生物粉体及生物粉体工程.doc

２０１０生物颗粒与粉体制备、应用技术研讨会连国计系民生生物粉体及生物粉体工程姜锡朋姜涛中国建材联合会粉体技术分会生物粉体工作委员会 摘要：本文概述了“生物粉体（微粉）”的特征、效应，及其产业化——‘‘生物粉体工程”的内涵和外延，及其内生型战略性新兴产业的显著特征，并提出了确保产品质量安全和产业健康发展的共性关键等问题。 关键词：生物粉体（微粉）；破壁效应；细化效应；生物粉体工程；内生型战略性新兴产业 近二十年来，超细粉体（微纳米颗粒）技术的兴起，引发了广义材料加工的变革。世纪之交，我国科技界和医务界的有识之士，率先应用超细粉体技术，探索突破中药创新的瓶颈，将广义材料一中药和保健品的生物细胞进行破壁粉碎，在充分释放、高效利用细胞里的生物活性物质和有效成分，极大地提高生物资源利用率，节约食（药）物资源，使用方便，改善食品的色、香、味品质和口感等方面，取得了一系列成果。在国内专家、学者和科技人员多年来大量试验研究和临床实践的基础上，学科交叉、技术融合形成了我国内生创新的高科技，并高度概括提炼出“生物粉体”这一全新的概念、学科、产业和产品，连国计系民生、内涵很深，外延极广。 一、生物粉体（生物颗粒） 生物—动植物是人类赖以生存和发展的物质基础。细胞是所有生物最基本的结构和功能单位，生物机体的营养成分和活性物质绝大部份储存在细胞（壁／膜）内。植物的细胞壁由结实而又富有弹性的纤维素组成。人体的消化系统，从口腔到肠胃的咀嚼、研磨功能无法对付粗纤维，而人体又缺乏消化纤维素的酶。通常，储存在细胞里的营养物质和活性成分只能依靠细胞壁和膜的扩散、渗透和转运作用被利用，但传质速率非常低。因此，精细加工食（药）物，改善吸收性比提高人类消化器官的功能容易得多。 “生物粉体”是经细胞控温物理破壁粉碎和纤维切割（微细化）的生物基粉体物质，完全保留固有的营养成分和生物活性物质。 １．超细粉体的两大领域超细粉体按其物质属性分两大类： （１）工业粉体：①金属粉体； ②非金属粉体（矿物粉体和燃料粉体）； ③高分子材料粉体。 （２）生物粉体：①植物粉体； ②动物粉体： ③健康矿物（矿物本草、健康药石、药用矿物）粉体。 植物细胞的尺度通常为１０～１００微米，动物细胞为１０－一３０微米，“生物粉体的颗粒度也在微米和亚微米范围内，是流程性材料—颗粒（粉粒体）形态的中间产品和终端产品。 ２．“生物粉体”的形态学特征 （１）细胞破壁率＿２９５％，这是以细胞破壁为目的、特征性的技术指标； （２）最大粒径：应低于口腔颗粒粗糙度感觉的阈值，一般三维尺度均应＜４０微米； （３）平均粒径：因品种和使用要求而异，要经试验并在具体产品的标准中加以规定； ３．“生物粉体”的活化作用及其特点和效应： 极大地提高（食用、药用）生物资源的内在质量和生物利用度，但稳定性极差。 （１）破壁效应 ①细胞里的营养成分和生物活性物质充分暴露，迅速释放，充分利用。有利于人类和生物机体吸收，或在提取有效成分时易于被溶剂溶出、萃取； ②颗粒结构和形状异化细胞破壁后，颗粒结构和形状都呈片状、针状或棱角形不规则的多面 ３３２０１０生物颗粒与粉体制备、应用技术研讨会体，与机体的附着力好，附着时间延长，有利于肠壁吸收，有效成分的溶解速度、释放速度都比表面光滑的类球形颗粒速度快： ③极大地改善产品的色、香、味质量。破碎后的微粉颗粒孔隙率提高，易富集芳香化合物； ④有利于保质、储存。细胞破壁粉碎通常是在生物基原料的深度干燥条件下进行，一般生物粉体的水分活性都低于０．６５，因而细菌难于繁殖，不易腐败。微粉颗粒孔隙中含有一定量的二氧化碳和氮气，可以延长食品的保鲜期和货架期，而且破壁粉碎同时也杀灭寄生虫卵和某些微生物。 破壁效应普遍适用于生物基资源的精细加工。 （２）细化效应 ①具有微米和亚微米级粉体的特性，如比表面积增大、表面能和表面活性高，粘附和吸附作用增强等，会显著延长食（药）物在人和动物消化道内的停留时间，提高溶解度、溶出度、吸收率和生物利用度； ②适口性好一生物粉体细化、匀化，口感更加细腻滑润，营养物质更易被消化吸收； ③纤维素细化一膨胀质点多，在胃肠中吸水后迅速崩解，增加接触面、延长滞留时间，增强吸收和排毒作用，也有利于中药制剂等粉体的无辅料造粒； 细化效应也适用于矿物本草（药用矿物）、化学药品和药用中间体等物质的超细加工。 （３）稳定性极差 极易团聚、吸潮结块和氧化变质。 ４．“生物粉体（微粉）”的命名 统一名词术语有利于“生物粉体（微粉）”领域的科学研究、学术交流、推广应用和产业发展。 “生物粉体（微粉）”是微米和亚微米级的超细粉体，可简明扼要地用“微粉”来表征。前缀是生物的具体名称（学名）、类别名或用途名。例如：中药饮片微粉（中药复方冲饮用、保健食品配方用等）、食品配料微粉、兽药配方微粉、饲料添加剂微粉、陈皮微粉、