專利名稱：一種冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法
技術領域：
本發明涉及動\植物體的保存技術， 一種冬蟲夏草的生物冷凍干 燥方法。
背景技術：
冬蟲夏草為麥角菌科植物冬蟲夏草菌的子座及其寄生蝙蝠蛾科 昆蟲綠蝙蝠蛾幼蟲的尸體。中醫學上以干燥的子座和蟲體入藥，生用。主治 虛勞咳嗽痰血，氣喘，腰痛，遺精等病癥。冬蟲夏草性溫，味甘，歸肺腎經， 具有調節人體新陳代謝，平衡陰陽，提高免疫力，延緩衰老的作用，也是我 國傳統的高檔補品之一。由于天然冬蟲夏草生長條件苛刻，資源稀少、價格 昂貴。保存好產地的新鮮冬蟲夏草，是隨著科技進步而逐漸探索的。如較新
的加工方法當數2003年申請的中國專利，"一種冬蟲夏草的加工方法， 200310110734.7 ，包括分別預冷凍-30 _40°C,至少1小時，真空升華干燥 -40 -29°C，壓強為10 30Pa ，真空干燥的解析干燥溫度為20 25°C，壓 強為15 30 Pa ，至少2小時。特別指出千萬不可用水洗，認為水洗可使冬 蟲夏草的有效成分在水中浸出流失。"該申請的不足之處在于1、將待加工 的新鮮冬蟲夏草采用刷子刷凈泥土的辦法，對入食和入藥的產品，不能達到 食品衛生標準；2、對原料不做分級處理，含水率由新鮮時含67% 成品2%， 不分大小，必會有過干易碎和還欠缺不足的，恰到好處的也只能是混跡其中。
3、 加熱干燥過程中，物料超過2(TC時冬蟲夏草的香味就會隨溫度升高而逸出。
4、 物料色澤在真空解析狀態，加熱超2(TC時，其物理性質及熱酶性物質褐變 成度大。5預冷溫度不夠低，時間短，凍結不充分，凍干產品質量差，成品還需 冷凍存儲會造成能源浪費
發明內容
本發明的目的是提供一種冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，可使 加工后的冬蟲夏草的色澤如鮮，香味濃郁，形態不變，有效成分基本不變，常 溫下存儲和運輸。
一種冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，以新鮮冬蟲夏草為原料，采用速凍機
和自動控制的真空干燥設備，其特征在于工藝流程原料除雜篩選、清洗、
吸水成型，蟲草含水率70%、分級、速凍機中-40。C -5CTC預凍結2小時，周 轉冷凍>3小時，真空冷凍干燥設備中真空冷凍升華干燥物料溫度-4(TC -32°C ，共溶點-29'C ，真空25 Pa 12. 9Pa;解析升華干燥解析真空度12. 9 38Pa，原料直徑《7 8ram時對設備內加熱板加熱《13"C;新鮮原料與干燥后 的重量比系數為3.2:1，停機泄壓，成品含水率3 4%，成品檢驗，分裝抽真 空、成品常溫儲存。
青藏野生冬蟲夏草因自然資源稀少并且營養最豐富，是同品種中的極品。 本發明加工方法突破以往該原料不可水洗的觀念，使本產品達到直接食用和 入藥的藥品和食品衛生要求，復水性好，食用方便，并且成品形態完整率高， 色澤如鮮，形體不變，香味濃郁，營養成份不丟失。正是由于本發明方法在 預處理中對物料進行了分級、吸水成型處理，才能保證成品含水一致、干燥 一致，質量的統一。對熱敏感性強的冬蟲夏草，本方法給物料提供了低溫貧 氧的真空干燥條件，采用循環壓差吸收艙內潛熱經冷凍和解析升華水汽移動 速度很小，可使冬蟲夏草中的固形質量基本不變、氧化機率小，酶性褐變程 度也小，氣味整體殘留在凍干產品非晶濃縮部分中，因此保持原有色澤和產 品的活性物質。該產品可長溫儲存和運輸，保持期可達五年以上。


圖1是本發明方法工藝流程示意圖2是本發明方法采用現有真空冷凍干燥設備的控制系統示意圖； 圖3是本發明方法控制參數曲線例1示意圖； 圖4是本發明方法控制參數曲線例2示意圖； 圖5是冰在不同溫度下的蒸汽壓換算表；
具體實施例方式
一種冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，以新鮮冬蟲夏草為原料，設備采 用已有的速凍機和自動化控制的真空冷凍干燥機，其特征在于工藝流程見 圖l:原料除雜篩選人工將有損傷、蟲害、腐爛變質及雜物從鮮的冬蟲夏草 原料中分離出去。清洗將篩選后原料用水清洗，清除表面泥沙及臟物，達 到藥品、食品衛生標準。吸水成型用儀器檢驗原料，使蟲草含水率達70%， 使原料含水程度一致，以保證干燥質量。分級按新鮮冬蟲夏草的直徑選出3
