เวย์โปรตีน WPC WPI WPH ต่างกันอย่างไร?

เวย์โปรตีนคอนเซนเทรต เวย์โปรตีนไอโซเลต และเวย์โปรตีนไฮโดรไลเซต ทำจากเวย์เหมือนกัน เวย์คือของเหลวที่เหลือหลังแยกลิ่มนม (เคิร์ด) ออกในการทำชีส ความต่างอยู่ที่ว่าเวย์ผ่านการแปรรูปไปมากเพียงใด เวย์โปรตีนคอนเซนเทรต (WPC) คือเวย์ที่ผ่านเยื่อกรองเพื่อแยกน้ำ แล็กโทส และแร่ธาตุออก เหลือเป็นผงที่มีโปรตีนราวร้อยละ 35 ถึง 80 เวย์โปรตีนไอโซเลต (WPI) ทำให้บริสุทธิ์ขึ้นอีกด้วยการกรองเพิ่มหรือการแลกเปลี่ยนไอออน จนมีโปรตีนเกินร้อยละ 90 ส่วนเวย์โปรตีนไฮโดรไลเซต (WPH) คือเวย์โปรตีนที่สายโปรตีนถูกตัดเป็นชิ้นสั้นลงที่เรียกว่าเปปไทด์ ส่วนใหญ่ด้วยเอนไซม์ ทั้งสามแบบจึงต่างกันที่ขั้นตอนการผลิต ปริมาณโปรตีน แล็กโทสและไขมันที่เหลืออยู่ และขนาดของโปรตีน

สรุปสั้น ๆ:

• เวย์: เป็นน้ำราวร้อยละ 93 เวย์จากการทำชีสนมวัวมีแล็กโทสราวร้อยละ 4.5 ถึง 5 และโปรตีนร้อยละ 0.6 ถึง 0.8
• คอนเซนเทรต (WPC): กรองอัลตรา มีโปรตีนราวร้อยละ 35 ถึง 80 กฎหมายสหรัฐฯ อนุญาตแล็กโทสได้ถึงร้อยละ 60 และไขมันร้อยละ 1 ถึง 10
• ไอโซเลต (WPI): กรองอัลตราร่วมกับไดอะฟิลเทรชัน หรือแลกเปลี่ยนไอออน มีโปรตีนเกินร้อยละ 90
• ไฮโดรไลเซต (WPH): เวย์โปรตีนที่ถูกเอนไซม์ตัด ขนาดเปปไทด์ขึ้นกับระดับการย่อย
• ปริมาณต่อวัน: Thai RDIs ของโปรตีนคือ 50 กรัม นับจากอาหารทุกอย่าง

บทความนี้เปรียบเทียบทั้งสามแบบในแง่วิธีผลิตและองค์ประกอบ โดยอ้างอิงบทความทบทวน 1 เรื่องและงานวิจัยในห้องปฏิบัติการ ไม่ได้เปรียบเทียบผลในร่างกาย เรื่องเวย์เทียบกับเคซีนและโปรตีนจากพืช อ่านได้ในเวย์ เคซีน และโปรตีนจากพืชต่างกันอย่างไร?

เวย์คืออะไร และก่อนแปรรูปมีอะไรอยู่บ้าง?

เวย์คือส่วนที่เหลือหลังเปลี่ยนนมเป็นชีสและแยกลิ่มนมออก งานวิจัยปี 2566 ในวารสาร Membranes ของ Pires และคณะ จากมหาวิทยาลัยในโปรตุเกส สเปน และตุรกี ซึ่งใช้การกรองอัลตราทำผลิตภัณฑ์คีเฟอร์จากเวย์นมแกะและนมแพะ ระบุในส่วนบทนำว่าเวย์จากการทำชีสมีปริมาตรร้อยละ 80 ถึง 90 ของนม และมีสารอาหารของนมอยู่มากกว่าครึ่ง

องค์ประกอบของเวย์ชนิดเหลว

ค่าของ FoodData Central มาจากกระทรวงเกษตรสหรัฐฯ (SR Legacy) โดย FoodData Central แยกเวย์หวานกับเวย์เปรี้ยวไว้คนละรายการ ทั้งสองแบบมีโปรตีนไม่ถึง 1 กรัมต่อ 100 กรัม และงานวิจัยของ Pires และคณะระบุว่าแล็กโทสเป็นส่วนที่มากที่สุดในเวย์จากการทำชีสนมวัวรองจากน้ำ เวย์จึงต้องผ่านการแปรรูป เพื่อแยกโปรตีนออกจากน้ำและแล็กโทส

ทำเวย์ให้แห้งแล้วสัดส่วนโปรตีนสูงขึ้นไหม?

