中藥材干燥過程中的皺縮機制、影響因素與調控策略

謝 好，齊婭汝，萬 娜, 3，伍振峰, 4，王學成, 4，李遠輝, 4*，楊 明, 4*

中藥材干燥過程中的皺縮機制、影響因素與調控策略

謝 好1，齊婭汝2，萬 娜1, 3，伍振峰1, 4，王學成1, 4，李遠輝1, 4*，楊 明1, 4*

1.江西中醫藥大學現代中藥制劑教育部重點實驗室，江西 南昌 330004 2.江西中醫藥大學教務處，江西 南昌 330004 3.江西中醫藥大學藥學院，江西 南昌 330004 4.江西中醫藥大學創新藥物與高效節能降耗制藥設備國家重點實驗室，江西 南昌 330004

干燥是中藥材采收后產地加工必不可缺的重要加工步驟之一，與中藥材品質形成息息相關，是影響中藥材藥用價值和經濟價值的重要環節。皺縮是中藥材在干燥過程中發生的普遍物理現象，不僅直接影響中藥材的外觀、質地與復水性，還導致水分擴散速率降低，干燥時間延長，引起干燥效率下降、能耗升高，且藥材長時間受熱不利于保證干品質量與療效。通過文獻調研，探討中藥材干燥過程中的皺縮機制，從物料特性、微觀結構、機械性能和加工條件方面分析其影響因素，總結抑制皺縮的干燥技術，以期保障中藥材品質，為中藥材干燥工藝的選擇提供參考依據。

中藥材；干燥；皺縮；水分；細胞結構；溫度；干燥空氣速度；干燥空氣相對濕度；調控策略

所謂“藥材好，藥才好”。中藥材是制備中藥飲片，進而直接配方或制劑的原料藥，其品質直接影響中藥飲片乃至中藥制劑的臨床與經濟價值，提高中藥材品質，對保證中藥產業高質量發展具有重要意義。除少部分中藥材鮮用以外，大部分藥材采收后須趁鮮干燥，以利于貯存、便于運輸。皺縮是中藥材在干燥過程中發生的普遍現象。藥材皺縮后表現為體積減小，表面呈凸凹不平的不規則形狀，質地硬化，甚至出現“僵子”；微觀上表現為細胞發生向內潰陷，形態扁平化，嚴重時細胞壁上還會出現細微裂紋，尤其以果實類和根莖類藥材干燥皺縮較為嚴重[1-2]。干燥過程中，藥材皺縮后導致水分擴散阻力增大，從而引起水分擴散速率降低，干燥效率下降、能耗升高，且藥材長時間受熱不利于保證干品質量與療效[3-5]。此外，皺縮引起藥材質地硬化，不利于后續炮制加工；質地硬化導致復水性降低，不利于后續煎煮或提取處理。但目前對中藥材干燥皺縮不夠重視，皺縮機制尚不明確、調控策略仍未確立。故本文對中藥材干燥過程中皺縮機制與影響因素進行分析，總結防止皺縮的調控策略和抑制皺縮的干燥技術，以期為中藥材干燥技術工藝的選擇提供理論依據，從而提高中藥材干燥品質。

1 皺縮機制

中藥材大多在結構上高度異質，導致其干燥皺縮機制較為復雜。目前，一般認為包括中藥材在內的植物性物料干燥的縮皺機制主要有3種。（1）含水量在干燥過程中不斷降低。鮮藥材普遍含水量較高，水分分布于藥材各組織細胞中對其具有物理填充、支撐作用，當水分在干燥過程中被除去時，植物組織細胞失去這一部分支撐力，原來由水分占據的空間出現坍塌，導致藥材體積減小，從而出現皺縮[6-7]。（2）植物表皮塌陷。植物表皮由表皮細胞構成，排列緊密并具有細胞壁結構，機械強度較高，具有防止水分散失等作用。因此，在干燥過程中，植物表皮對水分（液態或氣態）向表面擴散形成較大阻力。干燥開始后，由于植物表皮的阻礙，表皮內水分不能及時由內擴散至表面因而不斷積累，形成擴散應力（傳質應力）并不斷增加[8]。當該應力增加至一定值后，導致植物表皮氣孔增大，結構變得疏松，機械強度降低，難以維持原形態而出現塌陷[9]。干燥進行一定時間后，由于植物體內含水量降低，水分擴散阻力增大（干區形成），物料內部水分的擴散速度小于表面水分蒸發速度，植物表皮因率先失水而表面積減小，皺縮加劇[10]。（3）膨壓降低。膨壓指植物中的水分使細胞產生向外施加在細胞壁上的壓力，可為植物細胞提供支持力，以維持形狀[11]。尤其是草本植物由于缺少木本植物所擁有的堅硬木質素，故其支持力依賴膨壓[12]。一方面，草本中藥材在干燥過程中，含水量的降低可直接引起膨壓降低，引起植物形態皺縮[6]。另一方面，除微波干燥外，干燥過程中的熱量由植物細胞外向細胞內傳遞，與膨壓作用方向相反，膨壓遭到抵消而減小甚至喪失，導致細胞崩潰，從而草本中藥材出現皺縮[13]。

2 皺縮規律

近年來，對干燥過程中皺縮現象的研究表明干燥過程中皺縮的普遍變化規律為在干燥初期體積皺縮程度大；在干燥中后期皺縮率整體呈現持續減小的趨勢。

干燥初期體積皺縮程度大，這是由于物料表面水分快速蒸發，該階段皺縮發生在表層，體積皺縮近乎等于失水體積，尺寸減小主要用于補償水分損失。Karathanos等[14]研究表明初始水分去除率高，導致強烈皺縮。Mayor等[13]也表達了同樣的觀點。王龍等[15]研究發現干燥初期紅棗受熱體積膨脹從而皺縮程度大。這可能是因為物料表層發生皺縮后，其內部水分擴散至表面的阻力不斷增加，使得物料內部水分不能及時排出，從而在內部堆積、形成一定的由內向外的擴散應力（傳質應力），導致出現輕微的內部膨脹。此后，內部擴散應力（傳質應力）增大至一定程度后，水分受應力推動作用向外部擴散，失去水分的物料體積再一次皺縮，直至物料中水分含量較小時這種收縮與膨脹的交替作用才會結束[15-16]。

在干燥中后期，物料開始向內皺縮，皺縮率整體呈現持續減小的趨勢，該階段物料皺縮體積遠小于失水體積[17]。如Wang等[17]通過觀察不同干燥階段馬鈴薯切片中薄壁細胞的顯微圖片發現皺縮逐漸向中心移動，出現向內皺縮，且接近干燥結束時皺縮明顯減緩。該現象與3個原因有關：一是干燥后期單位時間內去除的水分較少，皺縮空間減少；二是干燥后期，由于物料溫度升高可出現玻璃態轉變，從而大大增加物料的機械強度，有助于減小皺縮率；三是干燥后期物料表面發生硬化（“表面硬化”效應），形成硬殼阻止了皺縮[18-20]。

