การบูรณาการกระบวนการไบโอรีไฟเนอรี่และการใช้ประโยชน์จากกากถั่วเหลืองเพื่อผลิตโปรตีนจากพืชด้วยวิธีทางชีวภาพสำหรับนวัตกรรมอาหารแห่งอนาคต

ในอนาคตความต้องการบริโภคโปรตีนมีค่าเพิ่มสูงยิ่งขึ้น เนื่องจากการเพิ่มจำนวนอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะในกลุ่มประเทศกำลังพัฒนา รวมถึงบางพื้นที่ของประเทศไทยที่ประชาชนมีรายได้น้อยยังขาดแคลนโปรตีนและเนื้อสัตว์สำหรับการบริโภค ทำให้ต้องการพื้นที่ในการเลี้ยงสัตว์เพิ่มมากขึ้นขณะที่พื้นที่สำหรับการเกษตรมีอยู่อย่างจำกัด จึงนำไปสู่การทำลายป่าไม้ (Deforestation) เพื่อเพิ่มพื้นที่เลี้ยงสัตว์ จากการประชุม “The 2030 Agenda for Sustainable Development” ที่จัดโดยสหประชาชาติ (United Nations) ได้เสนอรูปแบบและเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืน (Sustainable Development Goals: SDGs) เพื่อขจัดความยากจน ลดความไม่เสมอภาคในสังคม และที่สำคัญคือขจัดความอดอยากและสร้างความมั่นคงทางอาหาร (Food security) (https://sdgs.un.org/2030agenda) บนพื้นฐานการผลิตที่ไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและความเป็นอยู่ของประชาชนในรุ่นถัดไป

Modern plant based meat alternative”  หรือ “Next generation meat” กำลังได้รับการศึกษาและวิจัยเป็นอย่างมาก เนื่องจากในหลายประเทศมีความต้องบริโภคโปรตีนทางเลือก และต้องการลดการบริโภคเนื้อสัตว์เพื่อลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ โดยมีการนิยามคำศัพท์ “Cli-meat” ซึ่งหมายถึงเนื้อสัตว์ที่เป็นมิตรต่อสภาพภูมิอากาศ (Climate-friendly meat) การพัฒนาและสร้างสรรนวัตกรรมการผลิตอาหารโดยเฉพาะโปรตีนหรือเนื้อสัตว์ทางเลือก (meat alternative) จึงเป็นอีกหนึ่งแนวทางเพื่อตอบโจทย์ความต้องการอาหารและการบริโภคเนื้อแดง และยังเป็นการเพิ่มตัวเลือกอาหารใหม่ ๆ ที่ช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนอาหารโดยเฉพาะโปรตีนในอนาคต

พืชเป็นแหล่งของโปรตีนที่ดีโดยเฉพาะพืชตระกูลถั่ว เช่น ถั่วเขียวและถั่วเหลือง ซึ่งโปรตีนอยู่สูงถึงร้อยละ 40 โดยในประเทศไทยมีการใช้ถั่วเหลืองเป็นจำนวนมากในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น เต้าหู้ และน้ำมันพืชสำหรับบริโภค อย่างไรก็ดี พบว่าประเทศไทยมีกากถั่วเหลืองซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากอุตสาหกรรมอาหารสูงถึง 2.0 ล้านตัน/ปี (ข้อมูลปี พ.ศ. 2563-2564) ซึ่งส่วนใหญ่มักถูกนำไปผลิตเป็นอาหารสัตว์มีราคาอยู่ที่ 30-50 บาท/กิโลกรัม และหากสามารถนำกากถั่วเหลืองมาผ่านกระบวนการแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ PbM ที่มีราคาอยู่ที่ 150-200 บาท/กิโลกรัม

