中藥材低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境創(chuàng)建方法研究

王學(xué)喜　吳小華　頡敏華　陳柏　石建業(yè)

摘要：以甘肅道地大宗中藥材當(dāng)歸、黃芪、黨參干燥品為試驗(yàn)材料，通過篩選帳膜材料及氣體置換方法，建立中藥材低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境，并對(duì)低氧高氮倉儲(chǔ)環(huán)境下3種中藥材的蟲蛀、霉變情況及主效成分保持效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，應(yīng)用0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜和0.12 mm PE膜，采用排氣法、負(fù)壓抽洗法、循環(huán)制氮充氣法均可創(chuàng)建出適于中藥材倉儲(chǔ)的低氧高氮?dú)怏w環(huán)境。在該環(huán)境下倉儲(chǔ)當(dāng)歸、黃芪和黨參1 a，中藥材不生蟲、不發(fā)霉，有效成分含量顯著高于空氣倉儲(chǔ)，保質(zhì)期可延長(zhǎng)7個(gè)月以上。

關(guān)鍵詞：當(dāng)歸；黃芪；黨參；低氧高氮；倉儲(chǔ)氣體環(huán)境；有效成分

中圖分類號(hào)：S567；R282.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-1463（2018）07-0017-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2018.07.006

Abstract：With dried products of Danggui， Huangqi and Dangshen of Chinese medicinal herbs in Gansu as the experimental materials，the screening film material and gas replacement methods were used to establish a low-oxygen and high-nitrogen gas environment for Chinese herbal medicines storage， and the effects on control of insect moth， mildew and retention of main effective components of three kinds of Chinese medicinal materials were evaluated under the low oxygen and high nitrogen storage conditions. The results show that 0.18 mm TPU film， 0.12 mm PVC film and 0.12 mm PE film can be used to create a suitable low oxygen and high nitrogen gas environment for storage of Chinese medicinal materials by exhaust method，negative pressure gas extraction method and cyclic nitrogen charging method. The application of this environment to store Danggui， Huangqi， and Dangshen for one year can avoid insects and mildews， and the content of the effective component is significantly higher than that in the air storage， and the shelf life can be prolonged for more than 7 months.

Key words：Danggui；Haugnqi；Dangshen；Low-oxygen and high-nitrogen；Gas environment for storage；Effective component

甘肅省是全國(guó)中藥材優(yōu)勢(shì)主產(chǎn)區(qū)之一，也是國(guó)家重要的中藥原料生產(chǎn)供應(yīng)保障基地[1 - 2 ]。2017年全省中藥材種植面積30萬hm2，產(chǎn)量118萬t，種植面積和產(chǎn)量均居全國(guó)第一，中藥材生產(chǎn)呈現(xiàn)持續(xù)規(guī)?；l(fā)展的強(qiáng)勁勢(shì)頭[3 ]。但大部分中藥材在倉儲(chǔ)過程中，極易發(fā)生蟲蛀和霉變，氧化褐變導(dǎo)致色澤暗淡、藥效降低。為解決上述問題，生產(chǎn)上常采用硫磺熏蒸，引起中藥材安全性問題[4 - 7 ]。硫磺熏蒸遭到限制后，又應(yīng)用比硫磺毒性更強(qiáng)的磷化鋁進(jìn)行處理，中藥材倉儲(chǔ)的安全隱患依然嚴(yán)重。目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力尚不足以支撐用冷庫和氣調(diào)庫倉儲(chǔ)中藥材，利用低氧抑制生物酶褐變、蟲卵發(fā)育、霉菌及其他微生物活動(dòng)的原理，研究中藥材低氧綠色倉儲(chǔ)技術(shù)是解決中藥材采后污染問題和保持高品質(zhì)的有效途徑。我們通過篩選帳膜材料，篩選建立低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境的方法，并評(píng)價(jià)低氧高氮環(huán)境下倉儲(chǔ)1 a對(duì)當(dāng)歸、黨參、黃芪等中藥材的防蟲、防霉效果及對(duì)主效成分保持的影響，以期為中藥材低氧綠色倉儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以定西產(chǎn)黨參、當(dāng)歸、黃芪為試驗(yàn)材料，篩選建立中藥材低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境的創(chuàng)建方法，并評(píng)價(jià)其倉儲(chǔ)效果。黨參、當(dāng)歸、黃芪均采自栽培條件良好的隴西縣順康中藥材農(nóng)民專業(yè)合作社種植基地。挑選長(zhǎng)短大小基本一致、健壯、無病蟲害、無損傷的藥材，采收后在隴西縣向陽中藥材農(nóng)民專業(yè)合作社烘干房烘干。

