專利名稱：花粉和靈芝孢子破壁方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用液氮淬冷的花粉和靈芝孢子破壁方法。
背景技術(shù)：
研究和提取自然界植物中的功能成份，開發(fā)新型保健食品已成為當(dāng)今世界上食品研究矚目的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，享有“微營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”之稱的花粉和靈芝孢子均屬植物的遺傳單位，是植物生命財(cái)產(chǎn)的精華。研究表明花粉中含有氨基酸、蛋白質(zhì)、糖類、脂類、維生素、礦物元素、酶、核酸、生長(zhǎng)素、黃酮類、和有機(jī)酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具滋補(bǔ)、強(qiáng)壯、怯病延年之功效；靈芝孢子有效成份包括蛋白質(zhì)和氨基酸類、糖肽類、三萜類、生物堿類、甾醇類、脂肪酸類、維生素類、胡蘿卜素、有機(jī)鍺、內(nèi)脂和無機(jī)離子等，能提高機(jī)體免疫力，起調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等作用?；ǚ酆挽`芝孢子已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、美容、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面。然而，由于花粉和靈芝孢子壁是由不溶性纖維素、半纖維素及幾丁質(zhì)、木質(zhì)等物質(zhì)組成，具有很強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕和耐放射性，人體消化液無法消化這層堅(jiān)韌之壁，要獲取其中的營(yíng)養(yǎng)成份，破壁是關(guān)健。現(xiàn)有的破壁方法有機(jī)械法、化學(xué)法、酶法和物理法，機(jī)械法通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的剪切力作用達(dá)到破碎的目的，此法設(shè)備簡(jiǎn)單，但破壁效率較低，難于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；化學(xué)破壁法是應(yīng)用各種化學(xué)試劑與細(xì)胞膜的作用，使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)改變或破壞的方法，此法效果較好，但分離純化繁瑣；酶學(xué)破壁法是在一定條件下，通過外加的酶或細(xì)胞本身存在的酶的作用達(dá)到破壁的目的，此法效果的好壞取決于酶解條件，主要有溫度、PH值和離子強(qiáng)度等，由于時(shí)間不易控制，酶的價(jià)格昂貴以及外加酶本身混入破碎液中成為雜質(zhì)等原因，難以用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。物理法通過溫度、壓力、聲波等各種物理因素的作用達(dá)到破碎的目的，包括普通溫差破壁法、壓力差破壁法和超聲波破壁法，壓力差破壁法包括高壓沖擊、突然降壓和滲透壓差等方法，此法簡(jiǎn)便快捷、效果較好，但在大規(guī)模生產(chǎn)中困難亦很多。目前所用的普通溫差破壁法，方法簡(jiǎn)單，但溫度差小于80℃，破壁率低。
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種新的液氮淬冷的花粉和靈芝孢子破壁方法。
本發(fā)明液氮淬冷的花粉和靈芝孢子破壁方法是借助于花粉和靈芝孢子在液氮淬冷時(shí)在其外表面和內(nèi)部的溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力來實(shí)現(xiàn)破壁的原理。常壓下液氮溫度很低，約-196℃，當(dāng)常溫下的花粉和靈芝孢子直接投入其中時(shí)，由于環(huán)境介質(zhì)溫度變化很大(＞200℃)，而一般纖維素、木質(zhì)素等材料的導(dǎo)熱系數(shù)極低(＜0.05W/m·K)，導(dǎo)熱性能極差，熱量來不及傳遞，于是花粉和靈芝孢子外表面和和內(nèi)部產(chǎn)生了很大的溫度梯度，由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力導(dǎo)致破壁現(xiàn)象發(fā)生。另一方面，淬冷過程中，花粉和靈芝孢子處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)沸騰具強(qiáng)迫對(duì)流特點(diǎn)，利用快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的強(qiáng)迫對(duì)流，來沖刷花粉和靈芝孢子表面的氣泡和氣膜，強(qiáng)化了沸騰傳熱。根據(jù)上述原理，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣來實(shí)現(xiàn)的，花粉和靈芝孢子破壁方法的步驟為1、粗粉碎用粉碎機(jī)將花粉和靈芝孢子團(tuán)粗粉碎；2、過篩根據(jù)花粉和靈芝孢子顆粒大小，選取相應(yīng)網(wǎng)篩過篩；3、熱風(fēng)干燥采用直接干燥法，將粗粉碎過篩后的花粉和靈芝孢子放入在恒溫箱內(nèi)，鼓風(fēng)干燥至恒重；4、深低溫超快速冷凍將干燥后的花粉和靈芝孢子以一定速度彈射入液氮中進(jìn)行淬冷處理；5、解凍待花粉和靈芝孢子于液氮中充分凍結(jié)后，快速取出，迅速投入熱水中解凍。
