延胡索药材干燥动力学及其化学成分变化规律研究

王海丽，张姝妍，辛洁萍，李春帅，程水清，王 璇，王旭星，文 佳，李向日

延胡索药材干燥动力学及其化学成分变化规律研究

王海丽，张姝妍#，辛洁萍，李春帅，程水清，王 璇，王旭星，文 佳，李向日*

北京中医药大学中药炮制研究中心/中药品质评价北京重点实验室，北京 102488

建立延胡索鲜品直接干燥、煮后及蒸后干燥的共有干燥模型，测定其干燥动力学参数，研究其有效成分在干燥过程中的变化规律。应用10种（Page、Wang and Singh、Two-term exponential、Newton、Logarithmic、Aghbashlo、Two-term、Midilli、Diffusion approach、Weibull）薄层干燥模型对50、60、70、80 ℃条件下3种不同加工方式的延胡索药材的干燥曲线进行拟合，采用决定系数（2）、卡方（2）及均方根误差（root mean squared error，RMSE）判断拟合方程的优劣；根据Fick扩散定律求算干燥动力学参数；根据化学动力学原理研究有效成分在干燥过程中的变化规律。确定了3种不同加工方式的延胡索中药材干燥的共有模型（Midilli模型），3种不同加工方法的延胡索药材的有效扩散系数（effective diffusivity，eff）值（7.09×10−9～4.66×10−8m2/s）及活化能（activation energy，a）值（1.52～1.82 kJ/mol），多糖、黄连碱、延胡索乙素、紫堇碱、总生物碱（原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、延胡索乙素、巴马汀、小檗碱、去氢紫堇碱、紫堇碱等8种生物碱含量的和）的变化均符合零级动力学规律，这5种化学成分的含量随干燥时间的增加而减少。生品与煮品、蒸品的干燥效率在较低温度时存在较大差异，随着干燥温度的升高，这种差异逐渐缩小，蒸、煮在一定程度上有利于干燥；干燥过程对延胡索品质有较大影响；为延胡索药材干燥方法提供参考，对指导延胡索实际生产和提高其质量与品质具有重要意义。

延胡索；干燥模型；动力学；变化规律；Fick扩散定律；Midilli模型；有效扩散系数；活化能；多糖；黄连碱；延胡索乙素；紫堇碱；总生物碱；原阿片碱；海罂粟碱；巴马汀；小檗碱；去氢紫堇碱

干燥是中药材加工炮制过程中应用历史悠久、应用范围较广的一种方法，在保证中药材的品质过程中有着重要的地位。但迄今为止，在我国中药材的干燥过程中，大多数仍按照经验操作，缺乏系统理论指导及科学的数据支撑[1-2]，也较少从化学成分变化的角度考虑中药材的干燥品质[3-4]。因此，利用数学模型定量描述中药材干燥过程并对其进行干燥动力学研究，精确掌握中药材干燥过程中的含水量及有效成分的变化规律，对保证中药材干燥品质、降低能耗、调节干燥工艺等有着重要的理论及现实意义。

延胡索又名元胡，其来源为罂粟科紫堇属植物延胡索W. T. Wang的干燥块茎[5]，始载于唐代陈藏器《本草拾遗》（公元739年）[6]。其性味辛、苦、温，归肝、脾经，具有活血、行气、止痛的功效。常用于胸胁、脘腹疼痛、胸痹心痛、经闭痛经、产后瘀阻、跌扑肿痛。延胡索现主要分布于浙江、湖北、黑龙江、陕西、甘肃等地[7]。延胡索粉性很强，不易直接干燥，容易发霉，其产地加工方法有硫磺熏制法、煮法、蒸法、微波法等，目前最常用的是煮、蒸后再烘干。目前，延胡索的干燥过程缺乏系统理论指导及科学的数据支撑和对化学成分变化规律的研究，因此，本实验以延胡索生品、煮品、蒸品为研究对象，探究其干燥过程中共有数学模型并测定其干燥动力学参数，同时以延胡索蒸品为研究对象，探究延胡索干燥过程中有效成分的变化规律，以期为延胡索药材的干燥工艺提供参考，保证延胡索临床应用的安全有效。

