FoodNavigator-Asia รายงานว่าแบรนด์ MUST ของไทยเปิดตัวเครื่องดื่ม RTD protein smoothie ที่ผลิตจากโปรตีนอกไก่ ให้โปรตีนสูงถึง 60 กรัมต่อขวด ซึ่งสูงกว่าเครื่องดื่มโปรตีน RTD ทั่วไปในตลาดที่มักอยู่ในช่วง 15-25 กรัมต่อขวดอย่างมีนัยสำคัญ
สำหรับทีม R&D เครื่องดื่ม ตัวเลขนี้ไม่ใช่แค่ตัวเลขการตลาด แต่เป็นโจทย์ทาง formulation ที่ซับซ้อนขึ้นหลายเท่า บทความนี้เจาะลึกประเด็นทางเทคนิคที่ทีมสูตรต้องพิจารณา หากต้องการพัฒนาเครื่องดื่มโปรตีนสูงในลักษณะเดียวกัน
ทำไม Protein Loading 60g ถึงเป็นเรื่องยาก
โดยทั่วไป ยิ่ง protein concentration ในสูตรเครื่องดื่มสูงขึ้นเท่าไร ความเสี่ยงด้าน physical instability ก็ยิ่งเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ไม่ว่าจะเป็นการตกตะกอน (sedimentation) การแยกชั้น (phase separation) หรือการเกิด gel บางส่วนระหว่างกระบวนการฆ่าเชื้อด้วยความร้อน ปัญหาเหล่านี้จะยิ่งเด่นชัดขึ้นเมื่อใช้โปรตีนจากแหล่งที่ไม่ใช่ whey แบบดั้งเดิม เช่น โปรตีนจากเนื้อสัตว์
ความแตกต่างระหว่าง Whey Protein กับ Animal Meat Protein Isolate
Whey protein isolate ได้รับการ optimize มานานหลายทศวรรษสำหรับงาน RTD เพราะมีคุณสมบัติ solubility ที่ดีในช่วง pH กว้าง และค่อนข้างทนต่อความร้อนเมื่อเทียบกับโปรตีนจากแหล่งอื่น ในทางกลับกัน โปรตีนที่สกัดจากเนื้อสัตว์ เช่น อกไก่ มักมีโครงสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่า มี isoelectric point ที่อาจตรงกับช่วง pH ของเครื่องดื่ม (มักอยู่ราว 4.5-6.5 สำหรับ RTD protein beverage) ทำให้เกิด aggregation ได้ง่ายกว่าหากไม่ควบคุมสภาวะกระบวนการอย่างแม่นยำ
สิ่งที่ทีมสูตรต้องทดสอบก่อน
- Solubility profile ของ protein isolate ที่ pH เป้าหมายจริงของสูตร (ไม่ใช่ pH ตาม spec sheet เพียงอย่างเดียว)
- พฤติกรรมของโปรตีนภายใต้ shear ระหว่างกระบวนการ homogenization
- Thermal aggregation onset temperature เพื่อกำหนดพารามิเตอร์การฆ่าเชื้อที่เหมาะสม
การควบคุม Thermal Stability ระหว่าง Retort หรือ UHT
เครื่องดื่ม RTD ส่วนใหญ่ต้องผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อด้วยความร้อนเพื่อให้ได้ shelf-stable product ไม่ว่าจะเป็น retort (121°C ขึ้นไป) หรือ UHT (135-150°C ระยะเวลาสั้น) ทั้งสองกระบวนการนี้สร้างความเครียดทางความร้อนให้กับโครงสร้างโปรตีนอย่างมาก โปรตีนที่มี protein loading สูงจะมีโอกาส cross-link และเกิด heat-induced gelation ได้ง่ายกว่าสูตรที่มี protein loading ต่ำ ทีมสูตรจึงจำเป็นต้องปรับ pH ของระบบให้ห่างจาก isoelectric point ของโปรตีนที่ใช้ และอาจต้องพิจารณาการใช้ buffering salt ร่วมด้วยเพื่อรักษาเสถียรภาพของ pH ตลอดกระบวนการผลิตและระหว่างการเก็บรักษา
การเลือก Hydrocolloid สำหรับ Viscosity และ Phase Stability
