脈沖真空干燥在中藥浸膏干燥中的應(yīng)用

林志雄

(1.漳州片仔癀藥業(yè)股份有限公司，福建 漳州 363000；2.福建省片仔癀天然醫(yī)藥研發(fā)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 漳州 363000)

在中成藥固體制劑的生產(chǎn)過程中，多數(shù)以中藥浸膏粉為中間體進(jìn)行生產(chǎn)，中藥浸膏粉主要經(jīng)提取、干燥、粉碎等制備而得，而大量研究表明干燥工藝直接影響其理化性質(zhì)[1]。傳統(tǒng)干燥技術(shù)主要有鼓風(fēng)烘箱干燥和普通真空干燥，存在干燥耗時(shí)長、生產(chǎn)低效率、高能耗等缺點(diǎn)[2]。遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足黏性大、含水率高的中藥浸膏對(duì)干燥技術(shù)需求[3]。近年來，隨著中藥制藥設(shè)備的發(fā)展，噴霧干燥、真空冷凍干燥和真空帶式干燥技術(shù)廣泛用于中藥浸膏的干燥，取得了一定進(jìn)展[4]，但仍無法解決部分黏性大、含糖量高、醇溶性浸膏的干燥問題。脈沖真空干燥是近年來興起的一種高效、新型干燥技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于食品、生物、化工等多個(gè)領(lǐng)域，但應(yīng)用于中藥浸膏干燥的研究較少。

本研究浸膏A由枳實(shí)、茯苓、郁金、甘草提取所得，含有較多淀粉類成分，干燥后硬度大，粉碎困難，細(xì)粉多；浸膏B由黃連、土白術(shù)、石榴皮、陳皮提取所得，含有較多糖類成分，干燥后易發(fā)黏，水分偏高；豬膽浸膏由豬膽粉制備所得，含有較多酸性成分，且稠度大，易潔快，干燥難度大；以上三個(gè)品種均不宜采用傳統(tǒng)干燥工藝進(jìn)行干燥，對(duì)于考察新型干燥技術(shù)具有代表性。

本研究以水分、干燥時(shí)間、干浸膏性狀、得率、有效成分含量為指標(biāo)，采用烘箱干燥、真空帶式干燥、脈沖真空干燥3種干燥方式分別對(duì)浸膏A、浸膏B、豬膽浸膏三個(gè)品種進(jìn)行干燥，重點(diǎn)考察脈沖真空干燥技術(shù)用于中藥浸膏干燥的可行性。

1 儀器與材料

1.1 儀器

CT-C-Ⅰ熱風(fēng)循環(huán)烘箱(常州市范群干燥設(shè)備有限公司)；BVD205真空帶式干燥機(jī)(溫州市金榜輕工機(jī)械有限公司)；JNMC-72節(jié)能低溫脈沖真空干燥機(jī)(常州市震華干燥設(shè)備有限公司)；MF-50快速水分測(cè)定儀(日本AND)；waters e2695高效液相色譜儀(上海沃特世)；XPE504電子天平(梅特勒-托利多(上海)有限公司)。

1.2 材料

浸膏A(批號(hào)2102001)、浸膏B(2102001)、豬膽浸膏(2102001)均由漳州片仔癀藥業(yè)股份有限公司提取制備。辛弗林對(duì)照品(批號(hào)110727-201809)、鹽酸小檗堿對(duì)照品(批號(hào)110713-202015)、豬去氧膽酸(批號(hào)100087-201411)均購自中國食品藥品檢定研究院。

2 脈沖真空干燥技術(shù)介紹

2.1 原理

低溫脈沖真空干燥設(shè)備工作原理為采用“高壓熱風(fēng)—真空脈沖置換方式”進(jìn)行真空干燥，是一種高效低溫干燥方式。具體操作首先根據(jù)物料特性設(shè)定適應(yīng)溫度，當(dāng)物料溫度降到適應(yīng)溫度時(shí)，采用高壓熱風(fēng)—真空對(duì)流方式，通過補(bǔ)充熱壓縮空氣避免真空抽氣帶走的熱能大于夾套加熱所提供熱能致使物料表面溫度降低，從而造成物料表面黏度下降、變硬，不利于物料內(nèi)部水汽蒸發(fā)，降低干燥效率。設(shè)備采用箱體6面加熱方式，且每層隔板兩側(cè)皆設(shè)有12個(gè)空氣進(jìn)氣嘴與真空抽氣嘴，此設(shè)計(jì)既能使每一隔板層物料熱能補(bǔ)充均衡，防止箱體內(nèi)熱能的流失，又能將箱體內(nèi)的水蒸汽迅速真空帶走。

2.2 特點(diǎn)