3 皺縮的影響因素

3.1 水分

新鮮中藥材根據內部水分的空間分布，分為細胞間水、細胞內水和細胞壁水；根據水分結合形式，分為自由水和結合水。位于細胞間隙的水被稱為細胞間水，因其可以自由流動被認為是自由水[21]。細胞內的水被稱為細胞內水，而細胞壁水是占據細胞壁內部細小空間的水，這種水分存在于細胞內部，具有較強的結合力被認為是結合水。眾所周知，干燥能脫去大部分自由水，膨脹的細胞失去水分導致組織皺縮。相反，結合水很難去除，在干燥過程中去除能夠有效地維持細胞結構防止皺縮[22]。另外，由于植物類中藥材的吸濕性，在整個干燥過程中，自由水的遷移對物料結構的影響較小，而結合水的運輸對物料皺縮影響很大，可能會導致細胞皺縮、孔隙形成和細胞崩潰，甚至整個組織結構變形[10,23]。3種類型水的比例和遷移是影響干燥過程中細胞皺縮和結構塌陷導致整體組織皺縮的原因。

3.2 細胞結構

細胞組織結構的完整程度、液泡的大小、細胞膜的滲透性和膜的糖蛋白種類以及細胞壁的差異都是影響皺縮的因素。細胞組織結構的完整良好、功能完備具有維持基本結構秩序的能力，當細胞組織結構完整性被破壞，打破秩序，造成組織的皺縮，變形甚至奔潰[10]。在一個完全生長的細胞組織中，90%水存在于液泡中，液泡失水導致整個組織皺縮，液泡越大，失去的水分越多，皺縮程度越大[10,24]。細胞膜有一定的滲透調節作用，使細胞保持膨脹狀態，與維持細胞的緊張狀態、抑制皺縮有直接關系[25]。植物細胞形狀的維持是基于細胞內的膨脹壓力，膨壓是細胞內的滲透壓與其周圍環境的滲透壓之差[10]。細胞膨壓的增大或減小所導致的細胞膨大或皺縮是細胞膜控制鹽和水相對滲透能力的結果[10]。在干燥過程中，具有更高熔點鏈的糖蛋白首先受到嚴重損害，在細胞膜上引入缺陷，細胞膜因此失去完整性增加對水的通透性，細胞內的水分更易排除，更易引起細胞結構的皺縮從而導致干燥后產品外觀形態的劣質現象[26-27]。

細胞結構對干燥過程中皺縮的影響，可以認為是細胞壁起主要的影響作用[10]。細胞壁中纖維素的有序性、含有的多糖類成分和固體物質含量與維持細胞尺寸、形態穩定性、結構完整性和整個組織強度有關，決定了干燥過程中細胞的皺縮程度。植物細胞壁是主要由纖維素構成的半彈性結構，細胞壁中纖維素鏈的高度有序性、硬度和尺寸穩定性有關，決定了細胞在整個干燥過程中抵抗皺縮的能力[28]。細胞壁結構骨架的微纖維之間的空隙充滿了多糖，去除一些特定的多糖類成分（如半纖維素和果膠）會導致細胞顯著皺縮，并改變其物理特性[29]。此外，細胞壁固體物質含量決定細胞壁的厚度，固體含量高的物料細胞壁厚，整個組織機械強度高，維持細胞結構剛性，有效避免干燥過程中皺縮現象的發生[22]。

3.3 干燥工藝參數

干燥溫度、干燥空氣速度和干燥空氣的相對濕度是影響皺縮的關鍵干燥參數。

3.3.1 干燥溫度 大量研究報道，干燥溫度對干燥過程中物料的皺縮有顯著影響。研究報道，大多數水果和蔬菜在低溫（20 ℃）下進行干燥處理時，皺縮率大，體積大幅度減小。相比之下，當在高溫（50～70 ℃）下干燥時，物料的皺縮可被抑制[8]。同樣，研究發現馬鈴薯組織在干燥過程中，處于較高溫度（70 ℃）下的皺縮率遠小于在低溫（40 ℃）下的皺縮[17]。Senadeera等[30]研究報道柿子在較低干燥溫度（45 ℃）發生的皺縮率比較高干燥溫度（65 ℃）下更大。這可能是因為干燥溫度低，干燥速率慢，水分由內部向外部擴散速率與物料表面水分蒸發速率較接近，物料內部和表面含水量在干燥過程中不斷降低，當水分不斷被去除，原來被水占據的空間逐漸坍塌，從而使物料在長時間干燥過程中持續均勻皺縮直到干燥結束，因此皺縮率較大[31-32]。另一方面，干燥溫度高，干燥速率快，物料表面水分蒸發速率較快，導致內部水分擴散速率小于表面水分蒸發速率，表面率先失水、皺縮而形成硬殼（“表面硬化”效應）[33-34]。表面硬殼具有較大的機械強度，從而阻礙皺縮[35]。

3.3.2 干燥空氣速度 在干燥過程中，皺縮率隨干燥空氣速度的增加呈先升高后降低的趨勢[35]。婁正等[31]研究不同風速條件下的紅棗干燥實驗，結果發現在干燥空氣速度為9 m/s條件下的皺縮率最高，比6 m/s時的皺縮率提高了1.12%，比15 m/s時的皺縮率提高了4.02%。杜志龍等[36]通過研究干燥空氣速度對胡蘿卜干燥特性的影響發現，不同干燥空氣速度與皺縮率變化的關系曲線存在拐點。這可能是因為在低干燥空氣速度下，干燥介質中熱空氣流速較為緩慢，物料表面與周圍介質進行能量交換少，表面阻力占優勢，阻止水分散失，因此皺縮率小[37]。在拐點之前的階段，皺縮率隨干燥空氣速度增加而升高，這可能是因為干燥速率的增加導致物料內部的水分擴散速率增大，單位時間內去除的水分變多，皺縮率因此升高[37-38]。當干燥空氣速度升高至一定值時，皺縮率在拐點處達到最大值。在拐點之后的階段，皺縮率呈現下降的趨勢，這可能是因為干燥空氣速度較大，干燥速率較高時表面水分迅速蒸發，從而表面形成硬殼，阻礙皺縮[31,33]。

