一種蛹蟲草水溶粉的工業化製備方法與流程
2023-04-28 13:26:31
本發明涉及蛹蟲草深加工技術領域，具體涉及一種蛹蟲草水溶粉的工業化製備方法。
背景技術：
蛹蟲草，又名北冬蟲夏草(cordycepsmilitaris(l.)link)，是屬於真菌門(eumycota)、子囊菌門(ascomycota)、子囊菌亞門(ascomycotinia)、糞殼菌綱(sordariomycetes)、肉座菌亞綱(hypocreomycetidae)、肉座菌目(hypocreales)、蟲草科(cordycipitaceae)、蟲草屬(cordyceps)的一種大型藥食真菌。蛹蟲草與冬蟲夏草具有相似的藥理學活性成分，如含有蟲草素、蟲草酸、蟲草多糖、麥角甾醇、胺基酸、核苷類物質等，功效與冬蟲夏草相似，具有十分廣泛的藥理學作用。2014年國家衛生計生委發布公告將蛹蟲草批准為新食品原料，引起了人們對蛹蟲草利用的廣泛關注與重視。
目前，關於蛹蟲草提取物方面的文獻專利多為實驗室或小試的成果或簡單套用其他提取物的相關技術方法，存在原料處理複雜、工藝激烈、工序繁瑣、連續性差、生產成本高等諸多問題。從蛹蟲草深加工產業化開發角度，以高效低耗、節能環保、安全衛生為出發點，按工業化連續生產製造流程，建立一套從蛹蟲草原料預處理到最終產品的生產製備方法，未見相關具體報導。
另外，蛹蟲草粉碎粒度達到60目以上時，經水浸泡後會膨脹變軟，有一定的粘性，使用工業濾袋式離心機難以實現良好的分離效果，濾渣會在濾袋內形成粘性濾餅層，使得滲透液無法順利濾出，在工業生產中需要頻繁的中止離心，清理濾餅層，使得過濾階段操作繁雜、效率低下、滲透液損失較多。使用臥式離心機或者管式離心機可以實現較好的分離效果，但是二者在相同的物料處理量下，成本極高，維護及操作遠高於濾袋式離心機。
經專利文獻檢索，專利號cn201310207185.9《一種蛹蟲草速溶粉的製備方法》，它的主要工藝是經熱水浸提、勻漿、酶解、溼法超微粉碎、均質、噴霧乾燥製得，與本專利方法相比，從原料處理、生產工藝到終產品均存在不同之處，其生產工藝能耗較高、工序較為複雜且難以實現連續化，產品復水澄清度差，使用範圍受限。
技術實現要素：
本發明針對上述缺陷，目的在於提供一種提高產品的質量安全與品質純正的一種蛹蟲草水溶粉的工業化製備方法。
為此本發明採用的技術方案是：首先將經乾燥的蛹蟲草在顆粒破碎設備中進行破碎，獲長度為2-5mm的蛹蟲草粗顆粒，將其放入提取設備，加入該物料重量6-10倍的水，在超聲頻率24-40khz、溫度45-55℃的條件下，提取2-4小時，然後採用離心設備將濾液與濾渣分離，濾渣按原物料重量加3-5倍水進行二次提取並離心，合併兩次提取所得濾液，使用孔徑為100-1000nm的陶瓷膜設備對其進行精濾；精濾後所得滲透液使用真空濃縮設備在溫度60-80℃，真空度-0.07-0.09mpa的條件下濃縮至獲得可溶固形物濃度為52%-62%的浸膏；採用低溫真空連續帶式乾燥設備，將濃縮浸膏在溫度50-80℃，真空度-0.1mpa的條件下進行乾燥，至獲得含水量小於5%的結晶物，將其粉碎後得到蛹蟲草水溶粉。
本發明的優點是：
1、本發明方法的原料處理工藝簡單，無需將蛹蟲草粉碎，僅將其破碎為粗顆粒即可，該工藝易於實現、加工成本低且不影響提取效率，並且很好的解決了由於粉碎粒度過小而造成難以分離的情況，使用低成本的濾袋式離心機即可實現良好初步分離的效果，不需要採用臥式離心機或者管式離心機等成本高、操作及維護複雜的設備；
