吸附干燥川白芷影响的研究的理工论文.docx

吸附干燥川白芷影响的研究的理工论文白芷又称祁白芷、川白芷和杭白芷等,是常用中药材,以白芷根作药用,具有祛风除湿、排脓生肌和活血止痛等功效[1]。白芷采挖后,要经过干燥,使其水含量[2]低于14%,方可储存。因白芷肉质根含大量淀粉,晒干时间长,遇阴雨天气,极易腐烂,目前白芷产地主要采用烘干和硫磺熏蒸干(先用硫磺熏,然后在阳光下晾晒干)方法加工白芷,据报道由新鲜白芷加工为白芷饮片过程中有效成分损失70%~80%,其中在干燥过程损失50%以上,同时,硫熏蒸时硫深入药材组织内部,穿透细胞壁附着于淀粉粒上,白芷药材残留硫,污染了白芷药材。白芷药材主要含欧前胡素、异欧前胡素、水合氧化前胡素等香豆素类成分,在干燥加工过程中损失较大。有关学者研究对比了晒干法、熏蒸法和冷冻干燥法等干燥方法对白芷有效成分(欧前胡素、香豆素)的影响,如,王梦月等人[3]研究表明,熏蒸法干燥白芷的欧前胡素、异欧前胡素和水合氧化前胡素含量分别是只有晒干白芷的42.32%、42.45%和53.13%。张翠英等人[4]在对禹白芷的研究中发现硫磺熏蒸和发汗干燥的禹白芷中挥发性成分损失明显大于烘干、晒干和微波干燥。董芙蓉等人[5]的研究表明冷冻干燥的白芷中欧前胡素和异欧前胡素含量相比减压干燥和微波干燥较高,然而冷冻干燥时间较长,能耗较高,生产规模小[6];微波干燥白芷局部易焦化。由此可见,目前用于白芷生产及研究的干燥方法还存在诸多不足,开发能够最大限度保存白芷有效成分、能耗合理、可规模化生产的干燥工艺,是白芷加工乃至其它中草药加工过程亟待解决的问题。吸附(除湿)干燥作为一种新型干燥技术[7,8]已被用于食品加工、粮食贮藏等领域,因其能较好地保存干燥物料的有效成分和理化特性,特别适合热、湿敏性生物材料的干燥,且过程能效比冷冻干燥高,受到国内外干燥行业的广泛关注。我国已有用于胡萝卜[9]、生姜[10]等干燥过程研究报道。国外,HallidaySP等人[11]将转轮式干燥机用于粮食贮藏过程;KosukeNagaya[12]研制出食品低温吸附干燥系统,可用于甘蓝、茄子、胡萝卜和菠菜等蔬菜类食品干燥过程;DjaeniM[13]研制了多级低温(10~50℃)吸附干燥机,其能效较冷冻干燥高。有关吸附干燥中草药方面研究未见有报道。本文提出将吸附低温(小于50℃)干燥方法用于白芷干燥加工过程,研究较为适宜的白芷吸附干燥条件,为开发白芷干燥新工艺提供基础数据,以提升我国中药材的干燥加工水平。2实验方法2.1主要原料及试剂原料:川白芷,取自四川遂宁白芷生产基地(2009年7月20日)。试剂:甲醇,色谱纯,山东禹王实业有限公司;甲苯,分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司;欧前胡素对照品,中国药品生物制品检定所(批号为0826-9401)。2.2吸附干燥川白芷实验白芷试样:将新鲜川白芷洗净,去除表面水分,切除分支根,横切片,厚度约1~5mm,备用。川白芷吸附干燥实验在如图1所示的吸附式低温干燥装置上进行。干燥介质(空气)通过压缩机增压后,经缓冲罐进入吸附器,通过吸附剂床层脱除空气中水分后,进入干燥器对川白芷进行干燥。进入干燥器的空气湿度和温度分别可通过饱和瓶、加热器/冷却器调节。吸附器床层和干燥介质温度、湿度由温湿传感器实时测量、显示、记录。在不同干燥介质温度、湿度、流速下,分别进行川白芷吸附干燥实验,分析川白芷干燥试样中有效成分。2.3分析和表征方法2.3.1干燥川白芷含水量、欧前胡素、总香豆素含量测定(1)干燥川白芷含水量根据中国药典[14](附录48页附录IX-H)对白芷水分测定要求,采用甲苯蒸馏法测定吸附干燥后的川3结果与分析根据中国药典对白芷药材质量标准[14]要求:含水量≤14%(质量百分数,用“wt”表示),欧前胡素≥0.08%(wt),总香豆素≥0.50%(wt),本文控制干燥后白芷(简称干燥白芷)中含水量不大于14%,以干燥白芷中欧前胡素含量、总香豆素含量为品质评价指标,单因素实验研究(2009年7月)介质温度、相对湿度和空速等吸附干燥白芷的适宜工艺条件,通过正交实验对工艺条件进行优化(2009年9月),并对干燥白芷和新鲜白芷不同部位的细胞组织形貌SEM分析。3.1干燥介质温度称取一定量的白芷试样,在干燥介质空气的平均相对湿度为3%、空速为1.77s?1、白芷切片试样厚度为2mm条件下,测定干燥温度(25~50℃)对干燥白芷中欧前胡素含量(%(wt))和总香豆素含量(%(wt))的影响,结果见图2和图3。由图2和图3可知,干燥温度提高,干燥时间缩短;在25℃下干燥时间为11.5h,而在50℃下干燥时间只有5h。在30℃下干燥,干燥白芷中总香豆素含量最高,为2.43%;大于30℃,总香豆素含量明显降低,干燥温度上升为45℃,总香豆素含量降至1.19%,降低了51%。在40℃下干燥,干燥白芷