3.3.3 干燥空氣的相對濕度 目前研究報道發現，皺縮率隨干燥空氣相對濕度的增加而增大。基于實驗數據的統計分析表明，小麥和油菜的皺縮系數主要是相對濕度的函數，皺縮率隨空氣相對濕度的增加而增加[39]。研究表明相對濕度越高，微觀結構更多孔，山藥的皺縮率增加[40]。巨浩羽等[41]研究表明西洋參根干燥過程中皺縮率隨相對濕度的增加而增加。這可能是因為相對濕度的增加可加快物料溫度的升高，從而加速物料內部水分子的遷移運動，產生孔隙網絡堵塞甚至坍塌，出現更多的皺縮和變形[41]。另一方面，在極低的相對空氣濕度條件下，會出現“表面硬化”的現象，強烈阻礙了物料的皺縮。同時，在極低的相對空氣濕度下，Biot數值（傳熱計算中使用的無量綱量）增加，限制物料的皺縮[42]。

3.4 玻璃化轉變溫度

玻璃化轉變理論可以用來解釋干燥過程中發生皺縮的過程，研究表明干燥過程中皺縮與玻璃化轉變溫度存在聯系[43-45]。物料內部的游離水從橡膠態轉變為玻璃態的溫度（或以上）稱為玻璃化轉變溫度，其根據物料水分含量而變化，干燥進行時玻璃化轉變溫度隨水分含量的降低而升高[46]。新鮮植物組織含水量極高，所以干燥前的中藥材具有非常低的玻璃化轉變溫度[42]。當干燥開始，物料溫度高于玻璃化轉變溫度時，它會保持橡膠狀態。橡膠態的分子運動比玻璃態高得多，橡膠狀態下的皺縮率與水分損失成正比，皺縮率較高[13]。干燥進行時，干燥過程水分含量降低，玻璃化轉變溫度升高，物料溫度低于或處于玻璃化轉變溫度時，物料進行從橡膠態到玻璃態的相變，使物料具有高黏度，可防止或延緩皺縮[47]。

4 皺縮率的表征

目前，皺縮率主要采用直接測量法、體積置換法和圖像處理技術進行測定，干燥皺縮程度可以用皺縮率（）來表征，即鮮品的體積（1）和干燥后體積（2）之差與1之比。

4.1 直接測量法

直接測量法即利用度量工具（直尺、游標卡尺等）直接測量樣品在干燥后的尺寸（直徑和厚度等）變化。該方法操作簡便，但有很大的局限性和弊端：測量工作容易受到測量元件的精度和操作人員主觀因素的影響；干燥過程中的體積皺縮一般存在各向異性的特點，干燥后的被測樣品形狀不規則，表面出現裂隙，根據局部尺寸計算所得的體積值往往不等于真實值且無法考慮裂隙對皺縮體積的影響[48]。

4.2 體積置換法

Head[49]提出的體積置換法，即將被測樣品浸沒在液體中，根據阿基米德浮力原理得到被測樣品的體積。此方法對被測樣品的形狀和大小沒有明確的限制，具有廣泛的適用性。Geiser[50]在對多種體積測量方法進行對比研究后，認為體積置換法能取得最佳的實驗結果。體積置換法主要是將被測樣品放置于一個充滿液體的帶蓋密封的隔間，將其上下顛倒，通過浸入樣品和不浸入樣品來測量液體的置換體積，水、甲苯、正庚烷和汞可用作測試液[19,51]。基于體積置換法和阿基米德原理，Levi等[52]提出玻璃珠置換法，是一種以固體為置換介質的體積置換法，避免了被測樣品某些成分與有機溶劑發生化學反應等問題。但是，體積置換法進行測量工作時觀測環境中氣溫、濕度等外界條件、觀測者的感官鑒別能力和熟練技術程度的不同，測量結果往往容易受到主觀因素的影響，不夠準確[52-53]。

4.3 圖像處理技術

與體積置換法相比，圖像處理技術目前已經作為一種更快、更可靠和更通用的方法[54]。該法處理速度快、可靈活處理高難度圖象、獲取的數據準確，且為非侵入無損檢測技術，對樣品不造成破壞，具有客觀性、準確性和高效率性被廣泛應用于測定物料的干燥皺縮率[55]。該法通過將采集的樣品圖像連入計算機系統，通過特定的程序對該圖像進行分割、降噪，然后轉換成二進制圖像，從而評估和量化被測樣品的面積、周長、直徑和形狀，通過對所得數據進行處理、加工、運算等過程得到皺縮率[56]。近年來，采用圖像處理技術的計算機視覺系統得到了迅速發展，它可以定量地表征物料的復雜尺寸和形狀且可用于實時監測干燥過程中的皺縮率變化[57]。Yan等[58]應用圖像處理技術分別測定芒果、香蕉和菠蘿在干燥過程中的體積皺縮率，并在干燥過程中監測物料的非各向同性皺縮。Nahimana等[59]基于離線計算機視覺系統應用圖像處理技術來研究胡蘿卜在干燥過程中的皺縮和尺寸變化。Madiouli等[60]演示了多重離線計算機視覺系統來監控香蕉干燥過程中的皺縮，研究表明可以有效地估計香蕉在干燥過程中的皺縮。原始圖像可通過X射線微斷層掃描、激光掃描、掃描電子顯微鏡、攝像機、帶立體顯微鏡的數碼攝像機、計算機視覺和彩色攝像機等方式拍攝，與圖像處理技術相結合為物料干燥過程中的皺縮率實時在線測量提供了一種快速可靠的方法[8]。使用X射線微斷層掃描結合圖像處理技術進行監測，這種技術允許跟蹤產品表面的變化，包括裂紋，并且提供精確測量[61]。Gulati等[51]測量微波干燥過程中的皺縮時將數碼攝像機拍攝的樣品使用圖像分析處理軟件ImageJ對側面孔附近的情況進行分析，測量過程涉及圖像分割，將彩色圖像轉換為灰度，然后轉換為二進制圖像，以便軟件識別測量的表面積。May等[62]采用高速激光掃描跟蹤干燥過程中水果長度和直徑的變化，實時在線監測皺縮率。圖像處理技術作為一種快速、準確和非侵入性的在線質量評估技術，用于監測表征物料在干燥過程中的皺縮和優化操作條件，其客觀性和無損性方面得到認可，此法在表征皺縮率中發揮越來越重要的作用[63]。

5 抗皺縮干燥技術

目前，部分新型干燥技術對果蔬類和少數中藥材的干燥有一定的抗皺縮作用。植物性藥材主要來源于根、莖、葉、皮、花、果實、種子、全草等，與果蔬來源一致，在組織結構上具有相似性，適用于果蔬類的抗皺縮干燥技術可借鑒用于中藥材干燥。