1 仪器与材料

1.1 仪器

Waters 1525型高效液相色谱仪，美国Waters公司；PL2002型电子天平，梅特勒-托科多仪器有限公司；FA1104型万分之一天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；HH-S6A型电热恒温水浴锅，北京科伟永兴仪器有限公司；LGJ-10型真空冷冻干燥机，北京松源华兴科技发展有限公司；KQ-600DE型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；HY-2型调速多用振荡器，国华电器有限公司；P7型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司。

1.2 材料

对照品原阿片碱（批号PS010567，质量分数≥98.0%）、海罂粟碱（批号PS022395，质量分数≥98.0%）、黄连碱（批号PS012328，质量分数≥98.0%）、延胡索乙素（tetrahydropalmatine，THP，批号PS000988，质量分数≥98.0%）、巴马汀（批号PS020011，质量分数≥98.0%）、小檗碱（批号PS011514，质量分数≥98.5%）、去氢紫堇碱（dehydrocarbarine，DHP，批号PS020439，质量分数≥98.0%）、紫堇碱（批号PS020384，质量分数≥98.0%）、-(+)-无水葡萄糖（批号B21882，质量分数≥98%），以上对照品均购自上海源叶生物科技有限公司。乙腈、甲酸、甲酸铵为色谱纯，水为娃哈哈纯净水，苯酚、浓硫酸、甲醇、乙醇为分析纯。

收集浙江省金华市磐安县延胡索鲜药材40 kg，经北京中医药大学中药炮制研究中心李向日教授鉴定为罂粟科植物延胡索W. T. Wang的块茎。

2 方法与结果

2.1 延胡索干燥模型及动力学分析

2.1.1 延胡索药材的制备

（1）生品：称取延胡索鲜品，除去须根，洗净，沥净水分。

（2）煮品：称取延胡索鲜品，除去须根，洗净，置沸水中煮10 min，取出，沥净水分。

（3）蒸品：称取延胡索鲜品，除去须根，洗净，置沸水上蒸10 min，取出，沥净水分。

2.1.2 干燥实验 取延胡索药材约50 g，精密称定，单层平铺于样品盘中，再将其放入电热鼓风干燥箱中进行干燥实验，干燥的温度分别设为50、60、70、80 ℃。每次实验前，恒温干燥箱均预先开机0.5 h以使温度恒定。每隔一定时间取出用于水分测定的1份样品测定其质量，直到2次测量的质量差小于0.01 g时停止实验。每个温度的实验均进行3次，取3次的平均值进行计算。

在干燥过程中，用水分比（MR）[8]表示被干燥物料在不同时刻的含水量。MR被定义为某时刻待除去的自由水分量与初始总自由水分量的比值，是一个无量纲的量。以MR对干燥时间作图即得不同温度的干燥曲线。

MR＝(M－M)/(0－M) （1）

M是时刻的干基含水量（每100千克绝干物料含有水分的千克数），0和M分别是初始和最终干基含水量

2.1.3 延胡索干燥模型拟合 选取10种常用的薄层干燥数学模型[8-9]（表1），应用统计学软件1stopt对延胡索生品、煮品、蒸品（50、60、70、80 ℃）的干燥曲线进行拟合。并以均方差（mean square deviation，RMSE）、相关系数（correlation coefficient，2）和卡方系数（2）作为数学模型拟合结果优劣的标准。拟合的2越接近于1、2及RMSE越小，表示模型对实际过程拟合得越好。

表1 数学模型方程

为测量次数，是模型方程中参数数目，MRexp,i与MRpre,i分别为第次测量时样品含湿比的实验值与模型预测值

将50、60、70、80 ℃ 4个不同温度干燥过程的MR值与表2所列10个薄层干燥模型分别进行非线性拟合回归分析，得到生品、煮品、正品在4个干燥温度下2、RMSE2的平均值。结果显示，模型序号8对4种不同温度下延胡索干燥实验值拟合的2平均值最大、2及RMSE平均值最小，分别为0.998 6、0.137 5、0.011 4，因此可以认为模型序号8能够较好地模拟延胡索的干燥过程。根据不同干燥温度下模型序号8的模型系数，得到不同温度下模型序号8的方程，可以计算特定干燥条件下任意时间的水分比。

