中草藥干燥現(xiàn)狀

摘要中草藥的干燥是我國中草藥加工過程中的首要環(huán)節(jié)，決定了中草藥質量。根據(jù)相關古籍文獻及近年來中草藥干燥技術的研究論文與成果對中草藥的傳統(tǒng)干燥方法與現(xiàn)代干燥技術進行了綜述總結，探討了中草藥干燥中存在的問題。針對干燥過程中出現(xiàn)的氣味與藥效物質的關系、干燥技術中藥效成分流失，而近兩年的基于氣味檢測的微波干燥可以解決這一問題。

關鍵詞中草藥；藥效物質；現(xiàn)代干燥技術；氣味檢測

中圖分類號S567文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）24-08159-03

Current Status of Chinese Herbal Medicine Drying

XU Wanxiu， LI Jing et al（School of Mechanical Engineering， Jiangnan University， Wuxi， Jiangsu 214122； Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology， Wuxi， Jiangsu 214122）

AbstractDrying is the first step in the process of Chinese herbal medicine processing. It determines the quality of Chinese herbal medicine. According to the ancient documents， research papers and results of drying technology in recent years， traditional drying methods of Chinese herbal medicine and drying technology were summarized. This paper discusses the problems that exist in the Chinese herbal medicine drying. For the relationship between odor and medicinal material during drying and the loss of the pharmacodynamics material， microwave drying can solve this problem based on odor detection.

Key wordsChinese herbal medicine； Pharmacodynamics material； Modern drying technology； Odor detection

中草藥是我國中醫(yī)藥寶庫重要的組成部分，千百年來一直為人類健康發(fā)揮著重要作用[1]。采收后的中草藥，除了少數(shù)種類可供鮮藥用外，需要經(jīng)干燥加工以便儲藏[2]。《本草蒙荃》中“凡藥藏貯宜提防，倘陰干、暴干、烘干未盡其濕，則蛀蝕霉垢朽爛不免為殃”即反映了干燥是采收后中草藥最普遍和最關鍵的加工步驟，干燥過程是影響中草藥質量和經(jīng)濟價值的重要環(huán)節(jié)[3]，干燥效果直接影響產(chǎn)品的使用、質量和外觀[4]。近年來，提出的基于氣味檢測的微波干燥技術已經(jīng)有了一定的發(fā)展。Li等針對蘋果和胡蘿卜的干燥過程，采用氣味檢測的方法進行干燥，利用模糊控制，得到了合適的干燥曲線[5-6]。筆者在此針對中草藥的傳統(tǒng)干燥方法與現(xiàn)代干燥技術進行了綜述總結，以期為今后中草藥干燥的發(fā)展提供借鑒。

1傳統(tǒng)的干燥方法

不同種類與性質的中草藥要選擇不同的干燥方法。中國藥典上規(guī)定的中草藥干燥的方法主要是傳統(tǒng)的干燥方法，傳統(tǒng)的中草藥干燥的方法主要有陰干法、曬干法和烘干法。大多數(shù)的中草藥飲片適用于曬干，如葛根和山藥等應該在晴天暴曬，不然飲片會出現(xiàn)霉點；而陰干一般適用于藥材含揮發(fā)油或粘液質較多的養(yǎng)陰藥，如荊芥、玉竹等；烘干則是遇到陰雨天，用加熱的方式加快干燥。

1.1陰干法又稱攤晾法，將中草藥置于陰涼通風處緩緩干燥的方法。它是利用陽光加熱的熱空氣以及風的自然流動進行干燥，避免直接接觸陽光的方法。這種方法常用于含有揮發(fā)油的藥材以及易變色、走油的中草藥，如薄荷[7]、荊芥、麻黃等，而荊芥、薄荷等中草藥在陽光的照射下，由于色素破壞而使荊芥、薄荷變黯。

1.2曬干法曬干法是指將中草藥薄薄地攤開在室外，利用太陽能和戶外流動的空氣對中草藥進行干燥的方法[8]。它的優(yōu)點是簡便易行、成本低、效果好，且干燥的中草藥的量不受限制。針對揮發(fā)性成分也有研究，如張翠英等采用曬干的方法進行禹白芷在不同干燥方法揮發(fā)性成分的影響[9]；張永清等也采用曬干的方法研究對去皮的北沙參揮發(fā)油成分的影響[10]；楊小艷等研究不同干燥方法對半夏質量的影響，得出成本和大規(guī)模生產(chǎn)考慮，曬干是更好的干燥方法[11]。

