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何謂壁？

這里指的是細胞壁。真菌細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胃腸道的蠕動，有利于其他食物的消化及糞便的排泄。

破壁技術類型

當前可用的破壁技術是超微粉碎技術、超聲波提取、微波萃取、化學破壁和酶法提取等。

化學破壁時間比較短，同時對破壁所需溫度沒有嚴格限制，反應條件不很苛刻，所以在很多場合還是首選。由于化學法破壁機制是靠外力打碎細胞壁，所以破碎后的細胞壁碎片殘留在細胞液中。

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

超聲波提取的原理是利用超聲空化效應。超聲空化產生的聲沖流和沖擊波可引起熱效應和機械作用， 這便是超聲技術應用于中藥提取的理論依據。超聲波提取的優(yōu)點：（1） 提取效率高。（2） 提取時間短。（3） 提取溫度低。（4） 提取適應性廣。超聲波提取中藥材不受中藥材成分性質、 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） 提取的藥液雜質少， 有效成分易于分離、 純化。（7） 提取方法簡單易行， 設備的維護和保養(yǎng)方便。

微波萃取領域中,被處理的物料通常是能夠不同程度吸收微波能量的介質，整個加熱過程是利用離子傳導和偶極子轉動的機理。微波萃取具有反應靈敏、升溫快速均勻、熱效率高等優(yōu)點。

1. 快速高效、能耗低、污染少

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

2. 質量高

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，能更有效的保護目標物。

3. 生產線簡單

生產線組成簡單，節(jié)省投資,后處理方便。

超微粉碎技術是近年來隨著現(xiàn)代化工、 電子、 生物、 材料及礦產開發(fā)等高新技術的不斷發(fā)展而興起的，是國內外食品加工的高科技尖端技術，美國、 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加工而成的。

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

1. 可擴大資源的利用范圍，改善食用品質

超微粉碎技術在部分功能性食品基料的制備生產上起重要的作用。如膳食纖維是一種重要的功能性食品基料，在我國由于膳食不平衡或營養(yǎng)過剩造成的文明病已經出現(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關系，而持水力、膨脹力又與纖維的比表面積(粒度)有一定的關系；粒度越小比表面積越大，持水力與膨脹力就相應增大，這同樣需要有效的超微粉碎手段。是由于粉碎粒度一般達不到超微粒度，所以不管從功能價值的發(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，如表面效應、體積效應、量子效應、隧道效應等使得超微粒子具有與宏觀物質不同的生物活性。超微粉體具有良好的吸收性和分散性，可以提高營養(yǎng)物質的活性和生物利用度，同時降低功能性物質在食品中的用量。

3. 可增進生物體對功能成分的吸收

    超微保健食品由于其粒度極細，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、體積效應、量子效應和宏觀隧道效應等，使其對物質的吸附性較大，有利于物質的消化吸收。

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，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。經超微化粉碎后更便于儲存、運輸及使用，由于超微保健食品的科技含量高、品質好、功效好，其增值率也高，從而可為企業(yè)帶來很好的社會效益和經濟效益。

5. 速度快，可低溫粉碎

超微粉碎技術采用超音速氣流粉碎、冷漿粉碎等方法，在粉碎過程不會產生局部過熱現(xiàn)象，甚至可在低溫狀態(tài)下進行，粉碎瞬時即可完成,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量產品。

6. 節(jié)省原料，提高利用率

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

破壁技術的應用 

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

藥材領域的破壁技術。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值：“蟲破膜，草破壁”，將冬蟲夏草制成超微粉，精華物質1分鐘內的總溶出度比原草高7倍、比粗粉高3倍，而且在以后60分鐘內保持這種趨勢……破壁技術作為一項專利讓極草5X的產品鍍上了科技光環(huán)。不僅如此，創(chuàng)新的含服方法也使得吸收度達到極致，使冬蟲夏草想起就吃、隨時可吃、打開即吃，適合冬蟲夏草消費人群的生活節(jié)奏和生活品位，既方便又健康。靈芝孢子粉破壁技術的問世，標志著我國在靈芝抗癌領域取得了世界領先地位。由于靈芝孢子有一層極難被人體胃酸消化的幾丁質構成的外壁,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,破壁后人體對靈芝孢子粉的吸收率可提高 45倍之多。

化妝品領域的破壁技術應用。比如羽西，其全線護膚品里有靈芝、人參、銀杏、大花紅景天、紫花苜蓿、牡丹皮等中藥成分，在羽西實驗室可以看到，羽西的專利微波破壁技術，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，讓消費者的肌膚更好地適應和吸收，達到最佳的效果。美加凈、韓國的護膚品牌悠語等都有涉及破壁技術的應用。

在食品行業(yè)，破壁技術也廣泛應用。比如國愛堂為消費者精心設計的定制系列產品，采用細胞破壁技術將產品做成粉劑型，開水沖泡下就可以直接吃掉。這種獨特加工工藝制成的產品，國愛堂稱之為吃茶，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。此外，廣舜堂也提出這樣的宣傳口號：八珍糕怎樣吃更有營養(yǎng)？答案是要吃更適合現(xiàn)代城市人的破壁的八珍糕原粉。