4腿、5 6mm、 7 8腿，進行分級干燥，保證干燥產品的質量一致。如例1: 將分級后直徑3 4mm新鮮冬蟲夏草15公斤，吸水成型處理，使物料含水率 70%，單層放在盤中，裝入速凍設備艙內，進行預冷凍》2小時，溫度-4(TC -5(TC，可再用另一低溫冷藏柜周轉冷藏3小時，進一步提高水分的凍結率， 使凍結更充分。按圖2真空冷凍干燥機的PLC程序需要的條件計重、制冷、 真空、加熱系統和解除加熱系統，設備具有的自控程序可按輸入數據指令執 行，自動控制完成作業。按本方法凍干曲線輸入PLC作業控制數值見圖3， 真空冷凍升華干燥冬蟲夏草溫度-4(TC -32°C，不容許接近物料的共溶點 -29°C，真空度25 Pa 12. 9Pa，新鮮原料直徑3-4腿/1. 5小時，(5-6匪/2 小時)，解析升華干燥真空度12. 9 38Pa， 3-4mm/4. 5小時，(5-6腿/6小 時)，計重系數3.2: 1;設定完畢，將凍結完成的冬蟲夏草快速放入密閉的真 空冷凍干燥機的凍干艙內，凍干升華作業由設備自動控制進行。
整體干燥所需時間以真空冷凍干燥機可容納鮮料15公斤計，直徑3 4mm/6小時、5 6腿/8小時、7 8,/12小時。
利用設備內真空度的壓差吸收艙內潛熱，物料升溫至S 13。C。按已輸 入冷凍設備內的程序監視作業，壓差使直徑3 4厘米物料溫升接近8r時， 觀察艙內的計重儀，即鮮料由15公斤降到4.68公斤，凍干完成。設備自動停 機、泄壓，在無菌室內人工將物料出艙，進行質量檢驗、分裝、抽真空、加 外包裝、入庫常溫儲藏。無菌室內保證成品含水率3 4%。
采用現有的真空冷凍干燥設備，圖2所示為凍干機的控制系統程序。把本 方法的凍干程序用鍵盤輸入微機，并且命名程序號，使用時僅需呼出某一產 品相應的程序號，便可自動控制凍干機的運轉。操縱臺的PLC程序有手動/自 動輸入形式，現場信號經傳感器N多路開關輸入PLC中，PLC輸出端連接真空艙、 制冷阱、溫控儀、計重、報警，其特征在于對機內加設溫度毫伏轉換器、電 阻毫伏轉換器、計重儀及多點自動平衡指示記錄儀。凍干機的性能可能有差 異，凍干機板層溫差小，真空度則高，冷凝器溫度低，則解吸干燥的時間短。
凍干加工中最重要的過程參數是物料的溫度和凍干箱內的壓強，凍干曲 線就是凍干過程中物料的溫度、壓強隨時間而變化的關系曲線。實踐中凍干 曲線常用凍干艙內空間溫度與時間的關系曲線來表示。為監測凍干過程的主要參數，配有自動記錄儀的凍干機一般均自動記錄下艙內溫度、物料溫度、 水汽冷凝器溫度、凍干箱內壓強等參數和時間的關系曲線。這些曲線均為凍
干曲線。本發明方法的控制數據升華壓強12.9pa-25pa，升華中物料溫度-40 °C -32°C，解析時的物料溫度為7-8mm以上為13°C、 7-8mm以下為8'C解析 時間3-4腿為4小時、5-6mm為6小時、7-8mm為9小時；計重系數為3. 2: 1。 根據以上數據將整個凍干曲線制定出來，然后與凍干曲線相同步制定出設備 的運行時序，凍干控制程序就制定完畢了，四條曲線顯示在設備的顯示屏上 顯示真空度12. 9Pa 25Pa，冬蟲夏草溫度-4(TC -32。C，艙內溫度8 13。C， 捕集器溫度-40 -35°C。
例2:把直徑7-8mm的新鮮冬蟲夏草15公斤，按上述例1方法進行冷凍 干燥加工，見圖4，其特征在于解析升華干燥時，將真空冷凍干燥設備內的加 熱板加熱至13。C，保持2小時后停止加熱，待艙內物料溫度和艙內溫度升至 12匸時，計重儀顯示4.68公斤時，設備將自動停機，泄壓后方法和例l相同。 完成干燥時物料的含水率在3 4%，是冬蟲夏草成品運輸和儲藏的最佳值。
產品質量檢驗標準
(1) 感觀形體飽滿，如加工前的新鮮冬蟲夏草，長度、直徑、色澤幾 乎不變，可嗅到濃郁香味。
(2) 微生物細菌和種數小于500個/g，大腸菌群小于或等于10個/100g， 致病菌不得檢出。水分小于或等于5%。
本發明所確定的冬蟲夏草的共晶(溶)點為-29'C，是采用常規的電阻測 量法和切片法獲得的把不同溫度下冷凍的冬蟲夏草進行切片觀測冬蟲夏草 的共晶區溫度在-25"C -29'C之間，取最大值-29'C。
