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何謂壁？

這里指的是細(xì)胞壁。真菌細(xì)胞壁的主要成分是甲殼素（幾丁殼），極難被人體胃酸消化，例如靈芝的孢子壁。而植物細(xì)胞壁的主要組成成分是纖維素，人體缺乏能水解纖維素的酶，故纖維素不能被人體消化吸收，但它可以刺激和促進(jìn)胃腸道的蠕動(dòng)，有利于其他食物的消化及糞便的排泄。

破壁技術(shù)類型

當(dāng)前可用的破壁技術(shù)是超微粉碎技術(shù)、超聲波提取、微波萃取、化學(xué)破壁和酶法提取等。

化學(xué)破壁時(shí)間比較短，同時(shí)對(duì)破壁所需溫度沒有嚴(yán)格限制，反應(yīng)條件不很苛刻，所以在很多場(chǎng)合還是首選。由于化學(xué)法破壁機(jī)制是靠外力打碎細(xì)胞壁，所以破碎后的細(xì)胞壁碎片殘留在細(xì)胞液中。

酶法破壁機(jī)制是在酶的作用下溶解細(xì)胞壁，使之不復(fù)存在，相比之下，酶法破壁比較徹底,破壁效果明顯好于化學(xué)法。酶法提取的特點(diǎn)：（1） 要求酶有極高的活性、高度的專一性和溫和的反應(yīng)條件。一方面通過降解植物細(xì)胞壁使有效成分更易提取，從而達(dá)到提高提取收率或降低溶劑消耗量的目的；另一方面可以針對(duì)植物藥中的大多數(shù)雜質(zhì)（淀粉、果膠、蛋白質(zhì)等）選擇性降解， 以利于提取、分離；同時(shí)還可綜合利用藥渣，變廢為寶。（2） 酶法提取的效果主要取決于酶的種類、用量、酶解時(shí)間、溫度、酸堿度、物料細(xì)度、攪拌等多種因素。

超聲波提取的原理是利用超聲空化效應(yīng)。超聲空化產(chǎn)生的聲沖流和沖擊波可引起熱效應(yīng)和機(jī)械作用， 這便是超聲技術(shù)應(yīng)用于中藥提取的理論依據(jù)。超聲波提取的優(yōu)點(diǎn)：（1） 提取效率高。（2） 提取時(shí)間短。（3） 提取溫度低。（4） 提取適應(yīng)性廣。超聲波提取中藥材不受中藥材成分性質(zhì)、 分子量大小的限制，適用于絕大多數(shù)類中藥材和各成分的提取。（5） 提取的藥液雜質(zhì)少， 有效成分易于分離、 純化。（7） 提取方法簡(jiǎn)單易行， 設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)方便。

微波萃取領(lǐng)域中,被處理的物料通常是能夠不同程度吸收微波能量的介質(zhì)，整個(gè)加熱過程是利用離子傳導(dǎo)和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)理。微波萃取具有反應(yīng)靈敏、升溫快速均勻、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。

1. 快速高效、能耗低、污染少

升溫快速均勻，大大縮短了萃取時(shí)間，溶劑用量少，減少污染，且多份試樣可以同時(shí)處理,提高了效率。

2. 質(zhì)量高

較高的選擇性，萃取的成分比較單一，并可以在較低溫度下完成萃取，能更有效的保護(hù)目標(biāo)物。

3. 生產(chǎn)線簡(jiǎn)單

生產(chǎn)線組成簡(jiǎn)單，節(jié)省投資,后處理方便。

超微粉碎技術(shù)是近年來隨著現(xiàn)代化工、 電子、 生物、 材料及礦產(chǎn)開發(fā)等高新技術(shù)的不斷發(fā)展而興起的，是國(guó)內(nèi)外食品加工的高科技尖端技術(shù)，美國(guó)、 日本市售的果味涼茶、凍干水果粉、超低溫速凍龜鱉粉、海帶粉、花粉和胎盤粉等，多是采用超微粉碎技術(shù)加工而成的。

