การเพิ่มประสิทธิภาพและพัฒนาเนื้อสัมผัส: กุญแจสู่ความสำเร็จของอุตสาหกรรมอาหารแห่งอนาคต
By: กมลพร สิทธิไตรย์
Kamonporn Sitthitrai
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
Agro-Industry Academic Council Association (AIAC)
fininfo.fin@gmail.com
ผศ.ดร. ชิตาพัณณ์ ใบงิ้ว
Asst.Prof. Shitapan Bai-Ngew, Ph.D.
Director
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
Agro-Industry Academic Council Association (AIAC)
fininfo.fin@gmail.com
เทคโนโลยีการปรับปรุงเนื้อสัมผัสของอาหารแห่งอนาคต
1. การใช้สารไฮโดรคอลลอยด์ (Hydrocolloid-based Structuring) เช่น คาราจีแนน แซนแทนกัม กัวร์กัม คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส โลคัสบีนกัม เจลาติน และเพคติน เป็นต้น สารเหล่านี้สามารถเพิ่มความหนืดความยืดหยุ่น และสร้างความรู้สึกภายในปาก (Mouthfeel) ตัวอย่างเช่น การใช้คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสร่วมกับแซนแทนกัมในการพัฒนาเนื้อวัวบด เพื่อให้ได้เนื้อสัมผัสที่นุ่มและยืดหยุ่นยิ่งขึ้น ซึ่งเหมาะสมสำหรับผู้ที่มีภาวะเคี้ยวกลืนลำบาก
2. การใช้เอนไซม์ (Enzymatic Structuring) เอนไซม์ช่วยเร่งปฏิกิริยาอย่างจำเพาะในปฏิกิริยาชีวเคมี จึงถือว่าเป็นเทคโนโลยีสำคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติเชิงหน้าที่ ปรับปรุงเนื้อสัมผัส เพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ กลิ่นและรสชาติในผลิตภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่ม โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์ นม และเบเกอรี ซึ่งเอนไซม์ที่นิยมใช้ เช่น เอนไซม์ทรานส์กลูตามิเนส ไลเปส โปรตีเอส แลคเตส เรนเน็ต แอลฟา-อะไมเลส และไซลาเนส เป็นต้น ตัวอย่างเช่น การใช้โอเลโอโซม (Oleosome) และเอนไซม์ทรานส์กลูตามิเนส (Transglutaminase) เพื่อให้ได้โครงสร้างเจลที่มีความแข็งแรงและเป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น รวมถึงเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนและปรับพฤติกรรมด้านรีโอโลยี เนื่องจากโอเลโอโซมสามารถรวมตัวกับโปรตีนผ่านการทำงานของเอนไซม์และเติมเต็มช่องว่างในเมทริกซ์เจลได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการใช้โอเลโอโซมยังช่วยปรับปรุงสีและเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการ ทั้งนี้ การใช้เอนไซม์ทรานส์กลูตามิเนสในปริมาณมากเพียงพอจะส่งผลให้เนื้อสัมผัสของเนื้อเทียมจากพืชมีความยืดหยุ่นมากยิ่งขึ้น
3. เทคโนโลยีการแปรรูปอาหาร ได้แก่ เทคโนโลยีความดันสูง (High-pressure Processing; HPP) และเทคโนโลยีการแปรรูปด้วยคลื่นอัลตราซาวน์ ซึ่งเป็นการแปรรูปแบบไม่ใช้ความร้อน จึงช่วยรักษาสี กลิ่น รสชาติ เนื้อสัมผัส และคุณค่าทางโภชนาการของผลิตภัณฑ์ รวมถึงช่วยลดการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ จากงานวิจัย พบว่า HPP สามารถปรับปรุงเนื้อสัมผัสและพฤติกรรมรีโอโลยีของผลิตภัณฑ์ผักบดเสริมโปรตีนจากถั่วเลนทิลสำหรับผู้มีภาวะเคี้ยวกลืนลำบากและยืดอายุการเก็บรักษาที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส ได้นานถึง 14 วัน ซึ่งเป็นอีกหนึ่งทางเลือกทดแทนการใช้สารไฮโดรคอลลอยด์
4. เทคโนโลยีการพิมพ์อาหาร 3 มิติ (3D Food Printing) กำลังเปลี่ยนโฉมอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มทั่วโลก ด้วยการนำเทคโนโลยีการผลิตแบบเพิ่มส่วน (Additive Manufacturing) มาสร้างผลิตภัณฑ์อาหารที่มีรูปร่างซับซ้อนและเนื้อสัมผัสเฉพาะตัว ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีดั้งเดิม นอกจากเทคโนโลยี
