CN101018489B - 通过机械研磨制备微米级人参粉的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种通过机械研磨制备微米级人参粉的方法，该方法包括如下步骤：粗磨人参根，以便于人参的超细粉碎，精磨粗制的人参粉，以及进一步超精研磨人参粉。通过该方法制得的人参超细粉具有40微米或更小的最大粒径，小于8微米的平均粒径以及均匀的微粒大小，因而具有极好的可分散性、可混和性和可吸收性。因此，所述超细粉可以用于制造各种有助于健康的食品或药物，如饮料、药片或胶囊，以及化妆品，如功能性皮肤护理剂或护肤霜。

Description

通过机械研磨制备微米级人参粉的方法
技术领域
本发明涉及一种通过机械研磨制备微米级人参粉的方法。更具体地，本发明涉及一种通过包括系统处理步骤的机械研磨过程制备具有精细且均匀颗粒大小的微米级人参粉的方法，该人参粉可用于制造各种有助于健康的食品或药物，如饮料、药片或胶囊，以及化妆品，如功能性皮肤护理剂或护肤霜。
背景技术
人参是最重要的草药之一，它深深地扎根于韩国人的日常生活中，以至于韩国被称为人参之国(suzerain state of ginseng)。在中国医学领域内，人参历来都视为是神奇的万能药。在世界范围内，包括早期的中国以及近代的欧洲和美国，人参的功效都得以公认。最终，人参成为韩国的标志。
虽然如今现代医学发展到了较高的程度，但是内科治疗经常依赖于中国医学，因而人参的需求日益增加。另外，由于人参的特殊功效，西方的医学家对人参进行深入的研究和开发，尤其是对于人参的基本成分和功效。因此，韩国制造的人参和人参产品倍受关注。
人参可以分为三种类型，即：保持原始形态的鲜参，根据处理方法种类的红参和白参。鲜参是在野外收获没有经过加工的人参，含有大约75％的水分，因而在流通过程中可能容易腐烂和损坏。因此，在不使用任何特殊存储设备或包装的前提下，很难将鲜参长期储存。
通常，红参通过对带有壳的鲜参进行蒸煮然后烘干而制得。红参呈浅黄褐色或浅红褐色。相反，白参是借助日光、热气等在非煮沸或非蒸发的状态下烘干带壳或不带壳的鲜参而制得。白参的水分含量大约为13％，呈乳白色或浅黄色。另外，白参可以根据烘干后的形状分为直参、半弯曲参和弯曲参。
与硬而易碎的材料相比，由于含有大量植物纤维的人参不容易磨成粉末，因而，难以大规模制备人参的超细粉末。虽然，韩国的数个小公司致力于通过机械方法加工人参根以制得人参粉，但是他们中的大多数依靠切碎(cutter mill)、滚碎(roll crusher)和针磨(pin mill)工艺，从而提供平均粒径大约为150微米的粗磨粉末。因此，大部分粉末产品仅用于低附加值的应用中，如人参粉产品或人参饼干的原料。直到现在，还没有对制备高质量人参粉的方法进行深入的研究与开发。
平均粒径为10微米或更小的人参超细粉末具有极好的可分散性、可混和性以及可吸收性。因此，这种超细粉末可用于较高附加值的应用中，如各种有助于健康的食品或药物，如饮料、药片或胶囊，以及化妆品，如功能性皮肤护理剂或护肤霜。然而，还没有出现通过机械研磨制备人参超细粉末的划时代的方法。
由于人参含有大量植物纤维并具有较低的硬度，所以在仅通过使用研磨机将人参磨粉以降低人参粉的粒径方面存在局限性。而且，依照如此简单的研磨方法制得的粉末具有不均匀的颗粒大小。此外，人参的活性成分可能由于人参与研磨机之间的摩擦而变质或污染。
