用這種方法處理的花粉在室溫下放置半年後檢查細菌總數僅為33個/g,完全符合食品衛生標準。
4.γ射線輻照滅菌法
γ射線輻照滅菌法是應用60Co或137Cs發射的γ射線殺死物料中微生物的滅菌方法,其特點是穿透力強,不提高物料的溫度,因此特別適用於不耐熱物料的滅菌以及已包裝密封好的整瓶花粉、整盒製品的滅菌,可極大減小成品再汙染的機會。
聯合國糧農組織(FAO)、世界衛生組織(WHO)、國際原子能機構共同組成的食品輻照專家委員會早已做出10000Gy以下劑量輻照的任何食品不會引起毒理學危害,不需要進行毒理學檢查的結論,因此γ射線輻照滅菌法應用於花粉的滅菌是安全的,而且是一種很方便的滅菌方法,其滅菌原理如下。
① 直接作用:γ射線輻照直接作用於對生命有重要意義的大分子,如蛋白質、核酸、酶等,產生電離、激發或化學鍵斷裂,引起分子發生變化而致使微生物死亡。
② 間接作用:γ射線輻照作用於微生物體內的水分子,可引起水的電離和激發,生成自由基,然後自由基作用於物質活性分子,起到殺滅微生物的作用。
由於微生物體內的水分含量很高,因此γ射線輻照滅菌是以間接作用為主的。
輻照滅菌的劑量是指使被輻照的物料達到與用熱滅菌法時所達到的同樣滅菌程度的所需劑量,各類微生物的最小滅菌劑量。
5各種微生物的耐輻照能力不同:通常無芽孢菌比有芽孢菌敏感得多;在無芽孢菌中,革蘭氏陽性菌比革蘭氏陰性菌敏感;酵母菌和黴菌的敏感度介於有芽孢菌與無芽孢菌之間;病毒則可耐受更大的劑量。研究證明,用25000Gy為最大輻照滅菌劑量。由於花粉中的含菌量遠小於表中的含菌量,因此用於花粉的輻照滅菌量可以小得多。根據《輻照花粉衛生標準》(GB 14891.2—1994)的規定,花粉輻照滅菌的平均總體吸收劑量為8000Gy。
二、花粉的脫敏與破壁技術
(一)花粉的脫敏
用花粉製成的食品對人是否會產生過敏反應,說法不一:有人認為花粉粒接觸人的呼吸道黏膜,刺激體內產生抗體,會引起某些人過敏,而花粉製成食品以後,食用時不接觸呼吸道黏膜,因此不引起過敏反應;也有人認為花粉絕大多數是蟲媒花粉,所以一般不會使人過敏。但有極少數人食用花粉後出現不定期過敏反應,這是因為其體質類型對某些花粉有過敏反應,但不是所有花粉中都有致敏物質。
多年來,在實際應用中,為防止花粉對過敏性體質的人有致敏性,在製作花粉食品時常采用水煮或發酵的方法進行脫敏處理,即通過破壞花粉中具有抗原特性的某些蛋白質的結構,使其失去致敏性。目前所采用的水煮脫敏法和發酵脫敏法,隻能說起到破壞花粉中某些蛋白質的作用,而對於經此處理的花粉是否就完全脫敏,目前尚無有效的檢驗方法和充分的證據。
(1)水煮脫敏法:是將花粉分散於水中,以60℃的溫度加熱1h,使其中的蛋白質發生變性而脫敏的方法。
(2)發酵脫敏法:就是通過微生物發酵,使花粉中某些具抗原特性的蛋白質分解或變性的方法,它還兼具殺滅病原微生物和破壁的作用。這種發酵是模擬蜂箱裏的條件進行的,將花粉原料的水分調節到20%~25%,放置於35℃的發酵室,發酵48~72h,即可達到脫敏的目的。在發酵過程中溫度不宜過高,否則會使花粉變色、變質;如果發酵溫度低於30℃,則發酵時間需要延長。發酵用的花粉本身必須帶有發酵微生物,如果是已經高溫處理或其他滅菌處理的花粉,則需要接種發酵微生物。
(二)花粉的破壁
花粉是蜜源植物的花粉粒經蜜蜂采集而聚成的花粉團,其本質仍為花粉粒。各種花粉粒均具有堅硬的、不溶於水的外殼,其內含物在水中不易溶出。但試驗證明,花粉粒的外殼對人體消化吸收花粉有效成分的影響不大,人類直接食用可以不經破壁。而製備含花粉有效成分的製品時,因製品本身品質的要求,多采用花粉有效成分的提取物為原料。為提高提取率,縮短抽提時間,必須對花粉的花粉粒進行破壁,使其營養物質全部暴露出來,以利於溶解和浸出。花粉破壁主要有發酵破壁、機械破壁以及酶解破壁等方法。