超微粉碎技術(shù)是利用特殊的粉碎設(shè)備，通過一定的加工工藝流程，對(duì)物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等，將粒徑 3 mm 以上的物料粉碎至粒徑為10~ 25 Lm以下的微細(xì)顆粒，從而使產(chǎn)品具有界面活性,呈現(xiàn)出特殊的功能，與傳統(tǒng)的粉碎、破碎、碾碎等加工技術(shù)相比，超微粉碎產(chǎn)品的粒度更加微小。其中超微粉碎加工技術(shù)破壁效果好，破壁量大，十分快捷，因其可以提升工業(yè)生產(chǎn)的巨大效用而廣為應(yīng)用。超微粉碎加工技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)資源研發(fā)中具有六大特點(diǎn)。

1. 可擴(kuò)大資源的利用范圍，改善食用品質(zhì)

超微粉碎技術(shù)在部分功能性食品基料的制備生產(chǎn)上起重要的作用。如膳食纖維是一種重要的功能性食品基料，在我國(guó)由于膳食不平衡或營(yíng)養(yǎng)過剩造成的文明病已經(jīng)出現(xiàn)，。膳食纖維生理功能的發(fā)揮與其持水力、膨脹力有很大的相關(guān)關(guān)系，而持水力、膨脹力又與纖維的比表面積(粒度)有一定的關(guān)系；粒度越小比表面積越大，持水力與膨脹力就相應(yīng)增大，這同樣需要有效的超微粉碎手段。是由于粉碎粒度一般達(dá)不到超微粒度，所以不管從功能價(jià)值的發(fā)揮，還是從食用口感方面均存在極大的不足。超微粉碎技術(shù)的引入，將徹底改變膳食纖維的利用面及利用度。

2. 可提高功能成分的生物活性

    由于超微粉體的特殊性質(zhì)，如表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)、隧道效應(yīng)等使得超微粒子具有與宏觀物質(zhì)不同的生物活性。超微粉體具有良好的吸收性和分散性，可以提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的活性和生物利用度，同時(shí)降低功能性物質(zhì)在食品中的用量。

3. 可增進(jìn)生物體對(duì)功能成分的吸收

    超微保健食品由于其粒度極細(xì)，易被人體腸胃直接吸收，能最大限度地發(fā)揮其功效，并充分利用；由于超微粉體顆粒具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等，使其對(duì)物質(zhì)的吸附性較大，有利于物質(zhì)的消化吸收。

4. 可保證原料成分的完整性

超微粉碎加工為純物理過程，加工中不混入其它雜質(zhì)，使得超微保健食品具有純天然性，并保證了原料成分的完整性。經(jīng)超微化粉碎后更便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用，由于超微保健食品的科技含量高、品質(zhì)好、功效好，其增值率也高，從而可為企業(yè)帶來很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5. 速度快，可低溫粉碎

超微粉碎技術(shù)采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法，在粉碎過程不會(huì)產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，甚至可在低溫狀態(tài)下進(jìn)行，粉碎瞬時(shí)即可完成,因而能最大限度地保留粉體的生物活性成分，有利于制成所需的高質(zhì)量產(chǎn)品。

6. 節(jié)省原料，提高利用率

物體經(jīng)超微粉碎后的超微粉一般可直接用于制劑生產(chǎn)，而用常規(guī)粉碎方法得到的粉碎產(chǎn)品，仍需一些中間環(huán)節(jié)才能達(dá)到直接用于生產(chǎn)的要求，這樣很可能造成原料的浪費(fèi)。因此，超微粉碎技術(shù)非常適合珍稀原料的粉碎。

破壁技術(shù)的應(yīng)用 

破壁使得營(yíng)養(yǎng)成分呈微小分子狀態(tài)而易于吸收，這在藥材、化妝品中應(yīng)用的已經(jīng)有很多了。將已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化妝品的破壁技術(shù)運(yùn)用到了飲料上，能使人體更好地吸收食物中的營(yíng)養(yǎng)。破壁的枸杞汁，很濃郁，帶著原料特有的香醇。破壁技術(shù)改良了產(chǎn)品品質(zhì)。

