近年來，有關(guān)梔子的研究多集中在化學(xué)成分及藥理作用方面，有關(guān)干燥領(lǐng)域的研究較少。干燥技術(shù)作為中藥產(chǎn)地加工的重要細(xì)節(jié)，直接影響中藥材產(chǎn)品的療效與品質(zhì)。目前現(xiàn)代干燥設(shè)備與技術(shù)逐漸運(yùn)用于中藥材的加工生產(chǎn)，且其具有更高效、集約的優(yōu)勢(shì)，代表性的干燥方法如微波、紅外、真空及冷凍干燥。微波干燥物料內(nèi)部水分遷移方向與熱量傳遞方向一致，因此干燥物料不易龜裂皺縮；中短波紅外干燥干燥效率高、能耗較低、其加熱過程中脫水與滅酶同步進(jìn)行；遠(yuǎn)紅外干燥穿透力強(qiáng)，物料干燥速度內(nèi)部略大于外部，表面致密層不易形成；真空干燥過程溫度梯度、壓強(qiáng)梯度、濃度梯度同時(shí)作用于物料內(nèi)部水分的遷移，使干燥物料能在相對(duì)較低的溫度條件下脫水，其所得干制品品質(zhì)更高。鑒于此，本研究開展梔子藥材現(xiàn)代干燥加工方法研究，對(duì)其干燥過程水分動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行數(shù)學(xué)擬合，計(jì)算梔子干燥過程的有效擴(kuò)散系數(shù)和活化能，并探討不同加工方法及加工溫度對(duì)梔子活性成分含量的影響，從水分脫除及有效性成分含量兩種角度評(píng)價(jià)不同干燥方法梔子的品質(zhì)，以期為新鮮梔子干燥加工的預(yù)測(cè)、調(diào)控、評(píng)價(jià)提高依據(jù)。
1.材料與方法
1.1.材料與儀器
e2695高效液相色譜儀 美國Waters公司；2998PDA光電二級(jí)管矩陣檢測(cè)器 美國Waters公司；FA1104N電子分析天平 上海精密儀器有限公司；3-18k高效冷凍離心機(jī) 德國 Sigma 公司；CG-9160多功能研磨機(jī) 中山長柏電器實(shí)業(yè)有限公司；SAK-W04805 隧道式中短波紅外干燥機(jī) 江蘇泰州圣泰科紅外科技有限公司；DZF-6050真空干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；DHG-9240a電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；EPED-10TF超純水器 南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；KQ250E超聲波清洗器 上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司。
2 不同干燥方法及干燥溫度對(duì)梔子干燥特性影響
梔子采用熱風(fēng)干燥、真空干燥及紅外干燥在不同溫度下干燥水分比-時(shí)間曲線呈現(xiàn)相似規(guī)律，隨著干燥溫度提高，干燥至目標(biāo)含水量所需時(shí)間減小。其可能原因是升高干燥溫度，能量通過干燥介質(zhì)傳遞到被加熱的物料上，物料內(nèi)部溫度積累快，有利于物料內(nèi)部水分向外擴(kuò)散，從而加速水分的蒸發(fā)與擴(kuò)散。紅外干燥相對(duì)于真空干燥與熱風(fēng)干燥整體干燥時(shí)間縮短，可能與紅外干燥輻射加熱快，梔子果實(shí)內(nèi)部升溫快，進(jìn)入降速階段較快有關(guān)。
真空干燥與熱風(fēng)干燥干燥速率隨時(shí)間變化呈先增高后降低的趨勢(shì)，這可能由于在熱風(fēng)與真空干燥剛開始時(shí)，梔子表面與干燥箱內(nèi)部有較大的溫度差，梔子果實(shí)表面溫度低于干燥箱環(huán)境溫度，其存在的溫度梯度使梔子表面存在的自由水急劇向外擴(kuò)散，在此過程中，梔子果實(shí)表面與內(nèi)部形成一定程度的濕度梯度，與此同時(shí)，干燥環(huán)境溫度向梔子果實(shí)內(nèi)部傳遞，梔子內(nèi)部溫度升高，在溫度梯度與濕度梯度雙向作用下梔子自由水向外擴(kuò)散效率達(dá)到最大值，其干燥速率也達(dá)到最大值，因此形成升速并達(dá)到最高干燥速率的階段。隨著干燥過程進(jìn)行，梔子內(nèi)部溫度與箱內(nèi)溫度趨于一致，溫度梯度的作用減小，此時(shí)梔子干燥的動(dòng)力源主要為梔子內(nèi)部與表面的濕度梯度，而隨著干燥進(jìn)行梔子中自由水減少，濕度梯度也變?nèi)?，由此干燥?/span>率也逐漸下降，最終歸于零。與真空干燥及熱風(fēng)干燥不同，紅外干燥穿透力強(qiáng)，梔子果實(shí)內(nèi)部果實(shí)升溫快，因此由于溫度梯度與濕度梯度雙向作用導(dǎo)致的升速階段時(shí)間較短，甚至在稱重間隔30min難以觀測(cè)其升速階段，直接進(jìn)入降速階段。
3 結(jié)論
本研究表明Weinull分布函數(shù)可準(zhǔn)確描述梔子經(jīng)不同干燥方法及溫度處理的干燥曲線。尺度參數(shù)α與干燥溫度有關(guān)，尺度參數(shù)α值隨著干燥溫度升高而升高；形狀參數(shù)β與干燥方法有關(guān)，紅外干燥形狀參數(shù)β值均小于1，熱風(fēng)干燥與真空干燥形狀參數(shù)β值均大于1。提高干燥溫度有利于西紅花苷I、西紅花苷Ⅱ、京尼平-1-β-龍膽二糖苷三種成分的保留。基于活性成分綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，50℃紅外干燥方法得到的樣品品質(zhì)較佳，綜合考慮干燥時(shí)間與干燥能耗，70℃紅外干燥方法可作為梔子藥材的適宜干燥方法。
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