CN102716348A - 真空冷冻干燥制备超细天麻粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空冷冻干燥制备超细天麻粉的方法，其特征在于将真空冷冻干燥工艺技术与超音速气流低温粉碎工艺技术相结合，将新鲜天麻原料清洗、去皮切片后冷冻干燥后，干燥后经粗粉碎后进行超音速气流粉碎制成超细天麻粉。本发明加工采用国际上先进的“真空冷冻干燥超细粉碎”技术与工艺，将新鲜天麻原料制成冻干超细天麻粉体，粉体呈原生态白色。这对天麻原始生物酶、蛋白质、氨基酸、维生素、热敏有效成分作最大限度保留，使这种具有活性的冻干天麻的营养价值及药效提高，远优于传统的晒干、热风干燥制培的天麻粉。

Description

真空冷冻干燥制备超细天麻粉的方法

技术领域

本发明涉及一种真空冷冻干燥制备超细天麻粉的方法，属于真空冷冻干燥技术在食品或药品中的应用领域。

背景技术

失眠在现代社会人群中较为普通，除了因病理引起之外，由于社会、生活、工作和学习等等压力，在中青年上班族、学生，也常会失眠。长时间不仅影响生活、工作和学习。而且会导致记忆力下降、健忘、高血压、心脏病、糖尿病、胃病、肥胖、中风等疾病的发生。失眠对中老人来说影响更大，甚至危及生命。此外长期海上作业的海员、军人失眠也较易发生，影响很大。

对于失眠，一般服用安定等安眠西药，不仅影响神经，还损害肝脏、肾脏功能。

天麻是一种传统名贵中药，又名赤箭、始载《本经》，宋代“开宝本草”始收载天麻之名。定风草、合离草，为兰科多年生寄生草本植物，中国古代的《神农本草经》、明代李时珍著《本草纲目》均列为上品，且将二者合并称“天麻赤箭”，别名明天麻。具有舒肝益肾健脾、宁心安神、调理气血、祛风通络等作用。可用于治肝阳上亢、眩晕头痛、惊痫抽搐；又可祛外风、通经络，止痛，治疗风湿肩背酸痛及肢体酸痛麻木；亦可治疗脑卒中、偏瘫等。

经近年现代医药研究，天麻的化学成分含天麻苷、天麻苷元、β-甾谷醇和胡萝卜苷、柠檬酸及其单甲酯、棕榈酸、琥珀酸和蔗糖等，尚含天麻多糖、维生素A、多种氨基酸及微量生物碱，还含有多种微量元素，如铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌等。

天麻的主要药理作用：有降低外周血管、脑血管和冠状血管阻力的作用，并有降血压及减慢心率的作用。天麻多糖有免疫活性，并具有益脑成分，它能调节植物神经，以及定向激活大脑海马区的神经干细胞，恢复海马区功能，从源头上改善失眠，提高记忆力、抑郁情绪低落等症状。

多年来中医作为中风及中风后遗症及头昏失眠、益脑的首选。天麻主要产于中国四川、重庆、云南、贵州等地。

天麻给药除汤剂外（煎制麻烦，使用和携带不便），常用粉体（外套胶囊）形式工。但一般天麻制成粉体均颗粒较粗，中位粒径在80～12目（～200μm）间，影响使用效果与药料的利用率。经近年研究表明，只有在中药粉体的中心粒径达到10～15μm的细度以下，这时药料细胞的破壁率≥95%。

实验证明，当中药超细粉体服用后，细胞内的有效成分不必再需通过细胞壁和细胞膜建立的屏障才能被给药部位吸收，而是直接和给药部位接触吸收；同时，中药超细粉体的比表面积很大，与给药部位接触面积大，而且其粘附性能使药物在吸收部位的时间延长，因此可大大提高有效成分的吸收速度和吸收程度，从而达到速效、高效、长效的治疗效果。因此开发疗效更好、品种更优的中药超细粉体新产品，形成中药的新材料、新剂型，将具有深远的理论和现实意义。国家科委与国家中医药管理局已将其列入“21世纪中药现代化发展战略”之一。

本发明拟天麻采用国际上先进的真空冷冻干燥与超音速气流低温粉碎技术结合制成真空冷冻干燥超细天麻新型粉体，成为新型保健食品和药品，更充分发挥它的药效，成为本发明的切入点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备超细天麻粉的方法，其创新点在于将真空冷冻干燥技术与工艺，与超音速气流低温粉碎技术相结合，直接将新鲜天麻制成冷冻干燥超细天麻粉体。

