中草藥干燥現(xiàn)狀

徐晚秀，李 靜，宋飛虎，李臻鋒,2，張振,2

·綜述進展·

中草藥干燥現(xiàn)狀

徐晚秀1，李 靜1，宋飛虎1，李臻鋒1,2，張振1,2

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(zhì)量。根據(jù)相關(guān)古籍文獻及近年來中草藥干燥技術(shù)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(shù)進行了綜述總結(jié)，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(zhì)的關(guān)系，干燥技術(shù)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。

中草藥；藥效物質(zhì)；現(xiàn)代干燥技術(shù)；氣味檢測

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]。中草藥由于其天然、毒副作用小等特點，長期以來在治療疑難病與慢性病上有顯著優(yōu)勢，近年來已經(jīng)逐步走向世界。目前，我國的中草藥產(chǎn)品也出口到130多個國家和地區(qū)，全球有約40億人使用中草藥及其制劑[2]。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[3]?！侗静菝绍酢分小胺菜幉刭A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(guān)鍵的加工步驟, 干燥過程是影響中草藥質(zhì)量和經(jīng)濟價值的重要環(huán)節(jié)[4]，干燥效果直接影響產(chǎn)品的使用、質(zhì)量和外觀[5]。為了保證中草藥質(zhì)量，在干燥中草藥時必須以科學(xué)而認真的態(tài)度，詳細研究藥效變質(zhì)情況和其起因，從而針對不同的藥材選用不同的干燥方法和干燥條件[6]。目前針對中草藥干燥的研究，干燥系統(tǒng)理論不深入、工藝設(shè)計簡單、未針對藥材自身特點進行研究等這些問題仍然沒有得到解決[7]。因此針對中草藥的傳統(tǒng)干燥方法與現(xiàn)代干燥技術(shù)進行了綜述總結(jié)，以期為今后中草藥干燥的發(fā)展提供借鑒。.

在中草藥的傳統(tǒng)質(zhì)量評價體系中，氣味是十分中要的評價指標[8]，氣味反映著中草藥的化學(xué)成分，影響著中草藥的療效，是中草藥配方的重要依據(jù)。近年來，提出的基于氣味檢測的微波干燥技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展。Z.Li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[9～10]。

1 傳統(tǒng)的干燥方法

不同種類與性質(zhì)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，例如葛根和山藥等應(yīng)該在晴天暴曬，不然飲片會出現(xiàn)霉點，貯藏時容易被蟲蛀。而陰干一般適用于藥材含揮發(fā)油或粘液質(zhì)較多的養(yǎng)陰藥，例如荊芥、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[11]。如果通風不理想, 也可采用人工風源, 如電風扇、排風扇排氣等促使空氣流動, 提高風干效果[12]。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[13]、荊芥、當歸、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、薄荷變暗。

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[14]。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。對中草藥大量的產(chǎn)地干燥加工最為適宜。張榕等研究了曬干過程中黃芩藥材黃酮類成分的動態(tài)變化[15]。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[16]。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[17]。對梔子進行干燥處理，發(fā)現(xiàn)曬干是較優(yōu)的方法[18]。楊小艷等研究不同干燥方法對半夏質(zhì)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[19]。

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)?；乃幉姆N植基地使用，效率高、成本低，不受天氣氣候的限制，溫草藥的干燥加工，根據(jù)各類藥材的形質(zhì)特點控制好干燥溫度和干燥時間。對于烘干的溫度和時間的影響，曾元兒和徐暉對丹參乙醇浸膏中丹參酮ⅡA含量做了分析[20]。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發(fā)現(xiàn)，快速烘干比少干和陰干保留的含量多[21]。同時針對鮮地黃及不同干燥條件下的生地黃中麥角甾甙的含量測定也采用過不同溫度的烘干法[22]。而對于金銀花的烘干工藝也有學(xué)者做了相關(guān)分析[23]。

2 現(xiàn)代的干燥技術(shù)

雖然傳統(tǒng)該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，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[24]。干燥方法和干燥溫度會對中草藥的質(zhì)量產(chǎn)生的影響比較大，還應(yīng)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[25]。中草藥干燥的過程中需要控制中草藥的溫度和含水率，因為干燥的過程參數(shù)的合理控制以及不同中草藥的干燥方法的正確選用是決定中草藥質(zhì)量的關(guān)鍵，對保證中草藥的質(zhì)量也具有重要的意義。

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[26]。中草藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要更佳的中草藥品質(zhì)，結(jié)合中草藥的干燥過程的特殊性和復(fù)雜性的特點，把現(xiàn)代新技術(shù)應(yīng)用于中草藥的干燥?，F(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1～1000 mm，頻率為300～300000 MHz并具有穿透性的電磁輻射波[27]。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，并且傳熱與傳質(zhì)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[28]。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[28,29]。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[30]，結(jié)果表明微波干燥鮮人參時間斷省時節(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。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[31]。張薇等研究了淮山藥的微波干燥規(guī)律，其實驗了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(xué)模型進行擬合對照, 發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果和模擬計算的結(jié)果基本吻合[32]。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(jié)果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(dǎo)致黃酮苷

和萜類內(nèi)酯等主要有效成分部分降解[33]。

微波干燥的主要特點如下：(1)干燥速度快；(2)干燥均勻，干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量好； (3)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(zhì)量都有好處。(4)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；(5)反應(yīng)靈敏；(6)運行費用高，可結(jié)合微波干燥和熱風干燥在降低費用的同時提高干燥質(zhì)量；(7)電磁波泄漏會對人體器官產(chǎn)生傷害，所以必須加設(shè)防護措施[34]。