เมื่อนำเวย์ไปทำให้แห้งเฉย ๆ ทุกอย่างในเวย์จะเข้มข้นขึ้นพร้อมกัน สัดส่วนโปรตีนในของแข็งจึงแทบไม่เปลี่ยน ใน FoodData Central เวย์หวานอบแห้ง 100 กรัมมีโปรตีน 12.93 กรัม และคาร์โบไฮเดรต 74.46 กรัม หากต้องการเพิ่มสัดส่วนโปรตีน ต้องแยกส่วนอื่นออก ซึ่งเป็นหน้าที่ของเยื่อกรองและการแลกเปลี่ยนไอออน

เวย์โปรตีนคอนเซนเทรตผลิตอย่างไร?

การกรองอัลตรา

ส่วนบทนำของงานวิจัยของ Pires และคณะระบุว่าเวย์โปรตีนคอนเซนเทรตซึ่งมีโปรตีนร้อยละ 35 ถึง 80 ผลิตด้วยการกรองอัลตรา เยื่อกรองอัลตรามีรูเล็กพอจะกักโปรตีนไว้ แต่ให้น้ำ แล็กโทส และแร่ธาตุผ่านไปได้ ส่วนที่ถูกกักไว้ (รีเทนเทต) กลายเป็นคอนเซนเทรต ส่วนที่ผ่านไป (เพอร์มิเอต) พาแล็กโทสส่วนใหญ่ออกไปด้วย ในการกรองอัลตราเวย์นมแกะและนมแพะของผู้วิจัยเอง ปริมาตรราวร้อยละ 95 ของเวย์ตั้งต้นผ่านออกมาเป็นเพอร์มิเอต

กฎหมายสหรัฐฯ กำหนดไว้อย่างไร

กฎหมายกลางของสหรัฐฯ (21 CFR 184.1979c) นิยามเวย์โปรตีนคอนเซนเทรตว่าเป็นเวย์ที่แยกส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนออกด้วยวิธีทางกายภาพ เช่น การตกตะกอน การกรอง หรือการไดอะไลซิส มากพอจนผลิตภัณฑ์แห้งมีโปรตีนอย่างน้อยร้อยละ 25 และกำหนดองค์ประกอบเมื่อคิดเป็นน้ำหนักแห้งไว้ดังนี้

กฎกำหนดโปรตีนขั้นต่ำร้อยละ 25 และแล็กโทสไม่เกินร้อยละ 60 ชื่อนี้จึงครอบคลุมผงที่มีโปรตีนตั้งแต่ร้อยละ 25 ขึ้นไป

เวย์โปรตีนไอโซเลตผลิตอย่างไร?

ส่วนบทนำของงานวิจัยของ Pires และคณะระบุว่าไอโซเลตมีโปรตีนเกินร้อยละ 90 และผลิตได้ 2 วิธี

การกรองอัลตราร่วมกับไดอะฟิลเทรชัน

ไดอะฟิลเทรชันคือขั้นตอนการกรองเพิ่ม โดยเติมน้ำลงในโปรตีนที่เยื่อกรองกักไว้แล้วกรองน้ำออกอีกครั้ง ซึ่งพาแล็กโทสและแร่ธาตุออกไปเพิ่ม งานวิจัยของ Pires และคณะจัดให้วิธีนี้ร่วมกับการกรองอัลตราเป็นหนึ่งใน 2 เส้นทางสู่ไอโซเลต

โครมาโทกราฟีแบบแลกเปลี่ยนไอออน

ในการแลกเปลี่ยนไอออน โปรตีนในเวย์จะถูกจับไว้บนเรซินด้วยประจุไฟฟ้า แล้วจึงถูกปล่อยออกมา บทความปี 2547 ของ Etzel จากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน อธิบายว่าโปรตีนที่ถูกจับไว้อาจปล่อยออกทีละชนิดเพื่อแยกเป็นส่วนโปรตีนแต่ละชนิด หรือปล่อยออกพร้อมกันเพื่อทำเป็นเวย์โปรตีนไอโซเลต ในงานนี้ เครื่องดื่มที่ทำด้วยเวย์โปรตีนไอโซเลตใสที่ pH 2 ถึง 7 ก่อนให้ความร้อน แต่หลังให้ความร้อนที่ 88 องศาเซลเซียส นาน 120 วินาที มีเพียงเครื่องดื่มที่ pH 3.0 หรือต่ำกว่าที่ยังใส

การกรองไมโครจากนมพร่องมันเนย

เวย์โปรตีนยังแยกได้โดยตรงจากนม ไม่ต้องผ่านการทำชีส บทความทบทวนปี 2564 ของ France และคณะ จาก University College Cork อธิบายว่าการกรองไมโคร (microfiltration) นมพร่องมันเนยด้วยรูขนาด 0.1 ถึง 0.5 ไมโครเมตร ซึ่งเดิมทำที่ 45 ถึง 55 องศาเซลเซียส จะกักเคซีนไว้และได้ส่วนเวย์โปรตีนที่มีความบริสุทธิ์สูง ผู้เขียนระบุว่าการกรองที่ 20 องศาเซลเซียสหรือต่ำกว่าเริ่มใช้มากขึ้น และอุณหภูมิที่ต่ำลงทำให้องค์ประกอบของโปรตีนและแร่ธาตุในแต่ละส่วนเปลี่ยนไป

เวย์โปรตีนไฮโดรไลเซตคืออะไร?

ไฮโดรไลเซตคือเวย์โปรตีน ไม่ว่าจะเป็นคอนเซนเทรตหรือไอโซเลต ที่สายโปรตีนยาวถูกตัดเป็นเปปไทด์สายสั้น ส่วนใหญ่ด้วยเอนไซม์ที่เรียกว่าโปรตีเอส

ระดับการย่อยเป็นตัวกำหนดขนาด

ระดับการย่อย (degree of hydrolysis, DH) คือตัวบอกว่าสายโปรตีนถูกตัดไปมากเพียงใด งานวิจัยปี 2537 ของมหาวิทยาลัยกรานาดา ประเทศสเปน ย่อยเวย์โปรตีนด้วยโปรตีเอสทางการค้า 3 ชนิด (จากแบคทีเรีย 2 ชนิด และจากสัตว์ 1 ชนิด) แล้ววัดขนาดของเปปไทด์ ทุกกรณีพบว่าช่วงน้ำหนักโมเลกุลขึ้นกับระดับการย่อยที่ได้เพียงอย่างเดียว เมื่อ DH ตั้งแต่ร้อยละ 20 ขึ้นไป ไฮโดรไลเซตร้อยละ 65 ถึง 95 เป็นเปปไทด์ที่เล็กกว่า 1,000 ดาลตัน

การย่อยเปลี่ยนพฤติกรรมของโปรตีนในอาหาร

งานวิจัยปี 2567 ของมหาวิทยาลัยอูดีเน ประเทศอิตาลี ย่อยเวย์โปรตีนไอโซเลตด้วยเอนไซม์ 2 ชนิด เมื่อระดับการย่อยสูงขึ้น ความไม่ชอบน้ำที่ผิวโมเลกุลและหมู่ซัลฟ์ไฮดริลอิสระลดลง เอนไซม์ชนิดหนึ่งให้การเกิดฟองสูงสุดที่ DH ร้อยละ 18 ถึง 20 และลดลงเมื่อ DH สูงกว่านั้น ส่วนอีกชนิดหนึ่ง ไฮโดรไลเซตยังคงเกิดเจลได้เมื่อ DH ต่ำกว่าร้อยละ 15 ผู้วิจัยสรุปว่าเลือกเอนไซม์และระดับการย่อยได้ตามคุณสมบัติที่อาหารนั้นต้องการ

งานวิจัยไทยเรื่องการย่อยบางส่วน

ที่มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ผู้วิจัยให้ความร้อนเวย์โปรตีนคอนเซนเทรตทางการค้าที่ pH 2.0 อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียส นาน 30 นาที แล้วย่อยด้วยเอนไซม์เปปซินที่ 37 องศาเซลเซียส นาน 60 นาที แล้วนำไปพ่นแห้งร่วมกับน้ำตาลทรีฮาโลส ก่อนพ่นแห้ง น้ำหนักโมเลกุลของโปรตีนเวย์ยังไม่เปลี่ยน หลังพ่นแห้ง แอลฟา-แล็กตัลบูมินเป็นโปรตีนที่ถูกย่อยมากที่สุด ขณะที่ยังคงเหลือเบตา-แล็กโทโกลบูลินเป็นโปรตีนหลัก ร่วมกับเปปไทด์ที่เล็กกว่า 6.5 กิโลดาลตัน งานวิจัยนี้ (ปี 2559) แสดงว่ากระบวนการนี้ย่อยโปรตีนเวย์ชนิดหนึ่งได้มากกว่าอีกชนิดหนึ่ง เป็นงานในห้องปฏิบัติการที่ใช้คอนเซนเทรตเพียงชนิดเดียว

ในเวย์มีโปรตีนอะไร และมีขนาดเท่าไร?