所述的真空冷冻干燥是把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华，而物质本身剩留在冻结时的冰架中，因此它干燥后体积不变，疏松多孔在升华时要吸收热量。引起产品本身温度的下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对产品进行适当加热。整个干燥是在较低的温度下进行的。

冷冻干燥有下列特点：

一、冷冻干燥在低温下进行，因此对于许多热敏性的物质特别适合。如蛋白质、微生物之类不会发生变性或失去生物活力，因此在医药上得到广泛地应用。

二、在低温下干燥时，物质中的一些挥发性成分损失很小，适合一些化学产品、药品和食品干燥。

三、在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持物质原有的性状。

四、由于在冻结的状态下进行干燥，因此体积几乎不变，保持了原来的结构，不会发生浓缩现象。

五、干燥后的物质疏松多孔，呈海绵状，加水后溶解迅速而完全，几乎立即恢复原来的性状。

六、由于干燥在真空下进行，氧气极少，因此一些易氧化的物质得到了保护。

七、干燥能排除95～99%以上的水份，使干燥产品能长期保存而不致变质。

本发明所使用的超音速气流低温粉碎为常用气流粉碎机中的一种，所述的气流粉碎机是通过气流粉碎物料的干法制备超细粉的设备，因此又称为气流磨、喷射磨或能流磨。所用的气体可以是高速空气（300～500m/s）、过热蒸汽（300～400℃）或惰性气体，目前，制备粉体的方法主要有两种：一种是通过气流的能量使物料颗粒互相冲击、碰撞、摩擦而被粉碎，从大到小制备颗粒；另一种是通过合成从小到大制备颗粒。通过粉碎方法制备的颗粒，目前最细约为0.1μm，合成的方法能够制备几纳米到几十微米范围的颗粒。气流粉碎机通过粉碎的方法主要能制备0.5～20μm的超细颗粒材料。它是目前被广泛应用的干法制备超细粉体的设备，与其它粉碎设备相比，它具有如下特点：

1、粒度细，最细可以达到0.1μm，一般为0.5～20μm，并可以调节，粉碎比为1～10；

2、粒度分布窄、均匀，可以满足窄粒度分布产品粉的要求，如磨料、药品、激光打印粉、复印粉、钕铁硼磁粉和锂电池等；

3、在操作过程中腔体对产品污染少、纯度高，如采取一定措施时可达到无菌粉碎，因此，特别适用于药品等不允许被金属和其它杂质污染的物料的粉碎；

4、可以粉碎莫氏硬度为1～10的材料；

5、加工温度低（低于气流温度），材料破碎时的应变率高，特别适用于低熔点。

扁平式气流粉碎机主要由扁平圆盘空腔工作室、喷嘴、进料器、成品粉出口、气室和工作室内衬所组成。

喷嘴一般都安装在工作室侧壁的中间位置，喷嘴轴线与相应的半径有一夹角α（30°～58°）

扁平式气流粉碎机的喷嘴出口速度，有亚音速、音速和超音速三种。亚音速喷嘴是直管形的，音速喷嘴是渐缩形的，超音速喷嘴是缩扩形的（拉瓦尔喷嘴），目前渐缩形喷嘴用得最多，直管形的现在很少用，缩扩形喷嘴的应用率在提高。

扁平式气流粉碎机喷嘴的数，主要根据工质耗气量、工作室直径和喷嘴的形式确定。在工作室空间允许的条件下，一般喷嘴数目多比较好，有利于分级。

因为扁平式气流粉碎机工作室内衬受物料和射流磨损严重，一般在工作室内壁要贴耐磨内衬材料，主要为耐磨合金钢、刚玉和碳化硅等低磨耗材料。

上面所述的气流粉碎机的工作原理是：

压缩气体由气室均匀进入各喷嘴，喷嘴喷出来高速射流，由于射流压力低，工作室中的粉料就被卷入或吸入射流，颗粒随射流被加速，带料射流使颗粒相互碰撞、摩擦，也与内衬相互碰撞和摩擦，致使颗粒破碎。由于射流是带α角度喷入工作室的，它会自动形成一个高速旋转的流场，使工作室中所有的颗粒都处在一个离心力场中，细颗粒能够克服离心力从中间成品粉出口出去，作为成品粉被收集，成品的颗粒大小与射流速度、进入角α、工作室直径D、出口直径等有关。

扁平式气流粉碎机以粉碎室内径尺寸为规格标准，定型设备φ50～1060mm；压缩空气耗量0.566～94m³/min；过热蒸汽耗量147～3630kg/h；生产能力0.2～2500kg/h，产品粒径0.5～43μm。