5.1 預干燥處理

預干燥處理是在干制前對其進行一定的加工處理，如化學試劑浸泡、熱水燙漂、滲透脫水等。在干燥前，對物料進行適當預處理，起到抑制皺縮的效果，并保證干品質量。

5.1.1 無機化合物浸泡 在物料干燥之前對其進行不同無機化合物溶液、不同濃度浸泡的預處理，有助于維持細胞膜和細胞壁的結構完整性，增加細胞壁剛性，在干燥過程中防止組織的坍塌和細胞的皺縮，達到抗皺縮的效果。Riva等[64]報道了蘋果在偏亞硫酸氫鉀溶液中分別浸泡了5、30 min后，都在干燥過程中維持了蘋果的硬度和形狀，并且直到干燥的最后階段才觀察到體積皺縮。Jayaraman等[3]采用不同濃度氯化鈉溶液對花椰菜進行浸泡，與未處理組對比發現預處理能夠有效降低物料的皺縮。研究發現，3%氯化鈉溶液是效果最好的預處理液，不影響風味，得到皺縮率降低且有顯著改善的產品。Moledina等[65]研究表明氯化鈣溶液處理后的草莓能保持更好的硬度，皺縮率降低。無機化合物浸泡的預處理方式可以抵抗干燥過程中的皺縮并改善產品品質，但該方法易造成化學殘留，引發安全問題，與當前的綠色環保消費趨勢背道而馳。

5.1.2 糖類滲透脫水 滲透脫水是一種非熱過程，基于植物組織浸入高滲糖溶液后發生的滲透作用[66]。在干燥前用糖類預處理物料可以抵抗干燥過程中的皺縮，具體表現為糖類為多羥基化合物最大限度地減少細胞壁中多糖的氫鍵，從而有助于減少干燥時細胞的皺縮；糖類預處理賦予組織結構剛性和機械強度，可以改善干燥時的皺縮；用糖類浸漬的表層可以防止正在干燥的組織過度皺縮[67]。Kowalski等[68]采用蔗糖、果糖、葡萄糖滲透預處理胡蘿卜，與未經預處理的樣品相比，滲透預處理顯著減小皺縮，提高了干燥后品質。畢金峰等[69]研究表明糖液浸漬處理使哈密瓜加速失水，但對其色澤和外形的保持有顯著作用，能夠有效抵抗皺縮，且發現在麥芽糖漿、果葡糖漿、麥芽糖醇中，選用麥芽糖漿作為預處理的浸漬溶液較好。用糖類進行干燥前預處理的方式顯然減少干燥過程的皺縮，得到質量顯著改善的產品，其抗皺縮程度取決于滲透活性物質的種類和滲透過程的參數，但該方法會改變干燥物料的質地，也會影響干燥動力學，研究表明經過滲透脫水的物料會比未經處理的干燥速率慢[70]。

5.2 抗皺縮干燥加工技術

中藥材干燥加工技術種類繁多，目前真空冷凍干燥、真空脈沖干燥、變溫壓差膨化干燥以及脈動壓差閃蒸干燥在中藥材干燥的應用，可以抵抗皺縮，獲得外觀優良的干燥產品。

5.2.1 真空冷凍干燥 真空冷凍干燥技術是通過將濕物料預先進行降溫冷凍成固態，然后置于低溫和真空的條件下使冰以升華的方式，從而去除物料內部的水分，主要包括預凍和升華干燥2個階段[71]。在真空冷凍干燥的預凍階段中，將物料內部的游離水固化，在這個階段中保護了被干燥物料的主要結構和形狀，預先確定隨后干燥物料的性質和形態，減小物料在干燥過程中的皺縮[72]。在升華干燥階段，水分是從冰晶狀態下直接升華的方式排出，冰晶所占的空間仍然保留，在物料內部中形成小的空隙，形成致密的多孔結構，因此所得產品的皺縮率最小[73]。整個真空冷凍干燥過程是處在低溫和真空的條件下持續進行，物料內部的水在除去時不會拖動整個基質向中心移去，組織依然具有較高的機械強度能維持較好的細胞內秩序，抵抗皺縮，保留了大部分原始物料的特性，如體積、形狀、外觀和風味等[74]。凍結速率對抵抗皺縮有很大影響，分為速凍和慢凍。凍結速率不僅影響冰晶的粒度，更重要的是影響冰晶的形成位置，直接影響冰升華后的孔徑從而影響皺縮[74]。一般來說，速凍會產生小冰晶，最后得到均勻的多孔結構皺縮率更低和質量更高的產品。相反，緩慢的冷卻速度會產生大冰晶導致細胞外位置的晶體生長。因此，預凍階段的凍結速率是真空冷凍干燥過程中減小皺縮的至關重要的一個參數。大量研究與生產實踐表明，真空冷凍干燥具有維持鮮品原狀、防止皺縮，獲得疏松多孔產品的作用。另外，整個過程完全處于低溫低氧狀態，且相平衡溫度低，可最大程度保留原有天然物質及營養成分，可較好的保留藥材色澤、氣味，通常復水性也比較好，適用于熱敏性，易氧化及含有較多揮發性成分的中藥材的干燥[75]。白亞鄉等[76]研究表明海參在經過真空冷凍干燥處理后，凍干海參樣品外觀維持更好，皺縮率也最小，僅為4.1%，通過真空冷凍干燥得到了質量最佳的產品。魏慶霞[77]研究表明真空冷凍干燥的黃芪片皺縮率最低為23%，而自然干燥中皺縮過度，皺縮率高達40%。Ratti[37]研究發現，漿果在真空冷凍干燥過程中的皺縮率最小，為5%～15%，而熱風干燥皺縮過度，皺縮率高達80%。目前，真空冷凍干燥還存在設備費用高、運營成本高、能耗高、干燥時間長、干制產品易吸濕等問題，還需要進一步加深研究。