設(shè)備可以采用蒸汽、循環(huán)過熱水、電加熱為熱源方式，可以實(shí)現(xiàn)在線清洗或浸泡清洗功能。尤其針對(duì)物料含糖量高、熱敏性低、易溢出、易起泡的浸膏，干燥效果好。設(shè)備安裝一組對(duì)射光電探頭用于起泡自動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)泡沫遮擋探頭自動(dòng)進(jìn)熱壓縮空氣進(jìn)行破泡，防止溢泡，降低生產(chǎn)操作難度。設(shè)備內(nèi)安裝紅外攝像頭，外接顯示屏，便于觀察物料干燥過程。當(dāng)箱體內(nèi)真空度達(dá)到水份或溶媒的飽和蒸發(fā)狀態(tài)，自動(dòng)補(bǔ)充潔凈空氣，破壞平衡，使箱體內(nèi)的水蒸氣迅速被真空帶走。

2.3 優(yōu)勢(shì)

設(shè)備主要由箱體、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成(見圖1)。集干燥、清洗等多功能于一體，先進(jìn)、高效(縮短干燥時(shí)間)、節(jié)能、功能齊全，同樣產(chǎn)能需求設(shè)備更小，節(jié)約占地面積40%～60%。設(shè)備運(yùn)用多項(xiàng)探測(cè)技術(shù)，對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)反饋，實(shí)現(xiàn)干燥全程自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而保證各工藝參數(shù)達(dá)到最優(yōu)，快速篩選出每個(gè)品種的最佳工藝，大大加快對(duì)新產(chǎn)品的工藝參數(shù)摸索進(jìn)程。

圖1 設(shè)備布局圖

3 方法與結(jié)果

3.1 干燥方法

3.1.1 浸膏A 本次實(shí)驗(yàn)各取浸膏2 kg(密度1.20，固含率54%，干燥溫度80 ℃)，分別用熱風(fēng)循環(huán)烘箱(均勻鋪盤，每盤鋪2 kg)(樣1)、真空帶式干燥機(jī)(進(jìn)料速度2 500 mL/h)(樣2)、低溫脈沖真空干燥機(jī)(均勻鋪盤，每盤鋪2 kg)(樣3)進(jìn)行干燥。

3.1.2 浸膏B 本次實(shí)驗(yàn)各取浸膏2 kg(密度1.25，固含率45%，干燥溫度80 ℃)，分別用熱風(fēng)循環(huán)烘箱(均勻鋪盤，每盤鋪1 kg)(樣4)、真空帶式干燥機(jī)(進(jìn)料速度2 000 mL/h)(樣5)、低溫脈沖真空干燥機(jī)(均勻鋪盤，每盤鋪1 kg)(樣6)進(jìn)行干燥。

3.1.3 豬膽浸膏 本次實(shí)驗(yàn)各取浸膏2 kg(密度1.50，固含率65%，干燥溫度80 ℃)，分別用熱風(fēng)循環(huán)烘箱(均勻鋪盤，每盤鋪2 kg)(樣7)、真空帶式干燥機(jī)(流動(dòng)性差，手動(dòng)鋪料)(樣8)、低溫脈沖真空干燥機(jī)(均勻鋪盤，每盤鋪2 kg)(樣9)進(jìn)行干燥。

3.2 水分、干燥時(shí)間、性狀、得率

分別稱取9個(gè)樣品的干浸膏粉各5g，采用快速水分測(cè)定儀，按照固體水分測(cè)定模式105 ℃進(jìn)行測(cè)定。水分合格標(biāo)準(zhǔn)：浸膏A≤3%，浸膏B≤3%，豬膽浸膏≤2%。記錄每個(gè)樣品干燥時(shí)長。觀察干燥后干浸膏色澤、性狀、粉碎情況及制劑可行性。稱量每個(gè)樣品干浸膏重量，計(jì)算干燥得率。計(jì)算公式如下：得率%=(干浸膏重量×干浸膏水分)/(浸膏重量×固含率)×100%。具體結(jié)果如表1。

表1 三個(gè)品種干燥結(jié)果匯總

從表1結(jié)果可知，三個(gè)品種樣品采用脈沖真空干燥技術(shù)進(jìn)行干燥后水分均合格，且優(yōu)于真空帶式干燥及烘箱干燥；干燥耗時(shí)最短、效率最高；干燥后性狀良好，適合后續(xù)粉碎及制劑；同時(shí)干燥得率也高于另外兩種干燥技術(shù)，為最優(yōu)干燥工藝。

3.3 指標(biāo)成分含量測(cè)定

3.3.1 浸膏A (1)色譜條件：用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；流動(dòng)相為甲醇-磷酸二氫鉀溶液(45∶55)，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量為20μL，柱溫為40 ℃；檢測(cè)波長為275 nm。理論塔板數(shù)按辛弗林峰計(jì)算應(yīng)不低于2 000。色譜見圖2。

圖2 浸膏A對(duì)照品、供試品HPLC色譜

(2)對(duì)照品溶液的制備：精密稱取辛弗林對(duì)照品適量，加水制成每1 mL含30μg的溶液，即得。

(3)供試品溶液的制備：分別取樣1、樣2、樣3的干浸膏粉各約0.5 g，精密稱定，置3個(gè)具塞錐形瓶中，分別精密加入甲醇溶液各50 mL，密塞，稱定重量，超聲處理(功率300 W，頻率40 kHz)30 min，取出，放冷，再稱定重量，分別用甲醇溶液補(bǔ)足減失的重量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得樣1供試品溶液、樣2供試品溶液、樣3供試品溶液。

