญของโปรตีนจากสัตว์ เช่น โปรตีนนมสามารถสร้างโฟมได้ดีเมื่อใช้ทำกาแฟ หรือมีสมบัติอิมัลซิไฟเออร์ที่ดี ช่วยเพิ่มความเสถียรแก่ผลิตภัณฑ์จำพวกไอศกรีม ชีส หรือเนย ทำให้ได้เนื้อสัมผัสที่ดี ผู้บริโภคพึงพอใจ

ทีมวิจัยยังมุ่งพัฒนากำลังคนเพื่อให้ระบบนวัตกรรมและการวิจัยในประเทศมีความอย่างยั่งยืน ทีมวิจัยทำงานแบบสหวิทยาการ โดยร่วมมือกับพันธมิตรทั้งในและนอกประเทศในการพัฒนาองค์ความรู้ใหม่อย่างต่อเนื่อง โดยมีเป้าหมายคือความเป็นเลิศของงานวิจัยด้านอาหาร

เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

การใช้ทรัพยากรธรรมชาติที่มีอยู่จำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด การเพิ่มสัดส่วนการใช้ทรัพยากรหมุนเวียน การรักษาคุณค่าของทรัพยากรในระบบให้คงอยู่นานที่สุด รวมทั้งการลดการปล่อยของเสียให้ต่ำที่สุด ล้วนเป็นวิธีการที่ช่วยให้การผลิตและการบริโภคเป็นไปอย่างยั่งยืน เป็นทิศทางที่พึงประสงค์ของการพัฒนาเศรษฐกิจในทุกระดับ

กรมอุตสาหกรรมพื้นฐานและการเหมืองแร่ (กพร.) กระทรวงอุตสาหกรรม ร่วมกับ ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช. ดำเนินโครงการส่งเสริมการออกแบบตามหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียน (Design for Circular Economy) เพื่อให้เกิดการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืน

โครงการนี้ส่งเสริมและพัฒนาให้ผู้ประกอบการนำหลักการเศรษฐกิจหมุนเวียนมาใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ บรรจุภัณฑ์ กระบวนการผลิต การเลือกใช้วัตถุดิบ การใช้งาน การจัดการเมื่อสิ้นอายุการใช้งานหรือไม่ใช้แล้ว ในปัจจุบันมีผู้ประกอบการจากอุตสาหกรรมต่างๆ สนใจเข้าร่วมโครงการ

บริษัท กรีนสปอต จำกัด ผู้ผลิตน้ำนมถั่วเหลืองบรรจุขวดและกล่อง ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ ภายใต้แบรนด์ไวตามิ้ลค์ วีซอย ไวตามิ้ลค์แชมป์ และกรีนสปอต โดยมีผลิตภัณฑ์หลากหลายกว่า 30 ชนิด สำหรับจำหน่ายในประเทศและส่งออก บริษัทฯ ได้เข้าร่วมโครงการนี้เนื่องจากขยายโรงงานใหม่ ทำให้ยอดการผลิตของโรงงานเดิมลดลง 50% ส่งผลให้การใช้พลังงานและต้นทุนต่อหน่วยเพิ่มขึ้น

ทีมวิจัยของเอ็มเทคจึงได้ประเมินตัวชี้วัดการดำเนินการตามหลักเศรษฐกิจหมุนเวียน Circularity Performance ISO 59020 เพื่อนำไปสู่การออกแบบโซลูชันเพื่อปรับปรุงตัวชี้วัดที่สำคัญ ได้แก่

การปรับปรุงกระบวนการผลิตและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและทรัพยากร
ทีมวิจัยได้ออกแบบการบริหารจัดการกระบวนการผลิตที่ไม่ส่งผลกระทบกับสูตรของผลิตภัณฑ์ แต่เพิ่มกำลังการผลิตต่อวันให้สูงที่สุด โดยใช้น้ำหมุนเวียนมากขึ้นและใช้พลังงานลดลง

ทั้งนี้ได้ดำเนินการวัดผลอย่างเป็นระบบและชัดเจนตามหลัก Resource Stewardship ซึ่งเป็นหนึ่งในหลักการสำคัญของเศรษฐกิจหมุนเวียนที่คำนึงถึงการคงคุณค่าของทรัพยากรและหมุนเวียนใช้ให้นานที่สุด

การเพิ่มมูลค่ากากถั่วเหลือง
กากถั่วเหลืองที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตน้ำนมถั่วเหลืองมีปริมาณกว่า 100 ตันต่อวัน แต่เดิมจะถูกขายเป็นอาหารสัตว์ บริษัทจึงต้องการเพิ่มมูลค่ากากถั่วเหลืองโดยออกแบบผลิตภัณฑ์ใหม่ ตามหลักการ Value Creation ของแนวทางเศรษฐกิจหมุนเวียน

เนื่องจากกากถั่วเหลืองมีโปรตีนและเส้นใยที่มีคุณค่าทางโภชนาการ สามารถพัฒนาเป็นเส้นใยถั่วเหลือง ( soy fiber) เพื่อเป็นวัตถุดิบสำหรับอาหารฟังก์ชัน (functional ingredient) ได้ จึงสามารถใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารหลายชนิด เช่น ใช้เป็นตัวปรับเนื้อสัมผัสในผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์เทียม นับเป็นผลพลอยได้จากการผลิตที่ทำให้ใช้ทรัพยากรได้อย่างคุ้มค่า

การประยุกต์ใช้หลักการออกแบบตามแนวทางเศรษฐกิจหมุนเวียนในโครงการนี้ได้สร้างประโยชน์โดยตรงทั้งด้านสิ่งแวดล้อม คือ ช่วยลดการใช้ทรัพยากร พลังงาน และลดการปลดปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ ด้านเศรษฐกิจ คือช่วยเพิ่มความสามารถในการแข่งขันให้ผู้ประกอบ และด้านสังคม คือทำให้ผู้บริโภคได้ใช้สินค้าที่ปลอดภัย นับเป็นกลไกสำคัญในการขับเคลื่อนเศรษฐกิจของประเทศมุ่งสู่เศรษฐกิจหมุนเวียนอย่างเป็นรูปธรรม

ข้อมูลเพิ่มเติมติดต่อ:
นายณัฐกร กีรติไพบูลย์ และนางสาวภารดี บุญรอง
โทรศัพท์ 0 2564 6500 ต่อ 4122, 4303
อีเมล DE4CE@mtec.or.th