CN111649548A - 一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法 - Google Patents

一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法，包括如下步骤：将鲜冬虫夏草置于温度0～10℃、相对湿度20％～50％的条件下进行除湿，然后进行冷冻干燥。与现有技术相比，本发明提供的冷冻干燥方法先将鲜冬虫夏草置于特定的温度和湿度条件下进行除湿，然后再进行冷冻干燥。本发明提供的方法操作流程简单，冻干效率高、效果好，且产品不易断损，可大规模化地进行冬虫夏草冻干。

Description

一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法
技术领域
本发明涉及新鲜中药材的冷冻干燥，具体涉及一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法。
背景技术
冬虫夏草是一种名贵中药材，为麦角菌科真菌冬虫夏草菌寄生在蝙蝠蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体。冬虫夏草对肺结核、痰血、气喘、盗汗、阳痿遗精等病症有较好的疗效。其主产于青海、西藏、四川等海拔高的高原高寒草甸，采摘期短，新鲜状态难以保存，多以干燥后贮存。
冬虫夏草干燥工艺中，冷冻干燥在保持营养成分及形态方面是一种优势显著的干燥方式，但也有一些明显的不足。现有技术存在冻干时间长、成本高、操作复杂，产品外形皱缩、偏脆易断不方便运输的问题。
现有技术公开冬虫夏草保存方法中，有采用常温充氮气除湿使鲜冬虫夏草水分快速降低。该方法由于除湿过程水分散失太快，导致冬虫夏草色泽变暗、外形皱缩、变弯，严重影响了产品品质。
现有技术还公开了冬虫夏草冻干工艺可以采用分段降温方式，依据不同级别的原料采用不同程序的循环升降压方式，冻干结束后，再将产品置于一定温湿度环境吸潮回软。该方法冻干流程复杂，对设备性能要求较高，长期使用容易造成设备故障，不利于产业化推广。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法。该方法将特定条件下的除湿处理与冷冻干燥结合，克服了现有技术中冬虫夏草冻干时间长、成本高、冻干流程繁杂、效果不均匀以及产品偏脆易断不易保存运输等问题。
具体而言，本发明提供的冬虫夏草的组合冷冻干燥方法包括如下步骤：将鲜冬虫夏草置于温度0～10℃、相对湿度20％～50％的条件下进行除湿，然后进行冷冻干燥。
本发明在进行冷冻干燥之前，先将鲜冬虫夏草在温度0～10℃、相对湿度20％～50％的条件下放置一段时间，可以初步降低水分，减少冻干过程除去的水分，缩短冻干时间。更重要的是，采用上述特定的除湿方法可以避免除湿过程中水分散失过快导致的冬虫夏草色泽变暗、外形皱缩、变弯等问题，确保冬虫夏草冻干后，结构紧致，整体硬度提高，不易折断，维持较高的产品品质，利于保存运输。
作为本发明的优选方案，所述鲜冬虫夏草在除湿之前的初始水分含量大于65％，优选为70％～75％；采用上述特定方法进行除湿之后，冬虫夏草的水分含量小于60％。本发明进一步优选除湿之后冬虫夏草的水分含量为40％～55％，可以确保在去除适量水分的同时，使冬虫夏草维持在最佳的品质。该方法在实际操作中，具体的除湿时间一般为1～5小时，优选为1～3小时。
本发明所述的相对湿度是指：单位体积空气内实际所含的水气密度与同温度下饱和水气密度的百分比。
本发明提供的方法在除湿之前，优选先对鲜冬虫夏草进行冻融处理。进行冻融处理后再进行除湿，可以使鲜冬虫夏草结构疏松，水分容易逸出，能够提高除湿效果，并且显著缩短后续冷冻干燥的时间。
作为本发明的优选方案，所述冻融包括：将鲜冬虫夏草在温度-25℃～-15℃条件下冷冻，然后解冻。所述冷冻的时间优选为4～12h。所述解冻优选为常温解冻，具体可以是在常温下放置解冻，也可以是在常温水中浸泡解冻。在实际操作中，所述在常温水中浸泡解冻的时间优选控制在3～5min。
作为本发明的优选方案，所述冻融反复进行多次，优选反复进行2～3次。
本发明提供的方法先进行上述冻干前处理，然后再进行冷冻干燥。