2.1.4 拟合结果分析 将干燥过程中涉及到的时间与温度带入到筛选出的延胡索最佳干燥模型（Midilli）表达式，即可得到干燥过程中MR理论值，模型理论值的干燥曲线。由图1可知，MR实验值与模型序号8干燥模型的理论值拟合较好（2均大于0.99），由此说明，模型序号8模型对干燥过程的预测效果较为理想，适合对延胡索薄层模型进行描述预测，并预测延胡索干燥过程中水分的变化。

表2 延胡索药材干燥拟合结果

图1 不同加工方式的延胡索药材在不同温度时的干燥曲线

2.1.5 干燥动力学参数

（1）有效扩散系数（eff）：干燥过程中湿分扩散是一个复杂的过程，该过程可能包括分子扩散、毛细管流、Knudsen（努森）流、吸水动力学流和表面扩散，这些现象结合起来由Fick第2定律定义为eff，eff是干燥参数优化和干燥机设计的一个重要的传递特性，是反映湿分传输机制的关键干燥参数[8]。凡是涉及物料内部水分转移过程分析的问题，如干燥、脱水和贮藏等均需要计算水分的eff。在延胡索薄层干燥过程中，通常认为延胡索内部水分流动是采用扩散方式（液体或者蒸汽）。由于延胡索干燥过程是在非稳态条件下，在整个分析过程中，假设薄层延胡索为大平板。结合实验数据可以计算出延胡索干燥过程水分的eff[17]。

为实验时间（s），为薄层延胡索实验样本的厚度（m），为实验采样数

将公式（5）等号两边分别取自然对数，可得到lnMR与时间的线性关系表达式（公式6）。

lnMR＝ln(8/π2)－π2eff/2（6）

由公式（6）可得，lnMR与时间线性关系的斜率（）表达式（公式7）。

＝π2eff/2（7）

实验数据拟合得到lnMR与时间线性关系的斜率值，由公式（7）得到水分的eff。

（2）活化能（a）：物料内部水分的扩散与物料温度有关，其关系符合阿伦钮斯方程（Arrhenius equation）。干燥a表示干燥过程中蒸发单位物质的量的水分所需要的启动能量，物料的a越大表明其越难干燥[18]，eff与a的关系可根据Arrhenius方程建立。

eff＝0exp(−a/R) （8）

0为Arrhenius方程的指前因子（m2/s），为气体常数［8.31 J/(mol·K)］，为干燥温度（K）

将公式（8）等号两边分别取自然对数，可得到lneff与1/的线性关系表达式（公式9）。

lneff＝ln0－a/R（9）

对实验数据线性拟合由式（9）可得到lneff与1/线性关系的斜率值−a/，从而计算出a。

2.1.6 动力学参数的计算

（1）eff：用Fick扩散方程进行计算延胡索干燥过程中的水分有效扩散系数。根据式（7），计算得eff。不同加工方式、干燥温度下延胡索有效水分扩散系数如表3所示。由表3可知，干燥温度越高，有效水分扩散系数eff越大。这是由于随着温度的升高，延胡索内部水分子运动速度加快。

（2）a：计算所得延胡索热风干燥在不同温度下的eff，作eff自然底对数与温度倒数间的关系图，再根据eff与a的关系可根据Arrhenius方程式（8），可以得到如图2所示的曲线结果。从图2中可看到，延胡索干燥过程中lneff与1/呈现线性关系，直线方程分别为lneff＝−219.207 8/－14.189 8（生品）、lneff＝−193.465 0/－14.463 3（煮品）、lneff＝−190.211 1/14.441 6（蒸品），由式（9）可得延胡索干燥过程中水分a分别为1.82、1.61、1.58 kJ/mol。由此可知，延胡索生品的活化能低于煮品、蒸品，说明在相同的含水量和温度条件下，延胡索生品最不易干燥。

