รางวัลเกียรติยศ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล

รองศาสตราจารย์ ดร. ไสยวิชญ์ วรวินิต
(Associate Professor Dr. Saiyavit Varavinit)

รางวัลนักเทคโนโลยีดีเด่น ประจำปี พ.ศ. 2549
ของมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์

การเพิ่มมูลค่าของข้าวโดยผลิตแป้งข้าวเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมยา

ประวัติส่วนตัว

รองศาสตราจารย์ ดร. ไสยวิชญ์ วรวินิต เกิดที่จังหวัดระยอง เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน พ.ศ. 2490 จบการศึกษาระดับประถมศึกษาจากโรงเรียนวัดราชนัดดาราม และระดับมัธยมศึกษาที่โรงเรียนวัดมกุฎกษัตริยาราม จากนั้นเข้าศึกษาในระดับปริญญาตรี ณ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และจบการศึกษาโดยได้รับปริญญา วท.บ (เคมี) เมื่อปี พ.ศ. 2513 จากนั้นได้รับทุนจากบัณฑิตวิทยาลัย ศึกษาต่อในระดับปริญญาโท ณ ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล โดยได้รับปริญญา วท.ม. (อินทรียเคมี) เมื่อปี พ.ศ. 2515 หลังจากจบการศึกษาปริญญาโท ได้รับทุนจากรัฐบาลเยอรมันไปศึกษาต่อปริญญาเอก สาขาวิศวกรรมเคมี Dr. Ing จาก Technische Universitaet Clausthal เมื่อจบการศึกษาระดับปริญญาเอก ได้เข้ารับราชการในตำแหน่งอาจารย์เมื่อปี พ.ศ. 2520 สังกัดบัณฑิตวิทยาลัย ปฏิบัติงานที่ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล โดยสอนวิชาวิชาเคมีอุตสาหกรรม วิชาปิโตรเคมี และต่อมาได้ย้ายปฏิบัติงานที่ภาควิชาเทคโนโลยีชีวภาพ โดยสอนวิชาวิศวกรรมกระบวนการทางชีวภาพ วิชาจลนเคมี วิชาเทคโนโลยีของแป้ง ในระดับปริญญาตรี และวิชาวิศวกรรมกระบวนการทางชีวภาพชั้นสูงในระดับปริญญาโท และ เอก

ในปี พ.ศ. 2533 ได้รับตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์ และตำแหน่งรองศาสตราจารย์เมื่อ ปี พ.ศ. 2537 จนถึงปัจจุบัน ได้รับรางวัลชมเชยสิ่งประดิษฐ์สาขาเคมี เภสัช จากสภาวิจัยแห่งชาติ เมื่อปี พ.ศ. 2543 ได้เป็นผู้วิจัยผลงานนวัตกรรมดีเด่นแห่งชาติด้านเศรษฐกิจ ประจำปี 2548 และผลงานลำดับ 2 นวัตกรรมยอดเยี่ยมแห่งปี 2548 ได้รับพระราชทานเหรียญจักรพรรดิมาลา และเครื่องราชอิสริยาภรณ์มงกุฎไทยมหาวชิรมงกุฎ เมื่อปี พ.ศ. 2547

ประวัติการทำงาน

ในด้านงานวิจัย รองศาสตราจารย์ ดร. ไสยวิชญ์ ได้ทำการวิจัยโดยผลิต rice starch (แป้งข้าวบริสุทธิ์) เป็นครั้งแรกในประเทศไทย โดยสกัดเอาโปรตีนออกจากแป้งข้าว ตั้งแต่ระดับ bench scale, pilot scale จนระดับผลิตจริงที่บริษัทโรงเส้นหมี่ชอเฮง จำกัด โดยทำงานร่วมกับบริษัทโดยผ่านเอกชนสัมพันธ์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ในขณะที่ คู่แข่งมีเพียงแห่งเดียวในโลกคือ บริษัท Remy ในประเทศเบลเยี่ยมที่ต้องนำเข้าข้าวจากไทยไปผลิต ขณะที่ผู้วิจัยได้ทำวิจัยการนำไปใช้ประโยชน์ของ rice starch เพื่อเพิ่มมูลค่า บริษัทโรงเส้นหมี่ชอเฮง จำกัด ก็ผลิต rice starch ส่งออกไปขายยังต่างประเทศด้วย ผู้วิจัยได้พบการใช้ประโยชน์ของ rice starch ดัดแปรที่มีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมในการใช้เป็นสารเพิ่มปริมาณ (diluent หรือ tablet filler) ในการทำเม็ดยา ในตอนแรกทำวิจัยโดยการตอกเม็ดเฉพาะตัวแป้งก่อน ซึ่งพบว่าเม็ดที่ตอกได้ ให้ความแข็งของเม็ดยาที่สูง เม็ดยามีความกร่อนต่ำ เม็ดยาแตกตัวได้เร็ว ซึ่งต่อมาได้มีการทดสอบผสมแป้งกับตัวยา และให้คุณสมบัติของเม็ดยาที่ดี รวมทั้งการปลดปล่อยตัวยาที่ดีโดยทดสอบกับเครื่อง dissolution apparatus คุณภาพของแป้งตัวนี้เป็นไปตามมาตรฐานของ United Pharmacopeia จากนั้นจึงเริ่มมีการขายให้กับโรงงานยาโดยตั้ง บริษัทใหม่โดยใช้ชื่อว่า บริษัทเอราวัณฟาร์มาซูทิคอล รีเสริช แอนด์แลบบอราทอรี่ จำกัด เพื่อทำการขายแป้งที่ใช้ในอุตสาหกรรมยาโดยเฉพาะ ซึ่งเป็นบริษัทลูกของบริษัทโรงเส้นหมี่ชอเฮง จำกัด

