CN104856897A - 一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，具体生产步骤为：将富含淀粉的原料送入膨化机内挤压膨化，得到膨化料；向膨化料喷涂酶制剂并加水，控制膨化料与水的质量比1∶2.7～3.2，然后在55～65℃温度下水解；水解后冷却降温至28～30℃，加入生物发酵菌剂配成二次配料；生物发酵菌剂的加入量为9～12%；将二次配料送入发酵罐，保持28～35℃、45～60小时发酵；浮选发酵液，收集上浮物进集料箱；上浮物经微滤并经除菌浓缩后即为所需的成品。本发明利用薏仁碎米为原料，改善传统工艺功效成分收得率61～65.2%原料的问题，本发明达到75～85%；传统工艺生产周期100h，本发明生产周期72小时，缩短了28%；另外，免除了粉碎蒸煮工序，节省能耗30%～40%。

Description

一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法

技术领域

本发明涉及一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，属于化工日用品领域。

背景技术

用于生产面膜、护肤霜基础料的原料与方法很多，很多面膜或护肤霜是以白蜡油、羽毛油、羊毛脂、蜂蜡、橄榄油、甘油、角蛋白、丙二醇等为原料与抗氧剂、抗腐剂、乳化剂、香料及一种氧化还原酶经溶化、乳化、混合而成。其特征是上述氧化还原酶中包含有能促进人体细胞组织新陈代谢的氨基酸、复合维生素。而氧化还原酶是用多种有益菌种共栖培养而成，具有强力的抗氧化能力，对生物体有较高的活性，因而使制品具有促进新陈代谢、清洁皮肤毛细孔之污物、保护皮肤之功效。

经过检索，还没有发现以富含淀粉的中草药为原料结合现代生物技术生产面膜、护肤霜基础料的专利，因此，是本领域的研究人员研究的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，生产周期72小时，缩短了28%；另外，免除了粉碎蒸煮工序，节省能耗30%～40%。

    为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其创新点在于：具体生产步骤如下：

    1）将富含淀粉的原料送入膨化机内挤压膨化，得到膨化料；

    2）向膨化料喷涂酶制剂并加水，控制膨化料与水的质量比1：2.7～3.2，然后在55～65℃温度下水解；

    3）水解后冷却降温至28～30℃，加入生物发酵菌剂配成二次配料；生物发酵菌剂的加入量为9～12%；

    4) 将步骤3）中的二次配料送入发酵罐，保持28～35℃、45～60小时发酵；

    5) 浮选发酵液，收集上浮物进集料箱；

6）上浮物经微滤并经除菌浓缩后即为所需的成品。

在此基础上，所述富含淀粉的原料为薏仁加工过程中的副产品薏仁碎米。

在此基础上，所述步骤1）中的挤压膨化步骤中，挤压机的挤压模孔直径6～10mm、挤出温度120～150℃、挤压螺杆转速160～220r/min、物料含水量不大于24%，获得膨化料。

在此基础上，所述步骤2）中的酶制剂包括不少于80%的淀粉水解酶、15%的纤维素酶和少于5%的水分及纤维素。

在此基础上，所述的酶制剂的加入量与原料之间的关系为：酶制剂加入量为80～140u/克原料。

在此基础上，所述步骤2）中的水解过程中，水解时间不少于60分钟。

在此基础上，所述的生物发酵菌剂为活性酵母或麦曲。

在此基础上，所述步骤3）中加入生物发酵菌剂形成二次配料中加入到生物发酵菌的量满足二次配料后总物料与水的质量比为1：2.2～3.2。

本发明原理：

1）挤压膨化原理

膨化是利用变相和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体迅速升温气化、增压膨胀，并依气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变形，从而使之成为具有网状组织结构特征，定型的多孔物质的过程，是高温高压的短时间加工过程。

当含有一定水分的原料通过供料器进入套筒后，随着螺杆的转动而向前输送逐渐受到机头的阻力作用在有限的空间里被压缩，通过压延效应和物料在螺杆与套筒间的强烈搅拌、混合、剪力等作用而产生的高温、高压，使物料在挤压腔内呈熔融状态，原料中排列紧密地胶束被破坏，此时物料中的水分仍处于液体状，当熔融态物料进入成型模头前的高温高压区时，呈完全的流动态，物料中的超沸点水分因瞬间的急剧气化并喷射出来，物料体积瞬间膨化，致使膨化料内部爆裂出许多微孔，体积迅速膨胀。