5.2.2 真空脈動干燥 真空脈動干燥技術是借助干燥室在真空和常壓的交替連續循環變化作用下，實現物料快速干燥，改善干燥后物料的外觀形態和微觀結構的一種干燥技術[78]。特別是對于果實類中藥材，真空脈動干燥技術有利于維持外觀形態、減少皺縮從而提升干燥后產品的質量。在干燥室中，一個完整的真空脈動過程如圖1所示，包括①、②、③、④過程，分別對應真空產生階段、真空維持階段、進氣階段、常壓保持階段。在真空維持階段，物料處于膨脹狀態；在常壓保持階段時干燥室壓力增大，物料處于“癟平”的皺縮狀態[79]。壓力的循環變化使物料外觀形態發生明顯的皺縮或膨脹變化，從而引起微觀孔道的疏通和斷裂[80-81]，緩解干燥過程產生的應力集中現象，從而減小干燥過程中的皺縮并形成具有蜂窩多孔結構的物料。除此之外，真空脈動干燥技術還具有以下特點：（1）低氧環境減少物料與氧氣的接觸，減少氧化反應，有效抑制干燥過程中的酶促褐變及美拉德反應的產生，從而保護物料的營養成分與色澤；（2）干燥室在真空和常壓交替連續循環作用下，打破干燥物料和介質之間的平衡狀態，有助于水分重新分布及遷移，加速后續干燥速率；同時低壓環境中物料的水蒸氣分壓與外界環境的蒸汽分壓的壓差較大，有利于水分的擴散，提高干燥速度，可以使干燥過程在溫度較低的情況下進行，適用于熱敏物質的干燥；（3）與恒真空干燥相比真空脈動干燥的真空泵運行時間較短，節約能源，提高經濟效益[5,82-83]。這種干燥方法一般都用于熱敏性、蠟質層覆蓋、易褐變、高糖分物料的干燥加工，如枸杞、肉蓯蓉等。張衛鵬等[84]研究了自然晾曬、普通熱風干燥、氣體射流沖擊干燥、真空脈動干燥4種技術應用于茯苓塊的干燥，結果發現真空脈動干燥的茯苓丁皺縮均勻、結構完整，研究表明真空脈動干燥有利于茯苓丁外形的維持，抵抗干燥過程的皺縮。馬琴[85]在枸杞的干燥研究中發現，與熱風干燥相比，真空脈動干燥的枸杞色澤和果皮皺縮程度均較優。但現真空脈動干燥過程中在常壓段有空氣進入干燥箱，可引起物料的氧化。

5.2.3 變溫壓差膨化干燥 變溫壓差膨化干燥結合了熱風干燥、微波真空干燥和真空冷凍干燥的優點，生產成本低，能耗小，通過變溫壓差膨化干燥得到的產品外觀形態良好，最大程度地保留營養成分以及物料本身的香氣[82]。變溫壓差膨化干燥是根據相變和氣體的熱壓效應原理，將物料置于相對低溫高壓的膨化罐中，通過不斷地改變溫度、壓差，物料內部水分瞬間汽化蒸發，細胞劇烈膨脹，然后抽真空達到干燥的目的，得到細胞間隙大、均勻的蜂窩狀多孔結構、皺縮較小的干燥產品[5,83]。近年來，研究者們通過進行變溫壓差膨化干燥減少皺縮，改善其外觀，得到形、色、香、味俱佳，營養物質分布均勻，復水性好等特點的干燥產品[86]。該干燥技術設備相對簡單，操作簡易；采取循環利用冷卻水和間歇式蒸汽加熱等措施，極大降低了干燥過程中的耗能，符合節能環保要求；適應性廣，大部分物料可用此進行干燥加工，但有堅硬外殼的中藥材如檳榔、胖大海、羅漢果等，纖維素過高的中藥材都不易用該干燥技術進行加工處理[87]。方芳等[88]研究表明經變溫壓差膨化干燥的哈密瓜外觀形態較為完整均勻，能夠有效避免干燥過程中產生的皺縮。黃宗海等[89]研究發現，胡蘿卜經過變溫膨化壓差干燥同樣有利于形狀的維持，抵抗干燥過程中的皺縮。但不同種類中藥材的膨化干燥工藝差異很大，如一部分物料可以在低溫下得到色澤好、質量佳的膨化產品，而有些淀粉含量多的物料則需要較高的溫度，使淀粉糊化，與此同時高溫條件會破壞物料中的營養成分并導致酯類化合物的嚴重損失，影響干燥產品的質量出現焦糊現象，伴隨著苦澀的味道[90]。目前，我國變溫壓差膨化干燥技術的研究處于初步階段，工藝和機制都需通過大量實驗進一步深入研究。

5.2.4 脈動壓差閃蒸干燥 脈動壓差閃蒸干燥是由變溫壓差膨化干燥改進升級的一種新型、高效、環保干燥技術，在變溫壓差膨化干燥的基礎上對操作溫度和環境壓力進行進一步的精密調控，以脈動的形式實現從高壓到低壓的瞬間變化，使物料內部水分升溫后迅速汽化閃蒸引起物料發生膨化現象，在膨脹作用力下物料形成多孔網格結構，經過后續真空狀態下的低溫狀態進行脫水達到干燥效果[91-92]。閃蒸是脈動壓差閃蒸干燥過程的關鍵環節，閃蒸促進水分散失的同時，引起內部結構膨脹，減少脆片干燥皺縮現象[92]。閃蒸過程中，置于密閉閃蒸罐的物料首先停留在高溫階段，高溫為物料內部的水分散失提供動力，加速水分蒸發到外部空間，形成表面硬化現象，形成堅硬的外殼，被干燥物料表面硬度増加，阻礙了皺縮，有利于保持物料原有的體積形狀[92]。脈動壓差閃蒸干燥還能夠縮短干燥時間，提高干燥效率，高效節能，在一定程度上避免了物料的皺縮，有效提高干制品品質，且經閃蒸處理的物料形成多孔結構改善了物料的物理性質，能有效提高有效成分如多酚、黃酮、游離氨基酸等的提取率[93-94]。畢金峰等[95]研究表明蘋果片經過脈動壓差閃蒸處理內部結構膨脹，減少蘋果脆片干燥皺縮程度。王雪媛[96]研究脈動壓差閃蒸干燥后的蘋果片也得到了同樣的結果。同樣，閆旭等[97]研究表明經脈動壓差閃蒸干燥的番石榴也得到了皺縮率小、有效成分含量高的干燥產品。脈動壓差閃蒸干燥可以廣泛應用于大部分物料的干燥加工，但因過程中存在高溫停滯階段，含較多還原性糖類的物質在高溫條件下與氨基酸發生美拉德反應，引起褐變，故熱敏物質或含較多還原性糖類的物料應避免使用該干燥技術。

5.3 中藥材干燥技術適應性

抗皺縮干燥技術的根本作用在于通過抑制皺縮提高干燥效率、降低能耗、保證干品質量，對于花、葉類以及切薄片等易干燥、皺縮不明顯的中藥材，可選用其他干燥技術。其他類型中藥材因藥用部位的不同，組織結構上具有較大差異，同時不同中藥材含有有效成分的穩定性也有所差異，在選擇抗皺縮干燥技術時需考慮其適應性。對于果實類中藥材，由于其豐富的果汁中含有大量有效成分，若采用膨化干燥技術，易引起果實表皮破裂，繼而果汁滲出導致有效成分損失；在采用真空脈動干燥或脈動壓差閃蒸干燥時，需采用溫和的干燥工藝，防止壓力迅速變化導致果實表皮破裂。對于所含有效成分具有熱敏性的藥材，若采用膨化干燥須注意高溫對有效成分的破壞，高溫段宜適當降低溫度和縮短高溫處理時間；對于所含有效成分易氧化的藥材，若采用真空脈動干燥、脈動壓差閃蒸干燥，須縮短常壓時間，減少干燥室內的含氧量；對于含有揮發油等易揮發成分，若采用真空冷凍干燥或高真空度干燥將導致揮發油成分大量損失，宜降低真空度。

