白芍烘干工藝技術提高品質應用

白芍根挖出后需要在產地趁鮮加工，干燥是其中最為重要的環節，不僅便于運輸和貯藏，也能鈍化藥材中的生物酶活和微生物菌群，減少物質消耗和發霉生蟲，減輕主要藥效成分的損失，保證藥材的藥效品質。此外，產地加工質量的優劣也直接決定了藥材后期深加工品的品質與等級。

目前，白芍的產地加工大多以農戶自行傳統曬干結合硫磺熏蒸為主，規?；潭鹊?，缺乏必要的技術指導，藥材質量難以保證。自然晾曬干燥時間長、天氣條件影響大，安全衛生條件不佳；燃煤熱風干燥方式能耗高，煙塵污染問題嚴重；并且，產地加工和飲片炮制工序的脫節，二次處理造成有效成分再次流失，極大地影響了白芍的質量。

近年來，在農副產品的機械化干燥中興起了熱泵干燥的熱潮，已成功地應用于食品和部分中藥材如金銀花、枸杞、人參、菊花、天麻、淮山藥、龍眼的規?；a中。熱泵干燥溫度可接近自然晾曬，符合農副產品尤其適合熱敏性物料對中低溫的要求；并且，通過濕度調節進一步加快物料的脫水速率，提高了干燥效率；溫濕度的精確控制，極大地保證了物料性狀的均一性和高質量；此外，閉路式設計完全隔絕了外界環境及燒煤廢氣的不良影響；其綠色節能的特性也符合國家對環境資源的保護政策。

為此，將熱泵干燥技術及設備應用于白芍的產地加工，通過實行產地加工炮制一體化，從源頭規范白芍及飲片生產。不僅能夠提高藥材外觀性狀，減少白芍中有效成分流失，提升制品綜合品質；還能節約生產成本，減少環境污染和能源消耗，是一種值得大力推廣應用的中藥飲片生產模式。

一、 熱泵干燥技術概述

熱泵(Heat Pump)是一種將低位熱源的熱能轉移到高位熱源的裝置，也是近年來全世界倍受關注的新能源技術。

1.1 熱泵干燥基本工藝原理

熱泵技術是指通過消耗一定的高品位能（如電能），將周圍低品位的能量轉化為高品位能耗的技術，即從低溫熱源吸熱，通過壓縮機做功，將熱量轉移給高溫熱源，實現能級的提升。熱泵干燥技術可以回收干燥過程中排除廢氣中的能量，再用于物料干燥，實現能量的循環利用，降低物料干燥的能耗，同時控制干燥介質的狀態，維持干燥動力。目前該技術在食品、木材、果品、污泥干燥技術中應用廣泛。

一個典型的中藥材熱泵干燥系統分別由干燥室和熱泵機組組成，其中熱泵機組由蒸發器、冷凝器、壓縮機、膨脹閥組成，通過讓工質不斷完成蒸發（吸取室外環境中的熱量）→壓縮→冷凝（在干燥室中放出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將外部低溫環境里的熱量轉移到干燥室中。冷媒在壓縮機的作用下在系統內循環流動，它在壓縮機內完成氣態的升壓升溫過程，進入內機釋放出高溫熱量加熱干燥室內空氣，同時自己被冷卻并轉化為液態，當它運行到外機后，通過節流降壓，液態迅速吸熱蒸發再次轉化為氣態，同時溫度可下降至15℃～-15℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將熱量傳遞給冷媒，液態冷媒迅速吸熱蒸發再次轉化為氣態進入壓縮機。

因此，通過冷媒不斷地循環就能實現將空氣中的熱量搬運到物料室內加熱房內空氣溫度，來完成果蔬烘烤。

熱泵烘箱設備完全配套各種規格物料室，烤房整體結構可采用聚氨酯板房或聚苯乙烯板房等。對原有土建烤房進行改造時，可采用聚氨酯及巖棉板加熱室替代原有土建加熱室，保溫效果理想，拆裝更為方便。

1.2 熱泵工質

熱泵工質從前以氟利昂為主，但由于氟利昂對地球大氣臭氧具有破壞作用，近年來已開發出多種新型熱泵工質，如R22、R417A、134A、CO2，它們的制冷系數更高，不會造成人體傷害，更有利于地球生態環境的保護。