2）挤压膨化对功效成分的影响

主要是在挤压膨化过程中，纤维素、木质素等在升压、升温和剪切的共同作用下，高分子的结构键断裂而使其变成了低分子产物，降解使分子间的氢键断裂，因而细胞壁发生了破裂。

经挤压膨化，淀粉结构变化，原料中支链淀粉含量降低，直链淀粉含量增加，总淀粉含量降低，糊精和还原糖增加，吸水性增强，通过膨化，淀粉α化即熟化，直链淀粉和支链淀粉分子间出现间隙，消化酶易于进入，熟化淀粉更易被酶利用。传统蒸、煮、炸等方法处理后形成的α淀粉，在常温下放置往往产生老化即β化，不利被酶利用。用膨化方法与传统方法相比，前者α化速度快﹑完全﹑稳定﹑不β化，究其原因在于物料接受了大量的能量，水分子热运动加剧，物料变得柔软，淀粉链间的氢健断裂，链发生了移动，在膨化过程，伴随着淀粉的α化，淀粉链受到很大的破坏，当温度下降时不能β化，使α化具有稳定性。经挤压膨化处理，纤维素纤维分子间价健断裂，可溶性纤维增加（一般增加3%左右），为纤维素酶水解率提高提供了可能。

综上，原料经挤压膨化，更有利于功效成分维E、脂肪、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、酪氨酸、苡仁脂、苡仁油、薏苡素生物碱等的释放。实验时发现挤压温度愈高裂解产物愈多。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，利用薏仁碎米为原料，改善了传统工艺功效成分收得率61～65.2%原料的问题，本发明达到75～85%；传统工艺生产周期100小时，本发明生产周期72小时，缩短了28%；另外，免除了粉碎蒸煮工序，节省能耗30%～40%。

（2）本发明的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，面膜、护肤霜基础料功效成分回收率高，生产周期短、生产效率高，节能、生产成本低。

附图说明

    图1为本发明工序流程图。

    图2为传统面膜生产工艺中至糖化工序的流程图。

    图3为本发明面膜生产工艺中至糖化工序的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例1

一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，以中草药（薏仁加工过程中的副产品薏仁碎米）为原料，依序包括下述工序：

1）将原料送入膨化机内挤压膨化，得到膨化料；

2）向膨化料喷涂酶制剂并加水，控制料水重量比1：2.2，在55～65℃水解；

3）水解后冷却降温至30℃，加入生物发酵菌剂配料；

4) 配料送入发酵罐，保持35℃、60小时发酵；

5) 浮选发酵液，收集上浮物进集料箱；

6）上浮物经微滤并经除菌后即为所需的成品。

其中，挤压膨化的挤压模孔直径10mm、挤出温度150℃、挤压螺杆转速220r/min、物料含水量不大于24%，获得膨化料。

生物发酵菌剂为耐高温酒用活性干酵母，且以料水比1：3.2调浆。

酶制剂包括不少于80%的淀粉水解酶、15%的纤维素酶和少于5%的水份和纤维素物质余量，酶制剂的加入量与原料之间的关系为：酶制剂加入量为140u/克原料。

实施例2

一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，以中草药（薏仁加工过程中的副产品薏仁碎米）为原料，依序包括下述工序：

1）将原料送入膨化机内挤压膨化，得到膨化料；

2）向膨化料喷涂酶制剂并加水，控制料水重量比1：2.7，在55℃水解；

3）水解后冷却降温至28℃，加入生物发酵菌剂配料；

4) 配料送入发酵罐，保持28℃、45小时发酵；

5) 浮选发酵液，收集上浮物进集料箱；

6）上浮物经微滤并经除菌后即为所需的成品。

其中，挤压膨化的挤压模孔直径10mm、挤出温度150℃、挤压螺杆转速220r/min、物料含水量不大于24%，获得膨化料。

生物发酵菌剂为耐高温酒用活性干酵母，且以料水比1：3.2调浆。

酶制剂包括不少于80%的淀粉水解酶、15%的纤维素酶和少于5%的水份和纤维素物质余量，酶制剂的加入量与原料之间的关系为：酶制剂加入量为80u/克原料。

实施例3

一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，以中草药（薏仁加工过程中的副产品薏仁碎米）为原料，依序包括下述工序：

