The Next Development in Dairy-Based Lactose-Free Ice Cream Production Technology ก้าวต่อไปของเทคโนโลยีการผลิตไอศกรีมปราศจากแลคโตส

The Next Development in Dairy-Based Lactose-Free Ice Cream Production Technology
ก้าวต่อไปของเทคโนโลยีการผลิตไอศกรีมปราศจากแลคโตส

Law Dan Qi
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
danqi.fin@gmail.com

ชลธิชา อุทัยศรีผดุงกุล
Chonthicha Uthaisripadungkul
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
chonthicha.fin@gmail.com

รศ.ดร. ยุทธนา พิมลศิริผล
Assoc. Prof. Yuthana Phimolsiripol, Ph.D.
Director
Food Innovation and Packaging Center (FIN)
Chiang Mai University
fininfo.fin@gmail.com

     ไอศกรีมเป็นขนมหวานที่ใครหลายคนชื่นชอบ จากข้อมูลการสำรวจตลาดไอศกรีมทั่วโลกในปี พ.ศ. 2566 พบว่ามีมูลค่าสูงถึง 73.4 พันล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐและมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็น 98.7 พันล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐภายในปี พ.ศ. 2575 ด้วยอัตราการเติบโตเฉลี่ยร้อยละ 3.1 ต่อปี (พ.ศ. 2567-2575) การเติบโตของอุตสาหกรรมไอศกรีมนี้มีอิทธิพลจากผู้บริโภคที่มีความต้องการอาหารสะดวกซื้อเพิ่มขึ้น ตลอดจนมการใช้จ่ายฟุ่มเฟือยที่สูงขึ้น รวมทั้งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เข้ามาปฏิวัติอุตสาหกรรมไอศกรีม โดยเฉพาะไอศกรีมเพื่อสุขภาพกลุ่มต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นไอศกรีมที่มีพลังงานต่ำ ไขมันต่ำ และน้ำตาลต่ำ รวมถึงไอศกรีมที่ปราศจากนม ปราศจากน้ำตาลแลคโตส และปราศจากกลูเตน ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นเทรนด์อันดับต้นๆ ที่ได้รับแรงผลักดันมาจากความใส่ใจด้านสุขภาพของผู้บริโภค

สำรวจตลาดผลิตภัณฑ์ปราศจากแลคโตสจากทั่วโลก
     ในปี พ.ศ. 2565 ที่ผ่านมา ขนาดตลาดของผลิตภัณฑ์ปราศจากแลคโตสในกลุ่มอุตสาหกรรมนมจากทั่วโลกมีมูลค่ากว่า 14.2 พันล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐ และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นจาก 15.07 พันล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐภายในปี พ.ศ. 2566 เป็น 21.59 พันล้านเหรียญดอลลาร์สหรัฐภายในปี พ.ศ. 2573 ด้วยอัตราการเติบโตร้อยละ 6.17 อันเนื่องมาจากผู้บริโภคมีอาการแพ้น้ำตาลแลคโตสเพิ่มมากขึ้น จากการศึกษา พบว่า ประชากรส่วนใหญ่มักจะแพ้แลคโตส (ร้อยละ 57) โดยผลสำรวจพบว่า ประชากรในทวีปแอฟริกาส่วนใหญ่ (100%) มีการแพ้น้ำตาลแลคโตส รองลงมาเป็นประชากรในทวีปเอเชียร้อยละ 70 และประชากรในทวีปอเมริการ้อยละ 50 ตามลำดับ ซึ่งการแพ้แลคโตสเกิดจากร่างกายขาดเอนไซม์แลคเตสซึ่งจะทำให้ความสามารถในการย่อยน้ำตาลแลคโตสบกพร่องและรู้สึกไม่สบายท้อง เช่น ปวดท้อง ท้องเสีย และท้องอืด ด้วยเหตุนี้ ผู้ที่มีอาการแพ้น้ำตาลแลคโตสแต่ละคนจึงเลือกที่จะหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ที่ทำมาจากนม หรือหันไปรับประทานผลิตภัณฑ์ที่ปราศจากน้ำตาลแลคโตสเพื่อป้องกันอาการที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้