1.3 熱泵干燥的分類

按熱源種類不同的方式，可將熱泵干燥分：空氣源熱泵、水資源熱泵、地源熱泵，雙源熱泵（水源熱泵和空氣源熱泵結合）和太陽能熱泵等。按工作原理分為：半導體熱泵、化學熱泵、吸收式熱泵和蒸汽壓縮式熱泵等。按熱空氣循環系統可分為：開路式熱泵干燥系統、閉路式熱泵干燥系統和半開式干燥系統。

閉路式熱泵干燥系統

閉路式熱泵干燥系統，克服了環境溫濕度對干燥介質狀態的影響，實現了低溫、高效、優質、快速的干燥，特別適合食品藥品、花葉類行業，具有非常重大的意義，對農業發展做出了重要貢獻。特點是不受環境影響、可回收排濕精華、無氣味排放。

1.4 熱泵干燥技術的特點

熱泵干燥相較于傳統燃煤干燥方式，具有以下幾大特點：

（1）高效節能。熱泵干燥加熱空氣的熱量主要來自回收干燥室排出的溫濕空氣中所含的顯熱和潛熱，需要輸入的能量只有熱泵壓縮機的耗功，而熱泵又有消耗少量功即可制取大量熱量的優勢，因此熱泵干燥裝置SMER（消耗單位能量所除去濕物料中的水分量）通常為1.0~4.0kg/kWh，而傳統方式的SMER值約為0.2~0.6kg/kWh。

（2）綠色環保。熱泵干燥過程中無廢水、廢氣、廢渣排放，減少CO2、不會造成環境污染。

（3）提質增效。熱泵干燥采用溫濕度智能控制技術，能夠有效提高果蔬的干燥品質；避免與外界氣體交換所可能對果蔬帶來的雜質污染，這對食品而言尤其重要；熱泵干燥更可回收物料中的有用易揮發成分（如香味及其它易揮發成分）。

（4）減工降本。熱泵干燥采用智能控制技術，操作簡便，大大降低勞動強度，減少人工成本；干燥裝置的能源效率高，運行成本低。

（5）智能精控。溫濕度控制精準，控制精度可達±0.5℃；用戶操作界面智能化，用戶可以利用專家曲線實現一鍵式自動干燥，也可根據需要分階段控制干燥室內部的溫濕度進行干燥。
因為中藥材種類較多，下面以紅枸杞為例對熱泵干燥與傳統燃煤干燥進行對比：

表?1熱泵干燥與傳統干燥方法效果對比表

從以上數據可知，與傳統燃煤干燥方式相比，熱泵干燥的能效比較高，節約了部分人工成本和能源消耗；溫度控制的精準度也提高了一個數量級，制品質量大幅提升，在經濟效益和社會效益方面均有明顯優勢。

二、 白芍節能提質干燥技術

在繼承亳白芍傳統產地加工的基礎上，引進和開發節能提質的熱泵干燥技術和設備，對白芍產地加工和飲片生產一體化工藝進行科研推廣和生產示范，進一步優化工藝參數，降低能耗，使之適應亳白芍產地加工的標準化、規范化及規?；a地加工的需要，具有巨大的經濟價值及重要的社會、環境效益。

2.1 白芍及飲片的品質評價指標

品質評控的最終目的是保證中藥的臨床療效及其穩定可靠。中藥品質評價的指標眾多，主要為性狀評價、理化評價與生物評價。其中，性狀評價主要包括性狀、顏色、氣味、質地、斷面及粉末顯微鑒別等；理化評價包括了基本的水分、灰分、干燥失重、雜質、重金屬及有害元素、農藥殘留，以及特征成分的理化鑒別、含量測定和指紋圖譜等；生物評價包括DNA鑒定、生物效價和毒性評價等?？傊?，品質評價的判定方法是從定性、經驗化逐步向定量化、科學化過渡與完善。

2.1.1 藥典對白芍主要質量指標的規定

《藥典》中規定的藥材特征性指標和外來有害物質檢測，是原生藥材入藥需要具備的基本條件，是品質控制的門檻標準?！吨袊幍洹?015年版規定：芍藥苷是白芍及其飲片的主要質量控制指標，要求分別不低于1.60%和1.20%；水溶性浸出物要求均不低于22.0%；水份要求不得超過14%；總灰分不得超過4%。在中藥飲片市場對12批次白芍飲片抽樣檢驗發現，產品不合格率高達83.3%，尤其白芍苷的含量不合格是現存的主要問題，其中加工干燥環節操作不當及熏硫是白芍有效成分損失或轉化的主要原因。此外，生長年限不足和種植管理不善也會影響白芍苷的含量。

