专利名称：一种冬虫夏草的生物冷冻干燥方法
技术领域：
本发明涉及动\植物体的保存技术， 一种冬虫夏草的生物冷冻干 燥方法。
背景技术：
冬虫夏草为麦角菌科植物冬虫夏草菌的子座及其寄生蝙蝠蛾科 昆虫绿蝙蝠蛾幼虫的尸体。中医学上以干燥的子座和虫体入药，生用。主治 虚劳咳嗽痰血，气喘，腰痛，遗精等病症。冬虫夏草性温，味甘，归肺肾经， 具有调节人体新陈代谢，平衡阴阳，提高免疫力，延缓衰老的作用，也是我 国传统的高档补品之一。由于天然冬虫夏草生长条件苛刻，资源稀少、价格 昂贵。保存好产地的新鲜冬虫夏草，是随着科技进步而逐渐探索的。如较新
的加工方法当数2003年申请的中国专利，"一种冬虫夏草的加工方法， 200310110734.7 ，包括分别预冷冻-30 _40°C,至少1小时，真空升华干燥 -40 -29°C，压强为10 30Pa ，真空干燥的解析干燥温度为20 25°C，压 强为15 30 Pa ，至少2小时。特别指出千万不可用水洗，认为水洗可使冬 虫夏草的有效成分在水中浸出流失。"该申请的不足之处在于1、将待加工 的新鲜冬虫夏草采用刷子刷净泥土的办法，对入食和入药的产品，不能达到 食品卫生标准；2、对原料不做分级处理，含水率由新鲜时含67% 成品2%， 不分大小，必会有过干易碎和还欠缺不足的，恰到好处的也只能是混迹其中。
3、 加热干燥过程中，物料超过2(TC时冬虫夏草的香味就会随温度升高而逸出。
4、 物料色泽在真空解析状态，加热超2(TC时，其物理性质及热酶性物质褐变 成度大。5预冷温度不够低，时间短，冻结不充分，冻干产品质量差，成品还需 冷冻存储会造成能源浪费
发明内容
本发明的目的是提供一种冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，可使 加工后的冬虫夏草的色泽如鲜，香味浓郁，形态不变，有效成分基本不变，常 温下存储和运输。
一种冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，以新鲜冬虫夏草为原料，采用速冻机
和自动控制的真空干燥设备，其特征在于工艺流程原料除杂筛选、清洗、
吸水成型，虫草含水率70%、分级、速冻机中-40。C -5CTC预冻结2小时，周 转冷冻>3小时，真空冷冻干燥设备中真空冷冻升华干燥物料温度-4(TC -32°C ，共溶点-29'C ，真空25 Pa 12. 9Pa;解析升华干燥解析真空度12. 9 38Pa，原料直径《7 8ram时对设备内加热板加热《13"C;新鲜原料与干燥后 的重量比系数为3.2:1，停机泄压，成品含水率3 4%，成品检验，分装抽真 空、成品常温储存。
青藏野生冬虫夏草因自然资源稀少并且营养最丰富，是同品种中的极品。 本发明加工方法突破以往该原料不可水洗的观念，使本产品达到直接食用和 入药的药品和食品卫生要求，复水性好，食用方便，并且成品形态完整率高， 色泽如鲜，形体不变，香味浓郁，营养成份不丢失。正是由于本发明方法在 预处理中对物料进行了分级、吸水成型处理，才能保证成品含水一致、干燥 一致，质量的统一。对热敏感性强的冬虫夏草，本方法给物料提供了低温贫 氧的真空干燥条件，采用循环压差吸收舱内潜热经冷冻和解析升华水汽移动 速度很小，可使冬虫夏草中的固形质量基本不变、氧化机率小，酶性褐变程 度也小，气味整体残留在冻干产品非晶浓縮部分中，因此保持原有色泽和产 品的活性物质。该产品可长温储存和运输，保持期可达五年以上。
图1是本发明方法工艺流程示意图2是本发明方法采用现有真空冷冻干燥设备的控制系统示意图； 图3是本发明方法控制参数曲线例1示意图； 图4是本发明方法控制参数曲线例2示意图； 图5是冰在不同温度下的蒸汽压换算表；
具体实施例方式
一种冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，以新鲜冬虫夏草为原料，设备采 用已有的速冻机和自动化控制的真空冷冻干燥机，其特征在于工艺流程见 图l:原料除杂筛选人工将有损伤、虫害、腐烂变质及杂物从鲜的冬虫夏草 原料中分离出去。清洗将筛选后原料用水清洗，清除表面泥沙及脏物，达 到药品、食品卫生标准。吸水成型用仪器检验原料，使虫草含水率达70%， 使原料含水程度一致，以保证干燥质量。分级按新鲜冬虫夏草的直径选出3