本发明所述的工艺流程为鲜天麻→清洗→去皮→切片→预冻→真空冻干→出仓→粗粉碎→气流粉碎成超细粉体→包装。所述的天麻的冻干是在真空低温状态下进行的，为了使干燥速度加快，可将天麻切片，增加升华面积进行，预冻到-15~-25℃左右，真空控制在40-60Pa，真空干燥最高温度加至40-50℃，这样干燥后得到的天麻片状制品极为干燥（一般质量百分含水量可达<2%），组织极为疏松，为超细粉打下了良好的基础。气流粉碎后所得的天麻粉，颜色为原生态的白色，没有像其它干燥后的发黄、发黑的现象，并且在水中极易溶解。气流粉碎使用扁平式气流粉碎机的工作直径为Φ100-150mm，喷嘴数目为4个，生产能力为10-20kg/h，所制备的产品中位粒径10-15μm，细度可达1000目（图1和图2）。在气流粉碎前用一般方法粗粉碎。喷嘴轴线与相应的工作室的半径的夹角α为30°-50°。

本发明的优点显而易见的：

1、天麻原料直接产于本公司在四川、重庆无污染基地，生产中不施用化肥药，符合国家绿色环保要求，达到出口标准。

2、加工采用国际上先进的“真空冷冻干燥超细粉碎”技术与工艺，直接将天麻制成冻干超细全天麻粉体。这对天麻原始生物酶、蛋白质、氨基酸、维生素、热敏有效成分作最大限度保留，使这种具有活性的冻干天麻的营养价值及药效提高，远优于传统的晒干、热风干燥制培的杜仲粉。经真空冷冻干燥的天麻再经超高速气流工艺粉碎，其细度可达到1000目（中位粒径10-15μm左右），可大大提高利用率及有效成分的人体吸收效果。达到用量少、见效快等效果。优于普通常用的热干天麻粉体（只有几十目）。

3、由本发明提供的方法制成的全天麻胶囊具有活性高、含量高、用量少、易吸收、减小快等特点，提高了其经济和使用价值。

附图说明

图1采用本发明工艺方法制备的天麻超细粉体的粒度分布。

图2制备的不同放大倍数下的扫描电子显微镜照片；（a）1000倍；（b）4000倍。

具体实施方式

下面通过实施例以进一步阐述本发明的实质性特点和显著的进步，但本发明决非仅局限于实施例。

实施例1：

将采于四川基地的天麻原料，经测定其含水量为10～20%，先清洗、去皮、切片工艺后，采用上海玉成干燥设备有限公司生产的型号为YRD-1030型真空干燥设备进行干燥，选择天麻的预冻温度为-20℃,真空度调节为45～55Pa，真空干燥温度控制在40～45℃，干燥15～18小时，使脱水后的含水量控制在小于2%以下，然后经粗粉碎后放入气流粉碎机进行粉碎，国产扁平式气流粉碎机为STG-10系列，气流粉碎时使用的工作室直径为φ100～150mm，喷嘴数目为4个，生产能力为10～20kg/h，产品的中位粒径约为10-15μm左右。

实施例2：

起始天麻原料的含水量为10%～15%，预冻温度至-25℃，干燥温度至50℃，干燥后期解析阶段延长2小时，总共20个小时，测得脱水后的天麻含水量在1%以下。经粉碎后所得细粉为1000目，中位粒径在10-12μm范围，其余同实施例1。

从以上两个实施例来看，冷冻干燥后的含水量愈低，脱水愈彻底，制品容易粉碎。

Claims (6)

1.真空冷冻干燥制备超细天麻粉的方法，其特征在于将真空冷冻干燥工艺技术与超音速气流低温粉碎工艺技术相结合，直接将新鲜天麻冷冻干燥后，后进行粉碎制成超细天麻粉。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于步骤是：

a）将新鲜的天麻原料清洗、去皮、切片后采用真空冷冻干燥设备进行干燥，预冻温度降至-15~-25℃，真空控制在40-60Pa范围，真空干燥温度控制在40-50℃，使天麻脱水后含水量控制在＜2%以下，然后干燥出箱后粗粉碎；

b）放入扁平式气流粉碎机进行粉碎，粉碎时使用的工作室直径为Φ100-150mm，喷嘴数目为4个，喷嘴轴线与相应的工作室半径间夹角为30°-50°，粉碎成超细的天麻粉。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于使用的真空冷冻干燥设备的型号为YRD-1030型。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于真空冷冻干燥后的天麻原料的含水量低于1%。

5.由权利要求1或2所述的方法制备的天麻粉体，其特征在于所述的天麻粉的细度为1000目。

6.按权利要求5所述的天麻粉，其特征在于所述的天麻粉体的中位粒径为10-15μm，且颜色为原生态白色。

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