性狀要求：《藥典》中對白芍性狀作出基本規定，白芍原藥材呈圓柱形，平直或稍彎曲，兩端平截，長5~18 cm，直徑1~2.5 cm，表面類白色或淡棕紅色，光潔或有縱皺紋及細根痕，偶有殘存的棕褐色外皮，質地堅實，不易折斷，緞面較平坦，類白色或微帶棕紅色，形成層環明顯，射線放射狀。其微，味微苦、酸。原藥材的水肥管理、農藥施用、生長年限及采收季節等因素都是影響這些形狀的主要因素；若干燥條件不當，產品色澤偏深；脫水不均勻或者超過安全水分，產品在儲運過程中易發生霉變，造成品相劣化。

重金屬及有害元素包括鉛、鎘、砷、汞、銅，其中鉛不得超過百萬分之五；鎘不得超過千萬分之三，砷不得超過百萬分之二；汞不得超過千萬分之二，銅不得超過百萬分之二十。這些指標的高低主要取決于中藥材種植區域的土壤、水源、農藥、大氣污染等環境因素。

《中國藥典》（2010版）增補允許白芍加工適度硫熏，主要目的是在控制限量的條件下（以SO2計不超過400 mg/kg），保證中藥材的干燥防蟲和方便儲存。但過度熏蒸造成制品質量下降和諸多安全隱患，需要在加工中尋找替代性手段。硫磺熏制使包括白芍苷在內的6種單萜苷類有效成分發生化學轉化，導致白芍苷含量顯著下降，高效液相檢測特征圖譜結果顯示，熏硫前后白芍樣品中檢出共有峰少了5個，并產生了三個新峰；市售白芍飲片種的含硫量與白芍苷含量呈負相關。并且，煤炭火烘烤也是制品SO2殘留量升高的一個重要來源。熏硫導致白芍苷轉變為芍藥苷亞硫酸酯，可作為液相檢測判斷白芍在加工過程是否使用硫磺熏制和熏硫程度的依據。

2.1.2 白芍的現代藥化和藥理學研究

除了《藥典》中規定的白芍特征性指標成分芍藥苷外，白芍根內主要藥化成分還包括單萜苷類(芍藥內酯苷、苯甲酰芍藥苷)和酚酸類 (兒茶素、沒食子、酸丹皮酚)等?，F代藥理研究表明，白芍中所含芍藥苷、芍藥內酯苷等單萜苷具有抗炎鎮痛、調節免疫、治療類風濕性關節炎等藥理作用。白芍中所含酚酸類成分中，兒茶素具有抗氧化活性及預防心血管疾病等作用，沒食子酸具有抗衰老、抗炎和抗癌等活性。是這些藥化成分相互作用，共同構成了白芍的藥理活性。指紋圖譜法可同時指征中藥材產品中的多種藥效學特征物質，對制品的穩定性及一致性作出綜合評價，已得到國際上廣泛認可。是不同加工炮制方法及條件是否合理合適的重要判定依據。

2.1.3 亳白芍質量等級劃分標準

以芍藥苷、白芍總苷及白芍淀粉為評價指標確定亳白芍最佳采收期為9月上旬~10月上旬，最佳生長年限為4年。以外觀性狀及內在化學成分為指標，兼顧實用性要求，將亳白芍的質量等級分為三級，劃分標準如下：一級亳白芍斷面粉性足，質地不小于1.48 g/cm3，淀粉含量不低于68%，芍藥苷平均含量為3.84%；二級亳白芍斷面粉性一般，質地1.19~1.48g/cm3，淀粉含量55%~68%，芍藥苷平均含量為3.50%；三級亳白芍斷面粉性不足，質地小于1.19 g/cm3，淀粉含量低于55%，芍藥苷平均含量為3.31%。

2.2 亳白芍現有產地趁鮮加工工藝

目前，亳州中藥飲片廠現有白芍飲片趁鮮加工工藝流程主要包括鮮白芍蒸后直接切片和鮮白芍煮后直接切片兩種工藝。其蒸后或煮后直接切片流程工藝如下：修揀→煮(蒸)→脫皮→初次干燥→悶潤→切片→二次干燥。

