แม้ผลิตภัณฑ์อาหารเชิงหน้าที่ (Functional Foods) และผลิตภัณฑ์เสริมอาหารจะมีการระบุปริมาณสารออกฤทธิ์สำคัญและคุณประโยชน์ไว้บนฉลากอย่างชัดเจน แต่ข้อมูลบนฉลากเหล่านั้นยังไม่สามารถทำให้เรามั่นใจได้ว่า เมื่อสารเหล่านี้เข้าสู่ร่างกายแล้วจะเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไรระหว่างการย่อย หรือถูกปลดปล่อยออกมาในรูปแบบที่ร่างกายสามารถนำไปใช้ประโยชน์ (Bioaccessibility) ได้มากน้อยเพียงใด
เพื่อหาคำตอบดังกล่าว ห้องปฏิบัติการวิจัยด้านอาหารและการเกษตร สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) ได้นำ ระบบจำลองการย่อยอาหารในกระเพาะและลำไส้เล็กของมนุษย์ (Tiny TIM) มาใช้ในการศึกษา ระบบนี้ช่วยให้นักวิจัยและผู้พัฒนาสูตรอาหารสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงของผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาวะที่จำลองการทำงานของระบบทางเดินอาหารได้อย่างสมจริง โดยมีการควบคุมตัวแปรและเก็บตัวอย่างเป็นระยะตลอดกระบวนการย่อย
รูปที่ 1 ระบบจำลองการย่อยในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็กของมนุษย์ (Tiny TIM)
ตัวอย่างที่เก็บได้ในแต่ละช่วงเวลา สามารถนำไปวิเคราะห์ด้วยเทคนิคทางห้องปฏิบัติการทั่วไป ควบคู่กับเทคนิคแสงซินโครตรอน เช่น SR-FTIR, SR-XRF และ SR-SAXS/WAXS เพื่อเจาะลึกถึงการเปลี่ยนแปลงของสารสำคัญ ตลอดจนลักษณะองค์ประกอบและโครงสร้างทางกายภาพของตัวอย่าง ทั้งนี้ การเลือกใช้เทคนิควิเคราะห์จะถูกปรับให้เหมาะสมกับคำถามงานวิจัยและชนิดของตัวอย่างนั้น ๆ
รูปที่ 2 การวิเคราะห์ Principal Component Analysis (PCA) ของข้อมูล FTIR microspectroscopy ในระยะการย่อย (180–300 นาที) แสดงการแยกกลุ่มอย่างชัดเจนระหว่างตัวอย่างแคปซูลผลิตภัณฑ์ก่อนการย่อย (สีเขียว) กลุ่มควบคุม blank ที่ไม่เติมผลิตภัณฑ์ (สีน้ำเงิน) และตัวอย่างหลังการย่อยที่เก็บในช่วง 180–300 นาที (สีแดง)
ในช่วงปีที่ผ่านมา สถาบันฯ ได้ใช้ระบบ Tiny TIM ทดสอบการย่อยผลิตภัณฑ์อาหารที่หลากหลาย อาทิ การประเมินการปลดปล่อยและการเข้าถึงทางชีวภาพของแคลเซียมและแมกนีเซียมในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร Borise Plus, การศึกษาการย่อยของซูริมิสูตรโปรตีนสูง และการศึกษาการย่อยโปรตีนทางเลือกจากหนอนแมลงวันลาย ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่าระบบจำลองนี้มีศักยภาพในการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ที่มีองค์ประกอบซับซ้อนและแตกต่างกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ
รูปที่ 3 ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารผงข้าวไรซ์เบอร์รี่ (Borise Plus)
จากคำถามว่า “มีอะไร” สู่ “เกิดอะไรขึ้นหลังย่อย”
การผสานเทคโนโลยีระบบ Tiny TIM เข้ากับเทคนิคแสงซินโครตรอน ช่วยยกระดับการประเมินผลิตภัณฑ์อาหาร จากการตอบเพียงคำถามพื้นฐานที่ว่า “ผลิตภัณฑ์มีสารอะไรและปริมาณเท่าใด” ไปสู่การหาคำตอบเชิงลึกที่ว่า “เมื่อผ่านการย่อยแล้ว สารสำคัญเหล่านั้นมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง หรือถูกปลดปล่อยออกมาอย่างไร” เพื่อให้ร่างกายนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างแท้จริง