เผ็ดแค่ไหนรู้ได้ทันที! "ลิ้นเทียมจากโปรตีนนม" วัดระดับความเผ็ด ช่วยคุมรสชาติอาหาร

นักวิจัยพัฒนา "ลิ้นเทียม" ใช้โปรตีนจากนม ช่วยวัดระดับความเผ็ดจากปริมาณสารแคปไซซินได้อย่างมีมาตรฐาน แทนการใช้ประสาทรับรสส่วนบุคคลของมนุษย์ที่อาจให้ผลลัพธ์ที่คลาดเคลื่อนได้ง่าย

งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์จาก มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งเกาหลีใต้ (University of Science and Technology - UST) และ สถาบันวิจัยอาหารเกาหลี (Korea Food Research Institute - KFRI) ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Agricultural and Food Chemistry (วารสารเคมีอาหารและการเกษตร) ระบุถึงความจำเป็นของการมีเครื่องมือวัดแบบวัตถุวิสัย เนื่องจากผู้ทดสอบแต่ละคนมีความไวต่อรสชาติที่แตกต่างกัน และยังประสบปัญหา "ความล้าของการรับรส" เมื่อต้องชิมอาหารเผ็ดติดต่อกันเป็นเวลานาน ทำให้ผลลัพธ์ที่ได้มีความผันผวนสูงและขาดความน่าเชื่อถือในระดับอุตสาหกรรม

นวัตกรรม "ลิ้นเทียม" นี้ได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของหลักการทางชีวเคมี โดยใช้ประโยชน์จาก "ไมเซลล์ของโปรตีนเคซีน" (Casein Micelles) ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบได้ในนม โครงสร้างของโปรตีนนี้ถูกนำมาใช้เพื่อจำลองกลไกการรับสัมผัสความเผ็ดของมนุษย์ในระดับโมเลกุล

ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนา “ลิ้นเทียมจากโปรตีนนม” ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับความเผ็ดของอาหารได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว โดยใช้โปรตีนเคซีนในนมเป็นตัวดึงดูดและจับแคปไซซินซึ่งเป็นสารให้ความเผ็ด เทคโนโลยีนี้สามารถวิเคราะห์สัญญาณทางเคมีและเปลี่ยนเป็นข้อมูลระดับความเผ็ดที่ตรวจสอบได้ทันที ช่วยให้ผู้ผลิตอาหารควบคุมรสชาติได้อย่างสม่ำเสมอ ลดความเสี่ยงต่อผู้บริโภคที่ไวต่ออาหารที่มีรสจัด อีกทั้งยังช่วยกำหนดมาตรฐานด้านความปลอดภัยของอาหารรสเผ็ดได้ชัดเจนมากขึ้น

เทคโนโลยีลิ้นเทียมชนิดใหม่นี้ใช้หลักการทำงานคล้ายลิ้นมนุษย์ โดยอาศัยโปรตีนจากนมมาเป็นตัวรับแคปไซซิน ซึ่งเป็นสารประกอบที่ทำให้เกิดความเผ็ดในพริก เมื่อแคปไซซินถูกดึงดูดเข้าหาโปรตีน เซนเซอร์จะตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงทางไฟฟ้าเคมีและแปลงเป็นค่าความเผ็ดที่อ่านได้ทันที นักวิจัยระบุว่าเทคโนโลยีนี้ช่วยลดความคลาดเคลื่อนจากการใช้คนชิม และทำให้การประเมินความเผ็ดมีความสม่ำเสมอมากขึ้นแม้อาหารจะมีความหลากหลาย

ลิ้นเทียมมีลักษณะคล้ายแผ่นเจลขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และออกแบบให้ใช้งานได้สะดวก โดยภายในบรรจุเซนเซอร์ทางไฟฟ้าเคมีที่ตอบสนองต่อโปรตีนเคซีนซึ่งจับตัวกับแคปไซซินได้อย่างรวดเร็ว การวัดแต่ละครั้งใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาที ทำให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในสายการผลิตอาหารที่ต้องตรวจสอบค่าความเผ็ดแบบต่อเนื่อง จุดเด่นสำคัญคือความสามารถในการแยกแยะความแตกต่างของระดับความเผ็ดได้ละเอียดมากกว่าเดิม รวมถึงให้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้ แม้ในตัวอย่างจะมีความซับซ้อน เช่น ซอส เครื่องจิ้ม และเมนูที่มีส่วนผสมหลายชนิด

งานวิจัยชี้ว่าโปรตีนเคซีนสามารถจับแคปไซซินได้ดี เนื่องจากมีคุณสมบัติละลายไขมันซึ่งคล้ายกับการที่นมช่วยลดความแสบร้อนในปากมนุษย์ นักวิจัยจึงนำหลักการนี้มาประยุกต์ในรูปแบบของเซนเซอร์ โปรตีนถูกเสริมด้วยอิเล็กโทรดชนิดพิเศษ ทำให้สามารถตรวจวัดสัญญาณระดับไมโครได้อย่างแม่นยำ สามารถนำไปใช้ประเมินสูตรอาหารใหม่ วิเคราะห์คุณภาพวัตถุดิบ หรือใช้ในงานวิจัยด้านการรับรู้รสชาติของมนุษย์ได้อย่างกว้างขวาง

นอกจากอุตสาหกรรมอาหาร เทคโนโลยีนี้ยังตอบโจทย์งานด้านสาธารณสุขและความปลอดภัย โดยช่วยตรวจหาปริมาณสารให้ความเผ็ดที่มากเกินไปในผลิตภัณฑ์อาหารสำเร็จรูป ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการระคายเคืองหรือปัญหาสุขภาพในบางกลุ่มผู้บริโภค อีกทั้งยังช่วยหน่วยตรวจสอบมาตรฐานอาหารประเมินความเผ็ดของผลิตภัณฑ์ที่วางจำหน่ายในตลาดได้อย่างเป็นระบบ

ในอนาคต นักวิจัยตั้งเป้าปรับขนาดเซนเซอร์ให้เล็กลง ประหยัดพลังงานมากขึ้น และสามารถตรวจวัดสารกระตุ้นประสาทสัมผัสอื่น เช่น รสขม หรือรสมัน เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานให้ครอบคลุมยิ่งขึ้น และสร้างมาตรฐานความปลอดภัยที่ตรวจสอบได้ นวัตกรรมนี้จึงมีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงแนวทางการประเมินรสชาติของอุตสาหกรรมอาหารได้ในอนาคต

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: newatlas, acs, azosensors
ที่มาภาพ: acs
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech