ผลงานวิจัย

ฟรีซดราย (Freeze Dried) คืออะไร?  ทำไมถึงใช้เทคโนโลยีนี้ในการผลิตเลือดจระเข้ของวานิไทย
 

ฟรีซดราย (Freeze Dried)  เป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ทางยา สมุนไพร อาหาร อาหารเสริมตลอดจนการเก็บรักษาเชื้อจุลินทรีย์ และชีววัตถุ ซึ่งสามารถแบ่งชนิด ของผลิตภัณฑ์ที่ใช้เทคโนโลยีนี้ได้เป็น

1. Non-biological products เช่น การเตรียมผลิตภัณฑ์ยาฉีดชนิดผงสำหรับละลายน้ำ การเตรียมผลิตภัณฑ์จากสมุนไพรให้อยู่ในรูปผงแห้ง โดยจะคงสภาพสารสำคัญในสมุนไพรได้ เช่น essential oils, pigment, phytonutrients, polysaccharides และ enzyme
2. Non – living bio products โดย แบ่งเป็น

            2.1 เอนไซม์, ฮอร์โมน, ยาปฏิชีวนะ, วิตามิน, เลือด, กระดูก, เนื้อเยื่อของร่างกาย, antibodies ซึ่งใช้ในการวินิจฉัย และการรักษา

            2.2 ยาใหม่ที่ได้จากเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งมักเป็น สารประกอบประเภทเปปไทด์หรือโปรตีน เช่น interferon, cytokine, growth hormone และ วัคซีนป้องกันตับอักเสบชนิดบี

            2.3 อาหาร เช่น ผัก ผลไม้ นม สาหร่าย กาแฟ โดยจะยังคงสภาพเดิมทั้งรูปร่าง สี ขนาด พื้นผิว รส กลิ่น และสารอาหาร

      3. Living organisms เช่น แบคทีเรีย, รา และวัคซีน โดยหลังจากการทำให้แห้งสิ่งมีชีวิตจะสามารถเจริญ และสืบพันธุ์ได้

ตัวอย่างเครื่อง freeze – drying ที่บริษัทวานิไทยใช้ในการผลิต

กระบวนการ freeze – drying เป็นกระบวนการทำให้แห้งโดยการ freezing สารละลายหรือ วัตถุให้เปียกก่อน แล้วทำให้เป็นน้ำแข็ง ระเหิดกลายเป็นไอภายใต้ความดันอากาศต่ำๆ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้อุณหภูมิต่ำ และทำให้เกิดการเสื่อมสลายจาก ความร้อนน้อยมาก แต่ค่าใช้จ่ายในการเตรียม ค่อนข้างสูง

ในอุตสาหกรรมยา สารละลายยาในน้ำจะถูกบรรจุในภาชนะที่เหมาะสม โดยทั่วไปใช้ vialsซึ่งจะวางลงบน shelves ที่มีการควบคุมอุณหภูมิภายใน chamber ประมาณ – 40 ๐C ผลิตภัณฑ์จะถูกเปลี่ยนรูปไปเป็นของแข็ง คือ น้ำแข็ง และ solid solute หลังจากผลิตภัณฑ์เกิดการแข็งตัวอย่างสมบูรณ์ ระบบจะถูกทำให้ระเหิดโดยการใช้ vacuum pump ต่อมาอุณหภูมิของ shelvesจะถูกทำให้เพิ่มขึ้น เรียกกระบวนการนี้ว่า primary drying และไอน้ำที่เกิดจากการระเหิดจะถูกส่งผ่านไป แล้วเกิดการกลั่นตัวใน condense chamber ที่มีอุณหภูมิประมาณ -60 ๐C หลังจากนั้นน้ำแข็งทั้งหมดจะถูกนำออกโดยการระเหิด ผลิตภัณฑ์ยังคงมีปริมาณน้ำอยู่ประมาณ 20-50% ที่ยังละลายอยู่ภายใน amorphorous portion ของ solid ที่เรียกว่า dissolved water และน้ำที่ยังหลงเหลืออยู่จะถูกนำออกไปในขั้นตอนที่เรียกว่า secondary drying stage โดยทั่วไปขั้นตอนนี้จะใช้อุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการนำน้ำออกไปให้มากขึ้น

ดังจะเห็นว่า เทคโนโลยี Freeze – drying มีข้อดีหลายประการ คือ

1. ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความคงตัวดี เนื่องจากการ freezing ทำให้ปฏิกิริยาทางเคมีเกิดช้าลง และกระบวนการเกิดภายใต้สุญญากาศ ทำให้ไม่มี oxygen ที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยา oxidation รวมทั้งกระบวนการใช้อุณหภูมิที่ต่ำมาก ทำให้ปฏิกิริยาของเอนไซม์และ แบคทีเรียไม่สามารถเกิดได้โดยต่างจากการทำให้แห้งโดยวิธีอื่น ซึ่งทำให้เกิดอุณหภูมิที่สูง ออกซิเจน การระเหย และน้ำ ทำให้เกิดการสลายตัว และสูญเสียสารประกอบสำคัญ
2. รักษาสภาวะของผลิตภัณฑ์ให้คงสภาพเดิม ในเรื่อง สี รูปร่าง ขนาด รส พื้นผิว และสารสำคัญใน ยา สมุนไพร อาหาร
3. ลดความเสี่ยงของ การปนเปื้อนของแบคทีเรีย โดย ส่วนมากพบในสมุนไพร ซึ่งกระบวนการ freeze -drying จะได้ผลิตภัณฑ์ที่สะอาดกว่าการทำให้แห้งในสภาวะปกติ
4. ทำให้น้ำหนักของผลิตภัณฑ์ลดลง 70 -90% โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงปริมาตร ทำให้ประหยัด และสะดวกในการขนส่งผลิตภัณฑ์
5. นำมาใช้ผลิตผลิตภัณฑ์ที่ได้จากวิธีทางเทคโนโลยีชีวภาพ เช่น ยาจำพวกเปปไทด์ หรือโปรตีน โดยจะเสื่อมสลายจากความร้อน หรือเมื่ออยู่ในรูปสารละลายในน้ำ จึงใช้วิธี freeze – dryingทำให้อยู่ในรูปผงแห้งซึ่งมีความคงตัวที่ดีกว่า

เอกสารอ้างอิง

1. Advances in Industrial Pharmaceutical Technology. ภาควิชาเภสัช อุตสาหกรรม คณะเภสัชศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล. หน้า 139-162.
2. www.lyophilizationtechnology.com