蜂花粉超临界二氧化碳破壁方法.pdf

本发明公开了用超临界二氧化碳进行蜂花粉破壁的方法。将蜂花粉放入超临界二氧化碳萃取装置，在适当的压力和温度的超临界二氧化碳流体中作用一定时间，打开排气阀迅速排空二氧化碳，使花粉细胞因胞内外压差较大剧烈膨胀而发生破裂。本发明的优点是操作简便，成本低，整个过程在50℃以下进行，破壁时间不超过30分钟，减少了产品的受热变性影响，使活性成分保存完全，同时可以杀灭细菌，实现破壁和杀菌过程的统一，花粉细胞破壁率高但破碎率低，内含物在干燥条件下仍存在于破裂的花粉壁内，有利于营养成分保存。

权利要求书
1.   蜂花粉超临界二氧化碳破壁方法，其特征在于：将蜂花粉的水分含量控制在4～20％，装入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，通入二氧化碳加压进行花粉细胞破壁，其超临界二氧化碳流体花粉细胞破壁技术的各参数范围分别为：细胞破壁压力为8～50MPa，破壁温度32～50℃，时间5～30分钟；然后打开排气阀迅速排空二氧化碳，从而使花粉细胞外壁因壁内外压力差较大而发生破裂。

2.   根据权利要求1所述的蜂花粉破壁方法，其特征在于：所述蜂花粉为商用或非商用蜂花粉的任意品种，不受花粉种类的限制。

3.   根据权利要求1所述的蜂花粉破壁方法，其特征在于：细胞破壁压力为8～50MPa，优选30～40MPa。

4.   根据权利要求1所述的蜂花粉破壁方法，其特征在于：破壁所需温度为30～50℃，优选35～40℃。

5.   根据权利要求1所述的蜂花粉破壁方法，其特征在于：破壁所需压力保持时间为5～30分钟，优选15～25分钟。

说明书蜂花粉超临界二氧化碳破壁方法
技术领域
本发明属于天然产物保健品和制药技术领域，涉及蜂花粉破壁方法，可以广泛应用在生物制药、保健食品等行业中。
背景技术
蜂花粉是由蜜蜂采集蜜粉源植物的花粉经加工而形成的团状物，蜂花粉的营养成分十分丰富，几乎含有全部营养素，是一种高质量的营养源，不仅含有丰富的蛋白质、糖类、脂类、维生素、有机酸、矿物质、核酸，还含有酶和其他生物活性物质，被誉为“微型营养库”。数千年前，在中国和希腊等古国，人们已开始食用花粉，并将其作为药用。随着科学技术的发展和研究的深入，蜂花粉的医疗保健功能被逐步发掘，如防治心血管疾病、前列腺疾病、高血压、贫血、糖尿病等。人们已经不满足于食用蜂花粉所带来的缓慢的保健作用，从蜂花粉中提取功能明确的活性成分已成热潮，而有效提取活性成分的前提是进行蜂花粉的破壁。目前国内外报道的花粉破壁方法有以下几种：
(1)温差破壁法(专利申请号96117011.5、02110649.5)：利用热胀冷缩的原理，花粉经低温冷冻后迅速投入热水中“炸裂”，这种方法对花粉的营养成分破坏较大，且操作复杂。
(2)机械破壁法(专利申请号86103261、90108303.8、95110207.9、96117168.5)是将花粉用水调成液体，再通过胶体磨、高压均质机等机械进行破壁。使用这种方法破壁，花粉需经浸湿成液体后才能处理，操作复杂。
(4)发酵酶解破壁法(专利申请号03115992.3、87104508、91106215.7、95103910.5、98104558.8、02106399.0)是一种应用较广泛的方法，利用花粉自身丰富的微生物或通过接种微生物产生的酶类，使花粉内含物降解，渗透压升高而使花粉破壁，该方法破壁所需的时间长，且发酵过程中易被杂菌污染而影响质量。
以上破壁方法均为湿法破壁，要求用不同的溶剂将花粉润湿或调成液体，破壁后若制成固体制剂必须进行干燥，造成产品成本的增加。
(5)微波辐射破壁法(专利申请号200710022400.2)是将袋装花粉置于微波炉内，加热烘烤。该方法使花粉粒整体不遭破坏，但袋中心与表层的温度不易控制，工艺复杂，生产效率低。
(6)气流粉碎法(专利申请号01115014.9)是利用压缩空气泵空气产生高压气流，经喷嘴经音速喷入粉碎室，通过碰撞，在低温下达到粉碎花粉的目的。该方法操作较复杂，破壁后的花粉内含物完全裸露于外界环境中，容易产生氧化变质。
