乌梅浸膏真空带式干燥工艺的优化

王仁杰，王凯玉，何昕炜，过科家，刘新宇，陈盛君，王正兵

（江阴天江药业有限公司，江苏省中药配方颗粒制备与质量控制关键技术重点实验室，江苏省中药配方颗粒工程技术中心，江苏省中药配方颗粒工程研究中心，江苏江阴 214434）

乌梅为蔷薇科植物梅Prunus mume（Sieb.）Sieb.et Zucc.的干燥近成熟果实，始载于《神农本草经》，性平，味酸涩，具有敛肺涩肠、生津安蛔的功效［1］。该药材主要化学成分为有机酸、萜类、甾醇、氨基酸、糖类、挥发性成分、脂类，如柠檬酸、熊果酸、β-谷甾醇、天冬氨酸、蔗糖、戊酸等［2-5］。

干燥是制剂过程中不可缺少的一道工序。由于中药浸膏黏性大、易结团、热敏性的特点，采用箱式干燥、喷雾干燥等方法时会产生时间长、效率低、损耗大、清洁困难等问题［6］；真空低温干燥是一项新兴技术，具有温度低、易粉碎、自动化的特点，适用于黏度高、热敏性或者是不适合使用喷雾干燥或箱式干燥的产品［7-9］。因此，本实验采用真空带式干燥处理乌梅浸膏，并通过正交试验结合信息熵［10-13］优化工艺，以期为该药材产业化提供数据支持。

1 材料

BT-1000 粉体综合特性测试仪（丹东市百特仪器有限公司）；H-class 超高效液相色谱仪（美国沃特世公司）；XP6 电子天平（瑞士梅特勒-托利多公司）；RO Lab Plus-L纯水系统（德国赛多利斯公司）；QWJ125D 往复式调速切片切段机（江阴市香山中药机械有限公司）；1 吨多功能提取罐、500 L 单效外循环浓缩器（江苏沙家浜化工设备有限公司）；转毂浓缩器（江阴吉瑞机械制造有限公司）；MJY12-3 真空低温液体连续干燥机（自动出料模块配备粉碎机的筛网为60 目，上海敏杰制药机械有限公司）；DMA35 便携式电子密度计（奥地利安东帕有限公司）；JSB3-01 电子计重天平（上海蒲春计量仪器有限公司）。

乌梅（批号121808001，产地四川西岭镇）经江阴天江药业有限公司唐波执业药师鉴定，为蔷薇科植物梅Prunus mume（Sieb.）Sieb.et Zucc.的干燥近成熟果实。枸橼酸对照品（批号100396-201603，纯度100.0%）购于中国食品药品检定研究院。乙腈为色谱纯［赛默飞世尔科技（中国）有限公司］；磷酸二氢铵、磷酸为色谱纯（阿拉丁生化科技股份有限公司）；水为超纯水。

2 方法与结果

2.1 浸膏制备 称取100 kg 饮片，加水煎煮2 次，第1 次加8 倍量水，加热至沸，保持微沸2.0 h 后抽滤（200 目）；第2 次加6 倍量水，加热至沸，保持微沸1.0 h 后抽滤（200 目），合并滤液，减压浓缩至相对密度为1.30（50 ℃），即得。

2.2 枸橼酸含量测定

2.2.1 色谱条件与系统适用性试验 Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18色谱柱（100 mm×2.1 mm，1.8 μm）；流动相乙腈-0.5%磷酸二氢铵（3︰97）（磷酸调pH 至3.0）；体积流量0.3 mL／min；柱温30 ℃；检测波长210 nm；进样量1 μL。理论塔板数按枸橼酸峰计，应不低于7 000。

2.2.2 对照品溶液制备 精密称取枸橼酸对照品适量，制备成每1 mL 含1 mg 该成分的溶液，即得。

2.2.3 供试品溶液制备 精密称取干燥后浸膏粉末约0.5 g，置于具塞锥形瓶中，精密加入50 mL 水，密塞，称定质量，超声（250 W、40 kHz）处理至溶解，放冷，水补足减失的质量，摇匀，滤过，取续滤液，即得。

