บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์

ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

ความอร่อยของวิปครีมส่วนหนึ่งเกิดจากไขมัน

ปัจจุบันอุตสาหกรรมอาหารหลายชนิดได้มุ่งสู่การเป็นผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพ โดยการปรับลดปริมาณน้ำตาลหรือไขมันอย่างใดอย่างหนึ่งหรือทั้ง 2 อย่างให้น้อยลง ซึ่งการเปลี่ยนแปลงส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์อาหารใดๆ มักมีผลต่อรูป กลิ่น รสชาติ และเนื้อสัมผัสของอาหารให้ต่างจากเดิมในเรื่องใดเรื่องหนึ่งหรือทุกเรื่อง จนไม่ได้รับการยอมรับจากผู้บริโภค โดยเฉพาะการลดส่วนประกอบอย่างไขมันและโปรตีนในผลิตภัณฑ์อาหารเพื่อสุขภาพบางชนิด

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงปริมาณไขมันและโปรตีนส่งผลกระทบโดยตรงต่อเนื้อสัมผัส (texture) และสมบัติการไหล (rheology) ของอาหาร ซึ่งแม้จะนำส่วนประกอบอาหารอื่นมาใช้แทนหรือใช้วิธีเพิ่มสัดส่วนของน้ำและอากาศในอาหารก็ยังทำให้เนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์อาหารแตกต่างจากอาหารที่มีไขมันจริง

ดังนั้นเรื่องนี้จึงเป็นโจทย์ท้าทายสำหรับผู้ผลิตผลิตภัณฑ์อาหารที่จะเปลี่ยนส่วนประกอบผลิตภัณฑ์อาหาร โดยยังคงรูป รส กลิ่น และสัมผัสของผลิตภัณฑ์อาหารใหม่ให้เหมือนหรือใกล้เคียงกับผลิตภัณฑ์อาหารปกติ

บทบาทของไขมัน

หลายคนทราบดีว่า ไขมันเป็น 1 ใน 5 สารอาหารหลัก (ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต โปรตีน ไขมัน วิตามิน และเกลือแร่) ที่ร่างกายจำเป็นต้องได้รับ เป็นแหล่งพลังงานสำคัญสำหรับร่างกาย เป็นแหล่งกรดไขมันที่จำเป็นต่อร่างกาย เช่น กรดไลโนเลอิค (linoleic acid) รวมถึงเป็นตัวกลางสำหรับวิตามินเอ ดี อี และเค (A, D, E, K) ที่ละลายในไขมัน ซึ่งสิ่งเหล่านี้เป็นบทบาทในแง่สารอาหาร
แต่หากพิจารณาในแง่การเป็นส่วนประกอบหนึ่งของอาหาร ไขมันจะมีบทบาทต่อลักษณะทางกายภาพ เช่น ความหนืด ความโปร่งใส ความมันวาว ความนุ่มหรือความแข็ง การกระจายตัว การแยกชั้นของไขมัน เป็นต้น ซึ่งเมื่อนำความรู้ทางเคมีมาเชื่อมโยงก็ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า ระดับความไม่อิ่มตัวของไขมัน การกระจายตัวของกรดไขมัน รูปแบบการจัดเรียงตัวของโมเลกุล และความยาวของสายคาร์บอนของกรดไขมัน ทั้งหมดเป็นปัจจัยที่มีผลต่อบทบาทการเป็นส่วนประกอบอาหารของไขมัน

หากน้ำผึ้ง (ขวา) ไหลเหมือนน้ำสี (ซ้าย) คุณยังคิดว่า นั่นคือ น้ำผึ้งแท้รึเปล่า?!