1）将原料送入膨化机内挤压膨化，得到膨化料；

2）向膨化料喷涂酶制剂并加水，控制料水重量比1：2.9，在60℃水解；

3）水解后冷却降温至29℃，加入生物发酵菌剂配料；

4) 配料送入发酵罐，保持30℃、52小时发酵；

5) 浮选发酵液，收集上浮物进集料箱；

6）上浮物经微滤并经除菌后即为所需的成品。

其中，挤压膨化的挤压模孔直径10mm、挤出温度150℃、挤压螺杆转速220r/min、物料含水量不大于24%，获得膨化料。

生物发酵菌剂为耐高温酒用活性干酵母，且以料水比1：2.7调浆。

酶制剂包括不少于80%的淀粉水解酶、15%的纤维素酶和少于5%的水份和纤维素物质余量，酶制剂的加入量与原料之间的关系为：酶制剂加入量为80～140u/克原料。

本发明的优越性通过下述实验数据进一步得到证实：

以下通过计算对传统方法与本发明的能耗进行比较。

1. 传统方法原料粉碎与本发明挤压膨化的能耗

传统工艺原料粉碎能量消耗，1000kg粉料耗电60kw·h即Q0=216MJ

膨化原料的用电量参考最佳参数下挤压膨化的度电产量9kg/（kw·h），则挤压膨化1000kg原料共需耗电为：Q=1000/9=111.1kw·h=400MJ

2. 传统方法蒸煮糊化能耗比较与淀粉酶用量比较

原料的比热计算式如下：C=C0×（1-W）+C1×W

式中：C—原料比热

      C0—原料的绝干比热，一般取0.39kcal/kg·℃

      C1-水的比热

      W—水分含量，取12%

原料比热C=0.39kcal/kg·℃×（1-12%）+1kcal/kg·℃×12%

          =1.9361KJ/kg·℃

取原料1000kg，料水比为1:3，水为3000kg，蒸煮液化温度100℃，水温取25℃，则蒸煮液化的总能量消耗为：

     Q1=Q原料+Q水=C原料×m×△T+C水×m×△T

        =1.9361×1000×75+4.18×3000×75=1085.71MJ

传统方法能耗对比：△Q=Q0＋Q1-Q=901.71MJ

节能百分比：△Q/(Q0＋Q1)=901.71÷1301.71=69.27%

传统方法按每克原料使用12u液化型淀粉酶，液化型淀粉酶选用20000u/ml的规格，则1000kg原料淀粉酶量12×1000000÷20000=600ml

本发明无需使用液化型淀粉酶。

3，糖化过程能耗对比

传统生产工艺如图2所示，原料经粉碎，加水混合，70℃糊化，100℃蒸煮，60℃糖化，然后进行发酵、出面膜。

传统面膜、护肤霜基础料生产发酵糖化过程能耗：

原料的初始温度为25℃，忽略60℃保温期间所散失的热量，在100℃保温30分钟，设醪液的蒸发量为每小时5%计算，水的气化潜热为2257KJ/kg，则100℃保温期间，因为水分蒸发所消耗能量为 Q3=4000×5%×2257×（30/60）=225.7MJ

保温后再降温到60℃所需的能量：Q4=4000×3.619×（100-60）=579.04MJ

糖化过程所需要的总能量：Q5=Q3+Q4=225.7+579.04=804.74MJ

本发明挤压膨化生产工艺，如图3所示：原料经挤压膨化、加水混合，在60℃进行糖化，然后进行发酵。

本发明中，挤压膨化产工艺配水采用后续工序水，故无需消耗能量。

糖化过程能量消耗的节能比率为：Q5/Q5=100%

理论上糖化过程可节约能耗804.74MJ，折合电223.54kw·h。

可行性试验：

挤压膨化在面膜、护肤霜基础料生产中没有使用的报道，更没有工业化应用的报道。本试验从挤压膨化对面膜、护肤霜基础料生产周期、功效成分收得率以及生产成本等方面的影响等多个方面进行研究，旨在为面膜、护肤霜基础料生产挤压膨化技术的大规模工业化提供可行性和依据。

原料与方法

1 实验材料

中药材：贵州黔西南州薏仁碎米，含水量10.5%、淀粉61.4%、蛋白质9.1`%、脂肪2.32%。

淀粉酶：酶活力20000U/mL，NOVO公司生产。

酵母：安琪耐高温酒用活性干酵母，湖北安琪酵母股份有限公司生产。

2 实验仪器

 LRN-250A生化培养箱（上海医疗器械厂）；KDN-04A定氮仪（上海新嘉电子有限公司）；DZKW电子恒温水浴锅（上海医疗仪器厂）。

3工艺流程：如图1所示，

对薏仁碎米清理去杂，挤压膨化、调浆、喷涂酶制剂糖化、加入酵母、发酵、出浮选过滤浓缩，测定各项指标。

4实验方法

4.1原料的挤压膨化处理

经优选试验，挤压膨化处理的工艺条件为:挤压模孔直径10mm、挤出温度150℃、挤压螺杆转速220r/min、物料含水量不大于24%，获得膨化料。

4.2发酵与浮选、过滤、浓缩实验

对酵母进行活化，分别取已处理的膨化料样品100g，按料水比1:3.2调浆；液化酶12u/g原料﹑95℃液化1h；糖化酶140u/g原料﹑60℃糖化0.5h；

其中:试样2(挤压膨化)省去蒸煮液化工艺以及液化酶的使用，30℃发酵60h，对发酵液进行浮选、过滤、浓缩，取浮选物进行过滤去除固相渣，对去渣液加热浓缩至20–22Bx，测定各项指标。