表3 延胡索药材的Deff计算值

图2 不同加工方式的延胡索药材lnDeff与1/T之间的关系

2.2 延胡索干燥过程中化学成分变化规律研究

2.2.1 延胡索样品制备 取延胡索新鲜药材200 g，洗净，除去泥沙，去须根。置蒸锅内进行蒸制，待圆汽时开始计时，蒸制10 min，取出，在80 ℃下干燥，每隔2 h取出放凉，冻干，直至10 h（干燥8 h时水分符合药典规定，水分≤13%），每个工艺重复3次。测定其浸出物、多糖、生物碱等有效成分的含量。

2.2.2 浸出物 按照《中国药典》2020年版醇溶性浸出物测定法（通则2201）项下的热浸法测定。

2017年3月，银隆的工商注册信息从“有限责任公司”悄然变更为“股份有限公司”。2017年5月17日，银隆在广东证监局办理了上市辅导备案登记。

2.2.3 多糖

（1）对照品溶液的制备：取105 ℃下干燥至恒定质量的-(+)-无水葡萄糖对照品10 mg，精密称定，用蒸馏水溶解并定容置100 mL量瓶中，得到-(+)-无水葡萄糖对照品储备液100.6 μg/mL。

（2）供试品溶液的制备：取延胡索粉末（3号筛）0.5 g，精密称定，加入50倍量的水加热回流1 h，冷却后2500 r/min离心10 min，精密量取上清液5 mL，用4倍量的无水乙醇沉淀过夜，2500 r/min离心10 min，弃去上清液，收集沉淀物并挥至无醇味，用热水溶解后定容至500 mL量瓶中，稀释至刻度，摇匀，得到延胡索多糖样品溶液。

（3）样品溶液的测定：精密吸取样品溶液1 mL于试管中，加入1 mL 5%苯酚溶液，5 mL浓硫酸摇匀后，置于沸水浴加热15 min，取出再置于冰水浴冷却至室温。以1 mL水为空白，于490 nm处测定吸光度（）值[19]。

（4）线性回归方程：取-(+)-无水葡萄糖10 mg，精密称定，加水定容至10 mL，配制成0.10 mg/mL的对照品溶液。精密吸取上述对照品溶液0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0 mL于试管中，分别加水至1 mL，再加入1 mL 5%苯酚溶液，5 mL浓硫酸，混合均匀。置于沸水浴中加热15 min，再置于冰水浴中降至室温。以1 mL水为空白，于490 nm处测定值。以质量浓度（）为横坐标，值为纵坐标绘制葡萄糖标准曲线，进行线性回归，得回归方程＝8.590 8－0.014 4，2＝0.999 4，线性范围0.02～0.10 mg/mL。

（5）精密度试验：精密吸取-(+)-无水葡萄糖对照品溶液0.5 mL，加水0.5 mL，照上述方法显色后测定，连续测定6次。经测定葡萄糖对照品溶液的RSD值为0.04%，表明方法的精密度良好。

（6）重复性试验：取延胡索粉末6份，精密称定，照上述方法显色后测定。经测定样品的RSD值为0.89%，表明方法的重复性良好。

（8）加样回收率试验：取0.25 g已知延胡索多糖含量的样品，精密称定，分别加入0.25 g延胡索样品所含的多糖含量的葡萄糖对照品，平行6份，经测定样品的RSD值为1.75%，平均回收率为96.33%，表明方法的精密度良好。

2.2.4 生物碱

（1）供试品溶液的制备 取本品粉末（过三号筛）约0.5 g，精密称定，置平底烧瓶中，精密加入浓氨试液-甲醇（1∶20）混合溶液50 mL，称定质量，冷浸1 h后加热回流1 h，放冷，再称定质量，用浓氨试液-甲醇（1∶20）混合溶液补足减失的质量，摇匀，滤过。精密量取续滤液25 mL，蒸干，残渣加甲醇溶解，转移至5 mL量瓶中，并稀释至刻度，摇匀，滤过，取续滤液，即得供试品溶液。

（2）对照品溶液的制备：取原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、THP、巴马汀、小檗碱、DHP、紫堇碱对照品适量，精密称定，置于25 mL棕色量瓶中，用甲醇定容至刻度，摇匀，得质量浓度分别为152.8、162.1、161.9、174.2、20.5、40.2、196.3、99.8 μg/mL的混合对照品储备液。

