一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法与流程

1.本发明涉及一种铁皮石斛处理方法，特别是一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法。


背景技术：

2.铁皮石斛(学名：dendrobium officinale kimura et migo)为兰科石斛兰属多年生草本植物，喜在温暖、潮湿、半阴半阳的环境中生长。分布于福建、浙江、广西、云南等地。《中国药典2005年版》石斛功能:益胃生津，滋阴清热。铁皮石斛等少数品种之嫩茎，扭成螺旋状或弹簧状，晒干，商品称为耳环石，又称枫斗。
3.现代医学研究发现，人体衰老与自由基氧化息息相关。铁皮石斛多糖对肝微粒细胞脂质过氧化具有抑制作用，且具有较强的清除自由基作用。除多糖外，一般植物酚类化合物也是一种天然抗氧化剂。多酚和黄酮中的酚羟基结构中的邻位酚羟基很容易被氧化成醌类结构，这使多酚和黄酮类化合物也具有较强的抗氧化性和清除自由基能力。研究表明，从铁皮石斛提取物的抗氧化活性与多酚及黄酮含量有明显的相关性。
4.铁皮石斛除了鲜食外，为了能够长期保存，通常晒干制作成枫斗，或进一步粉碎成石斛精粉。一般干燥采用的是自然晾晒、高温烘干及低温冻干三种方式。自然晾晒工期长，且受限于场地及天气变化，且不易于控制含水率，因此不利于工业化生产；而高温烘干虽然能降低干燥市场，铁皮石斛长时间暴露在高温环境下容易出现氧化作用，导致铁皮石内部营养成分减少；冻干技术能够避免氧化作用，但是相对加工成本较高。
5.除了干燥外，由于铁皮石斛的茎条内纤维含量较高，铁皮石斛内的营养成分在干燥后容易包缠在纤维素等粗渣内，煎煮等方式仍然不能很好的释放出内部的营养成分。而当前较为流行的植物破壁技术，虽然能够通过将植物进行物理粉碎，以达到打破细胞壁，释放细胞内营养成分的目的，如公开号为cn101810330a的中国专利申请，公开了一种苔条石斛精粉的制作方法，其主要工艺是将铁皮石斛干燥后进行多次粉碎，最后进行破壁的处理。这种处理方式忽略了重要的一点，在植物细胞进行干燥后，其细胞体积会虽小数倍，细胞内的物质也会结合得更加紧密，即使进行了细胞级别的粉碎，依然无法打破各物质成分之间的结合。相对于枫斗产品，传统破壁技术下制备的铁皮石斛精粉，在释放营养成分方面虽然有显著提升，但仍然还有很大的进步空间。
6.本发明的发明人在先申请了公开号为cn107981352a的中国发明专利申请，公开了一种高抗氧化活性铁皮石斛提取物的制备方法，其在提取铁皮石斛营养成分的工艺中引入了常用于谷物的挤压膨化工艺，并发现膨化能够使铁皮石斛内部形成疏松孔隙，便于后续与溶剂的充分接触，从而浸润出有效的提取物。但是该工艺中，在进行膨化前，需要对石斛鲜条进行烘干成干茎，依然存在有效成分流失的问题。而且干茎中纤维的纠缠会对内产生一个应力，影响铁皮石斛在膨化过程中的膨胀系数。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，提供一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法。它是一种在膨化工艺基础上进行的经过优化的铁皮石斛处理方法，它不仅可以减少铁皮石斛内部营养成分在处理过程中的流失，还能提高最终产品形态下对营养成分的释放能力。
8.本发明的技术方案：一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，包括以下步骤:
9.①
选取铁皮石斛茎段鲜条，洗净后晾干进行切断处理，得到铁皮石斛段条；
10.②
对铁皮石斛段条进行粉碎，液渣分离后得到汁液和粗渣；
11.③
对粗渣进行高温烘干，对汁液进行中温减压浓缩；
12.④
将烘干的粗渣粉碎至100-180目，得到粉末a；
13.⑤
将粉末a和低温浓缩后的汁液进行混合造粒，通风自然干燥后得到颗粒b；
14.⑥
将颗粒b进行挤压膨化处理，得到膨化物c，对膨化物c进行干燥处理；
15.⑦
将干燥后的膨化物c送入破壁机进行破壁处理，得到铁皮石斛精粉。
16.上述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法中，所述步骤
③
中，粗渣的干燥温度为90-120℃，干燥至含水率低于10％；汁液的中温减压浓缩温度为60-70℃，浓缩至含水率至30％-35％的膏状物。
17.前述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法中，所述步骤
⑥
中膨化物c的干燥温度为70-90℃，干燥至含水率低于8％。
18.前述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法中，作为优选，所述步骤
⑤
中，进行混合造粒时添加了质量百分比为1％-3％的淀粉。更为优选的，在混合后对混合物进行1-2小时的陈化，以使淀粉能够融入铁皮石斛组织内。其中，进行混合造粒时添加了质量百分比为2％的淀粉，效果最佳。由于淀粉的膨化率要明显高于铁皮石斛，因此在淀粉融入铁皮石斛组织内再进行膨化时，能够进一步提高铁皮石斛整体的膨化率。
19.前述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法中，所述步骤
⑤
中，颗粒b的粒径为2-4mm，含水率为20％-25％。
20.与现有技术相比，本发明通过对铁皮石斛茎段鲜条进行粉碎并进行渣液分离，将其分成以粗纤维为主的粗渣和包含大部分营养物质的汁液，再对两个组分进行分别的干燥和浓缩处理，从而可以降低高温烘干对铁皮石斛营养成分的影响。然后利用造粒工艺，将两者重新混合，制备的颗粒可以使原先铁皮石斛中的各类物质能够更均匀的混合，且相对于段条形态，这种颗粒形态透气性更好，使其能够利用简单的通风自然干燥就能迅速降低含水率。在此基础上，本发明再利用挤压膨化工艺，即可解决背景技术中所提到的纤维应力对于膨化作用的影响问题，使得膨化程度得以大幅提升，膨化物的孔隙率更高。最后再经过破壁机粉碎后得到的精粉，其粉末内部也能具备疏松结构，更利于营养物质的释放，无论用于营养物质提取还是直接食用，其有效成分的利用率都能得到大幅提升。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
22.实施例：一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，包括以下步骤:
23.①
选取铁皮石斛茎段鲜条，洗净后晾干进行切断处理，得到铁皮石斛段条；
24.②
对铁皮石斛段条进行粉碎，液渣分离后得到汁液和粗渣；
25.③
对粗渣进行高温烘干，干燥至含水率低于10％；对汁液进行中温减压浓缩，浓缩至含水率至30％的膏状物；
26.④
将烘干的粗渣粉碎至100-180目，得到粉末a；
27.⑤
将粉末a和低温浓缩后的汁液进行混合造粒，通风自然干燥后得到颗粒b；颗粒b的粒径为2-4mm，含水率为20％；
28.⑥
将颗粒b进行挤压膨化处理(7.5kgf/cm2)，得到膨化物c，对膨化物c进行干燥处理，干燥至含水率低于8％；
29.⑦
将干燥后的膨化物c送入破壁机进行破壁处理，得到铁皮石斛精粉。
30.对比例1，采用铁皮石斛茎段鲜条，140摄氏度下烘干至含水率达到8％以下，再用破壁机处理成精粉。
31.对比例2，采用采用铁皮石斛茎段鲜条，140摄氏度下烘干至含水率达到8％以下，再进行挤压膨化处理(7.5kgf/cm2)后，使用破壁机处理成精粉。
32.对比例3，采用采用铁皮石斛茎段鲜条，140摄氏度下烘干至含水率达到8％以下，再进行挤压膨化处理(9kgf/cm2)后，使用破壁机处理成精粉。
33.针对本发明的上述工艺，调整各个工艺阐述，得到以下具体实施例1-5和对比例4-7。
[0034][0035]
实施例6，在实施例2的基础上，进行混合造粒时添加了质量百分比为2％的淀粉。
[0036]
各实施例及对比例，选同批次铁皮石斛茎段鲜条，分别制备10个批次，并对10个批次的精粉进行混合用作最终实验。
[0037]
从制得同样重量精粉所需铁皮石斛鲜枝的重量对比可知道，实施例1-6的石斛鲜枝利用率明显高于其它对比例。因实施例6中加入了一定量的淀粉，比较时应予以扣除，实施例6中每100g石斛精粉所需添加3.5g淀粉和0.5g植物油，因此实施例6中使用铁皮石斛鲜条238.2g可算作制备了精粉96g，换算可得制备了精粉100g，需要248.1g，仍然比其它实施例需要得更少。
[0038]
对比实验1.铁皮石斛的溶剂分离萃取。
[0039]
实验方法：分别依次以70％乙醇、正己烷和乙酸乙酯溶剂静置萃取、分离，收集得到不同极性的提取物组分。取干燥后的铁皮石斛粉末100g，添加4倍70％乙醇浸提、离心后，去除乙醇沉淀物，取上清液进行浓缩、干燥、粉碎，得到粗提物doe粉末。
[0040]
将doe溶解于500ml蒸馏水，与正己烷按1:1充分混合后，在分液漏斗中静置萃取1小时，收集萃取液的最上层非极性萃取液与最下层的水层萃取液，分别浓缩、干燥、粉碎后，得到提取物组分doh和dow1。
[0041]
将dow1溶解于500ml蒸馏水，与乙酸乙酯按1:1充分混合后，在分液漏斗中静置萃取1小时，收集萃取液的上层与下层，分别浓缩、干燥、粉碎后，得到提取物组分doea和dow2。
[0042]
测量doe、dow1、doea和dow2的得率。
[0043]
对比实验2.多糖、多酚及类黄酮的含量分析(主要针对粗提取物doe)。
[0044]
多糖含量采取苯酚-硫酸法检测。
[0045]
多酚含量采取福林酚法检测。
[0046]
总类黄酮含量采取dmaca法检测。
[0047]
实验结果。
[0048]
表1.doh、doe、dow1、doea和dow2的得率。
[0049] dohdoedow1doeadow2实施例11.60％32.36％28.56％3.02％29.68％实施例21.47％30.12％30.18％2.78％30.16％实施例31.56％32.56％29.36％2.98％30.02％实施例41.42％32.60％28.68％3.12％28.66％实施例51.68％30.16％29.54％2.88％28.78％实施例61.62％34.20％30.20％3.22％30.50％对比例10.32％20.05％18.75％1.82％10.32％对比例20.41％28.35％25.52％2.65％22.45％对比例31.20％29.45％28.40％2.55％26.30％对比例41.25％30.20％27.54％2.80％24.18％对比例51.48％26.58％28.54％3.10％29.26％对比例61.50％25.72％19.54％3.26％27.30％对比例71.60％27.14％28.06％3.10％29.26％
[0050]
结果显示，众多实施例中，实施例6的各项提取物的得率均为最高，而实施例1-5中虽然个别提取物的得率与对比例2和3(cn107981352a公开的提取方法)相差无几，但是其它
提取物的得率相助得到了进一步的提升，相对于对比例1则具有较为显著的全方位提升，因此本发明的方法可以进一步提高铁皮石斛精粉中营养物质的释放。对比例4-7虽然个别提取物的得率较高，但是也存在个别提取物得率偏低的问题，这是由于温度控制的问题，导致部分营养成分变性，无法通过提取方法获取。
[0051]
2、粗提取物中多糖、多酚及类黄酮的含量。
[0052]
表2.doe中多糖、多酚及类黄酮的含量
[0053] 干基(g)多糖(g)多酚(g)类黄酮(mg)实施例132.3630.121.4839.58实施例230.1228.481.2036.16实施例332.5630.181.4638.98实施例432.6030.161.5038.76实施例530.1628.601.2636.28实施例632.2030.461.5040.12对比例120.0512.540.7614.36对比例228.3527.060.8828.38对比例329.4527.681.0230.16对比例430.2027.581.0428.56对比例526.5824.120.8819.82对比例625.7223.980.8218.78对比例727.1425.660.9620.76
[0054]
结果显示，实施例1-6的多糖、多酚及类黄酮的含量普遍高于对比例，实施例2和3虽然在这几个成分的百分比上和实施例相差不多，但是实施例2和3因为干基重量本身就小于实施例，故这些营养物质的量相对较小。
[0055]
综上，使用本发明的方法去制备铁皮石斛精粉时，对于石斛鲜枝的利用率得到相对较大幅度的提升，而且得到的石斛精粉在进行提取时，也具有较高的得率，说明本发明的方法也有利于对铁皮石斛营养物质的释放。最后更具粗提物中多糖、多酚及类黄酮的含量测定，可知本发明的方法制备的铁皮石斛精粉能很好地保留铁皮石斛的营养成分。