เวย์โปรตีนเป็นส่วนผสมของโปรตีนหลายชนิด งานวิจัยปี 2546 ของมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน–แมดิสัน วิเคราะห์ผลิตภัณฑ์เวย์โปรตีนทางการค้าหลายตัวอย่าง และวัดน้ำหนักโมเลกุลของโปรตีนหลัก

โปรตีนหลักในเวย์ (วัดในเวย์โปรตีนไอโซเลต)

คอนเซนเทรตกับไอโซเลตต่างกันอย่างไรในงานนี้

งานเดียวกันพบว่าคอนเซนเทรตมีโปรตีนหลักคล้ายไอโซเลต แต่มีลิพิดขนาดใหญ่ที่หลงเหลืออยู่ (หยดไขมันขนาดเล็กหรือฟอสโฟลิพิด) มากกว่า และมีส่วนประกอบรองต่างกัน เช่น แล็กโทสและไนโตรเจนที่ไม่ใช่โปรตีน ขึ้นกับผลิตภัณฑ์และปริมาณโปรตีน ส่วนไกลโคมาโครเปปไทด์ (GMP) พบในปริมาณต่ำมากในไอโซเลตที่ผลิตด้วยการแลกเปลี่ยนไอออน และในตัวอย่างเวย์โปรตีน GMP มีน้ำหนักโมเลกุลราว 8,600 ดาลตัน

เทียบสามแบบแล้วต่างกันอย่างไร?

ทั้งสามแบบเป็นขั้นตอนต่าง ๆ ในกระบวนการเดียวกัน ไฮโดรไลเซตจึงทำได้ทั้งจากคอนเซนเทรตและไอโซเลต ตัวเลขในตารางอธิบายเฉพาะองค์ประกอบและวิธีผลิต

ต้องการโปรตีนวันละเท่าไร?

ค่าอ้างอิงสารอาหารต่อวันสำหรับคนไทย (Thai RDIs) ของโปรตีนคือ 50 กรัมต่อวัน สำหรับบุคคลทั่วไปอายุ 3 ปีขึ้นไป นับจากอาหารทุกอย่างที่กินในวันนั้น โปรตีนเป็นแหล่งของกรดอะมิโนจำเป็น เรื่องกรดอะมิโนที่ร่างกายต้องได้จากอาหาร อ่านได้ในกรดอะมิโนจำเป็นคืออะไร? และค่าอ้างอิงของสารอาหารอื่น อ่านได้ในค่าอ้างอิงสารอาหารต่อวันของคนไทย มีอะไรบ้าง?

ใครควรปรึกษาแพทย์หรือเภสัชกร?

ผู้ที่แพ้นม

เวย์โปรตีนคอนเซนเทรต ไอโซเลต และไฮโดรไลเซตทำจากนมทั้งหมด ซึ่งองค์การอาหารและยาสหรัฐฯ (US FDA) จัดเป็นอาหารก่อภูมิแพ้หลัก และมีแล็กโทส ซึ่งเป็นน้ำตาลตามธรรมชาติในนม ในปริมาณต่างกัน ผู้ที่แพ้นม หรือแพทย์ให้หลีกเลี่ยงนม ควรถามแพทย์ก่อนใช้เวย์ทุกชนิด

ผู้ที่แพทย์ให้จำกัดโปรตีน

หากแพทย์ให้จำกัดปริมาณโปรตีนที่กิน ควรทำตามคำแนะนำนั้น

หญิงตั้งครรภ์และผู้ที่ใช้ยาประจำ

หากตั้งครรภ์หรือให้นมบุตร หรือใช้ยาประจำ ควรปรึกษาแพทย์หรือเภสัชกรก่อนรับประทานผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร

ทั้งนี้ ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารไม่มีผลในการป้องกันหรือรักษาโรค