6 結語與展望

皺縮是中藥材產地加工干燥過程中普遍發生的物理現象，不僅影響外觀，還影響干燥效率、品質和療效，但往往被忽視。本文從皺縮機制、規律及影響因素3個方面詳細分析干燥過程中的皺縮現象，同時總結抗皺縮干燥技術，以期改善中藥材干品的外在性狀和內部品質。但目前，關于干燥皺縮的研究甚少，未來不僅需加強對中藥材干燥皺縮基礎理論研究、充分探索其影響機制，還要積極研究抗皺縮干燥技術，探尋新型高效抗皺縮干燥預處理方法，改進干燥設備并優化抗皺縮干燥工藝，以期減少中藥材干燥皺縮、提高干燥速率、減少有效成分損失、降低能耗。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

[1] 劉勇, 徐娜, 陳駿飛, 等.不同干燥方法對三七藥材外觀性狀與內在結構及其品質的影響 [J].中草藥, 2019, 50(23): 5714-5723.

[2] Khan M I H, Karim M A.Cellular water distribution, transport, and its investigation methods for plant-based food material [J]., 2017, 99(Pt 1): 1-14.

[3] Jayaraman K S, Das Gupta D K, Rao N B.Effect of pretreatment with salt and sucrose on the quality and stability of dehydrated cauliflower [J]., 1990, 25(1): 47-60.

[4] Senadeera W, Bhandari B R, Young G,.Modeling dimensional shrinkage of shaped foods in fluidized bed drying [J]., 2005, 29(2): 109-119.

[5] 孟建升, 蔣俊春, 鄭志安, 等.3種干燥方式對山藥片干燥動力學和品質的影響 [J].中草藥, 2019, 50(11): 2575-2582.

[6] Mahiuddin M, Khan M I H, Kumar C,.Shrinkage of food materials during drying: Current status and challenges [J]., 2018, 17(5): 1113-1126.

[7] 喻芬, 萬娜, 李遠輝, 等.中藥材干燥過程中的理化性質變化規律與機制分析 [J].中草藥, 2021, 52(7): 2144-2153.

[8] Rahman M M, Joardder M U H, Khan M I H,.Multi-scale model of food drying: Current status and challenges [J]., 2018, 58(5): 858-876.

[9] Panyawong S, Devahastin S.Determination of deformation of a food product undergoing different drying methods and conditions via evolution of a shape factor [J]., 2007, 78(1): 151-161.

[10] Prothon F, Ahrné L, Sj?holm I.Mechanisms and prevention of plant tissue collapse during dehydration: A critical review [J]., 2003, 43(4): 447-479.

[11] Lin T T, Pitt R E.Rheology of apple and potato tissue as affected by cell turgor pressure [J]., 1986, 17(3): 291-313.

[12] 王喜明, 賀勤, 趙喜龍.桉樹人工林木材干燥皺縮特性的研究 [J].內蒙古農業大學學報: 自然科學版, 2013, 34(1): 123-127.

[13] Mayor L, Sereno A M.Modelling shrinkage during convective drying of food materials: A review [J]., 2004, 61(3): 373-386.

[14] Karathanos V T, Kanellopoulos N K, Belessiotis V G.Development of porous structure during air drying of agricultural plant products [J]., 1996, 29(2): 167-183.

[15] 王龍, 胡燦, 李傳峰, 等.紅棗熱風干燥過程及收縮特性的試驗研究 [J].中國農機化學報, 2020, 41(1): 79-82.

[16] 刁海林, 陳健波, 羅建舉, 等.巨尾桉干燥特性研究 [J].中國農學通報, 2011, 27(28): 63-68.

[17] Wang N, Brennan J G.Changes in structure, density and porosity of potato during dehydration [J]., 1995, 24(1): 61-76.

[18] 王雪媛, 高琨, 陳芹芹, 等.蘋果片中短波紅外干燥過程中水分擴散特性 [J].農業工程學報, 2015, 31(12): 275-281.

[19] Krokida M K, Maroulis Z B.Effect of drying method on shrinkage and porosity [J]., 1997, 15(10): 2441-2458.

[20] Schrader G W, Litchfield J B.Moisture profiles in a model food gel during drying: Measurement using magnetic resonance imaging and evaluation of the hckian model [J]., 1992, 10(2): 295-332.

[21] 李坤.根莖類中藥材熱風干燥的失水動力學模型及特性機理研究 [D].昆明: 云南師范大學, 2020.

[22] Joardder M U H, Brown R J, Kumar C,.Effect of cell wall properties on porosity and shrinkage of dried apple [J]., 2015, 18(10): 2327-2337.

[23] Joardder M U H, Karim A, Kumar C,.[M].Cham: Springer, 2016: 24.

[24] 劉玲霞, 劉相東, 常劍, 等.果蔬干燥過程的水分跨膜傳輸模型構建 [J].農業工程學報, 2012, 28(20): 256-264.

[25] 馮九煥, 盧永根, 劉向東, 等.水稻花粉發育過程及其分期 [J].中國水稻科學, 2001, 15(1): 21-28.

[26] 王飚, 田豐偉, 勵建榮, 等.冷凍干燥對乳酸菌細胞膜通透性的影響 [J].微生物學通報, 2009, 36(5): 684-688.

[27] 解衛海, 劉丹, 孫金利, 等.脫水和高氧壓過程中單葉蔓荊葉片細胞膜透性分析 [J].林業科學, 2015, 51(6): 44-49.

[28] Chanzy H, Imada K, Mollard A,.Crystallographic aspects of sub-elementary cellulose fibrils occurring in the wall of rose cells cultured[J]., 1979, 100(3/4): 303-316.

[29] Lewicki P P.Effect of pre-drying treatment, drying and rehydration on plant tissue properties: A review [J]., 1998, 1(1): 1-22.

[30] Senadeera W, Adiletta G, ?nal B,.Influence of different hot air drying temperatures on drying kinetics, shrinkage, and colour of persimmon slices [J]., 2020, 9(1): 101.

[31] 婁正, 劉清, 師建芳, 等.紅棗氣體射流沖擊干燥收縮特性研究 [J].農業機械學報, 2014, 45(S1): 241-246.

[32] Aral S, Beu015fe A V.Convective drying of hawthorn fruit (spp.): Effect of experimental parameters on drying kinetics, color, shrinkage, and rehydration capacity [J]., 2016, 210: 577-584.

[33] Hatamipour M S, Mowla D.Shrinkage of carrots during drying in an inert medium fluidized bed [J]., 2002, 55(3): 247-252.