1.發酵破壁法
通過微生物的作用使花粉壁破裂的方法稱為發酵破壁法,它可使花粉中的營養物質易於釋放出來。發酵破壁法又分為加曲發酵破壁法和自身發酵破壁法。
(1)加曲發酵破壁法:曲就是由曲黴及其培養基製成的塊狀物,通常用於釀酒或製醬。將曲用於花粉破壁,實際上就是一種人工接種曲黴發酵花粉的方法。它跟通常的微生物發酵法一樣,都需經過培養基製備、接種、擴大培養、發酵以及發酵產物分離等步驟。花粉發酵破壁的最終產物是破壁花粉,無需經發酵產物分離這個過程。
用於發酵花粉的曲黴以穀糠作為主要培養基。製備前應將穀糠的皮質充分分解。通常采用1%的硫酸亞鐵水溶液,加入1.8%~3.6%的食醋,與穀糠拌勻,放置一段時間(夏天在室溫下需5h,冬天在5~15℃溫度下需15~18h)。
製備發酵曲時,為了清除雜菌,應將培養基蒸煮15~20min,等培養基的溫度降至20~30℃接入曲種,曲的使用量為15kg原料糠加10g左右種曲;然後把接種後的培養基攤鋪在培養板上,厚度以2~3cm為宜,再把培養板放在培養室中擴大培養;培養10h後,由於發酵產生熱量,室內溫度上升,為了保持培養基上部和下部發酵一致,上、下培養板要經常調換,並調節室內溫度,使培養基表麵的溫度保持在30~35℃;發酵培養24h後,往發酵培養基中加入30℃左右的溫水,然後壓榨出發酵液備用。
接種時用發酵液浸泡花粉,其用量是以發酵液能全部附著在花粉表麵為宜。將浸泡的花粉送入培養室中進行發酵,10h後發酵開始,花粉的溫度逐漸上升,應采取換氣的方法,使花粉的發酵溫度不超過37℃。經過48h的發酵,花粉壁破裂,然後立即進行幹燥。
(2)自身發酵破壁法:蜂花粉本身附著有許多微生物,這些微生物的活力很強,花粉可利用它們進行發酵破壁。
采用花粉自身發酵破壁法,首先應按蜂花粉質量的10%~20%加入溫水,把其含水量調節到14%~30%。實踐證明,將花粉握在手裏有彈性,這時的含水量一般在20%左右,是花粉發酵的最佳含水量;如果發酵花粉的含水量在14%以下,附著在花粉粒上的微生物活性低,發酵需要時間長,不宜在工業生產中使用;如果含水量超過30%,發酵過程中花粉表麵會發黴,進而變色變質。新脫下的花粉粒含水量在25%~37%,此時酶的活性較低,通過攤晾,水分就會下降,然後進行自身發酵破壁效果最好。
將含水量調節後的花粉鋪在培養板上,厚度為2~4cm,放入35~37℃的培養室中,發酵48~72h。發酵過程中,每隔10~12h進行一次換氣,將培養板上的花粉倒翻一次。發酵所需的時間依花粉的含水量和溫度而定;同樣溫度下,含水量高的發酵時間短,含水量低的發酵時間長。花粉發酵的最佳溫度是35℃,溫度超過39~40℃,容易變色、變質,而最佳相對濕度為70%~75%。
花粉經發酵破壁後,由於營養物質外露,更容易引起雜菌汙染,因此必須及時幹燥。幹燥溫度以50℃以下為好。
2.機械破壁法
花粉的機械破壁目前主要采用膠體磨或氣流粉碎機進行,以膠體磨為破壁設備的稱為濕法破壁,以氣流式粉碎機作為破壁設備的稱為幹法破壁。
(1)濕法破壁:膠體磨是一種以機械剪力為主,可以將液體、固體及膠體迅速粉碎而呈微粒化的設備。膠體磨分為臥式和立式兩種,其工作原理基本相同。當物料通過定盤和動盤之間25~150μm的可調節微小間隙時,由於轉盤的轉速高達3000~10000r/min,附於旋轉麵上的物料旋轉速度極大,而附於固定麵上的物料卻靜止不動,其間形成極大的速度差,從而使物料受到了強烈的剪力摩擦和湍流運動,產生粉碎和微粒化作用。膠體磨處理產生的物料細度可達0.01~5μm,因此可用於本來就很微小(直徑15~35μm)的花粉粒的粉碎。由於膠體磨僅適用於液體或漿體的微粒化處理,因此對於花粉進行破壁時必須先將花粉加水調成漿體後才能進行,即濕法破壁,其工藝流程如下。