試驗(yàn)用0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜、0.12 mm PE膜均由天水市塑料廠生產(chǎn)。試驗(yàn)用制氮機(jī)為石家莊邦力機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的BDL-3000L型制氮機(jī)，所制N2純度99.99%，制N2 速度30 m3/h。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 充氣 分別以0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜、0.12 mm PE膜為帳膜材料制作3個(gè)長(zhǎng)×寬×高為2.8 m×2.3 m×2.0 m的密閉塑料大帳，帳內(nèi)帶PVC管材的帳架。利用排氣法（大帳入氣口一端連接制氮機(jī)，利用制氮機(jī)所制氮?dú)獬掷m(xù)將大帳內(nèi)的空氣從帳的另一端排氣口排出）、負(fù)壓抽洗法（利用真空泵從排氣口端抽除帳內(nèi)空氣至最大程度后，從大帳另一端入氣口連接制氮機(jī)并持續(xù)向帳內(nèi)充入氮?dú)猓⒀h(huán)制氮充氣法（大帳入氣口一端連接制氮機(jī)。將制氮機(jī)所制氮?dú)獬淙霂?nèi)，同時(shí)將大帳另一端排氣口排出的氣體利用管道接入制氮機(jī)氣體入口，使排出氣體循環(huán)進(jìn)入制氮機(jī)進(jìn)一步降低氧氣含量）向大帳內(nèi)充氮?dú)?，用泵吸式測(cè)氮儀測(cè)定N2濃度，使帳內(nèi)N2濃度達(dá)到95%左右，并記錄所需時(shí)間，篩選建立低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境的氣體置換方法。

1.2.2 低氧高氮?dú)怏w環(huán)境維持時(shí)間監(jiān)測(cè) 當(dāng)0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜、0.12 mm PE膜密閉大帳內(nèi)的N2濃度分別達(dá)到95%后，每間隔10 h用泵吸式測(cè)氮儀測(cè)定帳內(nèi)N2濃度，監(jiān)測(cè)大帳內(nèi)N2濃度由95%降至90%所用的時(shí)間，評(píng)價(jià)3種不同帳膜材料制作成同規(guī)格大帳的氣體維持性能。

1.3 低氧高氮?dú)怏w環(huán)境倉儲(chǔ)中藥材效果評(píng)價(jià)指標(biāo)及其測(cè)定

倉儲(chǔ)前后準(zhǔn)確稱取各袋質(zhì)量并記錄，期間每隔30 d觀察并記錄蟲蛀、霉變等情況。貯藏1 a后每處理隨機(jī)抽取 3個(gè)重復(fù)測(cè)定黃芪、黨參、當(dāng)歸的浸出物含量和揮發(fā)油得率及主效成分含量等指標(biāo)。檢測(cè)方法均按照2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》第一部要求的方法進(jìn)行，黃芪浸出物含量按通則2201項(xiàng)下的冷浸法測(cè)定，黨參、當(dāng)歸浸出物含量按通則2201項(xiàng)下的熱浸法測(cè)定；當(dāng)歸揮發(fā)油得率按通則2204項(xiàng)乙法測(cè)定，藥材主效成分（阿魏酸含量、黨參炔苷含量、黃芪甲苷含量）按照2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》第一部的高效液相色譜法測(cè)定[8 ]。

2 結(jié)果與分析

2.1 低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境的建立

由圖1、圖2、圖3可知，采用排氣法、負(fù)壓抽洗法、循環(huán)制氮充氣法3種不同氣體置換方法，向3種不同帳膜材料的密閉大帳內(nèi)充N2量至帳容積的2倍左右時(shí)，均可創(chuàng)建出低氧高氮?dú)怏w環(huán)境。3種帳膜材料密閉大帳內(nèi)低氧高氮?dú)怏w環(huán)境建立的速度由快到慢均表現(xiàn)為負(fù)壓抽洗法、循環(huán)制氮充氣法、排氣法。負(fù)壓抽洗法充氣使TPU膜、PVC膜、PE膜3種大帳內(nèi)N2濃度達(dá)到95%的時(shí)間均為7.5 h，循環(huán)制氮充氣法達(dá)到時(shí)間分別為9.0、9.0、10.5 h，排氣法達(dá)到時(shí)間分別為9.0、10.5、10.5 h。

2.2 不同膜材料大帳維持低氧高氮?dú)怏w環(huán)境的性能

由圖4可知，在用0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜和0.12 mm PE膜3種不同膜材料制作的同規(guī)格密閉大帳內(nèi)，N2濃度由95%降至90%的時(shí)間分別為100、80、70 h ，不同膜材料大帳維持低氧高氮?dú)怏w環(huán)境的性能由高到低依次為0.18 mm TPU膜帳、0.12 mm PVC膜帳、0.12 mm PE膜帳。