1.3烘干法烘干法是一種傳統(tǒng)的、簡便經(jīng)濟的藥材干燥方法。該方法適用于小批量、多品種的規(guī)模化的藥材種植基地使用，效率高、成本低，不受天氣氣候的限制，溫度可以控制，適用于各類中草藥的干燥加工，根據(jù)各類藥材的形質特點控制好干燥溫度和干燥時間。何希瑞等通過對不同干燥的方法得到的杜仲葉的綠原酸含量分析發(fā)現(xiàn)，快速烘干比少干和陰干保留的含量多[12]。而對于金銀花的烘干工藝也有學者做了相關分析[13]。

2現(xiàn)代的干燥技術

雖然傳統(tǒng)的干燥方法在一定程度上解決了中草藥的干燥問題，但還存在很多缺點，如生產(chǎn)率小、從生產(chǎn)周期長、工藝參數(shù)無法確定，不能滿足現(xiàn)代中草藥的發(fā)展要求[14]。干燥方法和干燥溫度會對中草藥的質量產(chǎn)生的影響比較大，還應根據(jù)中草藥的藥用部位采用不同的干燥溫度與濕度參數(shù)，避免因溫度過高等因素對中草藥中的有效成分的破壞，保證中草藥的有效性[15]。傳統(tǒng)的干燥過程中無法對中草藥的含水率、溫度等進行自動監(jiān)控，嚴重地影響中草藥干燥后的藥效[16]。中草藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要更佳的中草藥品質，結合中草藥的干燥過程的特殊性和復雜性的特點，把現(xiàn)代新技術應用于中草藥的干燥。現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一些新興干燥方法，主要有微波干燥法、真空冷凍干燥法、遠紅外干燥法、高壓電場干燥法等。

2.1微波干燥微波是波長為1～1 000 mm、頻率為300～300 000 MHz且具有穿透性的電磁輻射波[17]。微波加熱的物料其內(nèi)部外表一起加熱，但由于表面比較容易散熱，常是內(nèi)部的溫度高于表面溫度。溫度場的梯度和水分的梯度方向相同，且傳熱與傳質的方向也一致，使內(nèi)部水分快速蒸發(fā)，產(chǎn)生內(nèi)部的壓力梯度，水分則迅速地擴散到表面揮發(fā)掉，使干燥物料的時間大大縮短[18]。近年來，微波干燥已經(jīng)廣泛用于糧食、果蔬等，但用于中藥的干燥滅菌尚處于嘗試階段[19]。張代佳等采用曬干、烘干和微波干燥3種不同的方法對鮮人參進行了干燥，結果表明微波干燥鮮人參時間短省時節(jié)能，得到的物料外觀跟鮮參相近，同時有效成分可以更好地釋放；采用微波加熱方式提取人參皂苷，在較短時間內(nèi)得到的皂苷回收率與水煮的皂苷回收率相同[20]。盧鵬偉等對六味地黃丸進行烘箱干燥與微波干燥比較，發(fā)現(xiàn)微波干燥后物料的丹參酚含量損失率平均降低2.4%，同時滅菌率平均提高1.9倍[21]。張薇等研究了淮山藥的微波干燥規(guī)律，用不同能量的微波輻射不同厚度的片狀淮山藥樣品后得到的水分、溫度和體積變化，并與數(shù)學模型進行擬合對照，發(fā)現(xiàn)試驗結果和模擬計算的結果基本吻合[22]。鞠興榮等對不同微波功率條件下銀杏葉的干燥規(guī)律和對有效成分含量的影響進行了初步研究，結果發(fā)現(xiàn)不同的微波功率對干燥速率影響較大，過高強度的微波輻射導致黃酮苷和萜類內(nèi)酯等主要有效成分部分降解[23]。

微波干燥的主要特點是干燥速度快；干燥均勻，干燥后的產(chǎn)品質量好；選擇性加熱干燥，能保持被干品原有的特色，對提高產(chǎn)品質量均有好處；熱效率高，由于熱量直接來自物料內(nèi)部，因此熱量在周圍大氣中的損耗極少；反應靈敏；運行費用高，可結合微波干燥和熱風干燥在降低費用的同時提高干燥質量；電磁波泄漏會對人體器官產(chǎn)生傷害，所以必須加設防護措施[24]。