至此可使90％以上的花粉或靈芝孢子破壁。反復(fù)操作幾次，可以進(jìn)一步提高破壁率。
在深低溫超快速冷凍中還可用過冷液氮，將干燥后的花粉和靈芝孢子以一定速度彈射入到過冷液氮中進(jìn)行淬冷處理。過冷液氮可以通過施加壓力、抽空降溫或者兩者結(jié)合等方法獲得，過冷度越大，破壁效果越好。實(shí)踐操作時(shí)可以連續(xù)作業(yè)，以保證過冷度。
由于常壓下液氮沸點(diǎn)低，與常溫固體之間溫差很大(＞200℃)，遠(yuǎn)高于小于80℃的普通溫差破壁法之值，溫度變化速率極快，具有很強(qiáng)的瞬態(tài)特性，由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力大，破壁率高；淬冷過程中，花粉和靈芝孢子處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)應(yīng)沸騰具強(qiáng)迫對(duì)流特點(diǎn)，利用快速運(yùn)動(dòng)時(shí)的強(qiáng)迫對(duì)流，來沖刷花粉和靈芝孢子表面的氣泡和氣膜，強(qiáng)化了沸騰傳熱，破碎效果好；液氮價(jià)廉易得，無毒無味，而且淬冷凍結(jié)速度快、效率高；所用設(shè)備少而簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。
具體實(shí)施例方式在實(shí)驗(yàn)室條件下用電動(dòng)粉碎機(jī)將花粉和靈芝孢子團(tuán)粗粉碎；然后，根據(jù)花粉和靈芝孢子顆粒大小，選取相應(yīng)網(wǎng)篩過篩；將粗粉碎過篩后的花粉和靈芝孢子放入45℃恒溫箱內(nèi)，采用直接干燥法，鼓風(fēng)干燥至恒重；將干燥后的花粉和靈芝孢子一般以6米/秒速度彈射入液氮中進(jìn)行淬冷處理，彈射速度越快效果越好；待花粉和靈芝孢子于液氮中充分凍結(jié)后，快速取出，迅速投入95℃熱水中解凍。按上述步驟反復(fù)操作幾次以提高破壁率。以上是將干燥后花粉和靈芝孢子在飽和液氮中淬冷，為了更高的破壁率，可將干燥后花粉和靈芝孢子彈射入過冷液氮中淬冷。
權(quán)利要求
1.一種花粉和靈芝孢子破壁方法，其特征在于，其步驟為(1)粗粉碎用粉碎機(jī)將花粉和靈芝孢子團(tuán)粗粉碎；(2)過篩根據(jù)花粉和靈芝孢子顆粒大小，選取相應(yīng)網(wǎng)篩過篩；(3)熱風(fēng)干燥采用直接干燥法，將粗粉碎過篩后的花粉和靈芝孢子放入恒溫箱內(nèi)，鼓風(fēng)干燥至恒重；(4)深低溫超快速冷凍將干燥后的花粉和靈芝孢子以一定速度彈射入液氮中進(jìn)行淬冷處理；(5)解凍待花粉和靈芝孢子于液氮中充分凍結(jié)后，快速取出，迅速投入熱水中解凍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的花粉和靈芝孢子破壁方法，其特征在于，所述的深低溫超快速冷凍還可采用過冷液氮，將干燥后的花粉和靈芝孢子以一定速度彈射入到過冷液氮中進(jìn)行淬冷處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用液氮淬冷的花粉和靈芝孢子破壁方法。其步驟為:將花粉和靈芝孢子團(tuán)粗粉碎;過篩;低溫干燥;將干燥后的花粉和靈芝孢子彈射入飽和液氮或過冷液氮中進(jìn)行淬冷,充分凍結(jié)后,快速取出,迅速投入熱水解凍。淬冷過程溫度變化速率很大,花粉和靈芝孢子產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力而破壁;同時(shí),花粉和靈芝孢子處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)應(yīng)沸騰具強(qiáng)迫對(duì)流特點(diǎn),強(qiáng)化沸騰傳熱,加大溫度梯度,獲得了很大的熱應(yīng)力,破壁效果好;另外,液氮價(jià)廉易得,無毒無味,設(shè)備少而簡(jiǎn),操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)A23L1/076GK1378791SQ02110649
公開日2002年11月13日 申請(qǐng)日期2002年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月25日
發(fā)明者陶樂仁, 周順華, 劉寶林 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)