動態加壓速熱滅菌對中藥粉及最終成品有效成分影響

羅琨熾 李釗文 譚婷心 劉玉清

動態加壓速熱滅菌對中藥粉及最終成品有效成分影響

羅琨熾 李釗文 譚婷心 劉玉清

（廣西梧州制藥（集團）股份有限公司，廣西 梧州 543000）

目的：試驗確定動態加壓速熱滅菌對中藥粉及最終產品的最優工藝條件并對其有效成分進行對比。方法：對3種常見滅菌方式進行對比，將有效成分、微生物限度值為指標，評價優化的動態加壓速熱滅菌工藝，以及濕熱滅菌法及干熱滅菌法對當歸、黃芪、三七三種中藥粉滅菌前后品質的影響。結果：動態加壓速熱滅菌工藝條件為170℃、滅菌時間為6 s，滅菌率達100%。3種不同滅菌方式的微生物限度值對比為，動態加壓速熱滅菌法＞濕熱滅菌法＞干熱滅菌法；結論：動態加壓速熱滅菌工藝能保證黃芪、三七等原生粉微生物限度符合要求，并且效果較常規滅菌方法優，有望替代中藥粉的常規滅菌技術。

動態加壓；速熱滅菌；中藥粉；有效成分

引言

根據2020年版《中國藥典》要求，中成藥中的大多數劑型有滅菌或者無菌要求，從而保證微生物限度符合標準[1]。在中成藥的實際生產中，很多片劑、膠囊劑和丸劑等部分劑型[2]需要對粉碎過篩后的藥材粉末進行滅菌。而大多數中藥劑型需要在制劑后進行最終滅菌，滅菌工藝決定了中成藥的療效與安全性。目前，制藥行業常用的滅菌技術是干熱滅菌、濕熱滅菌、乙醇滅菌和氣體滅菌等，部分的滅菌方法極容易對有效成分破壞，特別是含揮發性的有效成分，并難以殺滅微生物芽孢，滅菌不徹底，甚至殘留著有害毒物如黃曲霉毒素等。

當歸為傘形科植物當歸 Angelica sinensis(Oliv.) Diels 的根，入肝、心、脾經，藥性甘、辛、溫，具有補氣活血、調經止痛、抗老防老、潤腸通便的功效[3]。黃芪為豆科草本植物蒙古黃芪Radix Astragali或莢膜黃芪的根，味甘性微溫，歸脾、肺經，具有補氣升陽、益衛固表、利水消腫、托瘡生肌的功效。三七為五加科植物三七Panaxnotoginseng(Burk.) F.H.Chen的干燥根[4]，具有化瘀止血、活血定痛的功效[5]。主治出血癥、跌打損傷、瘀血腫痛[6]。以上中藥材是婦科調經片、補中益氣丸、三七養血膠囊等眾多組方中的常用組成藥，其中藥原生粉具有易揮發、受熱易分解和易轉化的特性，而且中藥材打粉入藥往往攜帶大量微生物，需要進行滅菌處理以保證制劑微生物含量在《中國藥典》2020年版所限定的范圍之內。

目前，很多劑型多采用濕熱滅菌和干熱滅菌的方式在實際生產中對生粉入藥的中藥原料進行滅菌，濕熱滅菌法在121℃帶壓的條件和干熱滅菌法80℃以上長時間的操作均容易導致藥材中的有效成分破壞和分解，大大影響了中藥品質，降低了產品功能療效。動態加壓速熱滅菌法原理是采用過熱蒸汽瞬時壓差滅菌法對粉料進行殺菌處理，將原料從加料器經密封管道進入滅菌器，滅菌器在滅菌倉中進行滅菌作業，滅菌倉作為粉狀原料滅菌的主要地方，使經過的過熱蒸氣在滅菌倉內通過攪拌槳與物料接觸，在加熱、增壓、泄壓的過程中應用過熱蒸汽同時處理原料滅菌后的粉狀原料通過滅菌器內部的分離器，把粉狀原料從蒸汽中分離出來，分離出來的粉狀原料從閥再進入分離器。一方面把少量殘存的過熱蒸氣進一步的分離，另一方面更重要的是在分離器內把原料進行急驟冷卻，目的是保持粉狀原料有效成分，特別是易揮發成分不致破壞。通過動態加壓速熱滅菌，不僅能短時間達到控制微生物限度目的，而且中藥粉滅菌后外觀性狀顏色無發生根本性變化。據有關報道，采用動態加壓速熱方法滅菌方法可以顯著減少中藥飲片中微生物的數量，由于滅菌溫度較低能最大限度地保全中藥飲片中的熱敏性成分和易揮發性成分，不僅能控制中藥粉需氧菌、霉菌、大腸桿菌限度的要求，還能更好地保持中藥粉完整性和穩定性，從而進一步保證了藥效。但是目前使用動態加壓速熱滅菌法對中藥原生粉滅菌研究與試驗與研究文獻不多，故本研究以當歸、黃芪、三七等常用中藥粉作為研究對象，與常規滅菌技術進行對比研究，對動態加壓速熱滅菌技術的優勢進行探討，為動態加壓速熱滅菌法用于中藥粉和最終成品滅菌提供參考。

