Precision Fermentation ผลิตโปรตีนนมและไข่โดยไม่ต้องเลี้ยงสัตว์

เวลาเดินเข้าซูเปอร์มาร์เก็ตแล้วเห็นคำว่า Plant-based หลายคนอาจนึกถึงนมถั่วเหลือง เบอร์เกอร์ถั่ว หรือไข่จากแป้งและพืชเป็นหลัก อาหารกลุ่มนี้มีบทบาทสำคัญในการลดการพึ่งพาปศุสัตว์ แต่ยังมีโจทย์หนึ่งค้างอยู่เสมอ นั่นคือรสชาติ กลิ่น เนื้อสัมผัส และพฤติกรรมของโปรตีนบางชนิดยังไม่เหมือนต้นฉบับจากวัวหรือไก่ โดยเฉพาะชีสที่ต้องยืด นมที่ต้องตีฟอง ไอศกรีมที่ต้องเนียน หรือไข่ขาวที่ต้องขึ้นโฟม เทคโนโลยี Precision Fermentation จึงเข้ามาเปลี่ยนวิธีคิดของวงการอาหาร จากเดิมที่พยายามนำพืชมาปรุงให้คล้ายอาหารจากสัตว์ ไปสู่การสร้าง “ส่วนประกอบเฉพาะตัว” ในถังหมัก โรงงานอาจใช้ยีสต์ แบคทีเรีย หรือราเป็นโรงงานเซลล์ขนาดจิ๋ว แล้วใส่ข้อมูลพันธุกรรมที่ทำให้จุลินทรีย์สร้างโปรตีนเป้าหมาย เช่น เบตา-แลกโตโกลบูลิน เคซีน หรือโปรตีนไข่ขาว กระบวนการนี้มีรากฐานจากอุตสาหกรรมชีวภาพและการหมักที่ใช้มานาน เพียงขยับความแม่นยำให้สูงขึ้นจนเลือกผลิตโมเลกุลที่ต้องการได้

ภาพรวมของกระบวนการเริ่มจากนักวิทยาศาสตร์อ่านข้อมูลของโปรตีนในนม หรือโปรตีนในไข่ แล้วออกแบบลำดับพันธุกรรมสำหรับจุลินทรีย์ จากนั้นนำจุลินทรีย์สายพันธุ์ดังกล่าวเข้าสู่ถังหมักที่ควบคุมอุณหภูมิ ค่า pH ออกซิเจน และสารอาหารอย่างละเอียด เมื่อจุลินทรีย์เติบโต มันจะสร้างโปรตีนเป้าหมายออกมาในน้ำหมัก โรงงานจึงแยกและทำให้บริสุทธิ์ ก่อนนำโปรตีนไปผสมกับน้ำ น้ำตาล แร่ธาตุ ไขมันจากพืช หรือส่วนประกอบอื่นเพื่อทำเป็นอาหารจริง จุดเด่นอยู่ที่การสร้างโปรตีนโดยไม่ต้องมีวัวหรือไก่อยู่ในสายการผลิต แต่คำว่า “ไม่มีสัตว์” ไม่ได้แปลว่าอาหารหนึ่งกล่องมีเพียงโปรตีนชนิดเดียว และไม่ได้แปลว่าผลิตภัณฑ์ทุกชนิดมีคุณสมบัติครบเหมือนนมสดหรือไข่ทั้งฟองทันที นักพัฒนาต้องออกแบบสูตรเพิ่มเติมเพื่อเลียนแบบน้ำ ไขมัน เกลือ แร่ธาตุ กลิ่น และโครงสร้างของอาหารต้นแบบ ส่วนคำว่าเหมือน 100% ควรใช้กับโปรตีนเป้าหมายที่มีโครงสร้างและหน้าที่ตรงกับโปรตีนจากสัตว์ในระดับโมเลกุล มากกว่าจะใช้เหมารวมกับผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปทั้งชิ้น โปรตีนนมจาก Precision Fermentation มีประโยชน์ด้านการทำอาหารหลายด้าน เบตา-แลกโตโกลบูลินช่วยเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการและการละลาย เคซีนช่วยสร้างโครงสร้างให้ชีสจับตัวและยืดได้ หากใช้สูตรที่เหมาะสม ผู้ผลิตอาจทำเครื่องดื่มที่ไม่มีแลคโตส หรือผลิตภัณฑ์โปรตีนที่ไม่ต้องอาศัยนมจากฟาร์ม ส่วนโปรตีนไข่ขาวมีบทบาทด้านการขึ้นฟู การจับตัว และการทำให้อาหารคงรูป จึงมีโอกาสนำไปใช้ในขนมอบ ซอส และอาหารแปรรูปที่ต้องการคุณสมบัติทางเทคนิคเฉพาะ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมีแนวโน้มดีขึ้นในหลายด้าน เพราะระบบไม่ต้องใช้พื้นที่ปลูกอาหารให้วัว ไม่ต้องจัดการมูลสัตว์ และไม่ต้องพึ่งห่วงโซ่อาหารสัตว์แบบเดิม งานทบทวนทางวิชาการหลายชิ้นประเมินว่าโปรตีนจากการหมักแบบแม่นยำอาจลดการใช้ที่ดินและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ โดยผลจริงขึ้นกับแหล่งพลังงาน วัตถุดิบในถังหมัก ประสิทธิภาพการผลิต การทำให้บริสุทธิ์ และระยะทางขนส่ง