เทคโนโลยีการห่อหุ้ม: ปลดล็อกศักยภาพพรีไบโอติกส์และโพรไบโอติกส์ในผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชันEncapsulation Technology: Unlocking the Efficacy of Prebiotics and Probiotics for Next-Generation Functional Foods

เทคโนโลยีการห่อหุ้ม: ปลดล็อกศักยภาพพรีไบโอติกส์และโพรไบโอติกส์ในผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชัน

Encapsulation Technology: Unlocking the Efficacy of Prebiotics and Probiotics for Next-Generation Functional Foods

By:       ชญานี ฉิมพาลี
Chayanee Chimpalee
Faculty of Agro-Industry
Chiang Mai University
chayanee.c@cmu.ac.th

ผศ.ดร. ภัทรานิษฐ์ กลิ่นมาลัย
Asst. Prof. Phatthranit Klinmalai, Ph.D.                    
Faculty of Agro-Industry
Chiang Mai University
phatthranit.k@cmu.ac.th

          การพัฒนาอาหารเพื่อสุขภาพที่มีส่วนประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (bioactive compounds) ถือเป็นหัวใจสำคัญของอุตสาหกรรมอาหารยุคใหม่ อย่างไรก็ตาม สารเหล่านี้มักเผชิญข้อจำกัดด้านความไม่เสถียรต่อปัจจัยภายนอก เช่น ออกซิเจน แสง ความร้อน รวมถึงการสูญเสียประสิทธิภาพระหว่างการเก็บรักษาและการย่อยอาหาร โดยเฉพาะโพรไบโอติกส์และพรีไบโอติกส์ ซึ่งเป็นกลุ่มสารที่ได้รับความสนใจอย่างมากจากบทบาทในการเสริมสมดุลจุลินทรีย์ในลำไส้และส่งเสริมสุขภาพโดยรวม

          ความท้าทายสำคัญคือ การรักษาความมีชีวิตของโพรไบโอติกส์ตลอดกระบวนการแปรรูปและการเดินทางผ่านระบบทางเดินอาหาร ส่งผลให้ “เทคโนโลยีการห่อหุ้ม (Encapsulation Technology)” ถูกนำมาใช้เป็นกลยุทธ์หลักในการปกป้องสารออกฤทธิ์ เพิ่มความเสถียร และควบคุมการปลดปล่อยในตำแหน่งที่เหมาะสม เทคโนโลยีนี้ช่วยลดการเสื่อมสภาพจากสิ่งแวดล้อม ปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ และเพิ่มประสิทธิภาพการดูดซึมของสารอาหาร

          วัสดุห่อหุ้ม (wall materials) มีบทบาทสำคัญในการสร้างโครงสร้างป้องกันจุลินทรีย์ ซึ่งต้องห่อหุ้มได้อย่างสมบูรณ์เพื่อป้องกันการรั่วซึมและการเสื่อมสภาพ ปัจจุบันมีการพัฒนาเทคนิคการห่อหุ้มหลากหลายรูปแบบเพื่อตอบโจทย์การใช้งานในอุตสาหกรรมอาหาร เช่น การทำแห้งแบบพ่นฝอย การพ่นเย็น การทำแห้งแบบเยือกแข็ง การอัดรีด อิมัลชัน โคแอเซอร์เวชัน การเกิดเจล และเทคนิคอิเล็กโทรไฮโดรไดนามิก (EHD) แต่ละเทคนิคมีจุดเด่นแตกต่างกัน ทั้งในด้านต้นทุน ความสามารถในการรักษาความมีชีวิตของจุลินทรีย์ ความเหมาะสมกับสารไวต่อความร้อน และศักยภาพในการควบคุมการปลดปล่อย การเลือกใช้เทคโนโลยีที่เหมาะสมจึงต้องพิจารณาคุณสมบัติของสารอาหาร เมทริกซ์อาหาร และเป้าหมายด้านการออกฤทธิ์ในร่างกาย เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อาหารฟังก์ชันที่มีประสิทธิภาพ ยั่งยืน และตอบโจทย์ผู้บริโภคในระยะยาว

          The development of health foods enriched with bioactive compounds is a central strategy in the modern food industry. However, these compounds often face significant limitations, including instability when exposed to oxygen, light, heat, and reduced functionality during storage or digestion. Among the most prominent bioactive ingredients are probiotics and prebiotics, valued for their synergistic role in supporting gut microbiome balance and overall health.

One of the major challenges in functional food development is maintaining probiotic viability throughout food processing and during passage through the gastrointestinal tract. To address this issue, encapsulation technology has emerged as a key solution. This approach protects sensitive bioactive compounds, enhances their stability, and enables controlled release at targeted sites in the digestive system, thereby improving their functional effectiveness.

          Encapsulation involves enclosing microorganisms within protective wall materials that shield them from adverse environmental conditions. These materials help reduce degradation caused by temperature, moisture, oxygen, and light, while also improving handling properties, masking undesirable flavors, and ensuring uniform dispersion in food matrices. Proper encapsulation is essential, as incomplete or damaged wall structures can expose microorganisms to harmful conditions, leading to cell rupture and loss of nutritional or functional value.

          A wide range of encapsulation techniques has been developed to meet diverse industrial requirements. Common methods include spray drying, cool spray drying, freeze-drying (lyophilization), extrusion, emulsion-based techniques, coacervation, gelation, and electrohydrodynamic (EHD) encapsulation. Each technique offers distinct advantages in terms of cost efficiency, scalability, thermal protection, and control over release behavior. For example, spray drying is widely used for its economic feasibility and scalability, while freeze-drying offers superior preservation of probiotic viability through low-temperature processing. Emerging methods such as EHD encapsulation allow the formation of micro- and nanocapsules without high heat, making them ideal for thermo-sensitive bioactive compounds.

          Ultimately, the successful application of encapsulation technology depends on selecting the most appropriate technique based on the characteristics of the bioactive compounds, their interaction with the food matrix, and the desired functional outcome. Advances in encapsulation are paving the way for more effective, stable, and sustainable functional foods that deliver measurable health benefits to consumers.