（3）色谱条件：色谱柱为Agilent Zorbax SB-C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相为乙腈-0.1 mol/L甲酸铵水溶液（每1 L溶液加甲酸120 μL），梯度洗脱：0～50 min，20%～30%乙腈；50～70 min，30%乙腈；检测波长280 nm；柱温20 ℃；进样量10 μL；体积流量1 mL/min。色谱图见图3。

（4）线性关系考察：分别精密吸取对照品储备液1、2、3、4、6、8 mL置10 mL量瓶中，加甲醇稀释并定容至刻度，摇匀，得系列对照品溶液。按上述色谱条件进行测定，以峰面积为纵坐标（），进样质量浓度为横坐标（），分别绘制标准曲线，进行线性回归，得回归方程分别为原阿片碱＝4.36×106－1.28×104，2＝0.999 4，线性范围15.28～152.80 μg/mL；海罂粟碱＝2.56×107－5.81×104，2＝0.999 4，线性范围16.21～162.08 μg/mL；黄连碱＝3.00×107－8.40×104，2＝0.999 4，线性范围16.19～161.92 μg/mL；THP＝1.04×107－2.71×104，2=0.999 4，17.42～174.20 μg/mL；巴马汀＝3.74×107－3.05×104，2＝0.999 8，线性范围2.05～20.48 μg/mL；小檗碱＝3.24×107－4.95×104，2＝0.998 2，线性范围4.02～40.16 μg/mL；DHP＝3.44×107－5.74×105，2＝0.999 4，线性范围19.63～196.32 μg/mL；紫堇碱＝8.02×106－5.90×104，2＝0.998 2，线性范围9.98～99.84 μg/mL；结果表明，各指标成分在各自线性范围内关系良好。

1-原阿片碱 2-海罂粟碱 3-黄连碱 4-THP 5-巴马汀 6-小檗碱 7-DHP 8-紫堇碱

（5）精密度试验：取混合对照品适量，按上述色谱条件重复进样6次，记录各色谱峰面积。结果原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、THP、巴马汀、小檗碱、DHP、紫堇碱峰面积的RSD分别为0.63%、0.47%、0.71%、0.50%、0.80%、0.68%、0.75%、0.56%，表明仪器精密度良好。

（6）稳定性试验：取延胡索样品制备供试品溶液，分别于制备后0、2、4、6、8、12、24 h按上述色谱条件进样测定，记录各色谱峰面积。结果原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、THP、巴马汀、小檗碱、DHP、紫堇碱峰面积的RSD分别为1.28%、0.63%、0.47%、0.63%、0.94%、0.78%、0.53%、0.63%，表明供试品溶液在24 h内稳定。

（7）重复性试验：取延胡索样品粉末制备供试品溶液，平行6份，按上述色谱条件进行测定，记录各色谱峰面积。结果原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、THP、巴马汀、小檗碱、DHP、紫堇碱峰面积的RSD分别为1.10%、1.33%、0.35%、1.61%、1.78%、1.41%、1.32%、0.59%，表明该方法重复性良好。

（8）加样回收率试验：取延胡索样品粉末6份，每份0.25 g，精密称定，均精密加入相当于其生物碱含量1.0倍的对照品，按供试品溶液制备，按上述色谱条件进行测定，记录各峰面积，分别计算8种生物碱的加样回收率。结果原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、THP、巴马汀、小檗碱、DHP、紫堇碱的平均加样回收率分别为96.10%、98.24%、99.83%、101.18%、98.24%、100.97%、100.09%、99.40%，RSD分别为1.38%、1.44%、1.98%、1.42%、1.59%、2.47%、1.79%、1.05%。

2.2.5 延胡索干燥过程中化学成分变化规律 对延胡索11种化学成分（浸出物、多糖、原阿片碱、海罂粟碱、黄连碱、THP、巴马汀、小檗碱、DHP、紫堇碱、总生物碱）进行测定（测定结果见表4），并利用SPSS 20.0软件对其与干燥时间的关系进行回归分析[20]，建立多糖、黄连碱、THP、紫堇碱、总生物碱的动力学回归方程，结果见表5。各化学成分与时间的线性关系良好，决定系数2均大于0.62（调整后2以0.6为界，可进行拟合分析），从5种物质的零级与一级动力学方程的决定系数上来看，两者差距很小，最终采用零级动力学方程建模。具体见图4。