ความหนืดของอาหาร

หากไม่ใช่แม่ครัวหรือผู้ชำนาญการด้านอาหารอาจไม่ตระหนักถึงความสำคัญของความหนืดอาหาร แต่ความจริงสิ่งนี้เป็นสมบัติสำคัญอย่างหนึ่งในผลิตภัณฑ์อาหารหลายชนิด เช่น ซุป น้ำเกรวี่ ซอส ขนมหวานต่างๆ เป็นต้น เพราะความหนืดมีผลต่อการปลดปล่อยกลิ่น รส รวมถึงความเสถียรในรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ที่มีอนุภาคขนาดเล็กกระจายตัวอยู่ โดยช่วยให้อนุภาคเหล่านั้นไม่แยกชั้นหรือตกตะกอนออกมา (การตกตะกอนหรือแยกชั้นในผลิตภัณฑ์อาหารบางอย่างถือว่า เป็นลักษณะไม่ดีอย่างหนึ่ง) อีกทั้งยังมีผลต่อการยอมรับของผู้บริโภคในการรับรู้กลิ่น รส และเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์ด้วย ความหนืดในผลิตภัณฑ์อาหารที่ต่างกันเพียงเล็กน้อยสามารถทำให้ผู้บริโภคบอกถึงคุณภาพที่ต่างกันได้

สารทดแทนไขมัน

การนำส่วนประกอบอาหารอื่นมาใช้ทดแทนไขมันไม่ใช่เรื่องใหม่ ปัจจุบันมีสารทดแทนไขมันกว่า 300 ชนิดในอุตสาหกรรมอาหาร โดยสามารถแบ่งเป็น 3 ประเภท คือ

1.ประเภทคาร์โบไฮเดรต (Carbohydrate based) เช่น เซลลูโลส (cellulose), มอลโตเดกซ์ทริน (maltodextrin), กัม (gum), สตาร์ช (starch) ไฟเบอร์ (fiber) และโพลิเด็กซ์โทรส (polydextrose) ส่วนใหญ่ทำหน้าที่เพิ่มความหนืด (thickenners) รักษาความเสถียร (stabilizers) และสามารถใช้ทดแทนไขมันในอาหารปรุงแต่ง (formulated food) หลายชนิด สารทดแทนไขมันประเภทนี้สามารถใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องผ่านการให้ความร้อน แต่ไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องผ่านการทอด

2.ประเภทโปรตีน (Protein based) เช่น อนุภาคโปรตีน (microparticulated protein) จากเวย์โปรตีน (whey protein) เป็นต้น เหมาะกับผลิตภัณฑ์อาหารหลายชนิด โดยเฉพาะผลิตภัณฑ์อาหารแช่แข็ง (frozen product) และผลิตภัณฑ์อาหารแช่เย็น (refrigerated products) และสามารถใช้กับผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องผ่านการให้ความร้อน เช่น ซุปครีม (cream soups) อาหารพาสเจอร์ไรซ์ และผลิตภัณฑ์ขนมอบ แต่ไม่เหมาะกับผลิตภัณฑ์อาหารที่ต้องนำไปทอด

3.ประเภทไขมัน (Fat based) สารทดแทนไขมันประเภทนี้เกิดจากการนำกรดไขมันมาผ่านกระบวนการเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมี ทำให้ร่างกายไม่สามารถย่อยสลายและดูดซึมเข้าไป สารจึงไม่ให้พลังงานแก่ร่างกาย ตัวอย่างสารทดแทนไขมัน เช่น โอเลสตรา (Olestra) เป็นสารที่มีความเสถียรต่อความร้อน จึงใช้ในผลิตภัณฑ์อาหารประเภททอด และใช้แทนเนยโกโก้ (cocoa butter) ได้ และด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ไขมันต่ำหลายชนิดออกมา เช่น น้ำสลัด น้ำมันที่ใช้ทอด (cooking oil) ชีส ไอศกรีม ผลิตภัณฑ์ขนมอบ และแครกเกอร์ (crackers) เป็นต้น