เพื่อตอบสนองนโยบายและการขับเคลื่อนการสร้างเศรษฐกิจหมุนเวียนทางชีวภาพ หรือBio-Circular-Green economy (BCG) ของประเทศ โดยมุ่งเน้นการนำวัสดุต่าง ๆ ที่เกิดจากห่วงโซ่การผลิต (การถั่วเหลือง) กลับมาสร้างมูลค่าและใช้ประโยชน์ให้มากที่สุด ควบคู่ไปกับการพัฒนาสังคมและการรักษาสิ่งแวดล้อมได้อย่างสมดุลให้เกิดความมั่นคงและยั่งยืนไปพร้อมกัน นั้น โครงการวิจัยเรื่อง “การบูรณาการกระบวนการไบโอรีไฟเนอรี่และการใช้ประโยชน์จากกากถั่วเหลืองเพื่อผลิตเนื้อสัตว์ทางเลือกจากพืชด้วยวิธีทางชีวภาพสำหรับนวัตกรรมอาหารแห่งอนาคต” มีแผนดำเนินงานวิจัยเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมการผลิตโปรตีนจากพืชและจุลินทรีย์สำหรับเป็นอาหารทางเลือก โดยนำกากถั่วเหลืองซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ (by-product) จากอุตสาหกรรมน้ำมันเพื่อการบริโภคมาทำการแยกองค์ประกอบทางเคมีด้วยกระบวนการไบโอรีไฟเนอรี่โดยใช้ green solvent และนำองค์ประกอบทางเคมีที่แยกได้ไปเพิ่มปริมาณและชนิดสารสำคัญ เช่น กรดอะมิโน เปปไทด์ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (Bioactive peptide) วิตามิน สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (bioactive compounds) รวมถึงการลดสารก่อให้เกิดภูมิแพ้และสารต้านโภชนาการผ่านวิธีทางชีวภาพโดยใช้เอนไซม์และการหมักด้วยจุลินทรีย์ด้วยกรรมวิธี hybrid และ consolidated bioprocessing และศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการทำงานของเอนไซม์และจุลินทรีย์ต่อการสร้างกรดอะมิโน และเปปไทด์ที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ (Peptidomics) และโปรไฟล์ของสารให้กลิ่นที่ขึ้นระหว่างการหมัก (Microbial flavoring compound) และพัฒนาสูตรและกรรมวิธีการขึ้นรูปเนื้อสัมผัสผ่านกระบวนการอัดรีด (extrusion) รวมถึงการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ของโครงการ (feasibility analysis) และเสนอทางเลือกวิธีการเพิ่มมูลค่าผลพลอยได้จากอุตสาหกรรม ซึ่งสอดคล้องกับแนวทางยุทธศาสตร์ การวิจัยและพัฒนาของประเทศภายใต้ BCG Model และสามารถพึ่งพาตัวเองได้ในสถานการณ์ที่มีความไม่มั่นคงทางเศรษฐกิจและสังคม

        โครงการวิจัยนี้เป็นความร่วมมือของนักวิจัยที่มีความเชี่ยวชาญจาก ๔ สถาบัน (Consortium) ได้แก่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ มหาวิทยาลัยนเรศวร และมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ วิทยาเขตปัตตานี ซึ่งเป็นการสร้างความเชื่อมโยงเครือข่ายการวิจัยขั้นแนวหน้าด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และพัฒนาเป็นกลุ่มวิจัย “High Caliber Impact Oriented Researchers” ที่สร้างนวัตกรรมและงานวิจัยเชิงลึกขั้นแนวหน้าและมีผลกระทบ และเตรียมความพร้อมในการรับความท้าทายใหม่ ๆ ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต 

       โครงการวิจัยมุ่งเน้นการสร้างองค์ความรู้เชิงลึกและการตีพิมพ์ผลงานวิจัยขั้นแนวหน้าที่มีคุณภาพสูง เช่น วารสารกลุ่มอันดับสูงสุดร้อยละ 10 (Tier 1) หรือในระดับควอไทล์1 (Q1) โดยมีความคาดหวังตีพิมพ์ผลงานจำนวน 6 บทความ การนำเสนอผลงานในที่ประชุมวิชาการระกดับนานาชาติจำนวน 2 เรื่อง มีต้นแบบผลิตภัณฑ์กรรมวิธีการผลิตโปรตีนทางเลือกระดับห้องปฏิบัติการอย่างน้อย 1 ชิ้น และผลิตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา(ปริญญาโท) อย่างน้อย 3 คน โดยกำหนดการส่งมอบในปี 2567 ภายใต้งบประมาณที่เสนอขอจำนวน 2,800,000 บาทในระยะเวลาทำการวิจัย 1 ปี