1　材料與儀器

1.1　儀器

按照《中國藥典》 2020版四部高效液相色譜法測定，Waters高效液相色譜儀（e2695/UV2998 waters公司），Antech2000 蒸發光散射檢測器，空氣壓縮機（天津市津分分析儀器制造有限公司），可見分光光度計（UV2310II）；Agilent色譜儀；AL204電子天平。

1.2　試驗原料

廣西梧州制藥（集團）股份有限公司企業提供相對應的中藥材和最終成品：當歸A021a2012010，婦科調經片（批號：SZ20201201、SZ20201202、SZ20201203）；黃芪A016a2005010，補中益氣丸（批號：SZ20201201、SZ20201202、SZ20201203）；三七A019c2005010，三七養血膠囊（批號：SZ20201201、SZ20201202、SZ20201203）。

1.3　試驗方法

1.3.1干熱滅菌

根據《中國藥典》2020年版四部干熱滅菌條件為（160℃～170℃）×120 min以上、（170℃～180℃）×60 min以上或250℃×45 min，但考慮到受試樣品有效成分易破壞和分解，故干熱滅菌前將中藥材按照藥典炮制方法進行凈選、水洗干燥后，粉碎，將中藥粉或者最終成品均勻地鋪于不銹鋼托中，粉厚度不超過2 cm，按自上而下順序放到干熱滅菌柜干燥架上，于60℃～80℃滅菌12 h，保證滅菌后的物品SAL≤10-6。

1.3.2濕熱滅菌

將中藥粉或者最終成品均勻地鋪于滅菌柜不銹鋼托中，粉厚度不超過4.5 cm，放上滅菌車，推入滅菌柜，滅菌15 min，滅菌設定為蒸汽壓力0.11 MPa，滅菌溫度121℃。

1.3.3動態加壓速熱滅菌

將中藥粉或者最終成品從加料器經密封管道進入滅菌器，滅菌器在滅菌倉中進行滅菌作業，使經過的過熱蒸氣在滅菌倉內通過攪拌槳與物料接觸，在滅菌倉懸浮于高速流動中的過熱蒸氣中受到加熱，加熱時間在6 s內加熱至170℃，加熱同時將滅菌倉的壓力增加至0.11 MPa以上，然后短時間將滅菌倉的壓力在0.6 s～0.8 s內泄壓至4 kPa～6 kPa，滅菌操作完成。

1.4　阿魏酸、黃芪甲苷、三七各組分含量測定

阿魏酸、黃芪甲苷、三七各組分含量測定中色譜條件與系統適用性試驗、對照品溶液、供試品溶液的制備按照當歸、黃芪、三七（《中國藥典》2020年版一部）的標準測定。

1.5　最終成品的含量測定

按照高效液相色譜法（《中國藥典》2020年版四部通則0512）測定（避光操作）。色譜條件與系統適用性試驗與對照品溶液、供試品溶液的制備按照婦科調經片、補中益氣丸（《中國藥典》2020年版一部）的標準測定。

1.6　三七養血膠囊含量測定

按照高效液相色譜法（《中國藥典》2020年版四部通則0512）測定。色譜條件與系統適用性試驗用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以流動相A：乙腈，流動相B：水，采用梯度洗脫方式，流動相梯度程序如表1所示。

表1 流動相梯度程序

對照品溶液、供試品溶液的制備照三七養血膠囊（國家中成藥標準匯編內科氣血津液分冊）測定。

2　結果與討論

當歸細粉和婦科調經片、黃芪細粉和補中益氣丸、三七細粉和三七養血膠囊檢驗結果如表2、表3、表4所示。

表2 當歸細粉和婦科調經片各類滅菌樣品檢驗結果

表3 黃芪細粉和補中益氣丸各類滅菌樣品檢驗結果

表4 三七細粉和三七養血膠囊各類滅菌樣品檢驗結果

通過分析發現，使用動態加壓速熱滅菌方法與濕熱滅菌、干熱滅菌方法對比，有效成分含量有明顯區別。阿魏酸經過長時間處理，有效成分損失或分解達到90%以上。黃芪甲苷經過長時間處理，有效成分的損失和分解達到25%以上，三七各組分總含量經過長時間處理，有效成分的損失和分解達到50%以上。

通過分析發現，與干熱滅菌的微生物含量作對比，采用動態加壓速熱滅菌與濕熱滅菌方法，需氧菌總數和控制菌的微生物控制得更為穩定徹底，兩種滅菌方法均符合最終產品微生物限度要求。相對于濕熱滅菌，動態加壓速熱滅菌滅菌時間更短，其滅菌原理為過熱蒸汽加壓后短時間內將滅菌空間壓力在泄壓至常壓，致使藥粉和最終產品的微生物細胞壁瞬間擠壓破壞，達到消滅微生物的目的。

