第2章 保健食品的制备技术 (1)
保健食品与中国的食疗文化一脉相承，由传统的养生概念衍生发展而来。它所体现的是中医的最高准则，即不治已病治未病，代表了医术的最高境界。保健食品系指具有特定保健功能的食品，即适宜于特定人群食用，具有调节机体功能，不以治疗为目的的食品。保健食品来源于中药材与常见食品，均要经过技术处理后才能直接服用，药材需要干燥以方便保存运输，需要粉碎及筛分有利于提取，经提取分离后，才能富集有效成分以达到最佳的作用效果。在此过程中应用到了很多技术方法，在本章将系统地介绍保健食品技术加工过程及其主要应用技术。主要阐述干燥、粉碎筛分、提取分离及制粒等过程和其中应用到的技术及其方法原理。
第一节干 燥 技 术
采收的物料除鲜用外，一般都必须进行加工处理。干燥作为保证其品质的重要措施，是必不可少的工艺过程。干燥的实质就是为保证其性味及有效成分，在人工控制条件下，对其进行适当的处理，包括常压或减压环境中以传导、对流、辐射方式或在高频电场内加热，使物料与外界介质之间传热传质，以促使水分蒸发，达到要求含水率，抑制生物化学反应及细菌等微生物的繁殖，保持较高的产品品质，便于包装、储藏、运输的过程。
【原理】
干燥系指利用热能除去含湿的固体物质或膏状物中所含的水分或其他溶剂，获得干燥物品的工艺操作。在制剂生产中，新鲜食品或药材除水、原辅料除湿、水丸、片剂、颗粒剂等制备过程中均用到干燥。
1物料中所含水分的性质
（1）结晶水：结晶水是化学结合水，一般用风化法去除，在制剂学中不视为干燥过程。如芒硝（Na2SO4·10H2O）经风化，失去结晶水而成玄明粉（Na2SO4）。
（2）结合水：指存在于细小毛细管中的水分和渗透到物料细胞中的水分。此种水分难以从物料中去除。因为毛细管内水分所产生的蒸气压比同温度时水的蒸气压低，物料细胞中的水分被细胞膜包围和封闭，如不扩散到膜外，则不易被蒸发去除。
（3）非结合水：指存在于物料表面润湿水、粗大毛细管中水分和物料孔隙中水分。因为它所产生的蒸气压等于同温度水的蒸气压，此种水分与物料结合力弱，易于去除。
（4）平衡水分与自由水分：物料与一定温度、湿度的空气相接触时，将会发生排除水分或吸收水分的过程，直到物料表面所产生的蒸气压与空气中的水蒸气分压相等为止。物料中的水分与空气处于动态平衡状态，此时物料中所含的水分称为该空气状态下物料的平衡水分。平衡水分与物料的种类、空气的状态有关。物料不同，在同一空气状态下的平衡水分不同。同一种物料，在不同的空气状态下的平衡水分也不同。
物料中所含的总水分为自由水分与平衡水分的和，在干燥过程中可以除去的水分，只能是自由水分（包括全部非结合水和部分结合水），而不能除去平衡水分。干燥效率不仅与物料中所含水分的性质有关，而且还决定于干燥速率。
2干燥速率干燥速率系指在单位时间内，在单位干燥面积上被干燥物料中水分的气化量。干燥过程分成恒速和降速两个阶段。在恒速阶段，干燥速率与物料湿含量无关；在降速阶段，干燥速率近似的与物料湿含量成正比。
在干燥的初期，由于物料内部水分扩散速率大于表面气化速率。物料表面停留有一层非结合水。此时水分的蒸气压恒定，表面汽化的推动力保持不变，因而干燥速率主要取决于表面气化速率，所以出现恒速阶段，此阶段又称为表面气化控制阶段。当干燥进行到一定程度，由于物料内部水分的扩散速率小于表面气化速率，物料表面没有足够的水分满足表面气化的需要，所以干燥速率逐渐降低，出现降速阶段，此阶段又称为内部迁移控制阶段。
在恒速阶段，凡能影响表面气化速率的因素都可以影响恒速阶段的干燥。例如，干燥介质的温度、湿度、流动情况等。例如空气流速增大，则干燥速率加快。在降速阶段，干燥速率主要与内部扩散有关。因此，物料的厚度、干燥的温度等可影响降速阶段的干燥，此时热空气的流速、相对湿度等已不是主要因素。实践证明，某些物料在降速阶段，由于内部扩散速率太小，物料表面就会迅速干燥，而引起表面呈现“假干燥”现象或龟裂现象，不利于继续干燥。为了防止此种现象的发生，必须采取降低表面气化速率的措施。例如利用“废气循环”，使部分潮湿空气回到干燥室中。
【影响因素】
