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喷雾干燥技术在大果木姜子中的应用
作者:刘明, 刘宏伟, 邱德文,李江    
作者单位:1.北京中医药大学,北京 100102; 2.贵阳中医学院,贵州 贵阳 550002

《时珍国医国药》 2010年 第5期

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       【摘要】 
       目的为提高大果木姜子的利用率,优选大果木姜子水溶液喷雾干燥的最佳工艺条件。方法应用正交设计法,以药粉产量为考察指标,选用L9(34)正交实验表进行正交实验,对影响大果木姜子水溶液喷雾干燥过程的因素进行考察。结果大果木姜子水溶液喷雾干燥的最佳工艺为浸膏比重1.15,进风温度160℃,出口温度80℃。结论喷雾干燥技术不太适合于大果木姜子水溶液的干燥。
       【关键词】  大果木姜子; 喷雾干燥; 正交试验
        大果木姜子Cinnamomum migao H.W.Li.又名米槁,是樟科(Lauraceae)樟属植物的果实,分布于云南、贵州和广西等省区。该属植物世界上约有250种,我国约有50种。大果木姜子性甘、辛,味温,具有温中散寒、理气止痛的功效,主治胃痛、腹痛、风湿关节炎、胸闷和呕吐。贵阳中医学院邱德文教授二十多年来对其进行了系统研究,已开发出多个中药新药。药理研究证实挥发油是其主要药效部位[1]。
        文献报道用水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取大果木姜子精油,以及对精油的制剂研究[2],但未见有关对大果木姜子水溶液利用的报道。笔者在对水蒸气蒸馏法提取大果木姜子精油后的水溶液进行动物试验发现其具有很强的药理活性,因此,不能按传统方法将之弃去。考虑到与精油的混合,决定将其水溶液干燥成粉末。但传统烘干困难,吸湿性大,流动性差,烘干时间长,存在药粉色泽不均、有效成分被破坏的问题,难以满足大生产的要求。考虑到喷雾干燥的优点[3,4],故拟利用现代的喷雾干燥技术,将其水溶液喷雾干燥成细粉。现就对影响喷雾干燥的几个主要因素进行考察,以期确定大果木姜子水溶液喷雾干燥的最佳工艺条件。
       1  材料
        大果木姜子水溶液(取大果木姜子,适当粉碎,用水蒸气蒸馏法提取挥发油后,合并水提液,浓缩,4℃保存备用)。
        BüCHI Mini Spray Dryer B-290型喷雾干燥机(日本)。
       2  方法与结果
       2.1  预试验取大果木姜子水溶液150 ml(室温时的相对密度为1.10,不过滤),设定喷嘴孔径0.7 mm,出口风温为80℃,进口风温分别为130℃,180℃,在一定流速及螺旋型流动下观察喷雾干燥出粉的情况,结果发现,当进口风温为130℃时,药粉湿度大,多黏附在干燥塔壁;而当进口风温为180℃时,药粉已变焦黄。
       2.2  正交实验在预试验的基础上,选定进风温度、出口温度、溶液相对密度为考察的3个因素,每个因素3个水平,见表1。选用L9(34)正交表,以药粉收率〔药粉收率(%)=干燥细粉的重量(g)÷投入药粉总量(g)×100%〕为考察指标。实验安排及结果见表2,方差分析见表3。
       2.3  结果分析实验结果表明,出口温度对药粉收率的影响最大,具有显著性;而进风温度和溶液相对密度对收率无显著性影响,最佳干燥条件为A3B3C3,即进风温度160℃,出口温度80℃,溶液相对密度为1.15(室温),可使药粉收率保持最大。表1  因素水平(略)表2  L9(34)正交实验设计及结果(略)表3  细粉收率方差分析(略)
       2.4  工艺验证实验按优选的最佳工艺搭配,即进风温度160℃,出风温度80℃,溶液相对密度为1.15(室温,未过滤),喷嘴孔径0.7 mm,螺旋型流动进行喷雾干燥试验,并对得到的每个干燥样本进行残留水分的测定。结果见表4。表4  工艺验证性试验(略)
       3  讨论
        实验结果表明,出口温度影响最大,出口温度过低,则药粉无法达到干燥的目的,而温度过高,药粉变焦,影响药效;增加药液的相对密度,可提高产率,但如果药液的相对密度过高,则雾滴的直径会相应的增大,药粉的含水量也会相应的提高,更容易出现黏壁现象,较难干燥;同样物料的进样速度也很重要,雾滴的直径与物料的进样速度成反比,但进样速度过大时,出口温度变化较大,干燥不完全,极大的减小药粉的收率,如何在保持产品质量的前提下,提高产品的收率,有待于我们进一步探讨。
        大果木姜子水溶液经喷雾干燥,其干燥药粉的直径小,粒度细,流动性好,溶解性好,均匀性好;药粉含水量小于5.0%,说明喷雾干燥法制取大果木姜子粉末残留水分符合2005版《中国药典》要求;可省去浓缩、过滤、粉碎等工序,直接可获得不同粒度的粉。尽管通过多因素的考察,其药粉的收率仍然比较的低,最大的收率只能达到50%左右,这可能是由于大果木姜子水溶液所含的脂溶性成分仍然较多的缘故。
        为进一步解决细粉收率的问题,笔者将在下一步的实验中考虑运用真空冷冻干燥和真空带式干燥技术进行比较研究,以期找到大果木姜子水溶液最佳的干燥方法,使成品收率提高,成品的质量提高,减少原料的损失,提高效率,更大的创造效益。  
       【参考文献】
           [1]邱德文,杜 江.中华本草苗药卷[M].贵阳:贵州科技出版社,2005:68.
       
       [2]李 江,刘英波,邱德文.苗药大果木姜子油口服乳剂的质量标准研究[J].时珍国医国药,2008,19(5):1143.
       
       [3]王元清,严建业,杨红艳.喷雾干燥技术及其在中药制剂中的应用[J].时珍国医国药,2005,16(2):161.
       
       [4]李 智,韩 静,岑 琴,等.喷雾干燥改善中药浸膏吸湿性的研究[J].中国药房,2007,18(27):2114.

经典中医古籍

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穴位数据库(附图片)