通過分析發現，試驗的三種滅菌方式的微生物限度值對比為，動態加壓速熱滅菌法＞濕熱滅菌法＞干熱滅菌法，并且動態加壓速熱滅菌工藝能保證以當歸、黃芪、三七等為實例原生粉的微生物限度符合要求，以此驗證動態加壓速熱滅菌對具有易揮發成份和有效成份要求的藥材滅菌有積極意義。

通過分析發現，滅菌時間越短，且在一定壓力的滅菌過程中對原料進行速熱，加熱時間6 s～10 s再進行急驟冷卻，能有效保證粉狀原料有效成分，特別是易揮發成分不易破壞，因有效成分和易揮發成分的損失降解不是一個瞬時過程，當加熱升溫相對時間極短，不會對大多數有效成分造成損失，其滅菌原理對最終成品的滅菌工藝有指導意義。

總的來說，藥粉的滅菌結果對成品能否符合質量要求關系極大，故中藥粉入藥前，對微生物限度超標的中藥粉一定要采用合適的滅菌方式進行滅菌。采用動態加壓速熱滅菌法對粉料進行殺菌處理，不僅能快速有效的達到殺菌的目的，而且粉料品質劣化值最小，能解決傳統滅菌設備的弊端，既能殺滅中藥原生藥粉需氧菌、霉菌、大腸桿菌等，達到無菌要求，還能更好地保持中藥粉完整性和穩定性。通過實驗數據和查閱文獻證明，微生物的熱致死率是加熱溫度、受熱時間和受熱壓力的函數，當微生物在高于其耐受溫度的熱環境中，必然受到致命的傷害，且這種傷害隨著時間的延長而加劇，直到死亡。依據微生物熱致死原理以及如何最大限度地保持原生藥粉的完整性原理，是解決核心技術的難點。生產企業應根據企業每個產品的主要特性，可建立產品微生物的熱致死率是加熱溫度、受熱時間和受熱壓力的函數關系基礎數據庫，采用過熱蒸汽瞬時壓差滅菌法對粉料進行殺菌處理，不僅能快速有效的達到殺菌的目的，而且原料品質劣化值最小。

3 結束語

中藥有效成分和揮發油由于易降解和被破壞，其含量高低會直接影響患者安全健康。動態加壓速熱滅菌能基本實現了中藥有效成分和揮發油質量穩定均一，且對比濕熱滅菌和干熱滅菌是采用動態方式進行操作，更能實現自動化連續式生產，對半成品生產能力提高有積極的作用。隨著滅菌方法的改進與完善，更能加快建立產品微生物的熱致死率的加熱溫度、受熱時間和受熱壓力函數關系基礎數據庫，提速制造企業生產過程執行管理系統建設。相信在不久將來，中藥有效成分和揮發油及其中成藥將更能得到有效控制。

[1]陳少平. 常用中藥滅菌技術比較及其新技術介紹[J]. 中國民族民間醫藥，2013，22(6): 104.

[2]遲玉明. 中藥原粉滅菌新技術研發及產業化應用研究[J]. 創新世界周刊，2021(1): 86-93.

[3]馮少俊，伍振峰，王雅琪，等. 中藥滅菌工藝研究現狀及問題分析[J]. 中草藥，2015，48(18):2667-2673.

[4]陳曉平，王建中. 不同滅菌方法對三七粉質量的影響[J].現代應用藥學，1996(5):22-24.

[5]王影，張德柱. 高壓蒸汽滅菌法對三七細粉中3種成分含量的影響[J]. 中國藥業，2014，23(7): 4-5.

[6]孫昱. 中藥滅菌方法探討[J]. 中國臨床藥理學雜志，2018(19): 2380-2382.

Effect of Dynamic Pressure Rapid Thermal Sterilization on Effective Components of Traditional Chinese Medicine Powder and Final Product

Objective: To determine the optimal process conditions of dynamic pressure rapid thermal sterilization for traditional Chinese medicine powder and final products, and compare its effective components. Methods: Three common sterilization methods were compared, and the effective components and microbial limit values were used as indicators to evaluate the optimized dynamic pressure rapid heat sterilization process, as well as the effects of damp heat sterilization and dry heat sterilization on the quality of Angelica sinensis, Astragalus membranaceus and Panax notoginseng before and after sterilization. Results: The process condition of dynamic pressure rapid heat sterilization was 170 ℃, the sterilization time was 6 s, and the sterilization rate was 100%. The microbial limit values of three different sterilization methods were compared as follows: dynamic pressure rapid heat sterilization > damp heat sterilization > dry heat sterilization. Conclusion: The dynamic pressure rapid thermal sterilization process can ensure that the microbial limit of Astragalus membranaceus, Panax notoginseng and other raw powders meet the requirements, and the effect is better than the conventional sterilization method. It is expected to replace the conventional sterilization technology of traditional Chinese medicine powder.

dynamic pressure; rapid thermal sterilization; traditional chinese medicine powder; active ingredient

R285; TQ46

A

1008-1151(2022)05-0045-04

2022-02-08

羅琨熾（1985－），男，廣西梧州制藥（集團）股份有限公司工程師，從事藥品技術研究工作。