藥材領(lǐng)域的破壁技術(shù)。早在極草5X冬蟲夏草的品牌傳播中就提到，異常珍視每一條蟲草的每一分價(jià)值：“蟲破膜，草破壁”，將冬蟲夏草制成超微粉，精華物質(zhì)1分鐘內(nèi)的總?cè)艹龆缺仍莞?/span>7倍、比粗粉高3倍，而且在以后60分鐘內(nèi)保持這種趨勢(shì)……破壁技術(shù)作為一項(xiàng)專利讓極草5X的產(chǎn)品鍍上了科技光環(huán)。不僅如此，創(chuàng)新的含服方法也使得吸收度達(dá)到極致，使冬蟲夏草想起就吃、隨時(shí)可吃、打開即吃，適合冬蟲夏草消費(fèi)人群的生活節(jié)奏和生活品位，既方便又健康。靈芝孢子粉破壁技術(shù)的問世，標(biāo)志著我國(guó)在靈芝抗癌領(lǐng)域取得了世界領(lǐng)先地位。由于靈芝孢子有一層極難被人體胃酸消化的幾丁質(zhì)構(gòu)成的外壁,只有打開這層外壁, 由外壁緊裹的有效成分才能最大程度地被人體吸收利用,破壁后人體對(duì)靈芝孢子粉的吸收率可提高 45倍之多。

化妝品領(lǐng)域的破壁技術(shù)應(yīng)用。比如羽西，其全線護(hù)膚品里有靈芝、人參、銀杏、大花紅景天、紫花苜蓿、牡丹皮等中藥成分，在羽西實(shí)驗(yàn)室可以看到，羽西的專利微波破壁技術(shù)，利用靈芝孢子多糖提取代替?zhèn)鹘y(tǒng)的靈芝精萃，提取到更濃縮更珍貴的靈芝精華，讓消費(fèi)者的肌膚更好地適應(yīng)和吸收，達(dá)到最佳的效果。美加凈、韓國(guó)的護(hù)膚品牌悠語等都有涉及破壁技術(shù)的應(yīng)用。

在食品行業(yè)，破壁技術(shù)也廣泛應(yīng)用。比如國(guó)愛堂為消費(fèi)者精心設(shè)計(jì)的定制系列產(chǎn)品，采用細(xì)胞破壁技術(shù)將產(chǎn)品做成粉劑型，開水沖泡下就可以直接吃掉。這種獨(dú)特加工工藝制成的產(chǎn)品，國(guó)愛堂稱之為吃茶，也因之開創(chuàng)了吃茶這一新品類。吃茶追求的不是喝茶的優(yōu)雅，而是健康，它將茶葉從傳統(tǒng)的喝茶習(xí)慣中解放出來，更加注重茶葉的養(yǎng)生保健功能，因其形態(tài)和飲用方式與咖啡類似，因此享有“中式咖啡”的美譽(yù)。此外，廣舜堂也提出這樣的宣傳口號(hào)：八珍糕怎樣吃更有營(yíng)養(yǎng)？答案是要吃更適合現(xiàn)代城市人的破壁的八珍糕原粉。

超微粉碎設(shè)備類型

1. 氣流式超微粉碎設(shè)備

氣流式超微粉碎是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產(chǎn)生劇烈的沖擊、 碰撞、 摩擦等作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的超微粉碎.與普通機(jī)械式超微粉碎機(jī)相比,氣流粉碎機(jī)可將產(chǎn)品粉碎得很細(xì), 粒度分布范圍更窄, 粒度更均勻.因?yàn)闅怏w在噴嘴處膨脹可降溫,粉碎過程不伴隨熱量產(chǎn)生,所以粉碎溫升很低,這一特性對(duì)于低熔點(diǎn)和熱敏性物料的超微粉碎特別重要. 但是, 氣流粉碎能耗大,一般要高出其他粉碎方法數(shù)倍,氣流粉碎還存在粉碎極限,粉碎粒度與產(chǎn)量成線性關(guān)系,產(chǎn)量越大,粒度越大。