发明内容
因此，为解决上述现有技术中存在的问题而提出本发明。根据本发明，为了便于人参的超细粉碎而粗磨人参根，将粗制的人参粉精磨，并将精磨的人参粉进一步超精研磨。通过这样的操作，可以制得人参超细粉末，该人参超细粉末具有40微米或更小的最大粒径，小于8微米的平均粒径，而且具有均匀的颗粒大小，同时保持人参原有的独特基本成分。因此，期待本发明将有助于新产品的发展和健康的促进。
因此，本发明的一个目的是提供一种通过机械研磨工艺制备微米级人参粉的方法，该方法包括如下步骤：粗磨人参根，精磨粗制的人参粉，以及进一步超精研磨所述人参粉。
如上所述，本发明涉及一种通过机械研磨制备微米级人参粉的方法。更具体地，本发明涉及一种通过包括系统处理步骤的机械研磨过程制备具有精细且均匀颗粒大小的微米级人参粉的方法，该人参粉可用于制造各种不同的有助于健康的食品或药物，如饮料、药片或胶囊，以及化妆品，如功能性皮肤护理剂或护肤霜。
根据本发明的一个方面，提供了一种制备微米级人参粉的方法，该方法包括如下步骤：为了便于人参的超细粉碎而粗磨人参根；精磨粗制的人参粉；以及进一步超精研磨该人参粉。
根据本发明的方法的特征在于：为了便于人参的超细粉碎，在精磨人参粉之前先将人参根粗磨；在条件成熟的情况下进行精磨人参粉的步骤，以使研磨效率最大化，同时将由于人参粉与研磨装置如研磨容器或球磨机之间的摩擦而导致的活性成分的损失或污染减到最小；以及最后对通过上述条件制得的超细粉碎的人参粉进行喷射研磨，以制得亚微米级超细粉末，从而提高能量效率和成本效率。
本发明能够解决上述问题并且提供一种用于制备人参超细粉的新方法。根据本发明的方法的特征在于：为了便于人参的超细粉碎，在精磨人参粉之前先将人参根粗磨；在条件成熟的情况下进行精磨人参粉的步骤，以使研磨效率最大化，同时将由于人参粉与研磨装置如研磨容器或球磨机之间的摩擦而导致的活性成分的损失或污染减到最小；以及最后对通过上述条件制得的超细粉碎的人参粉进行喷射研磨，以提供亚微米级超细粉末，从而提高能量效率和成本效率。
附图说明
图1是表示根据本发明制备人参超细粉的方法的示意性流程图；
图2图示表示应用于图1所示的超精研磨步骤的喷射研磨系统；
图3是表示由根据本发明的实施例l制得的人参超细粉的粒径分布的曲线图；
图4是表示由根据本发明的实施例2制得的人参超细粉的粒径分布的曲线图；以及
图5是表示由根据本发明的实施例3制得的人参超细粉的粒径分布的曲线图。
具体实施方式
现在将详细地描述本发明的优选实施方式。应当理解的是，以下实施例仅为说明性的，且本发明不限制于所述实施例。
下面，将参照图1，更加详细地说明根据本发明的制备人参粉的方法。
在根据本发明的方法中用作原材料的人参包括白参和红参，白参通过利用日光、热气等在非煮沸或非蒸发的状态下烘干带壳或不带壳的鲜参而制得，红参通过蒸煮带有壳的鲜参，然后烘干而制得。
首先，通过使用高速旋转型冲击式粉碎机，如图1流程图中①和②所示的交叉搅拌研磨机(cross beater mill)，将作为原材料的人参粗磨至140微米和150微米之间的平均粒径。这里，研磨室的内壁和转子的内衬优选由不锈钢或高纯度氧化铝制成，以防止污染。
