白及塊莖粉碎及切片設備優(yōu)化應用效果

胡庭坤,彭竹晶,夏 與

(1.貴陽市鄉(xiāng)村振興服務中心，貴州 貴陽 550081；2.貴州省現(xiàn)代中藥材研究所，貴州 貴陽 550006；3.安龍縣欣蔓生物科技有限責任公司，貴州 安龍 552400)

傳統(tǒng)根莖類中藥材用藥“粗、大、黑”現(xiàn)象比較突出，存在用藥量大、起效慢、不便于服用和攜帶等問題。中藥粉碎是實現(xiàn)中藥現(xiàn)代化的重要手段之一。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，特別是現(xiàn)代粉碎技術(shù)的使用，中藥的粉碎粒度可降低到細胞壁破裂的范圍，使活性成分的釋放速度和釋放量遠優(yōu)于普通粉碎粒度，整體上提高了中藥有效成分的吸收利用率，以比原方用量少的劑量可獲得原方甚至更好的療效，減少了活性成分的損失。提高中藥粉碎的效率，需根據(jù)不同藥材，合理優(yōu)化、改進粉碎設備[1-2]。普通中藥粉碎機粉碎的顆粒附著于篩網(wǎng)的內(nèi)側(cè)，最終引起篩網(wǎng)的堵塞，在粉碎的過程中，細小的粉末易附著在過濾網(wǎng)的表面，從而降低出粉的效率，造成損耗，且粉塵的堆積會使刀片攪碎的效率降低，影響機械壽命[3]。此外，中藥切片工藝是中藥加工過程中的重要環(huán)節(jié)，直接影響中藥的質(zhì)量和臨床療效。傳統(tǒng)的機械切片和手工切片在技術(shù)要求上有很大的區(qū)別，若掌握不好，不僅會影響中藥飲片的質(zhì)量和功效，還會浪費藥材。在白及中藥材生產(chǎn)中，鮮白及需切成片狀以便于后續(xù)的加工，常用的白及切片機，通常用簡易的切刀操作，這種簡易切刀制作容易，但使用不安全，自動化程度較低，且是對白及進行單個切片，加工效率低下，耗時耗力[4]。改進優(yōu)化白及切片設備旨在保障藥材切片質(zhì)量、提高加工效率。白及塊莖的水溶性多糖，主要化學成分是葡萄甘露聚糖，也是白及膠的主要功能性成分。多項研究表明，白及多糖膠具有收斂、助懸浮、助乳化、增稠、延緩皮膚衰老、保濕等功能，是很好的天然日化添加劑和功能成分。臨床應用研究發(fā)現(xiàn)，白及化妝品對治療和防止皮膚凍瘡和皸裂、促進血液循環(huán)、改善皮膚營養(yǎng)狀況、防止皺紋產(chǎn)生有明顯療效，且無副作用和毒性[5]。對白及粉末進行白及多糖、白及膠含量分析，對評價白及藥材質(zhì)量有著重要意義。為提高中藥材白及塊莖有效成分的吸收利用率及白及切片的加工效率，對中藥材白及塊莖粉碎及切片加工開展設備優(yōu)化研究，對比在恒溫、常規(guī)狀態(tài)下不同粉碎機對白及進行粉碎的白及塊莖量、粉末量、損耗量情況及白及膠、白及多糖含量，并對普通白及切片設備和工藝進行優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料

白及干燥塊莖：3年生的貴芨1號，采集于安龍縣錢相街道的白及示范種植基地，9月采收，曬干后優(yōu)化粉碎試驗取樣1 kg；優(yōu)化切片試驗取樣10 kg。

儀器設備：粉碎機，F(xiàn)1為市場上購置的普通根莖類藥材中藥粉碎機；F2 為安龍縣欣蔓生物科技有限責任公司優(yōu)化設計的粉碎機。

切片機：F3 為市場上購置的普通根莖類藥材中藥切片機；F4 為安龍縣欣蔓生物科技有限責任公司優(yōu)化的切片機。

1.2 試驗方法

1.2.1 粉碎 分別將0.5 kg 干燥白及塊莖放入F1 和F2 粉碎機，均磨成50 目的白及粉，稱重，計算不同粉碎機的損失量及得粉率，損失量=白及干品重－白及粉重，得粉率=（白及粉重/白及干品重）×100%。測定經(jīng)不同粉碎機粉碎白及的白及多糖和白及膠含量。