3 讨论

本研究将鲜延胡索先分别采用洗净、洗净后蒸或煮3种方法加工处理，而后分别选择了50、60、70、80 ℃进行干燥研究。通过模型拟合，获得了3种延胡索药材干燥的共有模型（Midilli模型）。

干燥动力学参数计算结果显示，3种延胡索药材的eff值（7.09×10−9～4.66×10−8m2/s）及a值（1.52～1.82 kJ/mol）相对于普通农产品的值（分别为1×10−9～1×10−11m2/s及12.7～110 kJ/mol）均处于一个较狭窄的范围。提示不同部位的中药材，其干燥动力学参数值可能具有不同的特征区间。因此，对不同部位中药材的干燥过程进行研究，有可能获得描述不同部位中药材干燥的共有数学模型及干燥动力学参数的取值区间，这可为中药材干燥理论的建立和完善积累基础的数据，并可以此为基础，对不同部位中药材的干燥过程进行理论的计算及初步的预测，为实际生产中干燥时间、干燥温度等参数的设定提供参考。

表4 延胡索烘干过程中11种化学成分含量测定结果(n = 2)

表5 延胡索烘干过程中5种化学成分零级与一级动力学的K和R2

图4 延胡索干燥过程中的5种化学成分的动力学模型

延胡索干燥过程有效成分变化规律研究结果表明，多糖、黄连碱、THP、紫堇碱和总生物碱的变化均符合零级动力学规律。延胡索中这5种化学成分的含量随干燥时间的增加而减少，因而，延胡索干燥时应注意干燥时间的把控，不可过长，结合延胡索干燥过程中水分含量的变化，推荐干燥时间为8 h。在对延胡索的干燥品质进行评价时，不仅应对延胡索中有效成分含量进行考察，还应对干燥过程有效成分变化的规律进行研究，为保证延胡索品质、合理选择干燥方式及干燥条件提供科学的依据。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

[1] 杜利平, 赵恒强, 周冰谦, 等. 金银花红外鼓风干燥特性、失水动力学及干制品品质研究 [J]. 食品工业科技, 2016, 37(16): 93-97.

[2] 陈衍男, 王晓, 穆岩, 等. 天麻蒸制后红外干燥特性及失水动力学研究 [J]. 食品工业科技, 2018, 39(22): 30-34.

[3] 周涛, 罗春梅, 张松林, 等. 丹参叶干燥过程中化学成分的动态变化 [J]. 中成药, 2019, 41(12): 2946-2952.

[4] 周涛, 罗春梅, 张松林, 等. 丹参干燥过程中化学成分变化规律研究[J]. 中国中药杂志, 2019, 44(21): 4634-3640.

[5] 中国药典 [S]. 一部. 2020: 145-146.

[6] 李凯, 杨靖, 彭晶晶, 等. 中药延胡索研究进展 [J]. 陕西农业科学, 2018, 64(6): 93-96.

[7] 高学敏. 中药学 [M]. 第2版. 北京: 中国中医药出版社, 2007: 313-314.

[8] 齐娅汝, 李远辉, 韩丽, 等. 二至丸热风干燥动力学及干燥过程数学模拟研究 [J]. 中草药, 2017, 48(15):3056-3063.

[9] 林冰, 孙悦, 廖力, 等. 4种藤类中药材干燥模型、动力学及有效成分稳定性研究 [J]. 中草药, 2018, 49(13):3001-3008.

[10] Taheri-Garavand A. Study on effective moisture diffusivity, activation energy and mathematical modeling of thin layer drying kinetics of bell pepper [J]., 2011: 128-131.

[11] Yaldýz O, Ertekýn C. Thin layer solar drying of some vegetables [J]., 2001, 19(3/4): 583-597.

[12] Akpinar E K, Bicer Y. Modelling of the drying of eggplants in thin-layers [J]., 2005, 40(3): 273-281.

[13] Karathanos V T. Determination of water content of dried fruits by drying kinetics [J]., 1999, 39(4): 337-344.