然后，通过使用研磨机，如振动研磨机或对转圆盘式研磨机(见图1中③)，将通过前述步骤制得的粗制人参粉在干燥的环境下精磨至18微米和20微米之间的平均粒径。这种研磨机通常由圆筒形的容器和研磨介质(球或棒)组成。更具体地，球置于容器中，转动容器或搅拌器，以在球与另一球之间或容器的内壁与球之间实现人参的研磨。优选地，研磨时间为1-3小时，振动研磨机的频率为1000vpm，对转圆盘式研磨机的搅拌器的转速为400rpm。
然而，当使用这样的对转圆盘式研磨机时，必须利用氧化锆或高纯度氧化铝对与人参粉接触的部件(即容器、球等)进行加内衬，从而防止磨损引起的污染。例如，可以使用直径为5-15毫米的氧化铝球。
另外，优选地，经过精细研磨步骤的人参粉与所述球的体积比为25-40∶50-60。如果非常少量的人参粉进入精磨步骤，则球与另一球之间或容器的内壁与球之间产生的碰撞/摩擦力就会增大，从而导致所得产品的污染。另一方面，当将非常大量的人参粉进入精磨步骤时，则研磨质量会由于人参粉的缓冲作用等而降低。接着，利用喷射研磨机(见图1中④)，将由使用振动研磨机或对转圆盘式研磨机的前述步骤制得的精磨人参粉进一步超精研磨至小于8微米的平均粒径。
由于人参组织含有大量的植物纤维，所以不可能通过使用普通的振动研磨机或对转圆盘式研磨机制得粒径为几个微米或更小的人参粉。通常，喷射研磨机用于金属、陶瓷、墨等的超细粉碎。喷射研磨机在研磨食品尤其是人参中的应用和商业化不为人所知。当使用喷射研磨机研磨人参时，可以制得粒径为几微米的人参粉。另外，喷射研磨机具有较高的冷却效率，因而适用于研磨低熔和热敏(heat-liable)材料。喷射研磨机的研磨机制为，随循环的气流一起运动的材料颗粒通过由从多个超声速率喷嘴(研磨喷嘴)喷出的加压空气的动能加速，并且该加速的颗粒发生碰撞，从而实现材料颗粒的研磨。
除研磨室之外，喷射研磨机还包括分级室。在分级室中分离出的粗粉通过返还管(resending duct)又送回至研磨喷嘴。因此，可以制得具有更窄粒径分布的粉末产品，即具有均匀的粒径。
此外，为了评价控制在亚微米区域(平均粒径≤3微米)的人参粉的粒径的技术可行性，喷射研磨机的研磨操作可以在如下三个单独的系统中进行：(1)一步样品输送/一步研磨；(2)一步样品输送/一步研磨/一步分级；以及(3)两步样品输送/两步研磨(见图2)。
通过使用根据本发明的方法，可以制得最大粒径为40微米或更小且平均粒径小于8微米的人参粉。特别地，通过使用喷射研磨机的研磨系统(2)和(3)，可以将人参粉的平均粒径控制在大约为3微米的亚微米水平。
因此，通过使用根据本发明的制备人参超细粉的方法，可以有效地控制人参超细粉的粒径分布。此外，当从工业角度考虑时，该方法的优势在于，进行些微改变就可以随意使用普通的高速旋转型冲击式粉碎机、对转圆盘式研磨机和高速气流粉碎机(如，不锈钢的使用和使用高纯度氧化铝在与人参粉接触的部件上加衬)。
同时，根据本发明制备人参超细粉的方法可以分批或连续进行。
因此，本发明提供了一种通过机械研磨制备微米级人参粉的方法，通过该方法，制得的人参粉的最大粒径能控制在40微米或更小，而且人参粉的平均粒径能够控制在8微米以下。因此，通过本发明的方法制得的微米级粉末可用于制造各种有助于健康的食品或药物，如饮料、药片或胶囊，以及化妆品，如功能性皮肤护理剂或护肤霜。由于人类的舌头所能识别的粒径下限是20微米，所以通过本发明的方法制得的这种超细粉碎的人参粉能够改善传统人参粉的粗糙感性质。另外，根据本发明，由于超细粉碎的人参粉具有增大的表面积，所以有助于提高消化/吸收率。此外，本发明的方法使用低温研磨系统，因而防止了由热引起的营养损失，并且保持人参特有的风味和颜色。