4腿、5 6mm、 7 8腿，进行分级干燥，保证干燥产品的质量一致。如例1: 将分级后直径3 4mm新鲜冬虫夏草15公斤，吸水成型处理，使物料含水率 70%，单层放在盘中，装入速冻设备舱内，进行预冷冻》2小时，温度-4(TC -5(TC，可再用另一低温冷藏柜周转冷藏3小时，进一步提高水分的冻结率， 使冻结更充分。按图2真空冷冻干燥机的PLC程序需要的条件计重、制冷、 真空、加热系统和解除加热系统，设备具有的自控程序可按输入数据指令执 行，自动控制完成作业。按本方法冻干曲线输入PLC作业控制数值见图3， 真空冷冻升华干燥冬虫夏草温度-4(TC -32°C，不容许接近物料的共溶点 -29°C，真空度25 Pa 12. 9Pa，新鲜原料直径3-4腿/1. 5小时，(5-6匪/2 小时)，解析升华干燥真空度12. 9 38Pa， 3-4mm/4. 5小时，(5-6腿/6小 时)，计重系数3.2: 1;设定完毕，将冻结完成的冬虫夏草快速放入密闭的真 空冷冻干燥机的冻干舱内，冻干升华作业由设备自动控制进行。
整体干燥所需时间以真空冷冻干燥机可容纳鲜料15公斤计，直径3 4mm/6小时、5 6腿/8小时、7 8,/12小时。
利用设备内真空度的压差吸收舱内潜热，物料升温至S 13。C。按已输 入冷冻设备内的程序监视作业，压差使直径3 4厘米物料温升接近8r时， 观察舱内的计重仪，即鲜料由15公斤降到4.68公斤，冻干完成。设备自动停 机、泄压，在无菌室内人工将物料出舱，进行质量检验、分装、抽真空、加 外包装、入库常温储藏。无菌室内保证成品含水率3 4%。
采用现有的真空冷冻干燥设备，图2所示为冻干机的控制系统程序。把本 方法的冻干程序用键盘输入微机，并且命名程序号，使用时仅需呼出某一产 品相应的程序号，便可自动控制冻干机的运转。操纵台的PLC程序有手动/自 动输入形式，现场信号经传感器N多路开关输入PLC中，PLC输出端连接真空舱、 制冷阱、温控仪、计重、报警，其特征在于对机内加设温度毫伏转换器、电 阻毫伏转换器、计重仪及多点自动平衡指示记录仪。冻干机的性能可能有差 异，冻干机板层温差小，真空度则高，冷凝器温度低，则解吸干燥的时间短。
冻干加工中最重要的过程参数是物料的温度和冻干箱内的压强，冻干曲 线就是冻干过程中物料的温度、压强随时间而变化的关系曲线。实践中冻干 曲线常用冻干舱内空间温度与时间的关系曲线来表示。为监测冻干过程的主要参数，配有自动记录仪的冻干机一般均自动记录下舱内温度、物料温度、 水汽冷凝器温度、冻干箱内压强等参数和时间的关系曲线。这些曲线均为冻
干曲线。本发明方法的控制数据升华压强12.9pa-25pa，升华中物料温度-40 °C -32°C，解析时的物料温度为7-8mm以上为13°C、 7-8mm以下为8'C解析 时间3-4腿为4小时、5-6mm为6小时、7-8mm为9小时；计重系数为3. 2: 1。 根据以上数据将整个冻干曲线制定出来，然后与冻干曲线相同步制定出设备 的运行时序，冻干控制程序就制定完毕了，四条曲线显示在设备的显示屏上 显示真空度12. 9Pa 25Pa，冬虫夏草温度-4(TC -32。C，舱内温度8 13。C， 捕集器温度-40 -35°C。
例2:把直径7-8mm的新鲜冬虫夏草15公斤，按上述例1方法进行冷冻 干燥加工，见图4，其特征在于解析升华干燥时，将真空冷冻干燥设备内的加 热板加热至13。C，保持2小时后停止加热，待舱内物料温度和舱内温度升至 12匸时，计重仪显示4.68公斤时，设备将自动停机，泄压后方法和例l相同。 完成干燥时物料的含水率在3 4%，是冬虫夏草成品运输和储藏的最佳值。
产品质量检验标准
(1) 感观形体饱满，如加工前的新鲜冬虫夏草，长度、直径、色泽几 乎不变，可嗅到浓郁香味。
(2) 微生物细菌和种数小于500个/g，大肠菌群小于或等于10个/100g， 致病菌不得检出。水分小于或等于5%。
本发明所确定的冬虫夏草的共晶(溶)点为-29'C，是采用常规的电阻测 量法和切片法获得的把不同温度下冷冻的冬虫夏草进行切片观测冬虫夏草 的共晶区温度在-25"C -29'C之间，取最大值-29'C。