超微粉碎設備類型

1. 氣流式超微粉碎設備

氣流式超微粉碎是利用氣體通過壓力噴嘴的噴射產生劇烈的沖擊、 碰撞、 摩擦等作用來實現(xiàn)對物料的超微粉碎.與普通機械式超微粉碎機相比,氣流粉碎機可將產品粉碎得很細, 粒度分布范圍更窄, 粒度更均勻.因為氣體在噴嘴處膨脹可降溫,粉碎過程不伴隨熱量產生,所以粉碎溫升很低,這一特性對于低熔點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,粉碎粒度與產量成線性關系,產量越大,粒度越大。

2. 高頻振動式超微粉碎設備

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

3. 旋轉球(棒) 磨式超微粉碎設備

旋轉球(棒)磨式超微粉碎設備主要有球磨機、 棒磨機等.常規(guī)球磨機一直是細磨過程中的主要加工設備,主要靠沖擊進行破碎, 物料粒度小于20Lm 時,反映出其效率低、 耗能大、 加工時間長等缺點.攪拌式球磨機是超微粉碎機中能量利用率最高的超微粉碎設備,主要由攪拌器、 筒體、 傳動裝置和機架組成,工作時攪拌器以一定速度運轉帶動研磨介質運動,物料在研磨介質中利用摩擦和少量的沖擊研磨粉碎。

4. 沖擊式超微粉碎設備

沖擊式超微粉碎機利用圍繞水平軸或垂直軸高速旋轉的轉子對物料進行強烈沖擊、 碰撞和剪切.其特點是結構簡單,粉碎能力大,運轉穩(wěn)定性好,動力消耗低,適合于中等硬度物料的粉碎. 國產的MLC -40高速沖擊粉碎機用于超微粉碎取得了理想效果, 入料粒度3~ 5mm,產品粒度10~ 40 Lm。

超微粉碎技術在食品加工中的應用

食品超微粉雖然問世不久，卻已經在調味品、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養(yǎng)成分，大部分蛋白質、碳水化合物及部分礦物質、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) ，可提高人體對其營養(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的植物種子和果核為原料，經浸泡、磨漿、均質等操作制成的乳狀制品。磨漿時,可用膠磨機磨至粒徑5~ 8Lm, 再均質至1~ 2 Lm。在這樣的粒度下,蛋白質的固體顆粒和脂肪顆粒變小，從而防止了蛋白質下沉和脂肪上浮。

2. 果蔬加工  

蔬菜在低溫下磨成微膏粉, 既保存了營養(yǎng)成分, 其纖維質也因微細化而使口感更佳.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, 風味獨特, 清香自然. 可見, 開發(fā)柿樹葉產品,可變廢為寶,前景廣闊. 利用超微粉碎技術對植物進行深加工的產品種類繁多,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、 調味品加工  

超微粉碎技術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、調味產品(主要指豆類發(fā)酵固態(tài)制品) 更加優(yōu)質. 香辛料、 調味料在微?；螽a生的巨大孔隙率造成的集合孔腔可吸收并容納香氣, 味道經久不散, 香氣和滋味更加濃郁. 同時,超微粉碎技術可以使傳統(tǒng)調味料細碎成粒度均一、 分散性能好的優(yōu)良超微顆粒, 流動性、 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, 經超微粉碎方法加工的香辛料、 調味料的入味強度是傳統(tǒng)加工方法的數(shù)倍乃至十余倍.對于感官要求較高的產品來講,經超微粉碎后的香辛料粒度極細, 可達 300~ 500 目, 肉眼根本無法觀察到顆粒的存在,杜絕了產品中黑點的產生,提高了產品的外觀質量. 同時, 超微粉碎技術的相應設備兼?zhèn)浒病?乳化、 固體乳化、 改性等物理化學功能,為調味產品的開發(fā)創(chuàng)造了現(xiàn)實前景. 可以說,超微粉碎技術將會對中國傳統(tǒng)調味產品帶來革命性的變化。

4. 功能性食品加工  

當今, 藥食同源、 食療重于藥療的思想已普遍為人們接受.對于功能性食品的生產,超微粉碎技術主要在基料( 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的生物利用率, 降低基料在食品中的用量,微粒子在人體內的緩釋作用可使功效性延長. 在研制開發(fā)固體蜂蜜的工藝中, 用膠體磨將配料進行超微粉碎可增加產品的細膩度. 另外,用超微細骨粉、 海蝦粉補鈣,超微細海帶粉補碘, 人體易吸收且簡便易行。

超微粉碎加工技術適用范圍廣,操作工藝簡單,產品附加值高, 經濟效益顯著,是食品加工業(yè)的新技術、 新手段,對于傳統(tǒng)食品加工工藝和配方的改進及新產品的開發(fā), 尤其是保健食品( 功能食品) 的開發(fā)將產生巨大的推動作用。

超微粉碎技術已經成為食品加工領域研究的熱點,與傳統(tǒng)的加工技術相交叉衍生出許多新的學科,促進了相關領域的發(fā)展.在食品工業(yè)中,超微粉碎技術與超高壓滅菌技術、 膜分離技術、 微膠囊技術、 輻射技術、 微波技術、 冷凍干燥技術以及食品生物技術共同被列為國際性食品加工新技術. 因此,隨著超微粉碎技術的成熟和發(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。