เทคโนโลยี “Freeze Dry” ทางเลือกการถนอมอาหาร ที่คงคุณภาพไว้ได้ดีที่สุด

ฟรีซดราย (Freeze Drying) หรือ การทำแห้ง แบบแช่เยือกแข็ง
             การทำแห้ง (Dehydration) เป็นวิธีการถนอมอาหารรูปแบบหนึ่ง หลักการคือ ดึงน้ำออกจากอาหาร เมื่อปริมาณน้ำในอาหารลดลง  ความชื้น (Moisture Content) ก็จะลดลงด้วย  ซึ่งความชื้นและออกซิเจน เป็น 2 ปัจจัยหลักที่มีผลต่อคุณภาพของอาหาร เนื่องจากความชื้นในอาหารจะทำให้อาหารเกิดการเน่าเสีย เนื่องจากการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ ดังนั้นการทำแห้งจึงเป็นการรักษาคุณภาพของอาหารได้ โดยปกติการทำแห้งที่เรารู้จักคือการอบแห้ง (Drying) ซึ่งเป็นวิธีการใช้ความร้อนทำให้น้ำในเซลล์ของอาหารระเหยออกมา แต่ปัจจุบันมีวิธีทำแห้งที่ดีที่สุดคือ การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง (-20 ถึง -50 องศาเซลเซียส) หรือ ฟรีซดราย : Freeze Dry ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเพื่อการยืดอายุการเก็บอาหาร, ผลิตภัณฑ์ทางยา, วัคซีน หรือเก็บรักษาเชื้อจุลินทรีย์ ที่สามารถคงลักษณะ และคุณค่าทางโภชนาการอาหารไว้ได้มากที่สุด

          การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง หรือ ฟรีซดราย ใช้หลักการเดียวกันกับการทำแห้งทั่วไป  คือการดึงน้ำออกจากเซลล์ของผลิตภัณฑ์  แต่แตกต่างกันที่การทำแห้งแบบ ฟรีซดราย เป็นการทำให้น้ำในเซลล์ถูกดึงออกมา ในสภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง โดยมีการใช้ความดันเข้ามาช่วย สภาวะที่น้ำแข็งในเซลล์ระเหยกลายเป็นไอ โดยไม่ผ่านสถานะของเหลว เราเรียกว่า การระเหิด (Sublimation) เพื่อกำจัดน้ำ หรือความชื้น ในอาหารออกจนเกือบหมด และเมื่อนำอาหารนั้นมาแช่หรือผสมน้ำ อาหารก็จะคืนตัว และได้ลักษณะเนื้อสัมผัส (Texture) เหมือนเดิม

ข้อดีของอาหาร ฟรีซดราย
          หลายคนอาจสงสัยว่า ทำไมเราถึงต้องใช้เทคโนโลยีฟรีซดราย ในเมื่อกรรมวิธีการแปรรูปอาหารอื่น ๆ ก็ดีอยู่แล้ว ต้องบอกก่อนว่า ในอดีตมนุษย์พยายามหากรรมวิธีการถนอมอาหารในรูปแบบต่าง ๆ โดยการลองผิดลองถูก และพบว่า แต่ละกรรมวิธีนั้น ต่างทำให้อาหารเปลี่ยนรสชาติ เสียรูปทรง กลิ่น หรือบางครั้ง ทำให้คุณค่าทางอาหาร หรือสารสำคัญต่าง ๆ สูญเสียไปในระหว่างกระบวนการ  ยกตัวอย่างเช่น  หากเราอยากทานทุเรียนในฤดูหนาว  สิ่งที่จะพอหาได้คือ ทุเรียนกวน, หากเราอยากทานต้มยำกุ้งตอนอยู่ต่างประเทศ สิ่งที่เราพอหาทานได้ คือต้มยำกุ้งแช่แข็งที่มีรสเปรี้ยวอมหวาน แต่กลิ่นสมุนไพรต่าง ๆ หายไปแทบไม่เหลือ แถมยังมีสีสันที่ดูไม่น่ากินซักเท่าไหร่  ดังนั้น เมื่อมีการค้นพบเทคโนโลยี การทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง หรือ ฟรีซดราย ขึ้น บรรดาผู้เกี่ยวข้องกับวงการอาหารและยา จึงฮือฮาพอสมควร เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ สามารถนำมาใช้ และแก้ช่วยปัญหาที่พยายามหาทางออกกันมาอย่างยาวนาน เช่น
        1. การรักษารสชาติอาหาร ให้ใกล้เคียงของเดิมมากที่สุด
        2. ทำอย่างไรจึงจะพกพาอาหารสดในปริมาณมาก โดยที่ไม่เน่าเสียไปก่อน
        3. มีวิธีการไหนที่จะรักษาคุณค่าทางอาหาร และสารสำคัญในผลิตภัณฑ์ ในระหว่างการเก็บรักษา
        4. ทำอย่างไรให้รูปทรง กลิ่น รส สีสันของผลิตภัณฑ์ ยังคงเดิม
        5. ผลิตภัณฑ์บางตัวที่ไวต่อความร้อน จะเก็บรักษาอย่างไร ในเมื่อวิธีการลดความชื้นจำเป็นต้องใช้ความร้อน