[14] Aghbashlo M, Kiannmehr M H, Khani S,. Mathematical modeling of thin-layer drying of carrot [J]., 2009, 23(4): 313-324.

[15] Midilli A, Kucuk H, Yapar Z. A new model for single-layer drying [J]., 2002, 20(7): 1503-1513.

[16] Miranda M, Vega-Gálvez A, García P,. Effect of temperature on structural properties of(Miller) gel and Weibull distribution for modelling drying process [J]., 2010, 88(2/3): 138-144.

[17] 卢凤羽. 钩藤干燥模型及干燥过程谱效关系的初步研究 [D]. 贵阳: 贵州大学, 2018.

[18] Minaee S, Motevali A, Ahmadi E,. Mathematical models of drying pomegranate arils in vacuum and microwave dryers [J]., 2012, 14(2): 311-325.

[19] 张文晋, 王升, 黄璐琦, 等. 中药多糖质量评控方法探析 [J]. 中国中药杂志, 2020, 45(14): 3489-3496.

[20] 王治会. 黄茶闷黄中化学成分变化的动力学模型及滋味接受性研究 [D]. 重庆: 西南大学, 2017.

Drying kinetics and chemical composition changes of

WANG Hai-li, ZHANG Shu-yan, XIN Jie-ping, LI Chun-shuai, CHENG Shui-qing, WANG Xuan, WANG Xu-xing, WEN Jia, LI Xiang-ri

Centre of TCM Processing Research/Beijing Key Laboratory for Quality Evaluation of Chinese Materia Medica, Beijing University of Chinese Medicine, Beijing 102488, China

To establish a common drying model of fresh Yanhusuo () for direct drying, boiling and steaming drying, determine its drying kinetic parameters, and study the changes rule of its active ingredients during drying process.Ten thin layer drying models (Page, Wang and Singh, Two-term exponential, Newton, Logarithmic, Aghbashlo, Two-term, Midilli, Diffusion approach, Weibull) were used to fit the drying curves of three kinds ofat 50, 60, 70 and 80 ℃, and the determination coefficient (2) and chi square (2) and root mean square error (RMSE) were used to judge the fit equation; The drying kinetic parameters were calculated according to Fick diffusion law; According to the principle of chemical kinetics, the change rule of effective components in the drying process was studied.The common drying model (Midilli model) of Chinese medicinal materials ofby three processing methods was determined, and the effective diffusivity (eff) of three Chinese medicinal materials ofwere in the range of 7.09 × 10−9—4.66 × 10−8m2/s and activation energy (a) were in the range of 1.52—1.82 kJ/mol. The changes of polysaccharides, coptisine, tetrahydropalmatine, corydaline and total alkaloids (the sum of the contents of eight alkaloids, namely protopine, glaucine, coptisine, tetrahydropalmatine, palmatine, berberine, dehydrocorydaline, corydaline) all conformed to the first-order kinetic law, and the contents of these five chemical components decreased with the increase of drying time.The drying efficiency of raw products, boiled products and steamed products has a great difference at a lower temperature. With the increase of drying temperature, the difference is gradually reduced, and steaming and boiling are beneficial to drying to a certain extent; The drying process has great influence on the quality of; This study provides a reference for the drying method of, and is of great significance for guiding the actual production ofand improving its quality.

W. T. Wang; drying model; dynamics; change rule; Fick diffusion law;Midilli model; effective diffusivity; activation energy; polysaccharides; coptidine; tetrahydropalmatine; corydaline; total alkaloids; protopine; glaucine; bamatine; berberine; dehydrocorydaline

R283.6

A

0253 - 2670(2023)13 - 4128 - 09

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.13.006

2022-12-11

国家重点研发计划中医药现代化研究重点专项（2019YFC1711500）；国家药品标准提高项目（2018Z008）

王海丽，女，硕士研究生，研究方向为中药炮制与质量控制研究。E-mail: fiano163@163.com

通信作者：李向日，教授，主要从事中药炮制与质量控制研究。E-mail: lixiangri@sina.com

张姝妍，女，硕士研究生，研究方向为中药炮制与质量控制研究。E-mail: mujin0410@163.com

[责任编辑 郑礼胜]