4.3对比实验

将挤压膨化试样1(挤压膨化)、与试样2(传统工艺)做发酵实验，综合考查生产周期、功效成分收得率、能耗等指标，分别做4批次试验。

4.4分析方法

水分测定：105℃烘箱法，GB5479-1985；

残糖及还原糖测定：斐林试剂热滴定法；

淀粉测定：酶水解法；

糊化度测定：酶水解法；

蛋白质含量测定：凯式定氮法；

粗脂肪测定：GB2906-1982。

功效成分收得率面测定：回收得到的功效成分(维E、脂肪、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、酪氨酸、苡仁脂、苡仁油、薏苡素生物碱等) 量占原料中功效成分的百分比。

功效成分收得率=回收得到的功效成分÷原料中功效成分×100%

=(浓缩液量×浓度)÷原料中功效成分×100%

5结果与分析

5.1 对比实验

以试样1与试样2进行实验，测定各项指标，平行做4次试验，取平均值，如表1所示。

表1 挤压膨化生产面膜、护肤霜基础料的可行性试验

由表1可知，试样1省去液化阶段与试样2在同样的条件下糖化、发酵，经45h发酵后试样1功效成分收得率高于60h发酵后试样2，这可能是与原料在挤压膨化过程中淀粉发生糊化等作用有关，这些变化都有利于微生物发酵利用及功效成分的有效释放。

经济效益分析

通过计算得到本发明方法生产1kg面膜、护肤霜基础料耗原料28.48kg,比传统方法生产1kg面膜、护肤霜基础料耗原料37.56kg,节约的原料9.08kg，折算成本本发明方法比传统发酵法可降低成本236元/kg（面膜、护肤霜基础料），即降低成本43.7%。同时将发酵周期缩短了28h。

从以上分析可得如下结论

本发明方法取代传统方法生产面膜、护肤霜基础料是完全可行的。挤压膨化的适宜参数为：挤压模孔直径10mm、挤出温度150℃、挤压螺杆转速220r/min、物料含水量不大于24%。

本发明方法生产1kg面膜、护肤霜基础料耗原料28.48kg,比传统方法生产1kg面膜、护肤霜基础料耗原料37.56kg,节约的原料9.08kg，折算成本本发明方法比传统发酵法可降低成本236元/kg（面膜、护肤霜基础料），即降低成本43.7%。同时将发酵周期缩短了28h。

    以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：具体生产步骤如下：

    1）将富含淀粉的原料送入膨化机内挤压膨化，得到膨化料；

    2）向膨化料喷涂酶制剂并加水，控制膨化料与水的质量比1：2.7～3.2，然后在55～65℃温度下水解；

    3）水解后冷却降温至28～30℃，加入生物发酵菌剂配成二次配料；生物发酵菌剂的加入量为9～12%；

    4) 将步骤3）中的二次配料送入发酵罐，保持28～35℃、45～60小时发酵；

    5) 浮选发酵液，收集上浮物进集料箱；

6）上浮物经微滤并经除菌浓缩后即为所需的成品。

2.根据权利要求1所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述富含淀粉的原料为薏仁加工过程中的副产品薏仁碎米。

3.根据权利要求1所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述步骤1）中的挤压膨化步骤中，挤压机的挤压模孔直径6～10mm、挤出温度120～150℃、挤压螺杆转速160～220r/min、物料含水量不大于24%，获得膨化料。

4.根据权利要求1所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中的酶制剂包括不少于80%的淀粉水解酶、15%的纤维素酶和少于5%的水份及纤维素物质。

5.根据权利要求1或4所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述的酶制剂的加入量与原料之间的关系为：酶制剂加入量为80～140u/克原料。

6.根据权利要求1或4所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中的水解过程中，水解时间不少于60分钟。

7.根据权利要求1所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述的生物发酵菌剂为活性酵母或麦曲。

8.根据权利要求1所述的新型的面膜、护肤霜基础料的生产方法，其特征在于：所述步骤3）中加入生物发酵菌剂形成二次配料中加入到生物发酵菌的量满足二次配料后总物料与水的质量比为1：2.2～3.2。