修揀和煮蒸與傳統白芍加工流程相同。白芍洗凈后放入蒸鍋里蒸，以蒸透心(在蒸制溫度控制在100°C左右時，較粗的蒸8~9 min，中等的蒸5~7 min，細的蒸3~5 min)，取出在冷水浸泡幾分鐘。脫皮：同傳統白芍加工方式。初次干燥：脫皮干凈后直接放入低溫烘干機，溫度控制在40~45°C左右，烘干至含水量為28%~32% (較粗的干燥9~10 h，中等的煮7~8 h，細的干燥5~6 h)。悶潤:以適量水噴淋后，用塑料薄膜覆蓋悶潤。切片：復式切藥機中切3~4 mm薄片 (根據客戶要求改變切片厚度)。二次干燥：把悶潤后的白芍再次放進低溫烘干機，溫度保持在40~45°C，烘7~9 h，取出的飲片在性狀方面（平整度、色澤）與傳統切制的白芍飲片無明顯差異。
2.3 白芍及飲片熱泵烘干工藝

白芍藥材的熱泵烘干工藝，即白芍和飲片一體化加工，能在保證藥材質量的基礎上，提高生產效率，降低生產成本。包括以下工藝環節：原料采收、去雜與清洗、分揀、煮制/水煮、去皮、切段、干燥、分選、包裝、殺菌、成品入庫等多個環節。其中蒸制/水煮、去皮、干燥、分選是其中最為重要的四個環節。

（1）原料：原料的質量優劣直接決定了產品質量的高低，是后期加工產品質量保證的先決條件。一般栽種3~4年后芍藥才可采收，4年生的更好，畝產新鮮白芍根在700~800公斤。最好能保證藥材原料的貨源穩定，對藥材的種植環境、水肥管理、農藥施用等情況有所了解。

（2）采收：關于白芍采收期的要求，有資料表明應在6~8月，也有研究表明，亳白芍的最佳采收期是9月上旬~10月上旬。采收過晚，根內淀粉過度轉化，產品質地不堅實，部分組織出現空泡現象，質量和重量都下降。需要對當地亳白芍的形狀和成分進行實地檢測，以確定適宜的采收時間。應避開中午采收，不可大量堆放。先割去白芍的莖葉，再挖出全根，除了挑選部分芽頭留種外，芍根主要做加工藥用。

（3）去雜與清洗：掰下芍根，修去蘆頭、細根及側根凸頭。冷水快洗，除去表面灰塵、葉片等雜質。

（4）分揀：將芍根按粗細大小分級分開，以利于蒸煮及干燥的均勻性，較粗的要求直徑D≥2.5cm，中等D=1.5~2.5 cm，細D≤1.5 cm（厘米）。由于白芍藥化成分的分布在同一根段的不同部位及同一植株的不同根段中均不同，建議切下的邊角料單獨處理。

（5）蒸制/水煮：蒸煮溫度和時間對芍藥苷含量、成品得率和水浸提物含量都有影響。有研究表明白芍苷在蒸煮過程中表現出先升高后降低對趨勢。蒸煮過程能破壞細胞壁層結構，有利于后期干燥傳質，加快干燥速率；蒸煮也能鈍化酶系，減少不必要的生物轉化，但時間過長，水溶性成分流失率上升。有文獻結果顯示加熱也可使異麥芽糖芍藥苷等成分轉化成芍藥苷：但高溫可使單萜苷類物質發生降解。當煮制時間較短時，芍藥苷的生成速率大于降解速率，但隨著受熱時間的增長，芍藥苷降解速率大于生成速率：煮制工藝使丹皮酚含量大量減少，分析與其易揮發的性質有關。應控制蒸煮的時間在10 min以內。

將洗凈后的白芍放入蒸鍋，溫度保持在100°C（沸騰），以蒸透心為宜，一般較粗的需要蒸8~9 min，中等的蒸5~7 min，細的蒸3~5 min。取出后在冷水浸泡幾分鐘，減少余熱損傷?；蛘?，在沸水中燙泡5~10 min，保持翻動，待芍根表皮發白、無生心、有香氣且握之柔軟有韌性時，立即撈起放入冷水中浸泡。注意煮水需及時更換。

（6）去皮與切段：由于芍藥內酯苷、苯甲酰芍藥苷、丹皮酚在芍藥根皮中分布較多，故去皮工藝使三者含量明顯減少，因此，僅從減少有效成分損失方面看，可考慮省去去皮工藝，或先煮制再去皮的加工順序。去皮與切段最好采用機械法。要求長度整齊（5~18 cm），切片厚度為2~4 mm。與物料直接接觸的設備部件須為不銹鋼材質，防止藥材與金屬表面直接接觸發生化學反應導致產品變色。

在蒸制/水煮后，立即取出芍段置于含沙的去皮機中，要求粗沙和白芍重量1:4，通過旋轉摩擦去皮，20 min左右芍根皮殘約30%，及時加入大量的冷水，進行冷卻和清洗。也可人工刮去外皮，切齊兩端。