งานวิจัยนี้เป็นการใช้กรดไปย่อย (hydrolysis) rice starch ซึ่งพบว่ากรดย่อยส่วนที่มีโครงสร้างที่เป็น amorphous ได้ง่ายกว่าส่วนที่เป็น crystalline ซึ่งได้พิสูจน์ จาก X-ray Diffractiion Pattern ที่สามารถหา % relative crystallinity ได้ ซึ่งพบว่าค่านี้เพิ่มขึ้นหลังจากย่อยด้วยกรด อย่างไรก็ตามกรดย่อยส่วนที่เป็น crystalline ด้วยอัตราการย่อยช้ากว่า ทั้งนี้อธิบายได้ว่าโมเลกุลแป้งส่วนที่เรียงตัวเป็นระเบียบนี้ยากต่อการเข้าไป attack ของกรด หรือกรดย่อยแล้วบางส่วนของโมเลกุล แต่มันก็ยังไม่หลุดออกจากกันและยังเรียงตัวเป็นระเบียบอยู่ นอกจากนั้นยังพบว่าความชื้นมีส่วนในการช่วยเพิ่มของ % relative crystallinity ด้วยเช่นเดียวกัน เนื่องจากมีส่วนในการช่วยให้โมเลกุลแป้งเคลื่อนตัวเข้าหากันได้ง่ายขึ้น และนำไปสู่คำอธิบายที่ว่า เมื่อ % relative crystallinity ของแป้งสูง เมื่อนำไปตอกเม็ดยา เม็ดยาจะมีความแข็งสูง ทั้งนี้ด้วยเหตุผลของการเรียงตัวเป็นระเบียบของโมเลกุลของแป้งนั่นเอง เมื่อมีการกดทับของเครื่องตอกเม็ดยา จึงทำให้โมเลกุลของแป้งยึดกันได้แน่นกว่า โดยปกติงานวิจัยนี้จะต้องมีการทดสอบนำแป้งดัดแปรมาผสมกับตัวยาด้วย และดูคุณสมบัติการปลดปล่อยตัวยา (dissolution) และความแข็งของเม็ดยา (crushing strength) การแตกตัวของเม็ดยา (disintegration time) ความกร่อนของเม็ดยา (friability) โดยบริษัทผู้ผลิตยา

นอกจากนั้นยังมีวิธีการเพิ่ม % relative crystallinity อีกวิธีหนึ่งก็คือการทำ co-spray dry ระหว่าง rice starch กับ colloidal silicon dioxide ที่พบว่าแป้งผสมที่ได้ให้ความแข็งของเม็ดยาและคุณสมบัติอื่นๆ ของเม็ดยาดีกว่าวิธีใช้กรดดังกล่าวข้างต้น และยังพบว่า rice starch ทั้งที่ดัดแปร หรือไม่ก็ตาม เมื่อนำมา spray dry แล้วเม็ดแป้งข้าว (รูปเม็ดแป้งก่อน spray dry) จะมาเกาะกลุ่มกันเป็นเม็ดกลมมาก ซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 50-80 ไมครอน (รูปเม็ดแป้งเกาะกลุ่มเป็นทรงกลม) ซึ่งจะใช้ศัพท์ เป็นภาษาอังกฤษว่า spherical agglomerated rice starch ซึ่งผู้วิจัยเป็นคนแรกของโลกที่พบปรากฏการณ์นี้ โดยปกติโรงงานอบแป้งให้แห้งด้วยวิธี flash drying ซึ่งจะไม่พบปรากฏการณ์นี้ ผลของการค้นพบนี้ทำให้แป้ง rice starch ที่ทำแห้งด้วยวิธี spray drying นี้มีคุณสมบัติที่ไหลได้ดี (free flowing) จึงสามารถนำไปตอกเม็ดยาด้วยวิธีตอกตรง (direct compression process) ได้ ถ้าแป้งไหลไม่ดีเม็ดแป้งก็ไม่สามารถจะไหลเข้าเครื่องตอกเม็ดยาได้ นอกจากนั้นแป้งชนิดนี้ยังให้คุณสมบัติของเม็ดยาที่ดีด้วย ประเทศส่วนใหญ่ในโลกต่างผลิตยาในขั้นตอนสุดท้าย คือสั่งซื้อตัวยาจากต่างประเทศ นำมาทำเม็ดยาเอง สารเพิ่มปริมาณที่ใช้ในการทำเม็ดยาจึงมีการใช้อย่างกว้างขวาง เมื่อรวมกันทั่วโลกจะมีปริมาณการใช้เป็น 100 ตันต่อวัน และจะต้องมีคุณสมบัติพิเศษจริงๆ เท่านั้นจึงจะได้เม็ดยาที่มีคุณภาพและประสิทธิภาพดี และได้ทำการผลิตขายทั้งในและต่างประเทศแล้ว ในนามของบริษัทเอราวัณฟาร์มาซูทิคอล รีเสริชแอนแลบบอราทอรี่ จำกัด ผลิตภัณฑ์ของบริษัทที่สำคัญก็คือ ERATAB และ ERATAB SP โดยได้ทำการจดสิทธิบัตรไปแล้วทั่วโลก

