本產(chǎn)品屬于制備富氫水，特別是一種工業(yè)生產(chǎn)植物富氫水的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
氫氣生物學(xué)效應(yīng)的大量研究，揭示了氫氣具有選擇性的清除生物體內(nèi)氧化反應(yīng)提供能量過程中產(chǎn)生的有害自由基，特別是清除羥自由基和過氧亞硝基陰離子的強(qiáng)大功能。活化氫是一種優(yōu)良的有益于生物體內(nèi)抗氧化、治療疾病、延緩衰老和養(yǎng)生保健的健康守護(hù)神。目前存在的三種給氫手段中，直接飲用富含溶解氫的水是最簡便、最有效和最安全的方式。而目前市售的各種富氫水，多半是單純的飲用水中注入一定量的溶解氫
所制備的，專利“一種基于生物工程制備植物活性氫水的方法及應(yīng)用(CN201610662802.8)”通過準(zhǔn)厭氧微發(fā)酵的方法激活植物體內(nèi)的活性氫，直接溶解到植物水溶液中，形成一種更為有效的、既具有抗氧化功能又具有植物本身的營養(yǎng)成分和其他有益物質(zhì)的復(fù)合型富氫水，為廣大用戶提供了一種新型的保健或治療用的產(chǎn)品。由于目的不同，上述引用專利中遵循了順其自然，原汁原味的原則，在標(biāo)準(zhǔn)化條件下，不加任何其他物質(zhì)的激活方法，可獲得各種植物的原始生態(tài)固有特征數(shù)據(jù)。換句話說，是在特定的嚴(yán)格限制的實(shí)驗(yàn)室條件下形成的天然富氫水，主要是為了滿足研究用。但從實(shí)踐的角度看，對(duì)于任何個(gè)別的植物，都可能存在互有區(qū)別的最優(yōu)數(shù)據(jù)。在工業(yè)上應(yīng)用這種技術(shù)生產(chǎn)抗氧化產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該區(qū)別對(duì)待，盡量使產(chǎn)品處于最優(yōu)或較佳狀態(tài)。為此，應(yīng)在上述專利的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，開發(fā)出新工藝和配套設(shè)備，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)和人們對(duì)于這種新產(chǎn)品的高質(zhì)量要求。同時(shí)，需要開發(fā)出一種滿足大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)要求的、制備植物富氫水的設(shè)備。這就是本發(fā)明要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于所有植物都具有抗氧化能力的假設(shè)和試驗(yàn)證實(shí)的結(jié)果，可以通過上述引證的專利提出的方法，在植物水溶液中激活出活性氫，溶解于水中，生成植物富氫水。實(shí)質(zhì)上，所謂激活過程是指將植物水溶液或經(jīng)過粉碎后再通過高速旋轉(zhuǎn)攪拌均勻，然后進(jìn)行高速離心分離所獲得的上清液，在一定的溫度環(huán)境和合適的pH值范圍內(nèi)，利用空氣和水中天然存在的益生菌，在植物本身具有的生物反應(yīng)催化劑脫氫酶作用下，經(jīng)過發(fā)酵制氫，不用復(fù)雜的純菌種發(fā)酵制氫方法。發(fā)酵過程是準(zhǔn)厭氧，微發(fā)酵，所獲得的氫水中含氫濃度的高低，因物而異。最高的富氫水含氫量超過1300ppb以上，最低的也有400ppb以上，完全能夠滿足給氫需要。有證據(jù)表明，富氫水含氫濃度的高低似乎對(duì)治療效果影響不大，即使?jié)舛群艿?，也起到很好的抗氧化作用。?dāng)然，由于氫分子的滲透性特別強(qiáng)， 用普通水加氫氣制備的富氫水，其氫水的逃逸特性較植物富氫水差，所以要求含氫濃度較高，因?yàn)楦粴渌M(jìn)入人體內(nèi)之后，通過消化系統(tǒng)吸收氫氣的時(shí)間很短，約為30分鐘。但氫水中的氫的逃逸速度很快，所以要求較高的溶解氫濃度。然而，植物富氫水中由于存在一定的底物濃度，會(huì)連續(xù)制氫，不斷補(bǔ)充逃逸的氫。實(shí)驗(yàn)證明，在敞開保存植物富氫水的條件下，溶解氫的濃度在幾小時(shí)內(nèi)幾乎不變，所以，即使它的濃度較低一些，也能滿足人體對(duì)給氫的需要。另外發(fā)現(xiàn)，對(duì)于保存植物富氫水容器的要求，沒有像對(duì)普通富氫水那樣高，甚至可以用較致密的塑料瓶裝罐，這樣做可減低生產(chǎn)成本?？紤]到量產(chǎn)化的需求，本發(fā)明提出的工業(yè)化植物富氫水的生產(chǎn)方法如下；