2.2.4 线性关系考察 精密量取对照品溶液0.1、0.2、0.4、1.0、2.0、4.0、10.0 mL，置于100 mL 量瓶中，加水定容，摇匀，在“2.2.1”项色谱条件下进样测定。以峰面积为纵坐标（Y），枸橼酸质量浓度为横坐标（X）进行回归，得方程为Y＝428.7X+128.0（r ＝0.999 9），在1～100 μg／mL 范围内线性关系良好。

2.2.5 精密度试验 精密吸取对照品溶液，在“2.2.1”项色谱条件下进样测定6 次，每次1 μL，测得枸橼酸峰面积RSD 为0.37%，表明仪器精密度良好。

2.2.6 稳定性试验 取同一份供试品溶液，于0、2、4、6、8、12、24 h 在“2.2.1”项色谱条件下进样测定，每次1 μL，测得枸橼酸峰面积RSD 为1.56%，表明溶液在24 h内稳定性良好。

2.2.7 重复性试验 取干燥后浸膏粉末适量，按“2.2.3”项下方法平行制备6 份供试品溶液，在“2.2.1”项色谱条件下进样测定，每次1 μL，测得枸橼酸含量RSD 为0.98%，表明该方法重复性良好。

2.2.8 加样回收率试验 取枸橼酸含量已知的干燥后浸膏粉末6 份，精密加入对照品溶液适量，按“2.2.3”项下方法制备供试品溶液，在“2.2.1”项色谱条件下进样测定，每次1 μL，计算回收率。结果，枸橼酸平均加样回收率为99.01%，RSD 为1.62%。

2.3 水分测定 精密称取干燥后浸膏粉末约3.0 g，按2015 年版《中国药典》 四部水分测定法（通则0832 第二法）进行测定，计算含水量。

2.4 休止角测定 取干燥后浸膏粉末，采用固定漏斗法，通过BT-1000 型粉体综合特性测试仪进行测定。

2.5 压缩度测定 通过BT-1000 型粉体综合特性测试仪测定松密度、振实密度，计算压缩度，公式为压缩度＝ ［（振实密度-松密度）／振实密度］×100%。

2.6 单因素试验 一般来说，真空度高，有利于水分在短时间内从初始值大幅度下降，而且有利于干燥后期的水分迁移；真空度低，虽然可提高热传递效率，但不利于干燥后期传质过程，并易影响物料品质［14］。因此，本实验将真空度定为设备所能达到的最高值1.0 kPa，并考察其他主要影响因素，具体如下。

2.6.1 浸膏相对密度 当浸膏相对密度高于1.30（50 ℃）时，浓缩时间较长，粘壁损失较多，而且带式干燥进料时布料不连续、不均匀，易堵塞布料器；浸膏相对密度过低时，含水量较高，会延长干燥时间，同时物料易溢出履带或四处飞溅而造成损失。因此，正交试验中选择浸膏相对密度为1.30（50 ℃）。

2.6.2 加热温度 加热第3 区为降速干燥阶段，由加热板提供的热量只有少部分用于水分蒸发，会使履带上物料显著升温，有效成分损失较大，故本实验设定该区加热温度为30 ℃。取浸膏5 kg，均分为5 份，分别设置3 区加热温度为115、80、30 ℃，120、85、30 ℃，125、90、30 ℃，130、95、30 ℃，135、100、30 ℃，调整进料频率为10 Hz，履带频率为10 Hz，进行带式干燥，干膏铡料后经出料螺杆送至粉碎机（60 目筛网）粉碎，于真空吸料桶收集干燥后浸膏粉末，测定含水量。结果，含水量随着加热温度增加而逐渐降低，一区温度为125～135 ℃时水分差异不大，但在135 ℃时进料端浸膏易爆沸飞溅而造成损失。因此，正交试验中选择加热温度分别为120、85、30 ℃，125、90、30 ℃，130、95、30 ℃。