เมื่อ protein loading สูงขึ้น ความหนืดของระบบจะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ แต่ในหลายกรณี ความหนืดที่เพิ่มขึ้นนี้ไม่ได้แปลว่าระบบมีความเสถียรมากขึ้นเสมอไป โดยเฉพาะเมื่อโปรตีนมีแนวโน้ม aggregate เป็น particle ขนาดใหญ่ ซึ่งจะตกตะกอนได้แม้ในระบบที่มีความหนืดสูง การเลือก hydrocolloid ที่เหมาะสม เช่น carrageenan (โดยเฉพาะ kappa หรือ iota grade สำหรับ protein interaction), pectin เกรด low-methoxyl สำหรับระบบที่มี calcium ion หรือ xanthan gum สำหรับการควบคุม yield stress จึงต้องพิจารณาจาก 3 ปัจจัยหลัก ได้แก่ ค่า viscosity ที่ระบุใน spec, ความเข้ากันได้กับโปรตีนที่ใช้ (protein-polysaccharide interaction) และพฤติกรรมภายใต้ความร้อนของกระบวนการผลิตจริง
แนวทางปฏิบัติที่แนะนำ
- ทดสอบ dosage ของ hydrocolloid ในช่วง pilot scale ก่อนขยายเป็น production scale เสมอ
- ตรวจสอบ compatibility ระหว่าง hydrocolloid กับ mineral fortification (หากมี) เพราะ ion บางชนิดอาจรบกวนการ gel ของ hydrocolloid บางประเภท
- เก็บตัวอย่างทดสอบ shelf-life ภายใต้อุณหภูมิเก็บรักษาจริง ไม่ใช่แค่ accelerated condition เพียงอย่างเดียว
การจัดการกลิ่นและรสชาติ (Off-note Masking)
โปรตีนจากเนื้อสัตว์มักมีกลิ่นและรสที่เข้มกว่าโปรตีนจากนม ทำให้ระบบ flavor masking ต้องออกแบบให้ครอบคลุมทั้งกลิ่น (aroma) และรสที่ค้างในปาก (aftertaste) ซึ่งมักต้องอาศัยการผสมผสานระหว่าง flavor system ที่ออกแบบเฉพาะ ร่วมกับการเลือก sweetener หรือ masking agent ที่เข้ากันได้กับโปรตีนชนิดนั้น ๆ การทดสอบทาง sensory evaluation อย่างเป็นระบบตั้งแต่ช่วงต้นของการพัฒนาสูตรจึงมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าการทดสอบทางกายภาพ
Shelf-life และบรรจุภัณฑ์
นอกจากความเสถียรทางกายภาพและเคมีแล้ว การเลือกบรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสม เช่น ระบบ aseptic packaging หรือ retort pouch ก็มีผลต่อ shelf-life ของผลิตภัณฑ์โปรตีนสูงเช่นกัน เนื่องจากอัตราการซึมผ่านของออกซิเจน (oxygen transmission rate) มีผลต่อการเกิด oxidation ของโปรตีนและไขมันในระบบตลอดอายุการเก็บรักษา
How DIC supports this
สำหรับทีมพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่กำลังทำงานกับ hydrocolloid และ stabilizer system สำหรับเครื่องดื่มโปรตีนสูง ความเสถียรของวัตถุดิบระหว่างการจัดเก็บเป็นอีกปัจจัยที่มักถูกมองข้าม DIC จัดเก็บวัตถุดิบ functional ingredient ในคลังที่แยกโซนเฉพาะสำหรับสินค้าเกรด pharma พร้อมระบบ VMI (Vendor Managed Inventory) เพื่อให้ทีม R&D และฝ่ายจัดซื้อวางแผนการทดลองและการผลิตได้อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ต้องกังวลเรื่อง lot-to-lot variation จาก stock ที่จัดเก็บไม่เหมาะสม หากทีมของคุณกำลังมองหาข้อมูล spec หรือปรึกษาเรื่อง supply ของ hydrocolloid และ protein stabilizer สามารถติดต่อทีมงาน DIC ผ่านแบบฟอร์มติดต่อบนเว็บไซต์ได้