1，備料。選用無農(nóng)藥或無化肥有害殘留物的植物，包括可食用中草藥、蔬菜、水果和谷物，進(jìn)行徹底清洗。在不得不利用有輕微農(nóng)藥或化肥殘留物污染的情況下，首先需要進(jìn)行降解，清除污染物。對(duì)于可能被污染過的谷物和根、莖或堅(jiān)果，大尺寸木質(zhì)素的植物，也要進(jìn)行清洗、烘干，然后用每分鐘30000轉(zhuǎn)的高速粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，獲得3μ以下的小顆粒。在進(jìn)行粉碎前，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行高溫(蒸汽或開水)消毒。對(duì)于新鮮的樹葉、青草、水果、蔬菜和水果、中草藥或已干燥的中草藥，也要用相應(yīng)的粉碎或剪切機(jī)將選用的植物進(jìn)行粉碎、細(xì)化，顆粒直徑在3μ以下。
2，將已粉碎的植物粉末或槳液放入高速離心分離機(jī)內(nèi)進(jìn)行分離。離心機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為24000轉(zhuǎn)/每分鐘，加入飲用水(可以是純凈水或礦泉水、山泉水等符合好水標(biāo)準(zhǔn)的任何可飲用的水)。水與植物原料的比例(質(zhì)量比)為1％∶99％至3％∶97％，分離后，取出上清液。底部的沉淀物(污泥狀)外排后，榨干水份。烘干后得到含有植物活性成份的固體或粉狀物，保存，可用于制作有機(jī)肥料。
3，對(duì)具有攪拌機(jī)構(gòu)的發(fā)酵罐進(jìn)行蒸汽高溫消毒，禁止使用紫外線、臭氧或微波爐、電磁爐進(jìn)行消毒，因?yàn)檫@些電磁加熱設(shè)備和臭氧、紫外線會(huì)產(chǎn)生殘留電子，將影響植物富氫水的制備，降低負(fù)氫濃度和氧化還原電位。一般可采用100℃的沸水或高溫蒸汽進(jìn)行消毒殺菌。
4，向發(fā)酵罐內(nèi)注入分離后的上清液。使最高水位達(dá)到總?cè)莘e的90％時(shí)停止，使得發(fā)酵罐封蓋后，上部仍有10％總?cè)莘e的空間。
5，通過取樣口，檢查發(fā)酵罐內(nèi)的液體的pH值和ORP電位。比對(duì)不同植物激活活性氫得到最高濃度時(shí)所對(duì)應(yīng)的最佳pH值范圍。如果偏離最佳pH值范圍，應(yīng)利用pH值調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行酸堿度調(diào)節(jié)，使得發(fā)酵液的pH值處于最佳范圍。
6，往發(fā)酵罐圓周壁夾層蒸汽加熱裝置加注超過120℃溫度的蒸汽，對(duì)罐內(nèi)的上清水進(jìn)行間接加溫(不能將蒸汽直接通過上清液中)，使上清液加熱到100℃，保溫30分鐘。
7，停止蒸汽加熱后，打開發(fā)酵罐底部帶有空氣過濾器的通氣口，使外面的新鮮空氣流入罐內(nèi)的空間，通風(fēng)5分鐘后再封閉通氣口，密封發(fā)酵罐。讓里面的植物原液的溫度自然下降，直到25℃-30℃時(shí)，進(jìn)行保溫。
8，保溫、發(fā)酵、激活植物原液中的活性氫。8小時(shí)后，開始對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)液體取樣檢測參數(shù)：含氫濃度C(H2)和氧化還原電位ORP，做記錄。繪制以時(shí)間為自變量的函數(shù)曲線。
9，從測試記錄和曲線，判斷是否繼續(xù)進(jìn)行激活進(jìn)程。判斷標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)照專利“一種建立植物抗氧化特征指標(biāo)體系的方法及應(yīng)用”中，被激活植物所對(duì)應(yīng)的特征指標(biāo)?；蛘?，檢測含氫濃度是否達(dá)到要求。每隔2-4小時(shí)檢測一次，直至相鄰兩次數(shù)據(jù)差別小于2％為止。
10，完成激活程序后，必須進(jìn)行滅活，停止發(fā)酵，利用蒸汽對(duì)制備的植物富氫水再次加熱，進(jìn)行巴氏消毒，溫度為68.5℃，保持60分鐘。然后用冷水循環(huán)降溫到10℃。取出已完成全部制作程序的植物富氫水，裝罐或裝瓶，放入4℃環(huán)境保存。由于有發(fā)酵過程，如果滅活不徹底，存放久了之后，植物富氫水可能會(huì)產(chǎn)生異味，最好是盡快飲用完畢。如需長期保存，可裝易拉罐，或裝入比較致密的塑料瓶內(nèi)，密封，冷藏。