2. 高頻振動(dòng)式超微粉碎設(shè)備

高頻振動(dòng)式超微粉碎是利用球形或棒形磨介作高頻振動(dòng)而產(chǎn)生的沖擊、 摩擦、 剪切等作用力來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的超微粉碎.振動(dòng)磨是用彈簧支撐磨機(jī)體,由一帶有偏心塊的主軸使其振動(dòng),磨機(jī)通常是圓柱形或槽形.振動(dòng)磨的效率比普通磨高10~ 20倍,其粉磨速度比常規(guī)球磨機(jī)快得多,而能耗比普通球磨機(jī)低數(shù)倍。

3. 旋轉(zhuǎn)球(棒) 磨式超微粉碎設(shè)備

旋轉(zhuǎn)球(棒)磨式超微粉碎設(shè)備主要有球磨機(jī)、 棒磨機(jī)等.常規(guī)球磨機(jī)一直是細(xì)磨過程中的主要加工設(shè)備,主要靠沖擊進(jìn)行破碎, 物料粒度小于20Lm 時(shí),反映出其效率低、 耗能大、 加工時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn).攪拌式球磨機(jī)是超微粉碎機(jī)中能量利用率最高的超微粉碎設(shè)備,主要由攪拌器、 筒體、 傳動(dòng)裝置和機(jī)架組成,工作時(shí)攪拌器以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)研磨介質(zhì)運(yùn)動(dòng),物料在研磨介質(zhì)中利用摩擦和少量的沖擊研磨粉碎。

4. 沖擊式超微粉碎設(shè)備

沖擊式超微粉碎機(jī)利用圍繞水平軸或垂直軸高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)烈沖擊、 碰撞和剪切.其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,粉碎能力大,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好,動(dòng)力消耗低,適合于中等硬度物料的粉碎. 國(guó)產(chǎn)的MLC -40高速?zèng)_擊粉碎機(jī)用于超微粉碎取得了理想效果, 入料粒度3~ 5mm,產(chǎn)品粒度10~ 40 Lm。

超微粉碎技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用

食品超微粉雖然問世不久，卻已經(jīng)在調(diào)味品、飲料、罐頭、冷凍食品、焙烤食品、保健食品等方面大顯身手且效果較佳。

1. 軟飲料加工

目前，利用氣流微粉碎技術(shù)已開發(fā)出的軟飲料有粉茶、豆類固體飲料和超微骨粉配制的富鈣飲料等。茶文化在中國(guó)有著悠久的歷史傳統(tǒng)的飲茶是用開水沖泡茶葉，人體并沒有大量吸收茶的營(yíng)養(yǎng)成分，大部分蛋白質(zhì)、碳水化合物及部分礦物質(zhì)、維生素等都存留于茶渣中。若將茶葉在常溫、干燥狀態(tài)下制成茶粉( 粒徑< 5 Lm) ，可提高人體對(duì)其營(yíng)養(yǎng)成分的吸收率。將茶粉添加到其他食品中，還可開發(fā)出新的茶制品。植物蛋白飲料是以富含蛋白質(zhì)的植物種子和果核為原料，經(jīng)浸泡、磨漿、均質(zhì)等操作制成的乳狀制品。磨漿時(shí),可用膠磨機(jī)磨至粒徑5~ 8Lm, 再均質(zhì)至1~ 2 Lm。在這樣的粒度下,蛋白質(zhì)的固體顆粒和脂肪顆粒變小，從而防止了蛋白質(zhì)下沉和脂肪上浮。

2. 果蔬加工  

蔬菜在低溫下磨成微膏粉, 既保存了營(yíng)養(yǎng)成分, 其纖維質(zhì)也因微細(xì)化而使口感更佳.如人們一般將其視為廢物的柿樹葉富含蘆丁、 膽堿、 黃酮甙、 胡蘿卜素、 多糖、 氨基酸、 維生素C 及多種微量元素, 若經(jīng)超微粉碎加工制成柿樹葉精粉,可作為食品添加劑制成面條、 面包等各類柿樹葉保健食品,也可以制成柿樹葉保健茶.成人每日飲用柿樹葉茶6 g,可獲取維生素 C 200 mg, 具有明顯的阻斷亞硝胺致癌物生成的作用. 另外,柿葉茶不含咖啡堿, 風(fēng)味獨(dú)特, 清香自然. 可見, 開發(fā)柿樹葉產(chǎn)品,可變廢為寶,前景廣闊. 利用超微粉碎技術(shù)對(duì)植物進(jìn)行深加工的產(chǎn)品種類繁多,如枇杷葉粉、 紅薯葉粉、 桑葉粉、 銀杏葉粉、 豆類蛋白粉、 茉莉花粉、 月季花粉、 甘草粉、 脫水蔬菜粉、 辣椒粉等。