传统的破壁方法各有其优点，但是缺点同样明显，或者处理周期长，如冷热交替处理法和自溶法等，在生产中使用不便；或者破壁过程中产生大量热量，导致花粉酶活的丧失，如各种机械方法破壁；或者效率高但成本昂贵，如酶法消化法、高压均质处理和高压电场方法，大大增加产品成本，在生产中无法推广使用。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种处理成本低，操作简便，能使花粉粒整体不遭破坏，细胞破壁速度快且破壁率高，能够在生产中应用的蜂花粉超临界二氧化碳破壁方法。
本发明的蜂花粉超临界二氧化碳破壁方法，其特征在于：将蜂花粉的水分含量控制在4～20％，放入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，控制二氧化碳温度32～50℃，压力8～50MPa，作用5～30分钟，打开排气阀迅速排空二氧化碳，收集破壁花粉即可。
超临界CO2萃取装置详见图1：1.CO2钢瓶；2.净化器；3.储罐(冷箱)；4混合器；5.净化器；6萃取釜；7.排气阀；8.分离釜；9.压力表；10.流量计
本发明的优点：
1、本发明为干法破壁，破壁花粉无需干燥处理，去除了干燥工序对花粉有效成分影响的可能。
2、本发明以超临界二氧化碳作为介质进行花粉细胞破壁，超临界二氧化碳易于渗透到细胞内，很快就达到细胞内外的压力平衡；然后突然降压，此时细胞因胞内外压差较大，剧烈膨胀而发生破裂，达到既破壁又灭菌的效果。
3、本发明中花粉整体没有被破坏，内含物在干燥条件下仍存在于破裂的花粉壁内，有利于营养成分保存。
4、本发明为低温、短时破壁，整个过程在较低温度(50℃以下)下进行，破壁时间短(30分钟以内)，减少了产品的受热变性影响，使活性成分保存完全。
5、本发明工作压力较低(50MPa以下)，流程简单，大大降低了设备的投资，提高了生产安全性；二氧化碳是一种不活泼的气体，破壁过程中不发生化学反应，且属于不燃性气体，无味、无臭、无毒，安全性好，对环境无污染。
6、本发明操作简便，生产效率高，节约能源，不产生污染环境的废物，设备运行费用低，能耗少，生产成本低，非常适合于工业化大批量生产，是一种理想的花粉破壁方法。
电镜观察详见附图说明：
图2未破壁花粉电镜形态
图3经本发明方法破壁后花粉细胞破壁率高达95％以上
图4经本方法破壁后花粉细胞壁不同程度破裂，内容物存在于破碎的花粉壁中
具体实施方式，
以下结合实施例进一步说明本发明。
实施例1：
将新鲜蜂花粉真空干燥至水分含量为6.20％，取300g干燥花粉装入1L萃取器，在萃取釜温度35℃的条件下，用纯度为99％的二氧化碳进行升压至萃取釜压力15MPa；保持压力5min后打开萃取罐排气阀迅速排空二氧化碳，收集花粉即可。经电镜检测，花粉细胞已破壁。
实施例2：
称取干燥蜂花粉300g装入1L萃取器，在萃取釜温度35℃的条件下，用纯度为99％的二氧化碳进行升压至萃取釜压力30MPa；保持压力5min后打开萃取罐排气阀迅速排空二氧化碳，收集花粉即可。经电镜检测，花粉细胞已破壁。
实施例3：
将新鲜蜂花粉真空干燥至水分含量为6.20％，取干燥后花粉300g装入11萃取器，在萃取釜温度40℃的条件下，用纯度为99％的二氧化碳进行升压至萃取釜压力30MPa；保持压力10min后打开萃取罐排气阀迅速排空二氧化碳；取出花粉即可。经电镜检测，花粉细胞已破壁。
实施例4：
干燥蜂花粉300g装入1L萃取器，在萃取釜温度40℃的条件下，用纯度为99％的二氧化碳进行升压至萃取釜压力45MPa；保持压力10min后打开萃取罐取出花粉即可。经电镜检测，花粉细胞已破壁。
实施例5：
将花粉粒真空干燥至水分含量为6.20％，将干燥后的花粉300g装入1L萃取器，在萃取釜温度45℃的条件下，用纯度为99％的二氧化碳进行升压至萃取釜压力5MPa；保持压力30min后打开萃取罐排气阀迅速排空二氧化碳，取出花粉。经电镜检测，花粉细胞已破壁。