แนวทางการพัฒนาผลิตภัณฑ์ไอศกรีมนมปราศจากน้ำตาลแลคโตสด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง

1. เทคโนโลยีการกรอง
     การย่อยน้ำตาลแลคโตสจะทำให้ระดับความหวานของนมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ซึ่งอาจจะไม่เหมาะกับผู้ที่ไม่ชอบความหวาน การกรองถือเป็นอีกหนึ่งทางเลือกในการกำจัดน้ำตาลแลคโตสโดยไม่จำเป็นต้องเติมสารให้ความหวานชนิดอื่น ซึ่งเทคโนโลยีการกรองนี้นิยมนำไปใช้ในอุตสาหกรรมนม โดยตัวกรองหรือเมมเบรนที่ใช้จะขึ้นอยู่กับขนาดอนุภาคของส่วนประกอบ โดยทั่วไป ขนาดอนุภาคของน้ำตาลแลคโตสจะอยู่ที่ประมาณ 1.18 นาโนเมตร ดังนั้น จึงเหมาะสำหรับการกรองแบบอัลตราฟิลเตรชันและนาโนฟิลเตรชัน

2. การแยกด้วยโครมาโทกราฟี
     การแยกด้วยโครมาโทกราฟีจะใช้ตัวกลางในการแยกแตกต่างกัน ซึ่งเป็นเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดในอุตสาหกรรมนม โดยโครมาโตกราฟีจะแยกส่วนประกอบต่างๆ ตามความจำเพาะและระยะเวลาในการเคลื่อนที่ของสารผ่านคอลัมน์ โดยคอลัมน์แลกเปลี่ยนไอออนบวกสามารถใช้แยกน้ำตาลแลคโตสได้ เนื่องจากการเกิดโครงสร้างเชิงซ้อนระหว่างน้ำตาลแลคโตสกับไอออนบวก ซึ่งทำให้การเคลื่อนที่ของน้ำตาลแลคโตสในคอลัมน์ช้าลงและถูกแยกออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ในน้ำนมได้

     Ice cream is a treat well-loved by many around the world. The global ice cream market size reached US$ 73.4 Billion in 2023 and is predicted to reach US$ 98.7 Billion by 2032, displaying a compound annual growth rate (CAGR) of 3.1% from 2024-2032. The steady growth is attributed to the increasing consumer demand for convenience food, increased disposable income for indulgent treats, and technological advancements that have revolutionized the ice cream industry. Healthier ice cream alternatives, such as low-calorie, low-fat, low-sugar, dairy-free, lactose-free, and gluten-free, are the top market trend driven by increasing health-consciousness among consumers.

Global Lactose-free Dairy Products 
     In the dairy industry, the global market size of lactose-free products was valued at US$ 14.2 billion in 2022 and is expected to reach US$ 15.07 billion in 2023 to US$ 21.59 billion by 2030 at a CAGR of 6.17%. The rise in demand is due to the increasing awareness of lactose intolerance among consumers. Some studies found that the majority of the world population is lactose intolerant (57%), with almost 100% in Africa, 70% in Asia and 50% in America. Lactose intolerance is caused by the lack of lactase enzyme in the body, leading to lactose malabsorption and discomforts like abdominal pain, diarrhea, and flatulence. Consequently, individuals choose to avoid dairy products or turn to lactose-free alternatives to prevent experiencing these unpleasant effects.

Advanced Technologies in Dairy-based Lactose-free Ice Cream Development

1. Filtration Technologies
     Lactose hydrolysis doubles the sweetness of milk, which may not suit consumers who prefer fewer sweet profiles. Filtration is an alternative to remove lactose without the added sweetness. It is widely applied in the dairy industry, and the membrane used depends on the particle size of the component. The particle size of lactose is about 1.18nm; hence, it is suitable for ultrafiltration and nanofiltration.

2. Chromatographic Separation
     Chromatographic separation using different separation mediums is a new and recent technology in the dairy industry. Chromatography separates components based on different affinities and residence times in the column. Strong cation exchange columns can be used to separate lactose as the formation of lactose-cation complexes slows the flow of lactose, separating it from the other milk components.