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(zhì)所吸收，直接轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，從而改變分子的振動和運動狀態(tài)，分子由摩擦和運動而生熱，產(chǎn)生自發(fā)熱效應(yīng)，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[35]。目前，遠紅外干燥在中草藥干燥方面的應(yīng)用已日益成熟，常用于百合、人參、陳皮、三棱、天花粉、莪術(shù)、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[36]、當歸等11種中草藥，得到的水分、雜質(zhì)、灰分、霉菌菌落四項指標均比傳統(tǒng)工藝(晾、曬、烘)好；薄荷、荊芥、干姜、姜黃四種中草藥經(jīng)過遠紅外干燥后得到的揮發(fā)油含量相當于或大于晾曬干(24～72 h)，水分含量也較后者低[37]。

遠紅外干燥技術(shù)的優(yōu)點：(1)干燥速度快、生產(chǎn)效率高；(2)設(shè)備比較小，建設(shè)費用低； (3)干燥質(zhì)量好；(4)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(shù)與冷凍干燥技術(shù)的結(jié)合。此技術(shù)采用了在低溫低壓的條件下的傳熱傳質(zhì)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(jié)，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[38]。錢驊等以凍干的方式處理了人參片并和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[39]。

真空冷凍干燥技術(shù)特點：(1)品質(zhì)較好；(2)保留的營養(yǎng)成分高；(3)脫水效率高，適用于長期保存和長途運輸[40]。

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(dǎo)致蒸發(fā)速度更快，但是電場消耗的能量比較小[41]。梁運章等使用高壓電場干燥技術(shù)對赤芍和薄荷等中草藥進行了實驗，結(jié)果表明：采用高壓電場干燥技術(shù)比烘箱干燥得到的中草藥的藥效成分保留率更高，并且干燥速度快。對西洋參、金霉素等中草藥進行高壓電場干燥實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干燥時間可以縮短一半，同時干燥后得到的西洋參品質(zhì)狀況與真空冷凍干燥得到的西洋參的總皂苷和含水率相比非常接近[42]。

高壓電場干燥的優(yōu)點：(1)物料的溫度沒有升高，并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，選擇并且設(shè)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[42]。

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[43]。熱泵干燥和常規(guī)熱風干燥的干燥介質(zhì)和基本原理基本相同，但是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[44]。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[45]。

熱泵干燥技術(shù)的優(yōu)點：(1)節(jié)約能源；(2)干燥溫度低產(chǎn)；(3)干燥物料品質(zhì)好；(4)干燥參數(shù)易于控制且可調(diào)范圍寬。

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(zhì)機理很少有人涉及，內(nèi)部傳熱傳質(zhì)過程不能很好地描述，沒有構(gòu)造傳熱傳質(zhì)模型。干燥是復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)傳熱傳質(zhì)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(zhì)規(guī)律。對于中草藥干燥的過程中發(fā)生了很多的復(fù)雜變化并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，并且缺乏相應(yīng)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(shù)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者不同的干燥時間、能量消耗之間的比較，很少有全面且系統(tǒng)地將傳熱傳質(zhì)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(shè)備設(shè)計的綜合研究的報道，導(dǎo)致中草藥的干燥技術(shù)研究比較欠完善。

3.1.4 缺乏干燥品質(zhì)評價標準 對中草藥干燥品質(zhì)的評價主要以水分含量或者外形、色澤為主，利用有效成分綜合評定干燥品質(zhì)的很少，基本沒有科學(xué)有效的干燥品質(zhì)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(xué)思等以檳榔為研究對象，應(yīng)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(shù)問題提供了新的思路[46]。由此，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(zhì)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(xué)成份等在發(fā)生復(fù)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(yīng)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并且制約，繼而會達到一個比較平衡的狀態(tài)。通過足夠的實驗得出的數(shù)據(jù)結(jié)合設(shè)計開發(fā)的計算機軟件，來模擬不同因素的綜合影響的結(jié)果，同時建立不同中草藥的干燥模型。通過這種模型，調(diào)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(jié)

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(shù)可以同時進行中草藥的水分、化學(xué)成分變化與藥效物質(zhì)三者之間的相關(guān)性研究。通過系統(tǒng)并且深入地研究中草藥干燥，可以進一步揭示并且預(yù)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(zhì)量。此外，應(yīng)當根據(jù)不同的中草藥，并結(jié)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(zhì)評價標準。

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（責任編輯：陳思敏）

Current status of Chinese Herbal Medicine Drying/

XU Wan-xiu1, LI Jing1, SONG Fei-hu1, LI Zhen-feng1,2, ZHANG Zhen1,2, //(School of Mechanical Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, Jiangsu; 2.Shaoxing County Kuilian Mechanical & Electric Science and Technology co., Ltd, Shaoxing 312030, Zhejiang)

Drying is the frst step in the process of Chinese herbal medicine processing. It infuences 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 are 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 effective material, microwave drying based on odor detection can solve this problem.

Chinese herbal medicine; effective material; modern drying technology; odor detection

R 912

A

1674-926X(2015)02-033-05

國家自然科學(xué)基金項目（21206051）；江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新資金（BY20130155-22）；江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計劃項目（KYLX_1158）

1.江南大學(xué)機械工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122；

2.紹興縣魁聯(lián)機電科技有限公司，浙江 紹興 312030

徐晚秀（1990-），女，博士在讀，主要從事中草藥干燥研究

Tel:18352512938 Email: bcxwx@126.com

李靜，女，碩士，講師

Email: lisytu@163.com

2014-07-11