เรียบเรียงโดย
งานสื่อสารและขับเคลื่อนความรู้ ฝ่ายเผยแพร่เทคโนโลยีวัสดุ

ผู้บริโภคในปัจจุบันใส่ใจสุขภาพและสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แนวโน้มหนึ่งคือ การบริโภคผลิตภัณฑ์เนื้อเทียมจากโปรตีนพืช

อย่างไรก็ดี โปรตีนพืชอาจมีเนื้อสัมผัส รสชาติ และกลิ่นไม่ถูกปาก เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหาร กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโพลิเมอร์ขั้นสูง ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) สวทช. จึงผนวกความรู้ทางวัสดุศาสตร์เข้ากับวิทยาศาสตร์การอาหาร เพื่อพัฒนาอาหารจากโปรตีนพืชที่ตอบโจทย์ผู้บริโภคกลุ่มต่างๆ

โปรตีนพืชมีโครงสร้างเป็นก้อนกลมซึ่งมีสายเพปไทด์พันกันไปมา ในขณะที่โปรตีนกล้ามเนื้อจัดเรียงตัวเป็นเส้นขนาน การพัฒนาโปรตีนพืชให้มีเนื้อสัมผัสคล้ายเนื้อสัตว์จึงมี 2 แนวทางหลัก ได้แก่

1) Top-down Strategy: ใช้ส่วนประกอบหรือกระบวนการที่ทำให้โครงสร้างปลายทางคล้ายเนื้อสัตว์ เช่น การปั่นผสม (mixing/blending) และเอ็กซ์ทรูชัน (extrusion)
2) Bottom-up Strategy: สร้างเส้นใยทีละเส้นจากระดับโมเลกุลจนได้โครงสร้างกล้ามเนื้อ เช่น พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

แนวทางแรกสามารถผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้ง่ายกว่า โดยเฉพาะการปั่นผสม ซึ่งใช้เครื่องจักรทั่วไปและมีต้นทุนไม่สูง แต่เส้นใยที่ได้จะสั้นกว่าเส้นใยที่ได้จากเอ็กซ์ทรูชัน ส่วนแนวทางที่ 2 มีต้นทุนสูง ใช้ระยะเวลานานในการขึ้นรูปชิ้นเนื้อ และขยายสเกลได้ยาก ทีมวิจัยเอ็มเทคจึงเน้นการพัฒนาผลิตภัณฑ์เนื้อเทียมด้วยวิธีปั่นผสมและเอ็กซ์ทรูชัน

อย่างไรก็ดี เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติก็มีประโยชน์ในการพัฒนาอาหารเฉพาะบุคคล เนื่องจากปรับวัตถุดิบตามปริมาณสารอาหารสำคัญให้เหมาะกับแต่ละบุคคลได้ จากนั้นจึงขึ้นรูปให้มีโครงสร้าง รูปร่าง และเนื้อสัมผัสที่ต้องการ แล้วปรุงสุกในขั้นตอนสุดท้าย

สัมภาษณ์โดย ดร.บัญชา ธนบุญสมบัติ
ถอดบทสัมภาษณ์โดย อรวรรณ สัมฤทธิ์เดชขจร

รายการก่อ กอง science ครั้งนี้จะชวนคุยเกี่ยวกับเทคโนโลยีวัสดุศาสตร์อาหาร ผู้ที่จะให้ความรู้กับคุณผู้อ่านเป็นหัวหน้าทีมวิจัยวัสดุศาสตร์อาหาร กลุ่มวิจัยเทคโนโลยีโพลิเมอร์ขั้นสูงของเอ็มเทค ดร.นิสภา ศีตะปันย์

ถาม : ปัจจุบันเอ็มเทคมีการศึกษาวิจัยด้านอาหาร ซึ่งอาจทำให้คนภายนอกแปลกใจเพราะคำว่า ‘วัสดุ’ ชวนให้นึกถึงโลหะ เซรามิก พลาสติก ยาง อยากให้เล่าว่างานวิจัยด้านวัสดุศาสตร์อาหารมีจุดเริ่มต้นมาอย่างไรครับ?
ตอบ:

เนื่องจากผู้บริหารเห็นความสำคัญของอุตสาหกรรมอาหารในประเทศไทย และมีแนวคิดว่าสมบัติการไหลหรือการเสียสภาพของอาหารมีความสำคัญ ทั้งยังส่งผลต่อเนื้อสัมผัสในแง่ความพึงพอใจของผู้บริโภค รวมถึงกระบวนการผลิตด้วย

ผู้บริหารจึงได้รวบรวมนักวิจัยที่มีความรู้ด้านรีโอโลยี (rheology) และกลศาสตร์ (mechanics) โดยปรับงานวิจัยจากที่เน้นวัสดุโพลิเมอร์ไปเป็นอาหาร เอ็มเทคมีนักวิจัยที่ทำในช่วงเริ่มต้นจำนวน 4 คน ได้แก่ ดิฉัน ดร.อศิรา เฟื่องฟูชาติ ดร.ภาวดี เมธะคานนท์ และ ดร.ชัยวุฒิ กมลพิลาส

ถาม : เมื่อจัดตั้งกลุ่มขึ้นมาแล้วก็ต้องมีทิศทางของงานวิจัย อยากทราบวิธีคิดในตอนนั้นว่ามองอนาคตเรื่องอาหารไว้อย่างไร และจะใช้ความรู้ด้านวัสดุศาสตร์มาประยุกต์ใช้ในแง่มุมไหนบ้างครับ?
ตอบ:

ตอนนั้นเราตระหนักถึงแนวโน้มการบริโภคของผู้บริโภค ซึ่งเกือบ 20 ปีมาแล้วที่ผู้บริโภคให้ความสำคัญกับการบริโภคอาหารเพื่อสุขภาพ เช่น อาหารไขมันต่ำ เกลือต่ำ น้ำตาลต่ำ แต่ผู้บริโภคส่วนใหญ่จะรู้สึกว่าอาหารเพื่อสุขภาพไม่อร่อย เราจึงพยายามผลิตอาหารเพื่อสุขภาพให้มีเนื้อสัมผัสคล้ายกับอาหารปกติ ดังนั้น โครงการแรกๆ ที่เราวิจัยจึงเป็นอาหารประเภทปราศจากไขมันและโปรตีนกลูเตน

สำหรับอาหารไขมันต่ำเมื่อถูกดึงไขมันออก โดยเฉพาะไขมันสัตว์ที่มีคอเลสเตอรอลและไขมันอิ่มตัวค่อนข้างสูง เราต้องแทนที่ด้วยวัตถุดิบอื่นหรือองค์ประกอบอื่นที่มีสมบัติทดแทนไขมันได้ เช่น เสียสภาพได้ง่ายเมื่ออยู่ในปาก กักเก็บความชื้นได้ดี และให้ความรู้สึกสัมผัสนุ่มเมื่ออยู่ในปาก

ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ปราศจากกลูเตน เมื่อดึงกลูเตนออกจากผลิตภัณฑ์ประเภทแป้งสาลี เราก็จะต้องทดแทนวัตถุดิบอื่นหรือองค์ประกอบอื่นที่มีลักษณะหรือหน้าที่คล้ายกับโปรตีนกลูเตนที่มีโครงสร้างเป็น 3 มิติ เพื่อให้ลักษณะทางกายภาพของผลิตภัณฑ์และความรู้สึกในปากหรือการทดสอบการชิมมีลักษณะคล้ายคลึงกับผลิตภัณฑ์ดั้งเดิมมากที่สุด

ถาม : คำว่า “ไส้กรอกไขมันต่ำ” สามารถระบุเป็นตัวเลขได้ไหมครับว่าแค่ไหนถึงเรียกว่าไขมันต่ำ?
ตอบ:

ตามฉลากโภชนาการของกระทรวงสาธารณสุขกำหนดไว้ว่า ผลิตภัณฑ์ไขมันต่ำต้องมีปริมาณไขมันทั้งหมดไม่เกิน 3 กรัมต่อหนึ่งหน่วยบริโภคอ้างอิง กรณีไส้กรอกไขมันต่ำ หนึ่งหน่วยบริโภคอ้างอิงเท่ากับ 55 กรัม แสดงว่าไส้กรอก 55 กรัม ต้องมีไขมันไม่เกิน 3 กรัม หรือคิดเป็น 5.45%