作为本发明的优选方案，所述冷冻干燥包括：(a)预冻结；(b)升华干燥；(c)解析干燥。采用这种冷冻干燥方式，可以控制干燥时间，确保干燥效率。
本发明所述预冻结是指：将冬虫夏草放置到冻干机内，在一定时间内快速降温至一定温度，保持一定时间。作为本发明的优选方案，所述预冻结的冻干机内温度优选为-50～-35℃，更优选-45～-35℃。在具体操作时，可以冬虫夏草放置到冻干机内之后，将冻干机在0.5～1.5h内降温至上述温度，保持3～5h。
本发明所述升华干燥是指：在一定时间内升温至一定温度，同时抽真空至一定压强，保持一定时间。作为本发明的优选方案，所述升华干燥过程中，冬虫夏草物料温度维持在-35～-15℃，更优选维持在-35～-30℃。在具体操作时，可以将冻干机在0.5～1h内升至温度-10～-5℃，抽真空至15～25Pa，保持4～15h。
本发明所述解析干燥是指：在所述升华干燥的温度和压强的基础上，在一定时间内升温至一定温度，保持压强，并保持一定时间。作为本发明的优选方案，所述解析干燥过程中，冬虫夏草物料温度维持在10～30℃，优选维持在15～20℃。在具体操作时，可以将冻干机在1～1.5h内升至温度25～32℃，保持压强15～25Pa，保持2～4h。
作为本发明的一种具体的实施方案，所述组合冷冻干燥方法包括如下步骤：
(1)采收新鲜冬虫夏草，刷洗掉表面明显的杂质、泥土；
(2)冻融：将清洗后的鲜冬虫夏草置于-25～-15℃，保持4～12h，取出常温自然解冻或常温水浸泡解冻，立即沥干水分，重复上述过程2～3次；
(3)除湿：将冻融后的鲜冬虫夏草暴露于相对湿度20％～50％、温度0～10℃的控温控湿箱中，保持1～3h；
(4)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在0.5～1.5h内由室温降至-45～-35℃，保持3～5h；
(5)升华干燥：将冻干机的隔板温度在0.5～1h内从-45～-35℃升温至-10～-5℃，使冬虫夏草物料温度维持在-30～-35℃，抽真空至15～25Pa，保持4～15h；
(6)解析干燥：将冻干机隔板温度在1～1.5h内从-10～-5℃缓慢升温至25～32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持15～25Pa，保持2～4h后，停止冻干程序。
本发明的第二目的是提供一种冬虫夏草的储藏方法，具体包括：采用本发明提供的组合冷冻干燥方法对鲜冬虫夏草进行冷干后，储藏。采用本发明提供的方法，可以确保冬虫夏草在真空常温条件下储藏5年时间，仍然保持色泽金黄、结构饱满、香味浓郁的状态。
本发明的第三目的是提供一种冬虫夏草的运输方法，具体包括：采用本发明提供的组合冷冻干燥方法对鲜冬虫夏草进行冷干后，运输。采用本发明提供的方法，可以确保冬虫夏草在常温条件下运输后，仍然保持完整、基本无断损的状态。
与现有技术相比，本发明提供的冷冻干燥方法先将鲜冬虫夏草置于特定的温度和湿度条件下进行除湿，然后再进行冷冻干燥。本发明提供的方法操作流程简单，冻干效率高、效果好，且产品不易断损，可大规模化地进行冬虫夏草冻干。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下各实施例中：
1.冬虫夏草来源：宜昌山城水都冬虫夏草有限公司。
2.冻干机：上海东富龙科技股份有限公司，型号LY0-30。
3.冬虫夏草干燥效果评价及相关定义。
3.1水分检测：依据《中国药典》2015版第四部通则限量检查法水分测定法(烘干法)。
3.2干燥：水分含量≤10％为干燥状态。
3.3饱满率：饱满指冬虫夏草干燥后，条纹脉络清晰，无干瘪皱缩现象，干燥前后基本无变化。饱满率指一批冬虫夏草干燥后，达到饱满的数量占总数的比例。
3.4硬度：用质构仪测试干燥后冬虫夏草的硬度。
3.4.1质构仪：英国Stable Micro System公司，型号TA.XT Plus。
3.4.2测试样品处理：取干燥后的冬虫夏草虫体中间2对足所对应的虫体部分。
3.4.3测试参数：
项目 参数
模式 压缩模式
探头型号 P6柱形探头
探头测试前速度 1mm/sec
探头测试速度 0.2mm/sec
