中国粉体网讯 粉体的超细粉碎技术及设备的应用领域越来越广泛,由于各个行业的飞速发展,使其对于粉体的粒度等理化性质的要求越来越高,符合所需要物性的粉体往往能给产品带来更好的体验效果及附加值。超微粉碎技术是为适应现代高新技术的发展而产生的,并广泛应用在食品、中药等加工领域方面。
(图片来源:巴斯夫官网)
一、超微粉碎技术
超微粉碎技术起源于20世纪70年代,是指利用冲击、碰撞、剪切、研磨、分散、分级、表面包覆等机械加工手段,将物料粉碎至微米级的加工新技术;具体指利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力,将0.5~5mm的物料粉碎成直径小于10μm的超细粉体的操作技术。
二、超微粉碎技术的种类
目前,微粒化技术有物理粉碎法和化学合成法两种。物理粉碎法有固相法、液相法和气相法,主要借助球磨粉碎机、冲击式粉碎机、气流粉碎机及高频振动式超微粉碎机等常用设备的机械作用,或者利用高压、高速气流的能量,使物料颗粒相互产生剧烈的冲击、碰撞和摩擦等作用力,从而实现对物料的粉碎,该法成本低、产量大,是制备超微粉体的主要手段。化学合成法是借助于分子或者离子、原子进一步合成制得微米级、亚微米级甚至纳米级的粉体,但产量低,加工成本高,应用范围窄。
三、超微粉碎的原理
对于中药材和保健食品的超微粉碎,主要是指细胞级的超微粉碎(简称细胞破壁)。
细胞破壁是指以植物类材料细胞破壁为目的粉碎作业,它不以粉碎细度为目的,而是追求细胞的破壁率。物料经超微粉碎后,破壁率可达90%以上。这一概念最早是由日本学者研究并提出的。
超微粉碎是基于微米技术原理的。随着物质的超微化,其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化,产生块(粒)材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,从而使得超微产品与宏观颗粒相比具有一系列优异的物理、化学及表界面性质。
四、超微粉碎技术对生物粉体的影响
超微粉碎技术是通过对物料的冲击、碰撞、研磨等手段把原材料加工成超微粉体,使其理化性质和结构功能都有一定的改变,其中包括粉体原料的粉体粒径的高精度分级和表面活性改变。
(1)超微粉碎对粉体有效成分提取的影响:提高原料的有效成分、营养物质、微量元素等成分的溶出率。通过体外溶出法比较黄芪细粉和超微粉的溶出率差异,发现黄芪多糖的溶出与粉体粒径大小密切相关;超微粉碎技术对红景天、灵芝等多种原料有效成分的影响研究也获得同样的实验结论,即是结果表明超微粉碎显著提高了红景天苷、灵芝多糖、三萜的溶出量和溶出速率。
(2)超微粉碎对粉体生物利用度的影响:增加体内消化吸收,提高生物利用度,提高产品的利用率。超微粉碎技术可以保留粉体颗粒的生物活性成分,如对超微物理粉碎及普通粉碎处理的铁皮石斛粉体进行体外抗氧化活性对比研究,发现铁皮石斛超微粉对自由基清除能力显著高于普通粉;西兰花冻干粉清除DPPH自由基能力随着粒度的减小而增大;超微粉碎显著提高了香菇多酚溶出率及抗氧化活性。
(3)超微粉碎对粉体加工特性的影响:改善了原料的加工特性,提高物料利用率,节省资源。研究表明,超微粉碎对糯米理化性质、加工特性的影响研究,表明超微粉碎在减小粉粒径的同时,可明显改善其高温持水能力、透明度、沉降性能等。
小结:
目前,超微粉碎技术在国内外越来越多的运用于许多功能食品的生产中,它使得原本不能充分消化吸收或利用的原料重新被利用起来,由此获得了多种功能食品、新食品的生产材料,增加了食品品种,提高了天然生物资源的利用率。药物超细微粒的制备技术对药物制剂理论的渗透与影响也是显而易见的,它可以改善药物的吸收,改变药物的体内过程,还可作为DNA、抗肿瘤药、多肽及蛋白质药物的输送载体。
参考来源:
1、秦军,顾晓娟.药物超细微粒制备技术的概述
2、叶秋莹,张黎黎等.茶叶超微粉碎技术的研究进展
3、徐春雅:葡萄皮渣超微粉体特性及辐照灭菌的研究
(中国粉体网编辑整理/青黎)
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