冬虫夏草最好采用预冻处理，其原因是预冻费用小，外形好，预冻温度 必须低于物料的共晶点-l(TC以上，所以冬虫夏草要在速冻机内预冻2小时温 度控制在-4(TC -5(TC以内。在周转冷藏3小时，目的是进一步提高水分的 冻结率使冻结更充分。预冻时的温度不能低于-40。C，因为在-3(TC至-4(TC冻 结冬虫夏草时冰晶大，直接划破细胞，使有效成份在冻干过程中流失。本发 明的工序控制数据是根据图4所示冰在不同温度下的蒸汽压对照表制定出 冻干曲线。物料升华过程是一个吸热的过程，lg冰变成lg蒸气大约需要吸收2803J左右的热量，因此升华过程中必须对物料提供热量。但物料的温度不能 高于共晶点温度。如果升华过程中物料温度高于共晶点温度，则物料会发生 熔化干縮现象，因此要控制物料温度接近共晶点温度，但又稍低于共晶点温 度。为加速升华，可给设备内的加板板加热，板层温度可比物料高出几摄氏 度，但要控制物料温度不得超过最高允许温度。另外，如果在解吸阶段采用 压强控制，也有改进传热功效，使物料达到最高允许温度的时间縮短，则解 析干燥的时间较短。
权利要求
1、一种冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，以新鲜冬虫夏草为原料，采用速冻机和自动控制的真空干燥设备，其特征在于工艺流程原料除杂筛选、清洗、吸水成型，虫草含水率70％、分级、速冻机中-40℃～-50℃预冻结2小时，周转冷冻≥3小时，真空冷冻干燥设备中真空冷冻升华干燥物料温度-40℃～-32℃，共溶点-29℃，真空25Pa～12.9Pa；原解析升华干燥解析真空度12.9～38Pa，料直径≤7～8mm时对设备内加热板加热≤13℃；新鲜原料与干燥后的重量比系数为3.2∶1，停机泄压，成品含水率3～4％，成品检验，分装抽真空、成品常温储存。
2、根据权利要求1所述的冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，其特征在于给 真空冷冻干燥机PLC输入设定控制参数范围；真空冷冻升华干燥物料温度:-40 °C -32°C ，升华压强12. 9Pa 25Pa，新鲜物料直径3-4腿/1. 5小时，5-6 mm/2 小时，7-8腿/2.5小时；解析升华干燥升华压强12.9 38Pa，物料升温按 分级后的直径3 4鹏、7 8腿自动控制在8 13。C，解析升华时间3-4腿/4. 5 小时，5-6 mm/6小时，7-8mm/9小时；计重仪新鲜原料与干燥后的重量比 系数为3.2:1;捕集器温度-40 -35°C 。
3、 根据权利要求1所述的冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，其特征在于新 鲜原料分级按冬虫夏草的直径选出3 4、 5 6、 7 8mm，分级进行干燥。
4、 根据权利要求1所述的冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，其特征在于预 冻温度必须低于物料的共晶点-l(TC以上。
5、根据权利要求1所述的冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，采用的真空冷 冻干燥设备有控制系统程序，操纵台的PLC程序有手动/自动输入形式，现场信 号经传感器X多路开关输入PLC中，PLC输出端连接真空舱、制冷阱、温控仪、 计重、报警，其特征在于对机内加设温度毫伏转换器、电阻毫伏转换器、计 重仪及多点自动平衡指示记录仪。
全文摘要
一种冬虫夏草的生物冷冻干燥方法，以新鲜冬虫夏草为原料，采用速冻机和自动控制的真空干燥设备，其特征在于工艺流程原料除杂筛选、清洗、吸水成型，虫草含水率70％、分级、速冻机中-40℃～-50℃预冻结2小时，周转冷冻≥3小时，真空冷冻干燥设备中真空冷冻升华干燥物料温度-40℃～-32℃，共溶点-29℃，真空25Pa～12.9Pa；原解析升华干燥解析真空度12.9～38Pa，料直径≤7～8mm时对设备内加热板加热≤13℃；新鲜原料与干燥后的重量比系数为3.2∶1，停机泄压，成品含水率3～4％，成品检验，分装抽真空、成品常温储存。本产品达到直接食用的食品卫生要求，复水性好，食用方便，并且成品形态完整率高，色泽如鲜，香味浓郁，营养成份不丢失。该产品可长温储存，保持期可达五年以上。
文档编号A23L3/44GK101104005SQ20071001166
公开日2008年1月16日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者森 王 申请人:森 王