冬蟲夏草(又名蛹蟲草)是我國名貴中藥材之一。其主要成分有蛋白質、氨基酸、多種維生素,還含有微量元素,蟲草酸、蟲草素、蟲草多糖SOD酶等生物活性物質,具有增強肌體免疫能力和抗疲勞,抗腫瘤,以及補腎,潤肌美容,延年益壽等明顯醫(yī)療保健作用。
野生蟲草的分布有氣候條件和地理環(huán)境,生長區(qū)域和產量受到極大限制。野生蟲草產量明顯不能適應日益增長的蟲草保健品開發(fā)的需求。因此,通過人工馴化,我國北方成功地養(yǎng)育了北冬蟲夏草,其藥用成分與冬蟲夏草接近。
人工栽培的北冬蟲夏草產量增大了,貯存和運輸都成了問題。如果不及時加工,會很快腐爛變質。于是能保持其藥效和營養(yǎng)成分,便于長期貯存和運輸?shù)恼婵绽鋬龈稍锛夹g就成了加工北冬蟲夏草的重要手段。
冬蟲夏草用測量電阻值變化的方法很難測出其共晶點溫度。所以采用試探法,實驗觀測。經實物切片觀測,北冬蟲夏草的共晶點溫度大約在-15~-10℃。為保證冬蟲夏草的組織不被破壞,采用速凍的方法,先將凍干室內擱板溫度降至-20℃,再將北冬蟲夏草放入凍干箱內的擱板上,待1h后,擱板溫度達-36℃,制品溫度為-19℃。這時開真空泵,凍干箱停止制冷,水氣凝結器繼續(xù)制冷。經過1.5h后,對凍干箱擱板進行加熱,控制其加熱速度,直至擱板溫度與物料溫度相接近時認為凍干過程基本結束,停止加熱,停真空泵,停制冷機,打開放氣閥,取出冬蟲夏草。整個凍干過程歷時約 13h,其凍干試驗曲線如圖6-22所示。
每根冬蟲夏草直徑大約1~3mm,干燥時可將若干根捆在一起,形成大約 10mm 直徑的圓柱體,也可以分散鋪放在擱板上,但厚度不要超過 15mm,太厚不利于干燥過程的傳熱傳質,干燥速率下降。
升華干燥時間可用下式計算:
式中,ρ0為干燥層密度,kg/m3;r0為圓柱形凍干物料的半徑,mm;ε為凍干物料孔隙率,定義為凍干物料孔隙體積與總體積之比;L 為冰升華潛熱,大約為 2.8×10-6J/kg;k為已干層熱導率,W/(m·K);Tw為干燥層外表面溫度,K;Ts為升華界面溫度,K。
北冬蟲夏草的前處理和后處理都比較簡單。前處理只要從培養(yǎng)基上采摘下來,即可放入凍干箱;后處理主要是真空包裝或充氮氣包裝,甚至紙箱包裝也耐貯藏。
根據計算,北冬蟲夏草升華干燥時間可控制在 5h 之內,預凍需要 2h,第二階段干燥需要 2h,整個工藝是時間在9h內即可完成。上述實驗干燥時間長,是由于同時還干燥了其他物料。
沈陽大學的劉軍教授研究了快速凍干北冬蟲夏草的工藝。干燥100g 鮮北蟲草。具體工藝過程為:用 15℃清水將新鮮北蟲草漂洗 2 次,去除雜物和灰塵,并在水中浸泡5min。在凍干箱內的擱物板上鋪上竹片作為隔熱層,將北冬蟲夏草從水中撈出,直接擺放在竹片上。為冷阱制冷,冷阱溫度為-40℃時,開啟真空泵,為冷阱和凍干箱抽真空。10min 后,北冬蟲夏草完成真空蒸發(fā)凍結,物料溫度達約一29℃。繼續(xù)抽真空,凍干箱內壓強為 20Pa,5分鐘后物料溫度達到溫度一31.6℃。溫度維持在-31.6℃,10min 后開始逐漸上升。1h后,為擱物板加熱,控制凍干箱內擱板溫度為5~20℃,凍干箱內壓強 10~25Pa。干燥 6h后結束。測量凍干北蟲草的含水率約為2%。