นวัตกรรมอาหาร 3 มิติ: สู่การบริโภคแห่งอนาคต

    เทคโนโลยีการพิมพ์อาหาร 3 มิติ (3D Printing Food) กำลังกลายเป็นกระแสสำคัญในอุตสาหกรรมอาหาร ที่ไม่เพียงปฏิวัติวิธีการผลิต แต่ยังถูกมองว่าเป็นทางออกในการแก้ไขปัญหาวิกฤตอาหารโลก และตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของผู้บริโภคในอนาคต การสร้างสรรค์อาหารแบบ “ชั้นต่อชั้น” ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เริ่มต้นจากงานวิจัยด้านอวกาศ ก่อนจะพัฒนาสู่การใช้งานจริงบนโลก ตั้งแต่โภชนาการเฉพาะบุคคล การผลิตเนื้อเทียม ไปจนถึงการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

จุดกำเนิดจากอวกาศสู่การใช้งานบนโลก
    แนวคิดนี้มีจุดเริ่มต้นจากโครงการขององค์การ NASA ในปี 2013 ที่มุ่งหาวิธีการจัดหาอาหารที่มีคุณค่าทางโภชนาการครบถ้วนและเก็บรักษาได้นาน สำหรับนักบินอวกาศในภารกิจระยะยาว เช่น การเดินทางไปดาวอังคารที่ต้องใช้เวลาหลายปี NASA จึงให้ทุนสนับสนุนบริษัท Systems and Materials Research Corporation (SMRC) เพื่อพัฒนาเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่สามารถผลิตอาหารจากแป้ง โปรตีน และไขมัน พร้อมเสริมรสชาติ กลิ่น และสารอาหารด้วยเทคโนโลยีอิงค์เจ็ต

Anjan Contractor วิศวกรอาวุโสของ SMRC นำเทคโนโลยีนี้มาต่อยอดบนโลก โดยสร้างเครื่องพิมพ์พิซซ่า 3 มิติที่บ้านของตนเอง และต่อมาได้ก่อตั้งบริษัท BeeHex ในรัฐโอไฮโอ ซึ่งพัฒนาเครื่องพิมพ์ “Chef 3D” สำหรับตกแต่งคุกกี้และเค้กด้วยลวดลายซับซ้อน รวมถึงพัฒนาระบบผลิตบาร์อาหารเสริมเฉพาะบุคคล (Recovery Bar) ที่ปรับแต่งตามพันธุกรรม การเผาผลาญ และกิจกรรมทางกาย ร่วมกับการวิจัยของกองทัพสหรัฐฯ

กลไกและเทคนิคของการพิมพ์อาหาร 3 มิติ

    เครื่องพิมพ์อาหาร 3 มิติทำงานคล้ายเครื่องพิมพ์ 3 มิติทั่วไป แต่เปลี่ยนจากพลาสติกมาใช้วัตถุดิบอาหาร โดยการพิมพ์ทีละชั้นช่วยให้ได้อาหารที่มีโครงสร้างซับซ้อน ควบคุมรูปร่างและคุณค่าทางโภชนาการได้อย่างแม่นยำ เทคนิคหลัก ได้แก่

• Extrusion-based: แพร่หลายที่สุด ราคาย่อมเยา ใช้หลักการอัดรีด เหมาะกับช็อกโกแลต พาสต้า เนื้อสัตว์ และอาหารสำหรับผู้สูงอายุ
• Powder Bed Fusion: ใช้เลเซอร์ยิงผงวัตถุดิบให้หลอมรวมกัน เหมาะกับงานที่ต้องการความละเอียดสูง เช่น ขนมหวานซับซ้อน
• Binder Jetting: ใช้ตัวประสานพ่นบนผงอาหารเพื่อเชื่อมเข้าด้วยกัน เหมาะสำหรับเบเกอรี่ที่ต้องการเนื้อสัมผัสพิเศษ

วัตถุดิบที่ใช้มีความหลากหลาย ตั้งแต่ผัก ผลไม้ ธัญพืช โปรตีนจากเนื้อสัตว์ ปลา ถั่ว แมลง ไปจนถึงนมและของหวาน

การประยุกต์ใช้แก้ปัญหาวิกฤตอาหารโลก

การพิมพ์อาหาร 3 มิติสามารถช่วยบรรเทาผลกระทบจากประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น ภาวะโลกร้อน ความขัดแย้ง และปัญหาการผลิตอาหารแบบเดิม โดยมีข้อดีหลายด้าน เช่น

• ผลิตเนื้อเทียมและเนื้อจากเซลล์: เช่น Alt-Steak จาก Redefine Meat (อิสราเอล) หรือแซลมอนเทียมในซูเปอร์มาร์เก็ต รวมถึงเนื้อจากเซลล์สัตว์ในห้องแล็บ เช่น เนื้อวากิวจากมหาวิทยาลัย
  โอซาก้า ซึ่งช่วยลดการทำฟาร์มแบบดั้งเดิมและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
• อาหารเพื่อสุขภาพเฉพาะบุคคล: ผู้บริโภคสามารถเลือกสารอาหารตามความต้องการ เช่น แซลมอนเทียมที่โปรตีนสูง โอเมก้า 3 สูง คอเลสเตอรอลต่ำ และปลอดสารปนเปื้อน
• ลดของเหลือทิ้ง: สามารถนำเศษอาหารมาใช้เป็นวัตถุดิบ ลดต้นทุนและลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์เมื่อเทียบกับปศุสัตว์
• อาหารสำหรับนักบินอวกาศ: ยังคงมีบทบาทสำคัญในภารกิจนอกโลก

ข้อจำกัดและความท้าทาย

แม้มีศักยภาพสูง แต่เทคโนโลยีนี้ยังเผชิญข้อจำกัด เช่น

• ไม่เหมาะกับอาหารที่มีน้ำมากหรือเนื้อนิ่ม
• อายุการเก็บรักษาสั้น
• ใช้เวลาผลิต ไม่ตอบโจทย์อาหารเร่งด่วน
• เครื่องพิมพ์มีราคาสูง
• การเพาะเลี้ยงเนื้อสัตว์ยังมีต้นทุนสูง ราคาจึงไม่เข้าถึงง่าย

อนาคตของอาหาร 3 มิติ

    แม้มีอุปสรรค แต่ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าศักยภาพของเทคโนโลยีนี้จะปฏิวัติวงการอาหาร โดยเฉพาะในด้านอวกาศ ส่วนตัวผู้เขียนมองว่าในอนาคตมีความเป็นไปได้ว่าหากเทคโนโลยีการพิมพ์อาหาร 3 มิติเกิดการพัฒนา อาจมีเครื่องพิมพ์ที่พัฒนาจากเครื่องพิมพ์อาหารมาสู่เนื้อเยื่อและอวัยวะเพื่อการแพทย์ ขณะที่นวัตกรรมดิจิทัลก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง อาหาร 3 มิติจะกลายเป็นตัวเลือกที่แพร่หลาย ช่วยเลี้ยงดูประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น และสร้างความมั่นคงทางอาหารอย่างยั่งยืนในอนาคต

ติดตามข่าวสารใหม่ๆได้ที่ Avery it tech #เพราะเทคโนโลยีอยู่รอบตัวคุณ
#Tech #ITSolution #Technology