注意：當滾筒向外出水時，即停轉并放掉全部污水，重復數次直至排放污水顏色變淡，此時關掉水閘，再把粗沙放入滾筒脫皮機直到煮后勺根殘留黑皮全部脫落，打開水閘用清水沖洗臟皮和粗沙。

（7）裝盤、裝車：經蒸制/水煮的白芍應放在多孔的網盤上短時瀝水（可以是烘盤）。不同品質的白芍分批次分車烘干；裝盤厚度要保持基本一致，防止過厚或過薄現象；房內應布滿小車，當物料不足時，每個小車可從下往上放置烘盤，且保持小車裝盤數量保持一致；對于白芍這種切段/片藥材，最好單層擺放不要堆積，妨礙熱空氣的直接接觸。

（8）干燥：干燥是白芍加工非常重要的環節，干燥過程中既有物質傳遞也有能量傳遞，其影響因素較多，涉及物料特性和干燥介質、干燥條件等方面。高溫可使單萜苷類成分發生降解，在中性條件下，白芍苷單體在60℃、3 h內可完全降解。酚酸類物質的熱穩定性較差，其氧化性亦不穩定。有文獻報道，溫度升高到70℃以上時酚酸類物質受熱降解。但溫度降低一般會伴隨干燥時間的延長，但干燥時間越長，白芍苷降解也越多。為此，控制干燥溫度主要在50~60℃之間。

白芍裝車后，應開啟循環風機1~2h，盡量吹干物料表面水分。干燥升溫不可過快，否則物料外干內濕，表層干裂，存儲期間容易發霉變質；若干燥過慢，干燥效率低、能耗升高，產品質量和重量下降。若物料質地過于堅實，內部水分脫除困難，可在烘干期間停機均濕一段時間再啟動干燥程序。白芍干燥的最終水分不得超過14.0%。白芍的熱泵干燥參數如下：

表?2白芍熱泵干燥工藝參數

（9）回溫：干燥完成后，不要立即打開干燥房門，避免物料回潮，影響物料的品質。一般待溫度將至40 ℃以下白芍及飲片才可以出烘房，此過程中風機最好繼續運轉，使烤房的溫度快速降低。料車退出烘房后現在庫房中靜置停放一段時間，待其冷卻、回軟后才能進行包裝。

（10）分選、殺菌與包裝：為避免天氣潮濕尤其陰雨天氣致制品吸濕，白芍出烤房后應及時分選和包裝。以外觀形狀（色澤、質感、純凈度）和質量分級分類存放，保證色澤深淺均勻、大小基本一致、形狀完整。如條件允許，可檢測其主要化學成分進行批次的質量分級。相關人員應穿工作服進行操作，佩戴一次性無菌手套、口罩和頭罩等。

對物料及包裝車間和直接接觸產品的包材、器具、臺面都需要分別進行殺菌處理?？刹捎米贤鈿⒕绞?，殺菌功率15w~30w/m3。紫外線的穿透力較差，注意不可堆放，以防殺菌效果不佳。殺菌時間20~30 min。

經分選、計量、包裝、質檢、滅菌后的白芍及飲片，應及時用塑料袋密封包裝，若條件允許，也可采用真空或充氮包裝。包材厚度要適宜不可過薄，需具備一定抗壓和拉伸性。小包裝飲片要求包材厚度不少于45 ?m，統貨或批發規格要求包材厚度不少于60 ?m。之后再裝入木箱或木桶內，外包裝盡量不采用麻袋、布袋或紙箱等形式。

（11）標識：中藥飲片外包裝上需要標明飲片的品名、產地、具體品種、生產企業名稱、加工炮制方法、生產日期和質檢合格標識等信息。

（12）入庫和儲運：成品及時入庫，要求陰涼、干燥、通風、避光，避免淋雨及長時間日照，溫度15~25℃為宜。禁止露天存放，嚴禁與有毒、異味、有污染和潮濕物品混貯混運。對于普通庫房，可在地板上撒1層生石灰，防止吸濕受潮、吸附異味以及防霉、防蟲蛀等。

倉儲和運輸環節也需要采取相應的養護措施，如適宜溫度(冷藏、冷凍)、濕度、遮光等，防止儲運和包裝不當易造成中藥材和中藥飲片受潮、蟲蛀、霉變，導致有效成分揮發、走油和黃曲霉菌滋生等問題，杜絕合格品的不良變質。

生產工藝流程：白芍原藥材→凈選→洗藥→潤藥→切制→干燥→篩選→包裝。

工藝流程圖：