探头测试后速度 10mm/sec
样品形变度 30％
3.4.4硬度值：一批冬虫夏草干燥后的硬度值为随机选取10根样品测试硬度的平均值。一般水分≤10％时，硬度≤1800g为偏脆易断，硬度1800～4700g为较韧，硬度越大，冬虫夏草越难断损。
3.5断损率：一批冬虫夏草干燥后，经过物流运输后出现虫体或子座折断的数量占总数的比例。
3.6冻干耗时：样品放入冻干机腔体后，启动冻干程序到冻干程序停止所用的时间。
本发明中的常温或室温指的是温度20～25℃。
实施例1
本实施例提供了一种鲜冬虫夏草的组合冷冻干燥方法，具体为：
(1)采收新鲜冬虫夏草，刷洗掉表面明显的杂质、泥土，检测水分含量。
(2)冻融：将15kg清洗后的鲜冬虫夏草置于-15℃的冰柜中，保持4h后取出常温自然解冻后，立即沥干水分，再置于-15℃的冰柜中保存，4h后取出解冻，即反复冻融2次。
(3)除湿：将冻融后的鲜冬虫夏草暴露于相对湿度50％、温度0℃的控温控湿箱中，保持1h，检测水分含量。
(4)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在0.5h内由室温降至-35℃，保持3h。
(5)升华干燥：将隔板温度在0.5h内从-35℃升温至-10℃，使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至25Pa，保持4h
(6)解析干燥：在1h内将隔板温度从-10℃缓慢升温至25℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持25Pa，保持2h后，停止冻干程序。
(7)成品：打开冻干机，检查产品外观，统计饱满率，检测硬度，检测水分，记录冻干耗时。结果见表1。
实施例2
本实施例提供了一种鲜冬虫夏草的组合冷冻干燥方法，具体为：
(1)采收新鲜冬虫夏草，刷洗掉表面明显的杂质、泥土，检测水分含量。
(2)冻融：将50kg清洗后的鲜冬虫夏草置于-20℃的冰柜中，保持8h后取出用常温水浸泡解冻5min，然后沥干水分，再置于-20℃冰柜中保存，8h后取出用常温水浸泡解冻5min，反复冻融3次。
(3)除湿：将冻融后的鲜冬虫夏草暴露于相对湿度35％、温度5℃的控温控湿箱中，保持2h，检测水分含量。
(4)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1h内由室温降至-40℃，保持4h。
(5)升华干燥：将隔板温度在1h内从-40℃升温至-8℃，使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至20Pa，保持8h。
(6)解析干燥：在1.5h内将隔板温度从-8℃缓慢升温至30℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持20Pa，保持3h后，停止冻干程序。
(7)成品：打开冻干机，检查产品外观，统计饱满率，检测硬度，检测水分，记录冻干耗时。结果见表1。
实施例3
本实施例提供了一种鲜冬虫夏草的组合冷冻干燥方法，具体为：
(1)采收新鲜冬虫夏草，刷洗掉表面明显的杂质、泥土，检测水分含量。
(2)冻融：将100kg清洗后的鲜冬虫夏草置于-25℃的冰柜中，保持12h后取出用常温水浸泡解冻5min，然后沥干水分，再置于-25℃冰柜中保存，12h后取出用常温水浸泡解冻5min，反复冻融3次。
(3)除湿：将冻融后的鲜冬虫夏草暴露于相对湿度20％、温度10℃的控温控湿箱中，保持3h，检测水分含量。
(4)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1.5h内由室温降至-45℃，保持5h。
(5)升华干燥：将隔板温度在1h内从-45℃升温至-5℃，使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至15Pa，保持15h。
(6)解析干燥：在1.5h内将隔板温度从-5℃缓慢升温至32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持15Pa，保持4h后，停止冻干程序。