3. 香辛料、 調(diào)味品加工  

超微粉碎技術(shù)作為新型的食品加工方法, 可以使傳統(tǒng)工藝加工的香辛料、調(diào)味產(chǎn)品(主要指豆類發(fā)酵固態(tài)制品) 更加優(yōu)質(zhì). 香辛料、 調(diào)味料在微粒化后產(chǎn)生的巨大孔隙率造成的集合孔腔可吸收并容納香氣, 味道經(jīng)久不散, 香氣和滋味更加濃郁. 同時(shí),超微粉碎技術(shù)可以使傳統(tǒng)調(diào)味料細(xì)碎成粒度均一、 分散性能好的優(yōu)良超微顆粒, 流動(dòng)性、 溶解速度和吸收率均有很大的增加,口感效果也得到十分明顯的改善, 經(jīng)超微粉碎方法加工的香辛料、 調(diào)味料的入味強(qiáng)度是傳統(tǒng)加工方法的數(shù)倍乃至十余倍.對(duì)于感官要求較高的產(chǎn)品來講,經(jīng)超微粉碎后的香辛料粒度極細(xì), 可達(dá) 300~ 500 目, 肉眼根本無法觀察到顆粒的存在,杜絕了產(chǎn)品中黑點(diǎn)的產(chǎn)生,提高了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量. 同時(shí), 超微粉碎技術(shù)的相應(yīng)設(shè)備兼?zhèn)浒病?乳化、 固體乳化、 改性等物理化學(xué)功能,為調(diào)味產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)造了現(xiàn)實(shí)前景. 可以說,超微粉碎技術(shù)將會(huì)對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)調(diào)味產(chǎn)品帶來革命性的變化。

4. 功能性食品加工  

當(dāng)今, 藥食同源、 食療重于藥療的思想已普遍為人們接受.對(duì)于功能性食品的生產(chǎn),超微粉碎技術(shù)主要在基料( 如膳食纖維、 脂肪替代品等)的制備中起作用.超微粉體可提高功能物質(zhì)的生物利用率, 降低基料在食品中的用量,微粒子在人體內(nèi)的緩釋作用可使功效性延長(zhǎng). 在研制開發(fā)固體蜂蜜的工藝中, 用膠體磨將配料進(jìn)行超微粉碎可增加產(chǎn)品的細(xì)膩度. 另外,用超微細(xì)骨粉、 海蝦粉補(bǔ)鈣,超微細(xì)海帶粉補(bǔ)碘, 人體易吸收且簡(jiǎn)便易行。

超微粉碎加工技術(shù)適用范圍廣,操作工藝簡(jiǎn)單,產(chǎn)品附加值高, 經(jīng)濟(jì)效益顯著,是食品加工業(yè)的新技術(shù)、 新手段,對(duì)于傳統(tǒng)食品加工工藝和配方的改進(jìn)及新產(chǎn)品的開發(fā), 尤其是保健食品( 功能食品) 的開發(fā)將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。

超微粉碎技術(shù)已經(jīng)成為食品加工領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),與傳統(tǒng)的加工技術(shù)相交叉衍生出許多新的學(xué)科,促進(jìn)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展.在食品工業(yè)中,超微粉碎技術(shù)與超高壓滅菌技術(shù)、 膜分離技術(shù)、 微膠囊技術(shù)、 輻射技術(shù)、 微波技術(shù)、 冷凍干燥技術(shù)以及食品生物技術(shù)共同被列為國(guó)際性食品加工新技術(shù). 因此,隨著超微粉碎技術(shù)的成熟和發(fā)展, 必將成為食品和藥品行業(yè)占重要位置的新型加工技術(shù)。