影响干燥的因素可分恒速阶段和降速阶段来说明。在恒速阶段主要决定于物料表面水分气化速度，受温度差、湿度差、空气流速、蒸发表面积及物料与热空气接触的方式等因素的影响，应采取各种方法降低物料临界湿含量，防止降速期提前来临，避免“假干燥”现象；在降速阶段主要决定于物料特性，由于物料结构、形态及水结合的状态影响着水分在物料内部的扩散（迁移）速度，使不同物料干燥时间差异较大。
【方法】
由于各种物料性质的不同，其干燥的要求不一样，所以干燥的方法也各不相同，基本上可分为常温干燥、加热干燥和低温干燥。
1常温干燥常温干燥就是在维持常温的条件下，采用各种办法（主要是吸湿）对物料干燥处理的方法。那些挥发性成分含量高的物料适用于此法干燥。常温干燥使物料有效成分损失少、作用好，具体有以下几种方法。
（1）风干法：将物料摊晾于阴凉通风干燥处，使水分自然蒸发而干燥，也可采用人工风源，如电风扇、排风扇排气等促使空气流动，提高风干效果。该方法适用于那些具有芳香气味和挥发性成分而不宜暴晒的物料，如苏叶、薄荷等。
（2）吸潮剂干燥法：利用石灰、木炭、硅胶、氯化钙等的吸潮功能，能将返潮后的物料吸干或防止物料受潮的方法。多用于贵重的物料，如人参、冬虫夏草等的保管。
（3）薄膜防潮干燥法：塑料薄膜使物料与空气隔开，具有保持干燥的物料不受潮、不返潮的效能，对保持干燥物料不受外界环境潮湿空气影响有较好的作用。
2加热干燥加热干燥是以各种热能为能源，将物料加热升温，使其中水分蒸发，从而物料得以干燥的一类方法，广泛应用于各类不易挥发的物料。
（1）晒干法：又称暴晒法。是一种经济、方便、实用、见效快的干燥方法。夏秋季的直晒阳光下温度可高达45～50℃，其他季节则温度高低不一，一般物料只要晒的薄、翻的勤，干燥效果十分理想。除芳香性、挥发性、易变色物料外，其他物料均可选用此法，对物料产量大的产地，此干燥加工方法最为适宜。
（2）炒干法：把物料放入热锅内，文火加热，不断翻动，直至达到干燥要求为止。
（3）热焙法：少量物料可直接用火烘干，如鲜胎盘，置于一张瓦片上直接置火上焙成干胎盘。大量的物料用烘房烘干，热烘法简单方便，为传统方法之一。
（4）恒温烘干法：是将物料置于电热恒温干燥箱内，含挥发性成分的药物一般温度控制在40～60℃为宜，一般物料可用60～80℃烘干。此法干燥过程中温度恒定并可调节。
（5）热空气干燥法：是用燃料或电能加热空气，并用风扇使热风流动，由流动热空气使物料干燥。
（6）蒸汽烘干法：此法是以水加热产生蒸汽，以在管道中流通的蒸汽产生热量使管道外的物料得以干燥。
（7）红外线、远红外线辐射干燥法：是20世纪70年代发展起来的一项新技术，原理是由电能转变为红外线辐射出去，经过热扩散、蒸发或化学变化，最终达到干燥目的。
（8）微波干燥法：也是近年发展起来的一项新技术。该方法实际上是一种感应加热和介质加热，物料中的水分和脂肪等不同程度地吸收微波能量，并把它转变为热能，以使物料干燥。与红外线干燥法一样具有干燥快、品质好、节省能源、效率高、可自动化控制等优点。
3冷冻干燥
（1）冷冻干燥技术：是把含有大量水分的物料预先进行降温，冻结成冰点以下的固体，在真空条件下使冰直接升华，以水蒸气形式除去，从而得到干燥产品的一种技术。因为是利用升华达到除水分的目的，所以也可称作升华干燥。该方法只适用于贵重物料的干燥，如蜂王浆冷冻液。
（2）冷冻干燥设备：冷冻真空干燥机，简称冻干机。冻干机按系统分，由制冷系统、真空系统、加热系统和控制系统四个主要部分组成；按结构分，由冻干箱、冷凝器、冷冻机、真空泵和阀门、电器控制元件组成。冻干箱是能抽成真空的密闭容器，箱内设有若干层隔板，隔板内置冷冻管和加热管。冷凝器内装有数组螺旋冷冻管，其操作温度应低于冻干箱内的温度，工作温度可达－45～－60℃，其作用是将来自干燥箱中升华的水分进行冷凝，以保证冻干过程顺利进行。
第二节粉碎与筛分技术
一、粉碎
粉碎是借助机械力将大块固体物质碎成适当细度的操作过程。粉碎的目的主要有增加物料的表面积，促进物料溶解，有利于制备各种药物剂型，加速物料中有效成分的溶解，便于调配、服用和发挥疗效，便于新鲜物料的干燥和储存。
【基本原理】
物体的形成依赖于分子间的内聚力，物体因内聚力的不同显示出不同的硬度和性质，因此，粉碎过程就是借助于外力来部分地破坏物质分子间的内聚力，达到粉碎目的的过程。物料粉碎的难易，主要取决于物质的结构和性质，但与外力的大小也密切相关。