实施例
实施例1
将使用交叉搅拌研磨机预先粗磨的30体积份白参粉(平均粒径≒143微米)置于振动研磨机中。同时，将直径为15毫米的60体积份氧化铝球置入振动研磨机中。将白参粉在振幅为8.5毫米、频率为1000vpm的条件下在振动研磨机中处理3个小时，以制得平均粒径约为18微米的粉末。将制得的粉末置入喷射研磨机中，并在图2所示的系统(1)中处理粉末，同时将样品送给量控制在3.4kg/hrs和8.6kg/hrs之间的范围内，以制得最大粒径约为26-40微米且平均粒径约为5.5-7.2微米的人参超细粉。通过本实施例制得的人参超细粉的粒径分布如图3所示。
实施例2
将使用交叉搅拌研磨机预先粗磨的25体积份红参粉(平均粒径≒148微米)置于对转圆盘式研磨机中。同时，将直径为5毫米的50体积份氧化铝球置入对转圆盘式研磨机中。将红参粉在搅拌器转速为400rpm的条件下在对转圆盘式研磨机中处理1个小时，以制得平均粒径约为19微米的粉末。将得到的粉末置入喷射研磨机中并在图2所示的系统(2)中进行处理，同时将样品送给量控制在适当的范围内，以制得最大粒径约为13微米且平均粒径约为3.7微米的亚微米级人参超细粉。通过本实施例制得的人参超细粉的粒径分布如图4所示。
实施例3
将根据实施例1采用喷射研磨机处理得到的白参和红参超细粉再使用气流粉碎机进行研磨，同时将样品送给量控制在适当的范围内(见图2中的研磨系统(3))。通过这样的操作，可以制得最大粒径约为8-10微米且平均粒径约为2.8-3.3微米的人参微粉。通过本实施例制得的人参超细粉的粒径分布如图5所示。
工业实用性
如上所述，通过根据本发明的方法制得的人参超细粉具有40微米或更小的最大粒径，小于8微米的平均粒径以及均匀的颗粒大小。因此，本发明可应用于生物产业和医学领域。特别地，通过根据本发明的方法制得的人参粉可用于制造各种有助于健康的食品或药物，如饮料、药片或胶囊，以及化妆品，如功能性皮肤护理剂或护肤霜。

Claims (2)

1.一种通过机械研磨制备微米级人参粉的方法，该方法包括如下步骤：
使用交叉搅拌研磨机粗磨人参根，以制得平均粒径为140-150微米的粗制人参粉，其中，所述交叉搅拌研磨机的研磨室的内壁和转子的内衬由不锈钢或氧化铝制成；
使用从由振动研磨机和对转圆盘式研磨机组成的组中选择的至少一者来精磨所述粗制人参粉，以制得平均粒径为18-20微米的人参粉，其中，所述振动研磨机或对转圆盘式研磨机由圆筒形的容器和作为研磨介质的球组成，所述容器和球采用氧化锆或氧化铝形成内衬，并且所述人参粉与所述球的体积比为25-40∶50-60；以及
使用喷射研磨机超精研磨所述人参粉，以制得最大粒径为40微米或更小且平均粒径小于8微米的人参超细粉，其中，所述喷射研磨机在包括输送样品、然后研磨和分级样品的第一步以及输送样品、然后研磨样品的第二步的系统中运作。
2.根据权利要求1所述的通过机械研磨制备微米级人参粉的方法，其中，所述精磨步骤在振动研磨机的频率为1000vpm或对转圆盘式研磨机的搅拌器转速为400rpm的条件下进行1-3小时。
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