(7)成品：打开冻干机，检查产品外观，统计饱满率，检测硬度，检测水分，记录冻干耗时。结果见表1。
实施例4
本实施例提供了一种鲜冬虫夏草的组合冷冻干燥方法，具体为：
(1)取100kg清洗后的鲜冬虫夏草，沥干，测试水分。
(2)冻融：将清洗后的鲜冬虫夏草置于-20℃的冰柜中，保持4h后用常温水浸泡解冻3min，然后沥干水分，再置于-20℃的冰柜中保存，4h后用常温水浸泡解冻3min，即反复冻融2次。
(3)除湿：将冻融后的鲜冬虫夏草暴露于相对湿度20％、温度0℃的控温控湿箱中，保持1h后测定水分。
(4)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1h内由室温降至-40℃，保持5h。
(5)升华干燥：将隔板温度在1.5h内从-40℃升温至-8℃,使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至20Pa，保持14h。
(6)解析干燥：将隔板温度在1h内从-8℃升温至32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持20Pa，保持3h后，停止冻干程序。
(7)效果评价：打开冻干机，从色泽、饱满度、硬度、水分、冻干耗时评价干燥效果，结果见表2。
表1：冬虫夏草的冻干效果
Figure BDA0002487515450000081
对比例1：直接冻干
(1)取100kg清洗后的鲜冬虫夏草，沥干，测试水分。
(2)预冻结：将清洗后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1h内由室温降至-40℃，保持5h。
(3)升华干燥：将隔板温度在1.5h内从-40℃升温至-8℃，使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至20Pa，保持40h。
(4)解析干燥：将隔板温度在1h内从-8℃升温至32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持20Pa，保持3h后，停止冻干程序。
(5)效果评价：打开冻干机，从色泽、饱满度、硬度、水分、冻干耗时评价干燥效果，结果见表2。
对比例2：氮气除湿后冻干
(1)取100kg清洗后的鲜冬虫夏草，沥干，测试水分。
(2)除湿：将清洗后的鲜冬虫夏草放于20℃的除湿装置中，除湿装置一端设置进气孔，另一端设置出气孔，从进气孔向其内通入含水量为0.5％、温度为20℃的干燥氮气，利用干燥氮气除湿，除湿时间为35min，测试水分。
(3)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1h内由室温降至-40℃，保持5h。
(4)升华干燥：将隔板温度在1.5h内从-40℃升温至-8℃,使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至20Pa，保持10h。
(5)解析干燥：在1h内将隔板温度从-8℃缓慢升温至32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持20Pa，保持3h。
(6)效果评价：打开冻干机，从色泽、饱满度、硬度、水分、冻干耗时评价干燥效果，结果见表2。
对比例3：不冻融，除湿后冻干
(1)取100kg清洗后的鲜冬虫夏草，沥干，测试水分。
(2)除湿：将清洗后的鲜冬虫夏草暴露于相对湿度20％、温度0℃的控温控湿箱中，保持1h后测定水分。
(3)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1h内由室温降至-40℃，保持5h。
(4)升华干燥：将隔板温度在1.5h内从-40℃升温至-8℃,使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至20Pa，保持19h。
(5)解析干燥：将隔板温度在1h内从-8℃升温至32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持20Pa，保持3h后，停止冻干程序。