สารปรับสมบัติการไหลกับผลิตภัณฑ์อาหารไร้ไขมัน

ดร.อศิรา เฟื่องฟูชาติ ดร.ภาวดี เมธะคานนท์ และดร.นิสภา ศีตะปันย์ นักวิจัยของศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ ได้ทดลองนำสารโพลิแซคคาไรด์ (polysaccharide, สารคาร์โบไฮเดรตประเภทหนึ่ง) หลายชนิดจากวัตถุดิบที่มีใช้อย่างแพร่หลายในประเทศไทยมาศึกษาตั้งแต่โครงสร้างโมเลกุลทางเคมี สมบัติการไหล รวมถึงสมบัติด้านอื่น เพื่อประยุกต์ใช้เป็นสารปรับสมบัติการไหลในผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย (water base) โดยคณะวิจัยพบว่า ความแตกต่างทางโครงสร้างทางเคมีของสารโพลิแซคคาไรด์แต่ละชนิดมีผลให้สารแสดงสมบัติการไหลที่เฉพาะเจาะจงแตกต่างกัน แต่ในการใช้งานจริงผลิตภัณฑ์ (ที่ออกจำหน่าย) ต้องการพฤติกรรมการไหลที่เหมาะสมในช่วงกว้าง เพื่อให้ได้สารปรับสมบัติการไหลเหมาะกับผลิตภัณฑ์ คณะวิจัยจึงนำสารโพลิแซคคาไรด์ต่างชนิดมาผสมกัน และทดลองปรับเปลี่ยนสัดส่วนการผสมสารโพลิแซคคาไรด์แต่ละชนิด รวมถึงศึกษาสมบัติ และพฤติกรรมการไหลของของผสมที่ได้ เพื่อออกแบบสารปรับสภาพความหนืดให้สามารถปรับเปลี่ยนสมบัติการไหลได้ในช่วงกว้าง
ในการศึกษาคณะวิจัยได้นำสารผสมจากโพลิแซคคาไรด์สูตรต่างๆ มาทดลองปรับปรุงมายองเนสชนิดไร้ไขมันให้มีลักษณะปรากฏ เนื้อสัมผัส และสมบัติการไหลคล้ายกับมายองเนสปกติ (full fat, มีน้ำมันประมาณร้อยละ 75) โดยคณะวิจัยพบว่า สารผสมดังกล่าวทำหน้าที่เป็นสารปรับสมบัติการไหล ทำให้ผลิตภัณฑ์มายองเนสไร้ไขมันที่ได้มีสมบัติการไหล และมีลักษณะปรากฏคล้ายมายองเนสชนิดปกติ

กราฟผลทดสอบมายองเนสชนิดไร้ไขมันคล้ายกับกราฟมายองเนสปกติ (ซ้าย) 

มายอสเนสไร้ไขมันที่พัฒนาออกมา (ขวา)

มายองเนสไร้ไขมันที่พัฒนาออกมา

นอกจากนี้คณะวิจัยยังพบว่า เมื่อนำสารโพลิแซคคาไรด์บางชนิดมาดัดแปรให้มีหมู่เฉพาะทางเคมีเพิ่มขึ้น จะสามารถประยุกต์ใช้กับผลิตภัณฑ์อื่นนอกเหนือจากอาหารได้ โดยคณะวิจัยนำสารโพลิแซคคาไรด์ดัดแปรมาใช้เป็นสารเพิ่มความหนืดในสูตรสารเคลือบที่มีน้ำเป็นตัวทำละลาย ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์สารเคลือบที่ผลิตออกมามีสมบัติไหลง่าย ทาเคลือบได้ง่าย และมีความคงตัวสูง

ก้าวสู่เชิงพาณิชย์

ปัจจุบันการวิจัยและพัฒนาสารโพลิแซคคาไรด์เพื่อใช้เป็นสารปรับสมบัติการไหลได้ก้าวเข้าสู่งานวิจัยเชิงพาณิชย์ โดยมีบริษัทเอกชนสนใจลงทุนร่วมวิจัยและจ้างวิจัย เพื่อพัฒนาสารโพลิแซคคาไรด์มาใช้แทนสารปรับสมบัติการไหลเดิม

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

  1. ดร.อศิรา เฟื่องฟูชาติ และคณะ (2552) การพัฒนาของผสมจากพอลิแซคคาไรด์ที่ใช้เป็นตัวปรับสมบัติรีโอโลยี: ระยะที่ 1 การศึกษาสัณฐานวิทยาและพฤติกรรมเชิงรีโอโลยี ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
  2. บทที่ 5 สารทดแทนไขมัน (Fat Replacer) เทคโนโลยีช่วยผสมอาหารสังเคราะห์ ออนไลน์.//ได้จาก https://e-book.ram.edu/e-book/f/FY463(50)/FY463-5.pdf

หมายเหตุ รีโอโลยี (rheology) เป็นการศึกษาเรื่องการเปลี่ยนรูปร่าง และการไหลของสสาร โดยเฉพาะการไหลแบบนอนนิวโทเนียนของของเหลว รวมถึงเรื่องการเปลี่ยนรูปอย่างถาวรของของแข็ง

Scroll Up