1.2.2 切片 分別將5 kg 白及新鮮塊莖放入F3 和F4 切片機，均切成厚度為2～3 mm的完整白及切片，統(tǒng)計完整切片量，計算切片優(yōu)質(zhì)率，優(yōu)質(zhì)率=（優(yōu)質(zhì)切片/全部切片）×100%，并測定經(jīng)不同切片機切片白及的白及多糖和白及膠含量。

1.2.3 白及多糖的測定

1）標準曲線的繪制。D-無水葡萄糖對照品，中國食品股份有限公司藥品監(jiān)督管理所采購，批號：P-012-140730，含量≥99%，精密稱取干燥的無水葡萄糖標準品配制成0.1 g/L 的葡萄糖標準液。以0.0 mg/mL、0.2 mg/mL、0.4 mg/mL、0.6 mg/mL、0.8 mg/mL、1.0 mg/mL、1.2 mg/mL 濃度的D-無水葡萄糖標準溶液為x軸，吸光度為y軸，繪制標準曲線。建立標準曲線為y=7.725 6x－0.002 8，R2=0.997。

2）樣品的測定。分別取F1、F2 設備粉碎的白及粉末樣品適量和F3、F4 設備加工的白及切片樣品利用粉碎機粉碎后過60 目篩，取粉末500 g 混合均勻，精密稱取1.00 g，置于帶塞錐形瓶中，加水約80 mL 回流2 h，冷卻至室溫，過濾，用少量水多次洗滌殘渣，將洗滌液與濾液合并定容至250 mL，搖勻，精密吸取0.2 mL，加入0.8 mL 無水乙醇，放入冰箱，第2 天取出，10 000 r/min 離心5 min，然后加入1 mL 純水和1 mL 體積濃度為80%的乙醇洗滌沉淀物2 次，用同樣的方法離心，丟棄上清液，低溫干燥，準確加入1 mL 純水將沉淀物轉(zhuǎn)移到15 mL 帶塞玻璃試管中。精密加入新配制的5%苯酚（再蒸餾）水溶液1 mL，搖勻，然后精密加入5 mL 硫酸。搖勻，沸水浴加熱20 min，冷卻至室溫，放置30 min。測量488 nm 波長下的吸收值，將樣品測定的吸光度代入標準曲線方程得到x值，即樣品溶液的濃度（mg/mL），得出白及多糖的含量。

1.2.4 白及膠的測定 分別取F1、F2 設備粉碎的白及粗粉和F3、F4 設備加工的白及切片樣品制作粗粉5 g 加水回流提取3 次，每次提取2 h，提取液減壓濃縮后，加乙醇使其含醇量為80%，放置過夜，10 000 r/min 離心5 min，沉淀物相繼用無水乙醇，丙酮依次洗滌3 次，同法離心，棄去上清液，于60 ℃烘干得白及膠干粉[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粉碎機粉碎白及的得粉率及有效成分含量

由表1可知，普通中藥粉碎機對白及干燥塊莖打粉，損耗達4.2%，加工1 t 干燥白及塊莖損耗42 kg，按目前較低價格110 元/kg 進行計算，損失4 620 元/t。優(yōu)化后的粉碎機對白及干燥塊莖打粉，加工1 t 干燥白及塊莖損耗16 kg，損失1 760 元/t，減少損失2 860元/t。用優(yōu)化后的粉碎機對白及干燥塊莖打粉，其得粉率為98.4%，較普通中藥粉碎機高2.6百分點。此外，優(yōu)化后的粉碎機對白及干燥塊莖打粉，其白及多糖含量和白及膠含量分別為27.82%、39.75%，分別較普通中藥粉碎機打粉后的白及高6.18 百分點和1.78百分點。

表1 不同粉碎機粉碎白及干燥塊莖的得粉率及有效成分含量

2.2 不同切片機切片白及的優(yōu)質(zhì)率及有效成分含量

由表2可知，普通中藥切片機對白及新鮮塊莖的敗片和碎屑等損耗達11.5%，加工1 t新鮮白及塊莖損耗115 kg，按目前白及鮮品較低價格20 元/kg 計算，損失2 300 元/t。優(yōu)化后的白及切片機，對白及新鮮塊莖的敗片和碎屑等損耗達6.9%，加工1 t 鮮品白及塊莖損耗69 kg，損失1 380 元/t，與普通中藥切片機相比，損耗率降低4.6 百分點，減少損失920 元/t。改進優(yōu)化的切片機加工形成白及粉末提取白及多糖的含量較常規(guī)切片機的高8.95百分點。白及膠含量與普通中藥切片機相比無明顯差異。

