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响应面法优化栽培川贝母热风干燥工艺

响应面法优化栽培川贝母热风干燥工艺 天然产物研究与开发
2023-03-02
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导读:本文基于响应曲面法以优化人工栽培川贝母的热风干燥工艺,以药材性状得分、总生物碱、总淀粉、总核苷含量归一化值为指标建立模型对药材质量评价。

种叶敏1  李 巧1  杨转珍1  杨永泓1  蒋孟莲1  蔡晓洋1  李 敏1∗  黄 勇2

1 成都中医药大学药学院/现代中药产业学院 省部共建西南特色中药资源国家重点实验室

2 四川绿林川贝母种植有限公司


前言
川贝母Fritillaria cirrhosa D. Don为中药材川贝母的基原之一,又称为卷叶贝母,收载于《中华人民共和国药典》2020年版(后简称《中国药典》),具有清热润肺、化痰止咳、散结消痈的功效。目前川贝母药材的加工方式仍较为传统,不适用于栽培川贝母的产业化发展。课题组前期对比了传统晒干与3种现代干燥方法在外观性状及内在质量的利弊,发现热风干燥方法可广泛应用于栽培川贝母的产地加工,此法可较好保持药材的外观性状,减少有效成分损失,可为栽培川贝母规模化生产节约时间成本,但同时观察到热风干燥所得药材外观性状易受温度变化的影响,因此有待进一步对热风干燥工艺进行优化。

目前川贝母药材尚未形成统一、科学的产地加工规范,盲目、随意的干燥过程会导致川贝母药材质量不一,分段式变温干燥可缩短干燥时间、提高干燥速率、改善干燥品质,已应用于如西洋参、太子参等中药材及食品产业中。课题组前期实验发现间歇二段式干燥所得药材表面颜色较白,皱缩程度及粗糙感较轻,外观性状相比恒温干燥得到较大改善。因此本文对栽培川贝母热风干燥进一步进行工艺优化,以响应面法设计优选最佳分段式热风干燥工艺,同时比较恒温干燥与分段式变温干燥对栽培川贝母药材的影响,以期为其规范化产地加工提供参考依据。


代表性结果


讨论与结

目前川贝母药材在市场上以野生品为主,但由于人们过度采挖、自然环境下种子发芽率低、生长条件苛刻等原因,野生资源日益减少,人工栽培兴起,与此出现的栽培品形状变异已成为普遍但目前仍无法解决的问题,优质的外观性状及内在品质对川贝母药材的用处至关重要,亦会影响其经济价值。同时如果产地加工不当,药材极易出现糊化、变色等现象,严重影响川贝母药材性状,导致药材销售困难。川贝母药材内主要含有生物碱、核苷及淀粉类等成分,课题组前期实验发现浸出物含量越高,川贝母药材性状越差,因此本实验并未采用浸出物作为考察指标,而以药材性状、淀粉、总生物碱及总核苷含量归一化处理后对川贝母药材质量进行综合评价。

关于贝母类药材的加工工艺目前已有较多文献报道,有部分研究针对普通烘干法进行优化,如利用紫外烘晒、过热蒸汽、热风-微波联合等干燥技术,采用变温和联合干燥的方法,对贝母类药材的加工工艺进行提升,但这些方法是否适用于川贝母药材尚无相关研究,同时介入联合设备亦会增加药材的生产成本。川贝母的产地加工方法目前仍主要以恒温烘干为主,但文献报道的烘干温度、时间各不相同,课题组前期基于此进行实验研究,实验结果表明以50℃恒温烘干药材外观性状及内在质量较佳,本文继续对川贝母药材热风干燥进一步进行工艺筛选,以第一阶段干燥温度(X1),水分转换点(X2),第二阶段干燥温度(X3)3个因素,进行3因素3水平响应面实验,得到二段式干燥最佳工艺为:60℃干燥至含水量为45%,取出放置12h,于50℃干燥至含水量≤15.0%。经验证并与40~60℃恒温干燥药材对比,二段式干燥所得药材颜色偏白、质量优,同时降低了栽培川贝母药材的干燥时间,节省了加工成本,内在成分可较大程度得到保留。

通过响应面法的设计及优化,本研究对栽培卷叶贝母的热风烘干工艺进行进一步研究,对川贝母药材加工方法拓展,为其规范化、规模化、标准化生产提供数据支撑。有研究表明不同大小的川贝母烘干时间差异显著,因此对大、中、小不同规格的川贝母鲜品建立相对应的二段式干燥方法是否可以节省更多的加工成本还有待研究。该研究成果发表在《天然产物研究与开发》2023年第1期,欢迎引用(点击左下方“阅读原文”可查看全文)


引用格式种叶敏,李巧,杨转珍,等.响应面法优化栽培川贝母热风干燥工艺[J].天然产物研究与开发,2023,35:95-107. Zhong YM,Li Q,Yang ZZ,et al.Optimization of hot air drying technology of cultivated Fritillaria cirrhosa D.Don by response surface methodology[J].Nat Prod Res Dev,2023,35:95-107.


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