เมื่อสามารถก้าวข้ามข้อจำกัด ด้านการถนอมอาหารแบบเดิม ๆ จึงไม่ผิดที่จะกล่าวว่า เทคโนโลยี ฟรีซดราย เป็นกุญแจสำคัญในการทำให้วงการอาหารและยา พัฒนาแบบก้าวกระโดดเลยก็ว่าได้

ตัวอย่างกลุ่มกิจกรรม หรือธุรกิจที่ใช้เทคนิคฟรีซดราย Freeze Dry
1. อาหารฟรีซดราย สำหรับนักบินอวกาศ ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือ นาซ่า (NASA) 

2. อาหารของทหารที่ต้องออกลาดตะเวน หรือในพื้นที่ที่มีสงคราม นักเดินป่า หรือนักปีนเขา ที่ต้องการเสบียงในปริมาณที่เพียงพอ และมีสารอาหารครบถ้วน แต่ต้องจำกัดด้วยน้ำหนักของอาหาร ที่ต้องแบกไปด้วยระหว่างทาง

3. อุตสาหกรรมการผลิตสมุนไพร หรือสารสกัดจากสมุนไพร จากเดิมที่ใช้วิธีการอบแห้ง ซึ่งทำให้สารสำคัญต่าง ๆ ในสมุนไพร หรือน้ำมันหอมระเหยถูกทำลายไป ก็อาจหันมาใช้เทคนิคฟรีซดราย ที่ทำให้สมุนไพรยังคงมีสารสำคัญที่ต้องการครบถ้วน
4. ธุรกิจส่งออกอาหารหรือผลไม้ ที่ต้องการลดต้นทุนในการขนส่ง
5. ธุรกิจดอกไม้ระหว่างประเทศ จากเดิมที่แทบเป็นไปไม่ได้เลย หากจะขนส่งดอกไม้ในระยะเวลาที่ยาวนาน โดยไม่ให้ดอกช้ำหรือเหี่ยวเสียก่อน  แต่ด้วยเทคนิคฟรีซดราย ช่วยให้การขนส่งดอกไม้ที่ต้องใช้เวลามากกว่า 1 อาทิตย์ ยังคงความสวยงาม ของสีสัน และความสดเหมือนเดิม

5. แวดวงวิทยาศาสตร์ ใช้เทคนิคฟรีซดราย Freeze Dry เพื่อเก็บหัวเชื้อแบคทีเรีย หรือยาที่สกัดจากสารชีวภาพ ที่ไวต่อความร้อน

1. การเตรียมวัสดุ สามารถเตรียมวัสดุได้ตามปกติ  เช่น ล้าง ปอกเปลือก หั่น   โดยขนาดและรูปร่างของ
ผลิตภัณฑ์ที่ทำฟรีซดราย จะมีผลต่อระยะเวลาของการระเหิด ดังนั้นจึงควรตัดแต่งผลิตภัณฑ์ให้มีขนาดที่เหมาะสมก่อนเริ่มกระบวนการแช่เยือกแข็ง