上述工業(yè)化制備植物富氫水的方法，是在專用的設(shè)備中進(jìn)行的。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一款專用的，帶攪拌裝置的發(fā)酵罐和相關(guān)設(shè)備。一種專用制備植物富氫水的發(fā)酵罐，其特征在于一個(gè)用耐酸堿不銹鋼制成的主體罐，中空腔內(nèi)有一個(gè)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)1帶動(dòng)的、靠近底部的攪拌機(jī)葉片7，罐體頂部有一個(gè)加料口2，罐體四周圍有一個(gè)環(huán)形腔組成的蒸汽加熱器10，蒸汽進(jìn)口3位于底部，蒸汽出口6位于上部，在罐體底部有一個(gè)空氣進(jìn)氣口8，頂部有一個(gè)空氣出氣口5，罐體頂部還有一套檢測裝置4，通過安裝在罐內(nèi)的傳感器，顯示與控制含氫濃度C(H2)、氧化還原電位ORP、酸堿度pH值、發(fā)酵時(shí)間T，放料口9位于罐底部，制備的富氫液經(jīng)由連接罐體和過濾、冷卻、暫存罐11的管路進(jìn)入暫存罐內(nèi)，暫存罐最上面有一個(gè)活性炭過濾器13，內(nèi)部安裝有一套冷水降溫系統(tǒng)14，冷水進(jìn)水管15置于罐體底部，冷水出水管12在上面，這套設(shè)備的終端是一套精度很高的灌裝系統(tǒng)16。
附圖說明
圖1是帶攪拌裝置的發(fā)酵罐和相關(guān)設(shè)備示意圖
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1，制備中草藥富氫水
選用材料：包括可食用的干枯中藥草、金銀花、菊花、夏枯草、仙草、陳皮、布渣葉、雞蛋花、杜仲、西洋參、瑪卡、靈芝、三七、黃氏、石斛、冬蟲夏草、五指毛桃、鎖陽、枸杞子，過路黃、荔枝草、金錦香、芡實(shí)、烏附子、白屈菜、細(xì)辛、青蒿、銀杏葉、櫻花樹葉、各類茶葉：綠茶、白茶、黃茶、黑茶、普洱茶等。根據(jù)中醫(yī)辨證施 治，陰陽平衡，涼熱平衡的中醫(yī)理論，對(duì)照利用專利“一種基于生物工程制備植物活性氫水的方法及應(yīng)用(CN201610662802.8)”的激活方法，已經(jīng)獲得的每種中草藥的抗氧化特征值，可以用一種或數(shù)種(不超過5種)中草藥制備具有特定功能的富氫中藥液，作為保健飲料或治療用。幾種中草藥混合制備的富氫水，有協(xié)同增效功能。
上述中草藥富氫水的制備方法，包括以下步驟：
(1)，將選定的一種或幾種中草藥，粉碎成不大于3微米的細(xì)微顆粒，新鮮的草藥也可打碎成槳液。
(2)，按中草藥粉末或槳液與水的比例為1％∶99％-3％∶97％，配制好水溶液，放入高速離心機(jī)內(nèi)，進(jìn)行分離，取其上清液作為原液，排出沉淀物，烘干，制成干燥污泥塊或干粉備用，作為有機(jī)肥原料。
(3)，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0.1MPa條件下，將上述步驟獲得的上清液加注入帶攪拌機(jī)的發(fā)酵罐內(nèi)，充填密度為90％，激活溫度為25℃-35℃，pH值調(diào)節(jié)到最佳范圍，通常，pH＝4-6.5。攪拌均勻后，保溫24小時(shí)，抽檢樣品，測得含氫濃度C(H2)和氧化還原電位ORP。直到相鄰兩次的數(shù)據(jù)變化小于2％為止。
(4)，停止激活程序后，進(jìn)行巴氏中溫消毒，在水溫為68.5℃環(huán)境下，保溫30-60分鐘，再用循環(huán)冷水降溫至10℃，于是，得到中草藥富氫水制劑。包裝后冷藏于4℃環(huán)境中。
實(shí)施例2，制備富氫水果汁和蔬菜汁
選用材料：梨、桔子(或桔子皮)、香蕉、蘋果、木瓜、藍(lán)莓、檸檬、葡萄、芹菜、茄子、土豆、西紅柿、白蘿卜、紅蘿卜等。
可選用一種或兩種以上果蔬制作富氫果蔬飲料。制作步驟完全同實(shí)施例1，不重復(fù)。要注意的是某些水果的槳液的pH值過低(酸度過高)，需要在發(fā)酵開始時(shí)調(diào)節(jié)好pH值，否則無法激活。
實(shí)施例3，制備糧食、谷物富氫水
選用材料：小米、糯米、紅米、紅豆、黃豆、紫薯、黑米等。
可采用粉碎成小顆?；蚪菡＜Z食的水(淘米水、泡豆水)。
采用實(shí)施例1的四個(gè)步驟，就可制得含氫量和氧化還原電位(負(fù)電位)很高的谷物、糧食富氫水。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：凡是顏色深的谷物糧食類，制得的富氫水濃度和氧化還原電位都相當(dāng)高，是優(yōu)良的抗氧化、清除有害自由基的上好保健食品。
下面給出使用本發(fā)明專利的方法所制成的一部分富氫中草藥、果蔬、谷物富氫水中所含氫和負(fù)電位的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：
以上所公開的內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是用來限制本發(fā)明的范圍。凡在本發(fā)明的精神、原則、方法之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。