(6)效果评价：打开冻干机，从色泽、饱满度、硬度、水分、冻干耗时评价干燥效果，结果见表2。
对比例4：不除湿，冻融后冻干
(1)取100kg清洗后的鲜冬虫夏草，沥干，测试水分。
(2)冻融：将清洗后的鲜冬虫夏草置于－20℃的冰柜中，保持4h后用常温水浸泡解冻3min，然后沥干水分，再置于－20℃的冰柜中保存，4h后用常温水浸泡解冻3min，即反复冻融2次。
(3)预冻结：将除湿后的鲜冬虫夏草装盘置于冻干机内，开启冻干程序，在1h内由室温降至-40℃，保持5h。
(4)升华干燥：将隔板温度在1.5h内从-40℃升温至-8℃,使冬虫夏草物料温度维持在-35～-30℃，抽真空至20Pa，保持27h。
(5)解析干燥：将隔板温度在1h内从-8℃升温至32℃，使冬虫夏草物料温度维持在15～20℃，压力保持20Pa，保持3h后，停止冻干程序。
(4)效果评价：打开冻干机，从色泽、饱满度、硬度、水分、冻干耗时评价干燥效果，结果见表2。
实验例：物流运输评价
各取1kg经过实施例4以及对比例1～4冻干后的冬虫夏草，分别用塑料袋密封包装，并做好标记，从东莞市发顺丰快递。快递至北京市，达到目的地后再发回东莞市，打开包装，分别统计断损率，结果见表2。
表2：不同冻干前处理对冬虫夏草冻干效果的影响
Figure BDA0002487515450000111
由表2对比结果可知：在冬虫夏草冻干后水分含量基本一致的前提下，冻干前增加除湿及冻融操作，可显著缩短冻干耗时。除湿工艺除了能缩短冻干耗时外，还能提高产品硬度，显著减少物流运输过程中的断损率。氮气除湿工艺会使产品颜色明显变深，饱满率明显变低，严重影响了产品的品质。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法，其特征在于，包括如下步骤：将鲜冬虫夏草置于0～10℃、相对湿度20％～50％的条件下进行除湿，然后进行冷冻干燥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述鲜冬虫夏草在除湿之前的初始水分含量大于65％，优选为70％～75％；
进行除湿之后的水分含量小于60％，优选为40％～55％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除湿的时间为1～5小时。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于，所述鲜冬虫夏草在除湿之前，先进行冻融处理；
优选地，所述冻融包括：将鲜冬虫夏草在温度-25℃～-15℃条件下冷冻、优选冷冻4～12h，然后解冻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述冻融反复进行多次，优选反复进行2～3次。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷冻干燥包括如下步骤：(a)预冻结；(b)升华干燥；(c)解析干燥；
优选地，所述冷冻干燥包括如下步骤：
(a)将冬虫夏草置于-45～-35℃温度环境下进行预冻结；
(b)使冬虫夏草温度维持在-35～-30℃进行升华干燥；
(c)使冬虫夏草温度维持在15～20℃进行解析干燥。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述升华干燥和解析干燥在压强15～25Pa的条件下进行。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预冻结的时间为3～5h；所述升华干燥的时间为4～15h；所述解析干燥的时间为2～4h。
9.一种冬虫夏草的储藏方法，其特征在于，采用权利要求1～8任意一项所述的方法对鲜冬虫夏草进行组合冷冻干燥后储藏。
10.一种冬虫夏草的运输方法，其特征在于，采用权利要求1～8任意一项所述的方法对鲜冬虫夏草进行组合冷冻干燥后运输。
CN202010395793.7A 2020-05-12 2020-05-12 一种冬虫夏草的组合冷冻干燥方法 Pending CN111649548A (zh)

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