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天麻、人参、地黄、三七冷冻干燥技术优势与干燥条件

更新日期:2022/3/21

冷冻干燥法在食品、生物药品的良好发展为其在中药材领域的应用提供了可能。采用冷冻干燥技术可较好地保持中药材的颜色、气味、外观等性状和品质,避免热敏性成分的氧化分解,最大限度地保持药物的活性,拥有其他干燥技术无可比拟的优越性。那么天麻、人参、地黄、三七采用冷冻干燥技术有哪些优势?药效如何?下面就简单介绍下天麻、人参、地黄、三七冷冻干燥技术优势与干燥条件。


三七


三七常用的干燥方法为爆干或烘房烘干等,但此方法温度较高,三七中的皂苷、三七素、挥发油等主要有效成分易在高温下分解,已无法满足人们对三七药材品质的需求,因此寻找三七新的干燥加工工艺成为行业迫切需要解决的技术瓶颈。比较不同干燥方法对三七药材外观性状与内在结构及其品质的影响时发现,冻干法干燥的药材有效成分皂苷成分和三七素含量最高,总灰分也最高,可能原因为低温抑制了药材的呼吸作用,减缓了内部淀粉与糖分的分解。同样,刘胜男等在优化三七真空冷冻干燥工艺时发现,所得样品内部细胞及组织结构发生了极小程度的热损伤,而且感官品质最佳,这可能是样品所处条件相对温和。


地黄


鲜地黄、生地黄、熟地黄是临床地黄常用品,在炮制过程中环烯醚萜苷类成分易水解,同时炮制后变得坚韧,难折断,限制了临床使用。而冷冻干燥技术可有效解决此问题,冷冻干燥后可抑制有效成分环烯醚萜苷类成分的水解,保持颜色鲜明,质地疏松。通过分析冻干地黄、生地黄HPLC指纹图谱发现,两者之间的差异主要在于化学成分含有量的不同,表明冻干地黄比生地黄能够有效保留活性成分。梓醇作为环烯醚萜苷类化合物代表性成分之一,在抽真空冷冻条件下的鲜地黄中质量分数最高,因此为最大程度保留有效成分,提高药效,应在真空低温条件下加工干燥地黄,这从侧面佐证了真空冷冻干燥技术的优势。


人参


人参作为我国珍贵的中药材,目前常用的干燥方法为晒干或烘干,但晒干受自然条件的影响,且水分去除不足,烘干因在温度较高的环境下,其药效成分易分解流失。研究表明冷冻干燥人参相较于其他干燥方法,不仅形、色、气、味优于生晒参及红参,而且可使生物形状及组织内部中的内含物保持完整,营养成分损失小。对鲜人参冻干工艺及皂苷成分变化研究,结果表明以冻干方式脱水处理后的人参片,其皂苷类成分与鲜品相比基本保持不变。


天麻


天麻现代加工方式多采用蒸制法或水煮法,此方法温度较高,导致天麻外观出现卷曲皱缩现象,使其主要有效成分天麻素大量损失,影响应用效果,而天麻素的含量与热敏性成分及易氧化成分有关,真空冷冻干燥法采用低温条件可有效避免热敏性成分及易氧化成分的变质。陈衍男等在比较不同干燥方式对天麻品质影响时发现,相对于其他干燥方法,冻干样品外形较好,组织原有结构不会发生改变,天麻素含量也最高。除此之外,天麻中的多糖含量也是衡量天麻品质的重要指标,]以不同炮制方法对天麻中天麻素及多糖的提取率进行分析研究,结果表明真空冷冻干燥优于其他方法,天麻素及多糖含量均最高,食用方便,为天麻提供良好的市场开发前景。


冷冻干燥条件


时间


冷冻干燥的不同阶段所需时间不同,首先是预冻时间的选择,预冻时间的长短应根据冻干机的性能选择,以保证在抽真空之前所选物料均已冻结。预冻时间的长短将直接影响药物的质量,时间过短,药物难以产生冰晶,物料局部易沸腾,起泡,使物料结构发生变化;时间过长,不仅所需能耗高,有效成分也可能被氧化分解,影响药物药效。在升华干燥及解析干燥过程中,物料随着时间的延长,复水率一般呈现先升高后降低的趋势,同时随着时间的延长,物料在干燥过程中会发生一系列复杂的生物化学及物理化学变化,影响最终质量。因此在整个干燥阶段,须合理地控制时间以保证干燥物料的效果。


温度


温度在整个冷冻干燥工艺中占重要地位,首先是预冻阶段温度的控制(预冻温度),预冻温度常以物料共晶点为依据,须低于物料的共晶点温度,以保证物料中的水分能全部冻结,一般预冻温度需比共晶温度低5~10℃。其次是升华干燥时隔板温度的控制,此过程要求物料中的水分处于冻结状态,温度一般要求接近而又必须低于共熔点,温度过高,物料中的冰晶会融化,导致加热过程太快,造成物料颜色加深,发黏,密度加深等影响;温度太低,物料难以得到足够的热量,内部传质推动力太小,水蒸气逸出困难,冷冻干燥效果差。最后是解析干燥过程中温度的控制,解析干燥时所需要的温度较高,以便物料内部与外部形成较高温度差而利于剩余水分的逸出。


压强


干燥速率受干燥压强的影响,随干燥室压强的增加干燥速率呈现先升后降的现象,增大干燥室压强有利于传热不利于传质,使水分在低温条件下汽化,但干燥室压强的增大使物料切片的面积收缩率也逐渐增大,进而影响干燥后物料的形状;降低干燥室压强有利于传质不利于传热,使得传入物料内部的热量不足以冰的升华,降低干燥效率。因此应根据物料的特性综合考虑干燥室压强。


以上就是关于天麻、人参、地黄、三七冷冻干燥技术优势与干燥条件的知识介绍,除此外,还有黑枸杞、杜柳叶、白芍、黄柏叶、冬虫夏草、地龙等中药材都可采用于冷冻干燥技术。


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