表2 不同切片機切片白及的優(yōu)質(zhì)率及有效成分含量

3 討論與結(jié)論

白及富含的中性多糖具有明顯的抗氧化作用，對瘡瘍腫毒、胃潰瘍、內(nèi)外傷出血等病癥有良好的治療作用[5]。白及多糖、白及膠對皮膚無刺激，無過敏反應和光毒性反應，對人體皮膚無明顯不良反應；白及多糖、白及膠等白及提取物對體外培養(yǎng)的人皮膚成纖維細胞具有明顯的促生長作用，優(yōu)于AHA。同時，這些成分對人體成纖維細胞具有抗衰老作用，可延緩細胞衰老過程[7]。減少白及多糖和白及膠在加工過程中的損耗，能從根本上保障白及藥材質(zhì)量，提高白及藥材品質(zhì)。有關(guān)研究表明，白及的止血作用與其主要成分白及膠密切相關(guān)，白及膠為白及甘露糖、白及葡甘聚糖等多糖由白及塊莖經(jīng)水提取、乙醇沉淀后得到的雜多糖。加工過程中減少白及多糖的損失，是保障藥材質(zhì)量的基本技術(shù)要求，是提高藥材品質(zhì)的有效方式之一。

本試驗中，優(yōu)化后的新型白及粉碎機通過在環(huán)形圓盤左側(cè)與環(huán)形圓盤滑動連接的滑桿可以使環(huán)形圓盤的上下移動效果更好，需要更換濾網(wǎng)時轉(zhuǎn)動螺紋轉(zhuǎn)柄，使環(huán)形蓋板與粉碎箱分離，然后將濾網(wǎng)向上抬出進行更換，粉塵穿過濾網(wǎng)之后沿粉碎箱側(cè)壁掉落至粉碎箱的底部，通過導料斜坡將粉末更集中地導流至抽屜內(nèi)，要取出藥粉時，拉動把手，使抽屜側(cè)壁的滑塊沿滑槽滑動即可抽出抽屜，完成對白及粉末的采集。白及通過入料口倒入粉碎箱內(nèi)，打開第一電機，第一電機的輸出軸轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸則帶動固定在轉(zhuǎn)軸側(cè)壁的刀片轉(zhuǎn)動，使刀片對白及進行切割攪碎，當白及被粉碎至適量大小時，便可穿過過濾網(wǎng)，若粉塵堆積在過濾網(wǎng)上時，打開第二電機，第二電機的輸出軸帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿轉(zhuǎn)動使滑動連接在絲桿桿壁的環(huán)形圓盤上下移動，固定在環(huán)形圓盤內(nèi)壁的毛刷將粉塵從過濾網(wǎng)刷落，以防止粉塵堆積，影響機械壽命。優(yōu)化改進后的粉碎機較大減少白及打粉加工過程的損耗，也有效減少白及多糖和白及膠的流失。優(yōu)化后的粉碎工藝損耗率降低2.6百分點，白及多糖和白及膠含量分別高于常規(guī)工藝6.18百分點和1.78百分點。

優(yōu)化的白及切片裝置，包括底座和切片機構(gòu)，底座上設有支撐腿，支撐腿頂部設有機臺，機臺上設有機桶，機桶上部設有進料斗，機桶左側(cè)的機臺上設有固定支架，固定支架上設有第一液壓缸，第一液壓缸伸縮桿貫穿機桶左側(cè)壁，且伸縮桿自由端水平固定連接有稱量板，第一液壓缸下側(cè)的固定支架上固定設有第二液壓缸，第二液壓缸伸縮桿自由端端部固定連接在切片機構(gòu)上，切片機構(gòu)下側(cè)的機臺開設有出料口，出料口下側(cè)設有傳送機構(gòu)，傳送機構(gòu)右側(cè)下部傾斜設有排料槽。該裝置操作簡易，加工效率高。使每一次倒入盛料箱中的白及數(shù)量保持一致，便于后續(xù)對白及的切片，通過設置第三液壓缸、切刀板、切刀，使第三液壓缸向左運動時，可對盛料箱內(nèi)的白及進行多個同時切片，加快切片的速度，提高了加工效率，通過撐料板和切刀板上下交錯設置，使切出來的白及片厚度保持一致。改進優(yōu)化的切片機切片優(yōu)質(zhì)率較市場常規(guī)切片機高4.6百分點，白及多糖較傳統(tǒng)工藝高8.95百分點。使用新型粉碎機及切片機，在一定程度上解決了常規(guī)粉碎及切片加工白及時多糖損耗過大導致藥材質(zhì)量降低的問題。