2.2遠紅外干燥遠紅外干燥是利用紅外線輻射器發(fā)出的遠紅外線為被加熱的物質所吸收，直接轉變?yōu)闊崮埽瑥亩淖兎肿拥恼駝雍瓦\動狀態(tài)，分子由摩擦和運動而生熱，產(chǎn)生自發(fā)熱效應，使水分和其他溶劑分子蒸發(fā)，從而達到加熱和干燥的目的。目前，遠紅外干燥在中草藥干燥方面的應用已日益成熟，常用于百合、人參、陳皮、三棱、天花粉、莪術、白芍、板藍根、大黃、防風、丹參、桔梗、甘草、當歸等中草藥的干燥。利用遠紅外干燥裝置干燥干姜[25]、當歸等11種中草藥，得到的水分、雜質、灰分、霉菌菌落4項指標均比傳統(tǒng)工藝（晾、曬、烘）好。遠紅外干燥技術的優(yōu)點是干燥速度快、生產(chǎn)效率高；設備比較小，建設費用低；干燥質量好；建造簡便，易于推廣。

2.3真空冷凍干燥真空冷凍干燥是真空干燥技術與冷凍干燥技術的結合。此技術采用了在低溫低壓的條件下的傳熱傳質機理，將需要干燥的物料在低于物料的共晶點溫度下的低溫環(huán)境中先進行凍結，后將物料置于高真空的環(huán)境中，使物料中的水分以冰晶的狀態(tài)直接升華為氣體，從而除去物料中的水分[26]。錢驊等以凍干的方式處理了人參片并與烘干方式的人參片相比較，發(fā)現(xiàn)凍干的參片中皂苷類的成分與鮮人參相比差異特別小，而烘干方式得到的人參片中較多的熱敏性成分和人參總皂苷損了，甚至單體皂苷的組成也發(fā)生了變化[27]。真空冷凍干燥技術具有品質較好、保留的營養(yǎng)成分高、脫水效率高且適用于長期保存和長途運輸?shù)奶攸c[28]。

2.4高壓電場干燥高壓電場干燥是在干燥的過程中引入高壓的電場。在高壓的電場下，水的蒸發(fā)較活躍，導致蒸發(fā)速度更快，但電場消耗的能量比較小[29]。白亞鄉(xiāng)等使用高壓電場干燥技術對赤芍和薄荷等中草藥進行了試驗，結果表明采用高壓電場干燥技術比烘箱干燥得到的中草藥的藥效成分保留率更高，且干燥速度快[30]。高壓電場干燥的優(yōu)點是：①物料的溫度沒有升高，且物料藥效成分保留了最多；②可以根據(jù)被干燥的中草藥情況，選擇且設定適合中草藥的干燥溫度以及干燥電壓的參數(shù)，這樣可以單獨使用高壓電場進行干燥，也可以使熱風與其進行組合來干燥。

2.5熱泵干燥熱泵干燥是使熱空氣加熱濕物料并吸收物料的蒸發(fā)水分以達到物料干燥的方法[31]。熱泵干燥和常規(guī)熱風干燥的干燥介質和基本原理基本相同，但對于黃精熱泵干燥的過程中，其濕空氣的去濕方法不同。熱泵干燥主要使空氣中水分冷凝來降低其濕度，而空氣在干燥室與熱泵干燥機之間是閉式循環(huán)，兩者基本上不排氣[32]。王荷蘭等采用低溫熱泵干燥系統(tǒng)對生姜，大蒜的動態(tài)干燥特性進行研究，得出一些干燥工況下的特性曲線，分析了不同干燥空氣溫度、相對濕度和流率地干燥的影響規(guī)律，得到了合適的干燥工況[33]。熱泵干燥技術具有節(jié)約能源、干燥溫度低、干燥物料品質好、干燥參數(shù)易于控制且可調范圍寬的特點。