經膠體磨處理一次的花粉,破壁率為60%左右,為使破壁率達到80%~90%,還應重複冷凍、融化、膠體磨處理2~3次。經濕法破壁處理的花粉為黏稠狀半流體。
(2)幹法破壁:花粉的幹法破壁是采用氣流破壁,又稱壓縮氣流粉碎。它是一種超微粉碎,能將物料粉碎到1~5μm的細度,所用的設備是氣流式粉碎機,簡稱流能磨。氣流式粉碎機的工作原理是:利用壓縮空氣或熱蒸汽的高速氣流對物料進行衝擊,使物料相互間發生強烈的碰撞和摩擦,即物料的自磨作用,以達到粉碎而呈微粉化的目的。
花粉幹法破壁常用的氣流式粉碎機有:超音速噴射粉碎機、立式環形噴射式粉碎機和對衝式氣流粉碎機。
超音速噴射粉碎機的結構。物料從進料口進入後,受到850m/s以上超音速氣流的強烈衝擊,相互之間發生強烈的碰撞作用,粒徑被粉碎到1μm的超微細粒度。粉碎機上設有分級機構,微粒排出後,粗粒返回機內繼續粉碎,直到粉碎至所需粒度為止。
管立式環形噴射式粉碎機由環形粉碎室、粒度分級器和文丘裏式加料裝置等組成,其工作過程是:噴射入的壓縮空氣或者高壓蒸汽對料鬥進入的料粒加速並形成紊亂狀旋轉運動,致使物料之間相互發生強烈的衝擊、碰撞、擠壓和剪切作用,導致其破碎。破碎物隨氣流上升,移動到分級器的入口處時,受到氣流的回轉旋渦作用和軸向負壓的吸風作用,微細粉粒通過分級器排出機外,粗粒則受離心作用而遠離分級器,回到粉碎室內,再次進行粉碎。
出料口對衝式氣流粉碎機主要由料鬥、噴管、衝擊室和排料口等組成,其工作原理是:物料從料鬥進入後,隨壓縮空氣或高壓蒸汽通過左噴管,被加速到很高的速度而進入衝擊室;此時,從右噴管來的反方向高速氣流猶如一塊擋板,擋住物料氣流混合物,使物料產生強烈的紊亂渦流衝撞和摩擦作用,發生自磨作用而被粉碎。粉碎物在氣流作用下,經上導管進入分級室,在室內進行回轉運動,在離心作用下,細粒處在室中央部分,受軸向吸風作用而排出機外,大的顆粒則順著分級室周壁運動到下導管的入口處,在右噴管的高壓氣流作用下,又加速進入粉碎室,與迎麵而來的新進入料粒發生相互碰撞,再次粉碎,如此循環。口經幹法破壁的花粉為幹燥粉末,破壁率可達90%~99%。在幹法破壁過程中,應注意保持加工環境相對濕度低於45%、花粉含水量小於2%的幹燥度要求。同時,花粉應先經去雜處理,以防鐵屑、砂土、蜂屍等異物損壞設備和影響產品質量。
3.酶解破壁法
酶解破壁就是采用相應的酶製劑,使組成花粉外殼的纖維素、孢粉素、果膠等組分分解而外壁破裂。花粉酶解破壁的要點:首先是選擇酶製劑的種類和用量,其次是控製好酶促反應的條件,其工藝過程為:稀釋(花粉∶水=1∶6)→添加纖維素酶和果膠酶→添加蛋白酶→破壁花粉。纖維素酶和果膠酶按花粉量的0.2%添加,反應溫度保持在40~50℃,繼續攪拌5h,然後按花粉量的0.2%添加蛋白酶,反應溫度保持在40~50℃,繼續攪拌8h,得到破壁花粉。
三、花粉片劑的加工技術
花粉片劑是指以花粉提取物為原料,加入蜂王漿、蜂膠或其他藥食兼用食品的提取物,通過粉碎、製粒、幹燥、整粒、壓片等工藝生產的花蜂產品。以花粉為基本原料,針對不同的消費需求可以生產出一係列的花粉片劑,現就花粉片劑的基本工藝介紹如下。
1.工藝流程
2.操作要點
(1)花粉的選擇:不同種類的花粉所含的營養成分和生物活性成分不同,因此適宜的消費人群也存在著差異,例如:高血壓病人群使用的花粉,黃酮含量應高一些;前列腺病人群適宜的花粉為油菜花粉。
(2)花粉的提取:提取花粉中的有效成分最常用的溶劑是水和乙醇,為了使花粉中有效成分最大程度地溶出來,最好采用破壁花粉。
(3)濃縮和幹燥:花粉提取物的濃縮可以采用雙效降膜式真空濃縮設備,濃縮溫度控製在55℃以下,當固形物含量達到50%時,可采用噴霧幹燥法進行幹燥,用該法生產出的花粉提取物色澤好、營養成分損失少,可以充分發揮花粉的保健作用。
(4)配料:在壓片時需要加入賦形劑,花粉片生產時澱粉是較好的賦形劑和崩解劑,添加量應控製在花粉片總質量的20%左右。