รูปถ่าย rice starch ก่อน spray dry

รูปถ่าย rice starch หลัง spray dry

ผลงานวิจัยนี้เป็นการเพิ่มมูลค่าของข้าวไทยได้อย่างมาก เพราะจากราคาข้าวไทยที่ส่งออกจะมีมูลค่าประมาณ 10,000 บาทต่อตัน แต่ rice starch ที่ผลิตเป็นสารเพิ่มปริมาณในการทำเม็ดยานี้ มีราคาประมาณ 100 บาท ต่อกิโลกรัม หรือเท่ากับตันละ 100,000 บาท โดยใช้วัตถุดิบที่เป็นปลายข้าวซึ่งถูกกว่าข้าวเม็ดเต็ม โดยปกติโรงงานผู้ผลิตเม็ดยาจะใช้สารเพิ่มปริมาณตัวอื่น เพื่อผลิตเม็ดยาด้วยวิธีตอกตรง (direct compression process) เช่น spray dry lactose, microcrystalline cellulose เป็นต้น ซึ่งต้องนำเข้าจากต่างประเทศและราคาแพงกว่า นอกจากนั้นในอนาคตอันไม่ไกลนัก บริษัทก็จะสามารถขยายกำลังผลิต และส่งขายไปทั่วโลก ผลงานวิจัยนี้จึงเป็นวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ที่จะเป็นประโยชน์อย่างกว้างขวางต่อเศรษฐกิจโดยรวมของประเทศต่อไป

กล่าวโดยสรุปผลโดดเด่นของรองศาสตราจารย์ ดร.ไสยวิชญ์ วรวินิต คือ

การคิดค้นเพื่อทำการผลิต rice starch (แป้งข้าวที่สกัดโปรตีนออกไปแล้ว) ในระดับอุตสาหกรรม เป็นครั้งแรกในประเทศไทย
การดัดแปร rice starch ด้วยวิธีทางเคมี และ ฟิสิกส์ เพื่อใช้เป็นสารเพิ่มปริมาณในการทำยาเม็ด
การค้นพบแป้งเกาะกลุ่มลักษณะทรงกลม หลังจาก spray dry แล้ว ซึ่งทำให้แป้งมีคุณสมบัติการไหลที่ดี เหมาะสำหรับใช้เป็นสารเพิ่มปริมาณในการทำเม็ดยา

International Patents

Improvements in or relating to agglomeration of starch.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Vongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: GR3035753T - 2001-07-31 (Great Britain)
Verbesserungen bei der Agglomeration von Starke.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Vongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: DE69611671T - 2002-03-07 (Germany)
Aperfeicoamenttos em ou relacionados com aglomeracao de amido.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Vongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: PT823439T - 2001-06-29 (Portugal)
Mejoras en o en relacion con la aglomeracion de almidon.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Vongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: ES215578T - 2001-05-16 (Spain)
Forbedringer ved eller i relation til agglomerering af stivelse.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Vongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: DK823439T - 2001-03-26 (Denmark)
Verbesserungen bei der Agglomeration von Starke.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Vongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: AT198896T - 2001-02-15 (Austria)
Spherically agglomerated starches with silicon dioxide.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Wongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: US5888548 - 1999-03-30 (USA)
Improvements in or relating to agglomeration of starch.
Inventor: Varavinit Saiyavit (TH); Wongsurakrai Aupakit (TH); (+1)

Publication info: EP0823439 - 1998-02-11 (European)

จากหนังสือ รางวัลนักเทคโนโลยีดีเด่น ประจำปี พ.ศ. 2549. 2006 Outstanding Technologist Awards.

มูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์. [ISBN 974-229-964-1] หน้า 16-21