3.3.2 浸膏B (1) 色譜條件：用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；流動(dòng)相為乙腈-0.05 mol/L 磷酸二氫鉀溶液(50∶50)，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量為10μL，柱溫為25 ℃；檢測(cè)波長為345 nm。理論塔板數(shù)按鹽酸小檗堿峰計(jì)算應(yīng)不低于5 000。色譜見圖3。

圖3 浸膏B對(duì)照品、供試品HPLC色譜

(2)對(duì)照品溶液的制備：精密稱取鹽酸小檗堿對(duì)照品適量，加甲醇制成每1 mL含30μg的溶液，即得。

(3)供試品溶液的制備：分別取樣4、樣5、樣6的干浸膏粉各約0.25 g，精密稱定，置3個(gè)100 mL具塞錐形瓶中，分別精密加入甲醇-鹽酸(100∶1)的混合溶液各50 mL，密塞，稱定重量，超聲處理(功率250 W，頻率40 kHz)30 min，取出，放冷，再稱定重量，分別用甲醇溶液補(bǔ)足減失的重量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得樣4供試品溶液、樣5供試品溶液、樣6供試品溶液。

3.3.3 豬膽浸膏 (1)色譜條件：用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；流動(dòng)相為甲醇-0.2%甲酸溶液(80∶20)，流速為1.0 mL/min，進(jìn)樣量為對(duì)照品溶液2 μL、10 μL，供試品溶液5 μL，柱溫為35 ℃；蒸發(fā)光散射檢測(cè)器檢測(cè)，漂移管溫度85 ℃，載氣流量2.0L/min。理論塔板數(shù)按豬去氧膽酸峰計(jì)算應(yīng)不低于6 000。色譜見圖4。

圖4 豬膽浸膏對(duì)照品、供試品HPLC色譜

(2)對(duì)照品溶液的制備：精密稱取豬去氧膽酸對(duì)照品適量，加甲醇制成每1 mL含0.8 mg的溶液，即得。

(3)供試品溶液的制備：分別取樣7、樣8、樣9的干浸膏粉各約0.1 g，精密稱定，置3個(gè)具塞錐形瓶中，分別加20%氫氧化鈉溶液10 mL，沸水浴加熱回流4 h，冷卻，加稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至酸性，用乙酸乙酯振搖提取4次(25 mL、20 mL、20 mL、15 mL)，分別合并提取液，蒸干，殘?jiān)謩e加甲醇溶解，轉(zhuǎn)移至25 mL量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得樣7供試品溶液、樣8供試品溶液、樣9供試品溶液。

3.3.4 測(cè)定結(jié)果 分別精密吸取對(duì)照品溶液和供試品溶液，進(jìn)樣，測(cè)定。結(jié)果見表2。從表2可知，三個(gè)品種采用脈沖干燥技術(shù)干燥的樣品指標(biāo)含量均優(yōu)于另外兩種干燥技術(shù)。

表2 三個(gè)品種含量測(cè)定結(jié)果

4 討論

本文采用烘箱干燥、真空帶式干燥、節(jié)能低溫脈沖真空干燥三種技術(shù)分別對(duì)浸膏A、浸膏B、豬膽浸膏三個(gè)品種進(jìn)行干燥對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過考察干浸膏水分、干燥時(shí)間、得率、干浸膏性狀、有效成分的含量等指標(biāo)。結(jié)果表明，烘箱干燥屬于傳統(tǒng)干燥技術(shù)，干燥效率低，適用范圍窄。真空帶式干燥雖為連續(xù)進(jìn)料、收料的自動(dòng)化干燥技術(shù)[5]，但仍存在設(shè)備占地面積大，真空度難以控制，容易導(dǎo)致物料跑料、粘帶，降低得率，且干燥后易吸潮，設(shè)備清洗留有死角等缺陷。與前面兩種干燥技術(shù)相比，節(jié)能低溫脈沖真空干燥技術(shù)具有干燥時(shí)間短、效率高、水分低、收得率高、產(chǎn)品性狀好、干燥均勻、對(duì)有效成分破壞小等優(yōu)勢(shì)。

中藥浸膏干燥工藝是否合理與藥品質(zhì)量息息相關(guān)，新型干燥技術(shù)及裝備的引進(jìn)是中藥制造工業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)，關(guān)系著中藥現(xiàn)代化的進(jìn)程[6]。在設(shè)備選型過程中，制藥企業(yè)在堅(jiān)持綠色發(fā)展的同時(shí)，逐步將設(shè)備的高效、自動(dòng)與智能融入干燥工藝的設(shè)計(jì)中，以期設(shè)計(jì)出節(jié)能、高效的工藝。節(jié)能低溫脈沖真空干燥技術(shù)為近期興起的一種新型干燥技術(shù)，適合于稠度高、含糖量高、流動(dòng)性差、熱敏性的浸膏干燥，在高效生產(chǎn)、節(jié)能減排、綠色制藥領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。