2.6.3 进料频率 取浸膏5 kg，均分为5 份，分别设置3区加热温度为130、95、30 ℃，调整履带频率为10 Hz，进料频率为8、10、12、14、16 Hz，进行带式干燥，干膏铡料后经出料螺杆送至粉碎机（60 目筛网）粉碎，于真空吸料桶收集干燥后浸膏粉末，测定含水量。结果，含水量随着进料频率增加而逐渐升高，但大于14 Hz 时浸膏来不及涂布均匀，导致其厚度较高，内部水分蒸发不彻底，从而水分偏高。因此，正交试验中选择进料频率为10、12、14 Hz。

2.6.4 履带频率 取浸膏5 kg，均分为5 份，分别设置3区加热温度为130、95、30 ℃，调整进料频率为10 Hz，履带频率为8、10、12、14、16 Hz，进行带式干燥，干膏铡料后经出料螺杆送至粉碎机（60 目筛网）粉碎，于真空吸料桶收集干燥后浸膏粉末，测定含水量。结果，含水量随着履带频率增加而逐渐升高，但大于14 Hz 时，由于干燥时间过短导致水分偏高，而履带频率越低，物料干燥时间越长，物料过热会导致成分转移率下降。因此，正交试验中选择履带频率为10、12、14 Hz。

2.7 正交试验 在单因素试验基础上，选择加热温度（A）、进料频率（B）、履带频率（C）作为影响因素，水分、休止角、压缩度、枸橼酸转移率作为评价指标，因素水平见表1。取浸膏9 kg，均分为9 份，采用熵权法对上述评价指标进行权重系数分配，计算综合评分，结果见表2。

表1 因素水平

根据文献［10-13］报道，先建立原始评价指标矩阵X，再计算Pij，将原始矩阵转换为“概率“矩阵P，接着计算各指标信息熵Hi，最后计算第i 项指标的系数Wi，具体如下。结果，水分、休止角、压缩度、枸橼酸转移率权重系数分别为0.962 0、0.006 6、0.030 0、0.001 4。

表2 试验设计与结果

对于1 个n 行m 列的概率矩阵，综合评分Mm＝P1m×W1+P2m×W2+…+Pnm×Wn。对于干燥结果而言，水分、休止角、压缩度越低越好，而枸橼酸转移率越高越好，故规定综合评分M 越低越好时，枸橼酸转移率在其中应体现为负贡献。方差分析见表3。

表3 方差分析

由此可知，各因素影响程度依次为加热温度＞进料频率＞履带频率，均有显著性意义（P＜0.05，P＜0.01）。由于综合评分越低，干燥效果越优，故最优工艺为A3B1C2，即一、二、三区加热温度130、95、30 ℃，进料频率10 Hz，履带频率12 Hz。

2.8 验证试验 根据优化工艺进行3 批验证试验（每批投料量为40 kg），结果见表4，可知该工艺稳定可行。

表4 验证试验结果（n＝3）

3 讨论

真空带式干燥是适合于中药浸膏干燥的一项新兴技术，带式干燥物料在整个干燥过程中都处于真空封闭的环境，过程温和，可最大限度保持提取物的物性，从而得到高质量的产品，相较于其他干燥方式其适用范围广，对绝大多数的提取物，尤其是黏性高、热塑性、热敏性的物料都是最佳选择［15-16］。虽然该方法具有干燥温度低、自动化程度高、操作环境封闭、连续性好的特点，产业前景广阔，但由于中药成分复杂，设备参数多，调试方法不成熟，很难得到优化的工艺参数［17］，故针对不同中药品种研究工艺参数和干燥产品质量之间的关系，建立标准化干燥工艺，有助于获得稳定的高质量产品。

本实验在正交试验的基础上引入信息熵，探索不同干燥条件下各评价指标的客观变化规律，在一定程度上可减少主观因素的影响，从而使结果更客观准确［13］。本实验所得最优乌梅浸膏真空带式干燥工艺为一、二、三区加热温度130、95、30 ℃，进料频率10 Hz，履带频率12 Hz，经验证试验发现其稳定可行，可为该药材的产业化开发提供数据支持。