ข้อจำกัดของแป้งธรรมชาติในกระบวนการอุตสาหกรรม
ในบทความครั้งที่แล้ว เราได้นำเสนอแป้งดัดแปรกลุ่ม Fragmentation ซึ่งเป็นการดัดแปรของแป้งที่ทำให้สายโมเลกุลมีขนาดสั้นลง ซึ่งทุกท่านสามารถย้อนกลับไปอ่านในบทความ “ทำความรู้จัก Modified Starches – Fragmentation” ได้ที่ https://www.nutritionsc.co.th/ทำความรู้จัก-modified-starches-fragmentation
สำหรับบทความนี้ เราจะมาแนะนำการดัดแปรแป้งอีกประเภทหนึ่งที่มีชื่อว่า “Crosslinked” ซึ่งมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอาหาร
โดยทั่วไป แป้งธรรมชาติ (Native Starch) มีข้อจำกัดด้านความคงตัวในกระบวนการผลิตสินค้าบางประเภท โดยเฉพาะกระบวนการที่ต้องผ่านความร้อน ความเป็นกรด หรือแรงเฉือน (Shear) ซึ่งอาจทำให้เม็ดแป้งพองตัวมากเกินไป จนสูญเสียโครงสร้าง หรือเกิดการแตกตัว ส่งผลให้ความหนืดและเนื้อสัมผัสของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลงไป
Crosslinking จึงเป็นหนึ่งในวิธีการดัดแปรแป้งที่ช่วยแก้ไขข้อจำกัดดังกล่าว โดยการสร้างพันธะเชื่อมระหว่างสายโมเลกุลของแป้ง ทำให้โครงสร้างภายในเม็ดแป้งแข็งแรงและคงตัวมากขึ้น จึงช่วยเพิ่มความทนทานต่อความร้อน กรด และแรงเฉือนระหว่างกระบวนการผลิต ตามการจัดกลุ่มของ JECFA (2021) การดัดแปรด้วย Crosslinking จะแบ่งตามสารที่ใช้ในการสร้างพันธะเชื่อมได้เป็น 2 กลุ่ม ได้แก่
- Crosslinking with phosphorus-containing compounds – การ crosslinked ด้วยสารประกอบที่มีฟอสฟอรัส ได้แก่
- Distarch Phosphate (INS 1412)
- Phosphated Distarch Phosphate (INS 1413)
- Acetylated Distarch Phosphate (INS 1414)
- Hydroxypropyl Distarch Phosphate (INS 1442)
ภาพแสดงตัวอย่างโครงสร้างของโมเลกุลแป้ง 2 สายที่เชื่อมเข้าด้วยกันด้วยหมู่ Phosphate โดยใช้สารประกอบที่มีฟอสฟอรัส (EFSA ANS Panel, 2017)
2. Crosslinking with adipic anhydride – การ crosslinked ด้วยสาร Adipic Anhydride ได้แก่
- Acetylated Distarch Adipate (INS 1422)
*ข้อสังเกต: แป้งดัดแปรกลุ่ม Crosslinked ที่กล่าวข้างต้นจะมีคำว่า “Distarch” ปรากฏอยู่ในชื่อ
ภาพแสดงตัวอย่างโครงสร้างของโมเลกุลแป้ง 2 สายที่เชื่อมเข้าด้วยกันด้วยหมู่ Adipate โดยใช้สาร Adipic
Anhydride (Radeloff and Beck, 2012)
ผลิตภัณฑ์ที่เหมาะกับการใช้งานแป้งดัดแปรในกลุ่ม Crosslinked
การสร้างพันธะเชื่อม ช่วยให้โครงสร้างของเม็ดแป้งมีความแข็งแรงขึ้น จึงเหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความคงตัวของความหนืดและเนื้อสัมผัส โดยเฉพาะกระบวนการที่มีความร้อนสูง มีแรงเฉือน รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่มีความเป็นกรด ซึ่งประสิทธิภาพและความทนทานของแป้งดัดแปร ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายๆอย่างที่จะแตกต่างกันไปในแต่ละโรงงานที่ผลิต เช่น
- ชนิดของแป้ง เช่น แป้งข้าวโพด, แป้งมันฝรั่ง หรือแป้งมันสำปะหลัง
- ระดับการ Crosslinking (Degree of Crosslinking) คือจำนวนพันธะที่เชื่อมระหว่างโมเลกุลแป้ง ซึ่งจะมีผลต่อความแข็งแรงและความทนทานของเม็ดแป้ง
- ความรุนแรงของกระบวนการการผลิต เช่น อุณหภูมิ, ค่า pH, แรงเฉือน และระยะเวลาที่แป้งอยู่ในสภาวะต่างๆในระหว่างกระบวนการผลิต
ตัวอย่างการใช้งานแป้งดัดแปรในกลุ่ม Crosslinked
ซุป, ซอส, น้ำจิ้ม และ อาหารกระป๋อง – ช่วยรักษาความข้นหนืดและเนื้อสัมผัสระหว่างการให้ความร้อน รวมถึงในสูตรที่มีความเป็นกรด
อาหารแช่เย็นและแช่แข็ง – แป้งบางชนิดที่ผ่านการ Crosslinking เมื่อใช้ร่วมกับแป้งที่ผ่านการดัดแปรในแบบอื่นๆ
สามารถช่วยเพิ่มความคงตัวของเนื้อสัมผัสระหว่างการเก็บรักษา หรือหลังจากการแช่แข็งได้
ไส้ขนมและไส้เบเกอรี่ – ช่วยรักษาความหนืดและเนื้อสัมผัสของไส้เพื่อไม่ให้เสียสภาพจากการโดนความร้อนในระหว่างการอบ
จากข้อมูลข้างต้นที่กล่าวมาจะเห็นได้ว่าแป้งดัดแปรในกลุ่ม Crosslinked จะเป็นตัวช่วยในการพัฒนาผลิตภัณฑ์อาหารให้มีคุณภาพที่ดีขึ้น ทั้งในด้านของเนื้อสัมผัส และความคงทนต่อสภาวะในระหว่างกระบวนการหรือการจัดเก็บหลังจากการผลิต อีกทั้งยังสามารถใช้งานได้ในอาหารหลากหลายประเภทอีกด้วย แต่อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้แป้งดัดแปรดังกล่าว จะต้องมีการพิจารณาคุณสมบัติของแป้งร่วมกับสูตรในแต่ละผลิตภัณฑ์และสภาวะการผลิตจริง เพื่อให้ได้มาซึ่งประสิทธิภาพสูงสุด
อ้างอิงข้อมูลความรู้
EFSA ANS Panel (2017). EFSA Journal, 15(10), e04911. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2017.4911
Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. (2021). Modified starches (FAO JECFA Monographs 27). Food and Agriculture Organization of the United Nations & World Health Organization. https://openknowledge.fao.org/server/api/core/bitstreams/5ad54704-d68d-4c1c-9836-4db6367e633f/content
Radeloff, M. A., & Beck, R. H. F. (2012). Principles of industrial scale chemical starch modification. Sugar Industry, 137(4), 222–226. https://doi.org/10.36961/si12852
Zhao, Y., Zheng, Z., Zhao, Y., Chen, J., & Tang, S. (2024). Cross-linked modification of tapioca starch by sodium trimetaphosphate: An influence on its structure. Food Chemistry: X, 23, Article 101670. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101670