2.3 不同膜材料大帳性能及其使用成本核算

根據(jù)以上結(jié)果，設(shè)計(jì)出倉儲(chǔ)中藥材垛長(zhǎng)×寬×高為8.0 m×4.0 m×3.5 m的生產(chǎn)大帳，切片存儲(chǔ)量約25 t，條形藥存儲(chǔ)量約10 t，不需帳架，配備制N2 速度30 m3/h的制氮機(jī)，以負(fù)壓抽洗法充氣2次，以充氣量占藥材體積的20%計(jì)，保持N2濃度93%以上。不考慮設(shè)備折舊和人工成本，各種膜材制作大帳和創(chuàng)建及維護(hù)低氧高氮?dú)怏w環(huán)境的成本見表1。由表1可知，TPU膜帳氣密性和柔韌性好，強(qiáng)度大，需要補(bǔ)氣維護(hù)的次數(shù)少，但膜材投資高；PE膜的透氣性高，需要補(bǔ)氣維護(hù)的次數(shù)多，但膜材投資最低；PVC膜的性能居中?？筛鶕?jù)需要自行選擇。

2.4 低氧高氮?dú)怏w環(huán)境下干燥藥材的倉儲(chǔ)效果

選用0.12 mm PVC帳膜材料、負(fù)壓抽洗法的氣體置換方法創(chuàng)建的低氧高氮?dú)怏w環(huán)境大帳（2.8 m×2.3 m×2.0 m），對(duì)3種甘肅道地大宗中藥材當(dāng)歸、黃芪、黨參倉儲(chǔ)1 a，并對(duì)倉儲(chǔ)后各種藥材的蟲蛀、霉變情況及主效成分保持效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。由表2、表3、表4可知，應(yīng)用低氧高氮?dú)怏w環(huán)境倉儲(chǔ)的當(dāng)歸、黃芪、黨參均無霉變、蟲蛀現(xiàn)象發(fā)生，保質(zhì)期較CK組延長(zhǎng)7個(gè)月，質(zhì)量損耗均顯著降低，當(dāng)歸浸出物含量、揮發(fā)油得率、阿魏酸含量分別較CK組高34.91%、17.92%和25.00%，黃芪浸出物含量、黃芪甲苷含量分別高4.63%、16.36%，黨參浸出物、黨參炔苷含量分別高1.24%、14.00%，且3種中藥材的主效成分均達(dá)到2015年版《中華人民共和國(guó)藥典》第一部的要求。

3 結(jié)論

以甘肅道地大宗中藥材當(dāng)歸、黃芪、黨參干燥品為試材，通過篩選帳膜材料及氣體置換方法，建立中藥材低氧高氮倉儲(chǔ)氣體環(huán)境，并對(duì)低氧高氮倉儲(chǔ)環(huán)境下3種中藥材蟲蛀、霉變情況及主效成分保持效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，應(yīng)用0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜和0.12 mm PE膜，采用排氣法、負(fù)壓抽洗法、循環(huán)制氮充氣法均可創(chuàng)建出適于中藥材倉儲(chǔ)的低氧高氮?dú)怏w環(huán)境。低氧高氮?dú)怏w環(huán)境建立的速度由快到慢依次為負(fù)壓抽洗法、循環(huán)制氮充氣法、排氣法。不同膜材大帳維持氣體濃度的時(shí)間由長(zhǎng)到短依次為0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜、0.12 mm PE膜，大帳投資和使用成本由高到低依次為0.18 mm TPU膜、0.12 mm PVC膜、0.12 mm PE膜。

應(yīng)用低氧高氮?dú)怏w環(huán)境倉儲(chǔ)當(dāng)歸、黨參和黃芪等中藥材1 a，中藥材不生蟲、不發(fā)霉，且有效成分含量顯著高于倉儲(chǔ)在空氣中的中藥材。

參考文獻(xiàn)：

[1] 藺海明. 加快甘肅省現(xiàn)代中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展之見[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)， 2013（21）：14-19.

[2] 李向東，康天蘭，袁 雪. 關(guān)于加快甘肅中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技， 2013（12）：20-22.

[3] 李紅軍. 2018年中藥農(nóng)業(yè)法規(guī)政策、種植技術(shù)、產(chǎn)業(yè)投資培訓(xùn)班在蘭舉辦（圖）[EB/OL].（2018-05-21）[2018-06-01]http：//gansu.gscn.com.cn/system/2018/05/21/011954713.shtmL

[4] 魏建和，屠鵬飛，李 剛，等. 我國(guó)中藥農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展趨勢(shì)思考[J]. 中國(guó)現(xiàn)代中藥，2015，17（2）：94-98.

[5] 毛春芹，季 琳，陸兔林，等. 中藥材硫磺熏蒸后有害物質(zhì)及其危害研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)中藥雜志，2014，39（15）：2 801-2 806.

[6] 李成義，魏學(xué)明，王明偉，等. 硫熏對(duì)黨參中黨參炔苷含量的影響[J]. 中國(guó)現(xiàn)代中藥，2010（12）：11-13.

[7] 孫艷菲，牛 韜，劉靜靜，等. 硫磺熏蒸中藥材現(xiàn)狀及解決措施[J]. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，17（1）：125-127.

[8] 國(guó)家藥典委員會(huì). 中華人民共和國(guó)藥典（一部）[M]. 北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2015.

（本文責(zé)編：鄭立龍）