2、本發明方法的提取工藝中，料水比例較低（輔以超聲提取即能保證提取效率），在同等原料處理量的條件下，該工藝對提取設備的型號要求低，可節約其能耗和設備投資，並由於提取液的減少，在下游離心、濃縮工序中，亦可大大減輕物料的處理量和能耗，使得綜合生產成本大幅降低、生產效率和資源利用率大幅提高；
3、本發明方法的過濾工藝採用陶瓷膜技術，其可濾除水不溶性微小固體顆粒，陶瓷膜的孔徑經過試驗及驗證，選擇澄清度高、過濾速度快及有效物質截留程度小的孔徑，使得蟲草素等小分子活性成分損失少，且可最大程度保障蛹蟲草中水溶性活性成分的完整保留，直接使得產品復水後的澄清度極佳；
4、本發明方法的乾燥工藝採用真空帶式乾燥技術，相較於常規的噴霧乾燥160℃的進風溫度，且需要添加可溶性澱粉、麥芽糊精等乾燥助劑，真空帶式乾燥溫度大大降低，物料損失小，能耗低，且無需添加助劑，保障產品安全和純正，乾燥所得物料即呈疏鬆多孔，且含水量小於5%，利於貯藏；
5、本發明方法的全部加工過程除水以外無任何加工助劑和輔料的使用，保證了產品的質量安全與品質純正，且全程均在較低的溫度下進行，成本低、能耗小；
6、本發明方法的整體工藝中，提取溫度、濃縮溫度、乾燥溫度溫和，整個工藝流程都在較低的溫度下進行，減少高溫對蛹蟲草活性成分的影響，可以最大程度保留蛹蟲草提取成分的活性；
7、本發明方法所設計的各工序之間銜接緊密，工藝操作簡便，安全高效，適於建立流水線進行工業化連續生產作業；
8、本發明方法製得的蛹蟲草水溶粉呈疏鬆多孔，水溶性極好，冷熱水均可速溶，且其復水後澄清度高，清亮透明，無任何沉澱；
9、本發明方法製得的蛹蟲草水溶粉富含蟲草素、腺苷、多糖等多種生物活性物質，適於功能食品、飲料、口服液、含片、日化、美容等領域應用。
附圖說明
圖1蛹蟲草水溶粉的狀態圖。
圖2為蛹蟲草水溶粉用50/100/200/300份水復溶圖(圖中從左至右)。
具體實施方式
實施例（一）：
（1）粉碎：將蛹蟲草經進行破碎，獲得5mm粗顆粒；
（2）一次提取：蛹蟲草粗顆粒放入提取罐中，向其中加入8倍質量的水，加熱到45℃，使用28khz的超聲輔助提取2h；
（3）分離：使用離心機分離料液，獲得一次提取濾液和濾渣；
（4）二次提取：將濾渣投入提取罐中，向其中加入4倍原蛹蟲草粗顆粒質量的水，加熱到45℃，使用28khz的超聲輔助提取2h；
（5）分離：使用離心機分離料液，獲得二次提取濾液和濾渣；
（6）精濾：合併一次提取和二次提取濾液，使用500nm孔徑的陶瓷膜設備進行精濾，獲取澄清的滲透液。
（7）濃縮：使用單效外循環濃縮器進行濃縮，濃縮溫度60℃，真空度-0.078mpa，濃縮至55%的固含量濃度。
（8）乾燥：使用低溫真空連續帶式乾燥設備乾燥，乾燥條件60℃、真空度-0.1mpa，獲得乾燥的結晶物，將其粉碎後得到蛹蟲草水溶粉。
實施例（二）：
（1）粉碎：將蛹蟲草經進行破碎，獲得3mm粗顆粒；
（2）一次提取提：蛹蟲草粗顆粒放入提取罐中，向其中加入7倍質量的水，加熱到55℃，使用28khz的超聲輔助提取2h，提取2次；
（3）分離：使用離心機分離料液，獲得一次提取濾液和濾渣；
（4）二次提取：將濾渣投入提取罐中，向其中加入3.5倍原蛹蟲草粗顆粒質量的水，加熱到55℃，使用28khz的超聲輔助提取2h；
（5）分離：使用離心機分離料液，獲得二次提取濾液和濾渣；
（6）精濾：合併一次提取和二次提取濾液，使用800nm孔徑的陶瓷膜設備進行精濾，獲取澄清的滲透液。
（7）濃縮：使用單效外循環濃縮器進行濃縮，濃縮溫度60℃，真空度-0.078mpa，濃縮至62%的固含量濃度。
（8）乾燥：使用低溫真空連續帶式乾燥設備乾燥，乾燥條件60℃、真空度-0.1mpa，獲得乾燥的結晶物，將其粉碎後得到蛹蟲草水溶粉。