2. การแช่เยือกแข็ง (Freezing) คือ การลดอุณหภูมิของวัสดุให้ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งอย่างรวดเร็ว การลดอุณหภูมิอย่างฉับพลันนี้ จะทำให้น้ำในเซลล์กลายเป็นน้ำแข็งผลึกเล็ก ๆ ลดอุณหภูมิที่นิยมมีหลายวิธี เช่น  ใช้ลมเย็นเป่า (air blast freezing) การแช่เยือกแข็งแบบไครโอเจน (cryogenic freezing) หรือ การจุ่มผลิตภัณฑ์ในของเหลวที่เย็นจัด (immersion freezing) เป็นต้น ซึ่งขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด เนื่องจากหากใช้ Condition ไม่เหมาะสมอาจทำให้คุณภาพของอาหารสูญเสียไปได้ โดยการ Freezing จะใช้เวลา 2 – 6 ชั่วโมง เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำทั้งหมดกลายเป็นน้ำแข็ง

3. การทำแห้ง (Dehydration) ขั้นตอนนี้จะเป็นการดึงน้ำออกจากผลิตภัณฑ์ โดยการทำให้ผลึกน้ำแข็งในเซลล์ระเหิดกลายเป็นไอ ภายใต้สภาวะสุญญากาศ ที่มีการควบคุมอุณหภูมิและความดันอย่างเหมาะสม โดยการระเหิดจะเกิดขึ้นบริเวณผิวของผลิตภัณฑ์ก่อน จากนั้น น้ำแข็งจากด้านในจึงจะระเหิดผ่านผิวออกมา และเมื่อน้ำระเหิดออกมาประมาณ 95% ผลิตภัณฑ์จะยังมีความชื้นหลงเหลืออยู่ ในขั้นต่อไปจึงจำเป็นต้องเพิ่มอุณหภูมิขึ้นอย่างช้า ๆ เพื่อไล่ความชื้นที่เหลืออยู่นั้นออกไปให้ได้มากที่สุด โดยในอาหารที่ผ่านกระบวนการฟรีซดราย จะต้องมีความชื้นเหลืออยู่ไม่เกิน 3% ขั้นตอนนี้จะใช้เวลามากหรือน้อย  ขึ้นอยู่กับขนาดของผลิตภัณฑ์ที่เตรียมไว้ และขนาดผลึกของน้ำแข็งที่ได้จากกระบวนการแช่เยือกแข็ง

4. การคืนสภาพ
ในขั้นตอนการทำแห้ง ช่วงที่น้ำในเซลล์ระเหิดออกไปเซลล์จะเกิดช่องว่าง  การคืนสภาพผลิตภัณฑ์จึงทำได้โดยเติมน้ำลงไปในผลิตภัณฑ์ ซึ่งน้ำจะเข้าไปแทนที่ช่องว่างในเซลล์  ทำให้อาหารคืนรูปจนเกือบใกล้เคียงอาหารปกติ

อาหารที่ผ่านกระบวนการฟรีซดราย Freeze Dry จะมีรสชาติและสารอาหารใกล้เคียงกับอาหารปกติที่สุด ทั้งสีสัน เนื้อสัมผัส รูปร่าง  และด้วยคุณสมบัติที่มีความชื้นต่ำ  จึงไม่เหมาะสมต่อการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ ส่งผลให้อายุการเก็บรักษาอาหารชนิดนี้ค่อนข้างนานกว่าอาหารที่ผ่านกระบวนการทำแห้งด้วยวิธีอื่น ซึ่งหากเก็บอย่างเหมาะสมจะสามารถเก็บได้นานถึง 20 ปีเลยทีเดียว นอกจากนั้นด้วยกระบวนการที่ดึงน้ำออกไปมากกว่า 95% ทำให้อาหารมีน้ำหนักเบา  สะดวกต่อการพกพาและการขนส่ง  ที่สำคัญ  การเก็บรักษาอาหารฟรีซดราย  สามารถเก็บได้ในอุณหภูมิปกติ  เพียงแต่ต้องระวังเรื่องความชื้น  เนื่องจากรูพรุนระดับเซลล์ในอาหาร ทำให้ดูดซับความชื้นได้ง่าย

เครื่องฟรีซดราย

อ้างอิง : Freeze Drying Technology