[34] Xu L, Fang X J, Wu W J,.Effects of high-temperature pre-drying on the quality of air-dried shiitake mushrooms () [J]., 2019, 285: 406-413.

[35] 王慶惠, 李忠新, 閆圣坤, 等.杏子熱風干燥收縮特性和色澤變化研究 [J].西南農業學報, 2017, 30(5): 1189-1193.

[36] 杜志龍, 高振江, 溫朝暉, 等.胡蘿卜的氣體射流沖擊燙漂與干燥試驗研究 [J].糧食與食品工業, 2010, 17(1): 22-26.

[37] Ratti C.Shrinkage during drying of foodstuffs [J]., 1994, 23(1): 91-105.

[38] Santacruz-Vázquez V, Santacruz-Vázquez C, Welti-Chanes J,.Effects of air-drying on the shrinkage, surface temperatures and structural features of apples slabs by means of fractal analysis [J]., 2008, 7(1): 55-63.

[39] Lang W, Sokhansanj S.Bulk volume shrinkage during drying of wheat and canola [J]., 1993, 16(4): 305-314.

[40] Ju H Y, Zhang Q, Mujumdar A S,.Hot-air drying kinetics of yam slices under step change in relative humidity [J]., 2016, 12(8): 783-792.

[41] 巨浩羽, 趙士豪, 趙海燕, 等.干燥介質相對濕度對西洋參根干燥特性和品質的影響 [J].中草藥, 2020, 51(3): 631-638.

[42] Karathanos V.Collapse of structure during drying of celery [J]., 1993, 11(5): 1005-1023.

[43] Achanta S.Moisture transport in shrinking gels during drying [D].West Lafayette: Purdue University, 1995.

[44] del Valle J M, Cuadros T R M, Aguilera J M.Glass transitions and shrinkage during drying and storage of osmosed apple pieces [J]., 1998, 31(3): 191-204.

[45] Willis B, Okos M, Campanella O.[M].New York: American Institute of Chemical Engineers, 1999: 68.

[46] Champion D, le Meste M, Simatos D.Towards an improved understanding of glass transition and relaxations in foods: Molecular mobility in the glass transition range [J]., 2000, 11(2): 41-55.

[47] Sappati P K, Nayak B, van Walsum G P.Effect of glass transition on the shrinkage of sugar kelp () during hot air convective drying [J]., 2017, 210: 50-61.

[48] 唐朝生, 崔玉軍, Anh-Minh Tang, 等.土體干燥過程中的體積收縮變形特征 [J].巖土工程學報, 2011, 33(8): 1271-1279.

[49] Head K H.[M].London: Pentech Press, 1980: 77.

[50] Geiser F.Comportement mécanique d'un limon non saturé: étude expérimentale et modélisation constitutive [D].Poland: Verlag nicht ermittelbar, 1999.

[51] Gulati T, Zhu H C, Datta A K.Coupled electromagnetics, multiphase transport and large deformation model for microwave drying [J]., 2016, 156: 206-228.

[52] Levi G, Karel M.Volumetric shrinkage (collapse) in freeze-dried carbohydrates above their glass transition temperature [J]., 1995, 28(2): 145-151.

[53] 馬玉瑩, 雷廷武, Xiusheng Yang.體積置換法測量土石混合物組分含量 [J].農業工程學報, 2015, 31(9): 85-91.

[54] Onwude D I, Hashim N, Abdan K,.The potential of computer vision, optical backscattering parameters and artificial neural network modelling in monitoring the shrinkage of sweet potato (L.) during drying [J]., 2018, 98(4): 1310-1324.

[55] Du C J, Sun D W.Recent developments in the applications of image processing techniques for food quality evaluation [J]., 2004, 15(5): 230-249.

[56] Udomkun P, Nagle M, Argyropoulos D,.Multi-sensor approach to improve optical monitoring of papaya shrinkage during drying [J]., 2016, 189: 82-89.

[57] Sturm B, Hofacker W C, Hensel O.Optimizing the drying parameters for hot-air-dried apples [J]., 2012, 30(14): 1570-1582.

[58] Yan Z Y, Sousa-Gallagher M J, Oliveira F A R.Shrinkage and porosity of banana, pineapple and mango slices during air-drying [J]., 2008, 84(3): 430-440.

[59] Nahimana H, Zhang M.Shrinkage and color change during microwave vacuum drying of carrot [J]., 2011, 29(7): 836-847.

[60] Madiouli J, Sghaier J, Orteu J J,.Non-contact measurement of the shrinkage and calculation of porosity during the drying of banana [J]., 2011, 29(12): 1358-1364.

[61] Madiouli J, Lecomte D, Nganya T,.A method for determination of porosity change from shrinkage curves of deformable materials [J]., 2007, 25(4): 621-628.

[62] May B K, Perré P.The importance of considering exchange surface area reduction to exhibit a constant drying flux period in foodstuffs [J]., 2002, 54(4): 271-282.

[63] Timmermans A J M, Hulzebosch A A.Computer vision system for on-line sorting of pot plants using an artificial neural network classifier [J]., 1996, 15(1): 41-55.

[64] Riva M, Masi P.The influence of the blanching procedure on the quality and shelf life of dried apples [A] // Progress in food preservation proceses [C].Belgium: International Symposium, Brussels, 1988: 12-14.

[65] Moledina K H, Haydar M, Ooraikul B,.Pectin changes in the pre-cooking step of dehydrated mashed potato production [J]., 1981, 32(11): 1091-1102.

[66] 歐陽夢云, 王燕, 羅鳳蓮, 等.預處理及干燥方法對果蔬干制品VC含量影響的研究進展 [J].食品與機械, 2018, 34(7): 179-182.

[67] Neumann H J.Dehydrated celery: Effects of predrying treatments and rehydration procedures on reconstitution [J]., 1972, 37(3): 437-441.

[68] Kowalski S, Mierzwa D.Influence of preliminary osmotic dehydration on drying kinetics and final quality of carrot (L.) [J]., 2011, 32(3): 185-194.

[69] 畢金峰, 方芳, 丁媛媛, 等.預處理對哈密瓜變溫壓差膨化干燥產品品質的影響 [J].食品與機械, 2010, 26(2): 15-18.

[70] 安可婧, 魏來, 唐道邦, 等.果蔬干燥前處理技術的應用及研究進展 [J].現代食品科技, 2019, 35(6): 314-321.

[71] 郭樹國.人參真空冷凍干燥工藝參數試驗研究 [D].沈陽: 沈陽農業大學, 2012.

[72] Ratti C.Hot air and freeze-drying of high-value foods: A review [J]., 2001, 49(4): 311-319.

[73] Geidobler R, Winter G.Controlled ice nucleation in the field of freeze-drying: Fundamentals and technology review [J]., 2013, 85(2): 214-222.