冬蟲夏草最好采用預凍處理，其原因是預凍費用小，外形好，預凍溫度 必須低于物料的共晶點-l(TC以上，所以冬蟲夏草要在速凍機內預凍2小時溫 度控制在-4(TC -5(TC以內。在周轉冷藏3小時，目的是進一步提高水分的 凍結率使凍結更充分。預凍時的溫度不能低于-40。C，因為在-3(TC至-4(TC凍 結冬蟲夏草時冰晶大，直接劃破細胞，使有效成份在凍干過程中流失。本發 明的工序控制數據是根據圖4所示冰在不同溫度下的蒸汽壓對照表制定出 凍干曲線。物料升華過程是一個吸熱的過程，lg冰變成lg蒸氣大約需要吸收2803J左右的熱量，因此升華過程中必須對物料提供熱量。但物料的溫度不能 高于共晶點溫度。如果升華過程中物料溫度高于共晶點溫度，則物料會發生 熔化干縮現象，因此要控制物料溫度接近共晶點溫度，但又稍低于共晶點溫 度。為加速升華，可給設備內的加板板加熱，板層溫度可比物料高出幾攝氏 度，但要控制物料溫度不得超過最高允許溫度。另外，如果在解吸階段采用 壓強控制，也有改進傳熱功效，使物料達到最高允許溫度的時間縮短，則解 析干燥的時間較短。
權利要求
1、一種冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，以新鮮冬蟲夏草為原料，采用速凍機和自動控制的真空干燥設備，其特征在于工藝流程原料除雜篩選、清洗、吸水成型，蟲草含水率70％、分級、速凍機中-40℃～-50℃預凍結2小時，周轉冷凍≥3小時，真空冷凍干燥設備中真空冷凍升華干燥物料溫度-40℃～-32℃，共溶點-29℃，真空25Pa～12.9Pa；原解析升華干燥解析真空度12.9～38Pa，料直徑≤7～8mm時對設備內加熱板加熱≤13℃；新鮮原料與干燥后的重量比系數為3.2∶1，停機泄壓，成品含水率3～4％，成品檢驗，分裝抽真空、成品常溫儲存。
2、根據權利要求1所述的冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，其特征在于給 真空冷凍干燥機PLC輸入設定控制參數范圍；真空冷凍升華干燥物料溫度:-40 °C -32°C ，升華壓強12. 9Pa 25Pa，新鮮物料直徑3-4腿/1. 5小時，5-6 mm/2 小時，7-8腿/2.5小時；解析升華干燥升華壓強12.9 38Pa，物料升溫按 分級后的直徑3 4鵬、7 8腿自動控制在8 13。C，解析升華時間3-4腿/4. 5 小時，5-6 mm/6小時，7-8mm/9小時；計重儀新鮮原料與干燥后的重量比 系數為3.2:1;捕集器溫度-40 -35°C 。
3、 根據權利要求1所述的冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，其特征在于新 鮮原料分級按冬蟲夏草的直徑選出3 4、 5 6、 7 8mm，分級進行干燥。
4、 根據權利要求1所述的冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，其特征在于預 凍溫度必須低于物料的共晶點-l(TC以上。
5、根據權利要求1所述的冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，采用的真空冷 凍干燥設備有控制系統程序，操縱臺的PLC程序有手動/自動輸入形式，現場信 號經傳感器X多路開關輸入PLC中，PLC輸出端連接真空艙、制冷阱、溫控儀、 計重、報警，其特征在于對機內加設溫度毫伏轉換器、電阻毫伏轉換器、計 重儀及多點自動平衡指示記錄儀。
全文摘要
一種冬蟲夏草的生物冷凍干燥方法，以新鮮冬蟲夏草為原料，采用速凍機和自動控制的真空干燥設備，其特征在于工藝流程原料除雜篩選、清洗、吸水成型，蟲草含水率70％、分級、速凍機中-40℃～-50℃預凍結2小時，周轉冷凍≥3小時，真空冷凍干燥設備中真空冷凍升華干燥物料溫度-40℃～-32℃，共溶點-29℃，真空25Pa～12.9Pa；原解析升華干燥解析真空度12.9～38Pa，料直徑≤7～8mm時對設備內加熱板加熱≤13℃；新鮮原料與干燥后的重量比系數為3.2∶1，停機泄壓，成品含水率3～4％，成品檢驗，分裝抽真空、成品常溫儲存。本產品達到直接食用的食品衛生要求，復水性好，食用方便，并且成品形態完整率高，色澤如鮮，香味濃郁，營養成份不丟失。該產品可長溫儲存，保持期可達五年以上。
文檔編號A23L3/44GK101104005SQ20071001166
公開日2008年1月16日 申請日期2007年6月12日 優先權日2007年6月12日
發明者森 王 申請人:森 王