3中草藥干燥存在的問題及展望

3.1中草藥干燥存在的問題

3.1.1干燥理論研究不深入。中草藥干燥過程中內(nèi)部的傳熱、傳質機理很少有人涉及，內(nèi)部傳熱傳質過程不能很好地描述，沒有構造傳熱傳質模型。干燥是復雜的非穩(wěn)態(tài)傳熱傳質過程，以往對中草藥干燥的研究一般局限于干燥曲線，而這些曲線能反映出中草藥的宏觀特性，卻反映不出來物料內(nèi)部的傳熱傳質規(guī)律。對于中草藥干燥的過程中發(fā)生了很多的復雜變化且引起藥效成分隨著干燥時間產(chǎn)生降解產(chǎn)物的原因及程度的解釋、定量的分析比較少，且缺乏相應的軟件對此模擬。

3.1.2開展干燥研究的品種有限。中草藥有幾千個品種，目前開展干燥技術研究的品種主要集中在貴重或大量人工栽培品種上，品種數(shù)量極其有限。大多數(shù)中草藥品種的干燥還是沿用流傳下來的方法干燥，根據(jù)經(jīng)驗操作。

3.1.3系統(tǒng)性的研究少。干燥的工藝研究大部分僅限于對不同的干燥方法的比較或不同的干燥時間、能量消耗之間的比較，很少有全面且系統(tǒng)地將傳熱傳質的傳遞機理、藥效成分的變化機理、干燥工藝的參數(shù)優(yōu)化、干燥設備設計的綜合研究的報道，導致中草藥的干燥技術研究比較欠完善。

3.1.4缺乏干燥品質評價標準。對中草藥干燥品質的評價主要以水分含量或外形、色澤為主，利用有效成分綜合評定干燥品質的很少，基本沒有科學有效的干燥品質評價標準。

3.2展望近年來，已經(jīng)有一些研究探索植物干燥的氣味特征，如黃學思等以檳榔為研究對象，應用色彩色差計和電子鼻采集其顏色特征參數(shù)和氣味特征參數(shù)，把色澤和氣味的傳統(tǒng)經(jīng)驗描述指標客觀化、數(shù)量化，對檳榔的炒制火候進行判別和指標量化研究，為研究中藥干燥過程中的氣味散發(fā)與物性的變化共性技術問題提供了新的思路[34]。因此，可以在干燥中草藥的過程中進行氣味檢測，并通過檢測到的氣味對干燥的條件進行反饋控制，從而得到較佳的干燥過程。通過氣味檢測得到的數(shù)據(jù)建立干燥過程中傳質模型可以更系統(tǒng)地深入研究干燥的過程。在中草藥的加工干燥過程中，它的氣味、揮發(fā)物、化學成分等在發(fā)生復雜的變化，從而深刻地影響著它的藥性藥效。深入研究干燥過程中以及干燥過程后的氣味與藥性藥效之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)規(guī)律并應用于干燥的過程，可以對中草藥的干燥產(chǎn)生一定的影響。

中草藥的干燥過程實際上是中草藥含有的水分、干燥過程吸收的熱量以及中草藥的藥效成分三者同時發(fā)生動態(tài)的變化過程，這三者之間相互之間影響且制約，繼而會達到一個比較平衡的狀態(tài)。通過足夠的試驗得出的數(shù)據(jù)結合設計開發(fā)的計算機軟件，來模擬不同因素的綜合影響的結果，同時建立不同中草藥的干燥模型。通過這種模型，調節(jié)每一種影響因素，并找出最優(yōu)組合，使其水分、熱量及藥效成分三者達到最佳的平衡狀態(tài)和干燥效果。

4總結

傳統(tǒng)的干燥方法在針對不同中草藥的藥效性、安全性和穩(wěn)定性方面缺乏規(guī)范化、法制化、標準化。現(xiàn)代干燥技術可以同時進行中草藥的水分、化學成分變化與藥效物質三者之間的相關性研究。通過系統(tǒng)且深入地研究中草藥干燥，可以進一步揭示且預測干燥的不同程度對中草藥的各個方面的影響，同時制定出不同的中草藥合理且規(guī)范的含水量的標準，從而提高中草藥質量。此外，應當根據(jù)不同的中草藥，并結合氣味檢測制定干燥過程中必須的參數(shù)指標，建立完善的中草藥干燥品質評價標準。

42卷24期徐晚秀等中草藥干燥現(xiàn)狀參考文獻

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