หากโรงงานใช้ไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิลในสัดส่วนสูง ความได้เปรียบด้านสภาพภูมิอากาศก็อาจลดลง เรื่องความปลอดภัยต้องพิจารณาเป็นรายผลิตภัณฑ์ ไม่ใช่ตัดสินจากคำว่า “หมัก” เพียงคำเดียว หน่วยงานกำกับดูแลจะดูตั้งแต่สายพันธุ์จุลินทรีย์ ลำดับพันธุกรรม สารตกค้างจากกระบวนการ โปรไฟล์โภชนาการ ความเป็นพิษ ความสามารถในการก่อภูมิแพ้ และความคงตัวของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น โปรตีนเวย์ที่มีโครงสร้างเหมือนโปรตีนนมอาจยังเป็นสารก่อภูมิแพ้สำหรับคนแพ้นม เพราะระบบภูมิคุ้มกันตอบสนองต่อโปรตีน ไม่ได้ตอบสนองต่อการมีหรือไม่มีวัวในโรงงาน ผู้แพ้นมจึงไม่ควรเห็นคำว่า animal-free แล้วคิดว่าปลอดภัยสำหรับตนเองโดยอัตโนมัติ กติกาของแต่ละประเทศก็มีผลต่อความเร็วในการวางขาย สหรัฐอเมริกาใช้กรอบ GRAS สำหรับส่วนผสมบางชนิด ขณะที่สหภาพยุโรปมักพิจารณาผลิตภัณฑ์ใหม่ผ่านระบบ Novel Food ซึ่งต้องยื่นข้อมูลความปลอดภัยและผ่านการประเมินก่อนอนุญาต การมีสินค้าวางขายในประเทศหนึ่งจึงไม่ได้หมายความว่าสินค้าชนิดเดียวกันจะขายได้ทั่วโลกทันที ส่วนฉลากก็เป็นประเด็นที่ต้องติดตาม ทั้งชื่อเรียก คำว่า dairy-free หรือ animal-free การแจ้งสารก่อภูมิแพ้ และการสื่อสารว่าอาหารมีส่วนผสมจากเทคโนโลยีชีวภาพอย่างไร ผู้บริโภคเองอาจไม่ได้แบ่งโลกอาหารเป็นสองขั้วระหว่างกินเนื้อกับกินพืชเสมอไป กลุ่มหนึ่งสนใจลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แต่อยากได้ชีสที่ยืดเหมือนเดิม อีกกลุ่มต้องการโปรตีนคุณภาพสูงโดยไม่บริโภคผลิตภัณฑ์จากสัตว์ และอีกกลุ่มยังให้ความสำคัญกับราคา ความคุ้นเคย และความโปร่งใสของฉลาก Precision Fermentation จึงอาจทำหน้าที่เป็นชั้นเทคโนโลยีเบื้องหลัง มากกว่าจะเป็นคำที่ทุกคนเห็นเด่นบนหน้าซอง อุปสรรคใหญ่ยังอยู่ที่ต้นทุนและกำลังการผลิต การทำให้จุลินทรีย์สร้างโปรตีนได้มากในถังหมักเป็นเรื่องหนึ่ง แต่การแยกโปรตีนให้บริสุทธิ์ การควบคุมคุณภาพทุกล็อต การใช้น้ำและพลังงานอย่างคุ้มค่า รวมถึงการสร้างโรงงานขนาดใหญ่ ล้วนมีค่าใช้จ่ายสูง ผู้ผลิตยังต้องจัดหาน้ำตาลหรือวัตถุดิบสำหรับเลี้ยงจุลินทรีย์ และต้องพิสูจน์ว่าระบบมีความคุ้มค่าเมื่อเดินเครื่องต่อเนื่อง ไม่ใช่แค่ทำได้ในห้องทดลอง ทิศทางที่น่าจับตามองจึงไม่ใช่การแทนที่ฟาร์มทั้งหมดในเวลาอันสั้น แต่อาจเป็นการแบ่งหน้าที่กันในห่วงโซ่อาหาร โปรตีนบางชนิดที่ต้องการความแม่นยำสูงอาจผลิตจากถังหมัก ส่วนวัตถุดิบอื่นยังมาจากพืชหรือระบบเกษตรแบบเดิม ร้านอาหารอาจใช้ชีสจากเคซีนที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ ขณะที่ผู้บริโภคเลือกอาหารจากรสชาติ ราคา คุณค่าทางโภชนาการ และจุดยืนด้านสิ่งแวดล้อมของตนเอง Precision Fermentation จึงไม่ใช่เวทมนตร์ และไม่ใช่คำรับรองว่าอาหารทุกชนิดดีต่อสุขภาพหรือโลกเสมอไป เทคโนโลยีนี้เป็นเครื่องมือสร้างโปรตีนที่มีหน้าที่เฉพาะ โดยย้ายโรงงานผลิตจากร่างกายสัตว์เข้าสู่ถังหมัก ความสำเร็จระยะยาวจะขึ้นกับสามเรื่องพร้อมกัน ได้แก่ ความปลอดภัยที่ตรวจสอบได้ ต้นทุนที่คนทั่วไปเข้าถึงได้ และความไว้วางใจจากผู้บริโภค หากทั้งสามด้านเดินไปด้วยกัน นม ชีส ไข่ และส่วนผสมอาหารบางประเภทอาจเริ่มมีต้นกำเนิดจากโรงงานชีวภาพโดยที่หน้าตาบนจานยังคงคุ้นเคยเหมือนเดิม