การพิมพ์อาหารจะช่วยปรับแต่งเนื้อสัมผัสและเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการได้ตามความต้องการแล้ว ยังสามารถควบคุมส่วนประกอบอาหารได้อย่างละเอียดและแม่นยำ รวมถึงลดของเสียจากกระบวนการผลิตได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เนื้อวัวเทียมที่ผลิตด้วยเครื่องพิมพ์อาหารสามมิติจากประเทศอิสราเอล หรือเรียกว่า Alt-Steak ผลิตภัณฑ์นี้สามารถให้ลักษณะปรากฏ รสชาติ และกลิ่นที่เหมือนกับสเต๊กเนื้อวัว เนื่องจากมีสูตรการพิมพ์ที่แยกออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ Alt-Muscle (กล้ามเนื้อ) Alt-Fat (ไขมัน) และ Alt-Blood (เลือด) โดยใช้หมึกพิมพ์ที่ทำมาจากวัตถุดิบจากพืชหลากหลายชนิด เช่น ถั่วเหลือง โปรตีนถั่ว ไขมันมะพร้าว และน้ำมันดอกทานตะวัน เป็นต้น จากนั้นนำมาผ่านกระบวนการพิมพ์ซ้ำๆ เพื่อขึ้นรูปเป็นโครงสร้างทีละชั้นเลียนแบบเนื้อวัว
Future Texture Optimization Technologies
1. Hydrocolloid-based structuring agents, such as carrageenan, xanthan gum, guar gum, carboxymethylcellulose, locust bean gum, gelatin, and pectin, are used to enhance the viscosity, elasticity, and mouthfeel. For example, combining of carboxymethylcellulose and xanthan gum produces a softer, more elastic texture in ground beef, making it more suitable for individuals with dysphagia.
2. Enzymatic structuring accelerates specific biochemical reactions and is a key technology for improving functional properties, texture, nutritional value, aroma, and taste of food and beverages. This method is especially valuable in the animal meat, dairy, and baked goods industries, where enzymes such as transglutaminase, lipase, protease, lactase, rennet, alpha-amylase, and xylanase are commonly employed. For instance, combining oleosome and transglutaminase creates a stronger and more uniform gel texture. Additionally, thermal stability and rheological properties are also enhanced, as oleosomes interact with proteins through enzymatic mechanisms and effectively fill gaps in the gel matrix. Oleosomes additionally improve color and nutritional content, and using an appropriate amount of transglutaminase can increase the elasticity of plant-based meats.
3. Food processing technologies, including high-pressure processing (HPP) and ultrasound processing, are non-thermal methods that reduce microbial contamination while preserving the product’s color, aroma, taste, texture, and nutritional value. Studies have shown that HPP, as an alternative to using hydrocolloids, can enhance the texture and rheological properties of lentil protein-enriched mashed vegetable products, making them suitable for individuals with dysphagia. HPP can also extend shelf life at 4°C to up to 14 days.
4. 3D food printing is revolutionizing the global food and beverage industry. By using additive manufacturing technology, it enables the production of food products with complex, unique shapes and textures that traditional methods cannot achieve. This technology not only enables texture customization and nutritional enhancement, but also provides precise control over ingredients, significantly reducing production waste.
For instance, plant-based beef, often referred to as Alt-Steak, is created using a 3D food printer developed by an Israeli company. This printed steak replicates the appearance, taste, and aroma of real beef by combining three distinct printed components: Alt-Muscle, Alt-Fat, and Alt-Blood. The printing “ink” are made from plant-based ingredients such as soybeans, legume protein, coconut oil, and sunflower oil. These inks undergo multiple printing stages to build layered structures that closely resemble traditional beef (Figure 5).