技术特征：
1.一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，其特征在于,包括以下步骤:
①
选取铁皮石斛茎段鲜条，洗净后晾干进行切断处理，得到铁皮石斛段条；
②
对铁皮石斛段条进行粉碎，液渣分离后得到汁液和粗渣；
③
对粗渣进行高温烘干，对汁液进行中温减压浓缩；
④
将烘干的粗渣粉碎至100-180目，得到粉末a；
⑤
将粉末a和低温浓缩后的汁液进行混合造粒，通风自然干燥后得到颗粒b；
⑥
将颗粒b进行挤压膨化处理，得到膨化物c，对膨化物c进行干燥处理；
⑦
将干燥后的膨化物c送入破壁机进行破壁处理，得到铁皮石斛精粉。2.根据权利要求1所述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，其特征在于：所述步骤
③
中，粗渣的干燥温度为90-120℃，干燥至含水率低于10％；汁液的中温减压浓缩温度为60-70℃，浓缩至含水率至30％-35％的膏状物。3.根据权利要求1所述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，，其特征在于：所述步骤
⑥
中膨化物c的干燥温度为70-90℃，干燥至含水率低于8％。4.根据权利要求1所述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，其特征在于：所述步骤
⑤
中，进行混合造粒时添加了质量百分比为1％-3％的淀粉。5.根据权利要求4所述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，其特征在于：所述步骤
⑤
中，进行混合造粒时添加了质量百分比为2％的淀粉。6.根据权利要求1所述的基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，其特征在于：所述步骤
⑤
中，颗粒b的粒径为2-4mm，含水率为20％-25％。

技术总结
本发明公开了一种基于膨化工艺的铁皮石斛处理方法，包括


技术研发人员：方玉占 杜文博
受保护的技术使用者：杭州太仁堂生物科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/9