[74] Ceballos A M, Giraldo G I, Orrego C E.Effect of freezing rate on quality parameters of freeze dried soursop fruit pulp [J]., 2012, 111(2): 360-365.

[75] 張麗文, 羅瑞明, 李亞蕾, 等.食品真空冷凍聯合干燥技術研究進展 [J].中國調味品, 2017, 42(3): 152-156.

[76] 白亞鄉, 胡玉才.高壓電場與真空冷凍聯合干燥海參方法及其效用分析 [J].高電壓技術, 2014, 40(7): 2191-2196.

[77] 魏慶霞.黃芪真空冷凍干燥試驗研究 [D].太谷: 山西農業大學, 2015.

[78] Li L L, Zhang M, Song X N,.Changes in unfrozen water content and dielectric properties during pulse vacuum osmotic dehydration to improve microwave freeze-drying characteristics of Chinese yam [J]., 2019, 99(14): 6572-6581.

[79] 王棟.基于多參數監控的真空脈動干燥過程研究 [D].北京: 中國農業大學, 2015.

[80] Chua K J, Chou S K.On the experimental study of a pressure regulatory system for bioproducts dehydration [J]., 2004, 62(2): 151-158.

[81] Maache-Rezzoug Z, Rezzoug S A, Allaf K.Development of a new drying process - dehydration by cyclical pressure drops (D.D.S.): Application to the collagen gel [J]., 2002, 20(1): 109-129.

[82] 高明珠.工夫紅茶真空脈動干燥工藝研究 [D].北京: 中國農業科學院, 2016.

[83] 高明珠, 董春旺, 葉陽, 等.工夫紅茶真空脈動干燥特性及數學模型研究 [J].中國農機化學報, 2016, 37(3): 96-101.

[84] 張衛鵬, 高振江, 肖紅偉, 等.基于Weibull函數不同干燥方式下的茯苓干燥特性 [J].農業工程學報, 2015, 31(5): 317-324.

[85] 馬琴.枸杞干燥及對多糖含量影響的試驗研究[D].北京: 中國農業大學, 2013.

[86] 畢金峰, 魏益民.果蔬變溫壓差膨化干燥技術研究進展 [J].農業工程學報, 2008, 24(6): 308-312.

[87] 畢金峰.果蔬變溫壓差膨化干燥技術 [J].農產品加工, 2007(7): 26-27.

[88] 方芳, 畢金峰, 李寶玉, 等.不同干燥方式對哈密瓜干燥產品品質的影響 [J].食品與發酵工業, 2010, 36(5): 68-72.

[89] 黃宗海, 何新益, 王佳蕊, 等.預處理方式對胡蘿卜變溫壓差膨化干燥品質的影響 [J].食品與機械, 2011, 27(1): 124-126.

[90] 王沛.蘋果變溫壓差膨化脆片品質評價體系的建立及應用 [D].北京: 中國農業科學院, 2012.

[91] 賈亭亭, 牛廣財, 朱丹, 等.變溫壓差膨化干燥技術研究進展 [J].包裝與食品機械, 2014, 32(4): 58-62.

[92] 黃壽恩, 李忠海, 何新益.果蔬變溫壓差膨化干燥技術研究現狀及發展趨勢 [J].食品與機械, 2013, 29(2): 242-245.

[93] 高琨.壓差閃蒸干燥蘋果脆片褐變機理研究 [D].沈陽: 沈陽農業大學, 2017.

[94] 彭健.壓差閃蒸干燥胡蘿卜脆條質構品質形成機制研究 [D].北京: 中國農業科學院, 2019.

[95] 畢金峰, 王雪媛, 周林燕, 等.脈動壓差閃蒸處理對蘋果片水分散失特性及品質影響 [J].農業工程學報, 2016, 32(S2): 376-382.

[96] 王雪媛.不同干燥方式對蘋果片水分擴散特性影響研究 [D].沈陽: 沈陽農業大學, 2016.

[97] 閆旭, 劉璇, 畢金峰, 等.番石榴脈動壓差閃蒸聯合干燥工藝優化及品質評價 [J].中國食品學報, 2018, 18(4): 112-123.

Shrinkage mechanism, influencing factors and control strategies in drying process of Chinese medicinal materials

XIE Hao1, QI Ya-ru2, WAN Na1,3, WU Zhen-feng1,4, WANG Xue-cheng1,4, LI Yuan-hui1,4, YANG Ming1,4

1.Key Laboratory of Modern Preparation of Traditional Chinese Medicine, Ministry of Education, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 2.Office of Academic Affairs, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 3.College of Pharmacy, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 4.State Key Laboratory of Innovation Drug and Efficient Energy-Saving Pharmaceutical Equipment, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China

Drying is one of the indispensable processing steps for the processing of traditional Chinese medicine in the producing area after harvest.It is closely related to the formation of the quality of traditional Chinese medicine and an important link affecting the medicinal value and economic value of Chinese medicinal materials.Shrinkage is a common physical phenomenon in the drying process of Chinese medicinal maerials.It not only directly affects the appearance, texture and rehydration of Chinese medicinal maerials, but also leads to the decrease of water diffusion rate and the extension of drying time, resulting in the decrease of drying efficiency and the increase of energy consumption.Moreover, the long-term heating of Chinese medicinal maerials is not conducive to ensuring the quality and curative effect of dried products.Through literature research, the shrinkage mechanism in the drying process of Chinese medicinal maerials is discussed in this study, its influencing factors from the aspects of material characteristics, microstructure, mechanical properties and processing conditions are analyzed, and the drying technology to inhibit shrinkage is summarized, in order to ensure the quality of Chinese medicinal maerials and provide reference basis for the selection of drying technology of Chinese medicinal maerials.

Chinese medicinal maerials; drying; shrinkage; moisture; cell structure; temperature; drying air speed; relative humidity of drying air; control strategy

R283.3

A

0253 - 2670(2022)09 - 2872 - 10

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.09.031

2021-11-16

國家自然科學基金資助項目（81903929）；國家自然科學基金資助項目（81960718）；國家級大學生創新創業計劃項目（202110412010）；江西省5511重大專項（20182ABC28009）；江西省自然科學基金青年基金項目（20212BAB216010）；江西省大學生創新創業訓練計劃項目（202210412542）；江西中醫藥大學博士科研啟動基金項目（2021BSZR003）

謝 好（1998—），女，碩士研究生，研究方向為中藥藥劑學。E-mail: 1471639126@qq.com

通信作者：李遠輝，博士，副教授，研究方向為中藥制藥新技術與新工藝研究。E-mail: 20181016@jxutcm.edu.cn

楊 明，博士，教授，博士生導師，研究方向為中藥制劑學研究。E-mail: yangming16@126.com

[責任編輯 崔艷麗]