白及块茎粉碎及切片设备优化应用效果

胡庭坤,彭竹晶,夏 与

(1.贵阳市乡村振兴服务中心，贵州 贵阳 550081；2.贵州省现代中药材研究所，贵州 贵阳 550006；3.安龙县欣蔓生物科技有限责任公司，贵州 安龙 552400)

传统根茎类中药材用药“粗、大、黑”现象比较突出，存在用药量大、起效慢、不便于服用和携带等问题。中药粉碎是实现中药现代化的重要手段之一。随着科学技术的发展，特别是现代粉碎技术的使用，中药的粉碎粒度可降低到细胞壁破裂的范围，使活性成分的释放速度和释放量远优于普通粉碎粒度，整体上提高了中药有效成分的吸收利用率，以比原方用量少的剂量可获得原方甚至更好的疗效，减少了活性成分的损失。提高中药粉碎的效率，需根据不同药材，合理优化、改进粉碎设备[1-2]。普通中药粉碎机粉碎的颗粒附着于筛网的内侧，最终引起筛网的堵塞，在粉碎的过程中，细小的粉末易附着在过滤网的表面，从而降低出粉的效率，造成损耗，且粉尘的堆积会使刀片搅碎的效率降低，影响机械寿命[3]。此外，中药切片工艺是中药加工过程中的重要环节，直接影响中药的质量和临床疗效。传统的机械切片和手工切片在技术要求上有很大的区别，若掌握不好，不仅会影响中药饮片的质量和功效，还会浪费药材。在白及中药材生产中，鲜白及需切成片状以便于后续的加工，常用的白及切片机，通常用简易的切刀操作，这种简易切刀制作容易，但使用不安全，自动化程度较低，且是对白及进行单个切片，加工效率低下，耗时耗力[4]。改进优化白及切片设备旨在保障药材切片质量、提高加工效率。白及块茎的水溶性多糖，主要化学成分是葡萄甘露聚糖，也是白及胶的主要功能性成分。多项研究表明，白及多糖胶具有收敛、助悬浮、助乳化、增稠、延缓皮肤衰老、保湿等功能，是很好的天然日化添加剂和功能成分。临床应用研究发现，白及化妆品对治疗和防止皮肤冻疮和皲裂、促进血液循环、改善皮肤营养状况、防止皱纹产生有明显疗效，且无副作用和毒性[5]。对白及粉末进行白及多糖、白及胶含量分析，对评价白及药材质量有着重要意义。为提高中药材白及块茎有效成分的吸收利用率及白及切片的加工效率，对中药材白及块茎粉碎及切片加工开展设备优化研究，对比在恒温、常规状态下不同粉碎机对白及进行粉碎的白及块茎量、粉末量、损耗量情况及白及胶、白及多糖含量，并对普通白及切片设备和工艺进行优化。

1 材料与方法

1.1 材料

白及干燥块茎：3年生的贵芨1号，采集于安龙县钱相街道的白及示范种植基地，9月采收，晒干后优化粉碎试验取样1 kg；优化切片试验取样10 kg。

仪器设备：粉碎机，F1为市场上购置的普通根茎类药材中药粉碎机；F2 为安龙县欣蔓生物科技有限责任公司优化设计的粉碎机。

切片机：F3 为市场上购置的普通根茎类药材中药切片机；F4 为安龙县欣蔓生物科技有限责任公司优化的切片机。

1.2 试验方法

1.2.1 粉碎 分别将0.5 kg 干燥白及块茎放入F1 和F2 粉碎机，均磨成50 目的白及粉，称重，计算不同粉碎机的损失量及得粉率，损失量=白及干品重－白及粉重，得粉率=（白及粉重/白及干品重）×100%。测定经不同粉碎机粉碎白及的白及多糖和白及胶含量。

1.2.2 切片 分别将5 kg 白及新鲜块茎放入F3 和F4 切片机，均切成厚度为2～3 mm的完整白及切片，统计完整切片量，计算切片优质率，优质率=（优质切片/全部切片）×100%，并测定经不同切片机切片白及的白及多糖和白及胶含量。

1.2.3 白及多糖的测定

1）标准曲线的绘制。D-无水葡萄糖对照品，中国食品股份有限公司药品监督管理所采购，批号：P-012-140730，含量≥99%，精密称取干燥的无水葡萄糖标准品配制成0.1 g/L 的葡萄糖标准液。以0.0 mg/mL、0.2 mg/mL、0.4 mg/mL、0.6 mg/mL、0.8 mg/mL、1.0 mg/mL、1.2 mg/mL 浓度的D-无水葡萄糖标准溶液为x轴，吸光度为y轴，绘制标准曲线。建立标准曲线为y=7.725 6x－0.002 8，R2=0.997。

2）样品的测定。分别取F1、F2 设备粉碎的白及粉末样品适量和F3、F4 设备加工的白及切片样品利用粉碎机粉碎后过60 目筛，取粉末500 g 混合均匀，精密称取1.00 g，置于带塞锥形瓶中，加水约80 mL 回流2 h，冷却至室温，过滤，用少量水多次洗涤残渣，将洗涤液与滤液合并定容至250 mL，摇匀，精密吸取0.2 mL，加入0.8 mL 无水乙醇，放入冰箱，第2 天取出，10 000 r/min 离心5 min，然后加入1 mL 纯水和1 mL 体积浓度为80%的乙醇洗涤沉淀物2 次，用同样的方法离心，丢弃上清液，低温干燥，准确加入1 mL 纯水将沉淀物转移到15 mL 带塞玻璃试管中。精密加入新配制的5%苯酚（再蒸馏）水溶液1 mL，摇匀，然后精密加入5 mL 硫酸。摇匀，沸水浴加热20 min，冷却至室温，放置30 min。测量488 nm 波长下的吸收值，将样品测定的吸光度代入标准曲线方程得到x值，即样品溶液的浓度（mg/mL），得出白及多糖的含量。

1.2.4 白及胶的测定 分别取F1、F2 设备粉碎的白及粗粉和F3、F4 设备加工的白及切片样品制作粗粉5 g 加水回流提取3 次，每次提取2 h，提取液减压浓缩后，加乙醇使其含醇量为80%，放置过夜，10 000 r/min 离心5 min，沉淀物相继用无水乙醇，丙酮依次洗涤3 次，同法离心，弃去上清液，于60 ℃烘干得白及胶干粉[6]。

2 结果与分析

2.1 不同粉碎机粉碎白及的得粉率及有效成分含量

由表1可知，普通中药粉碎机对白及干燥块茎打粉，损耗达4.2%，加工1 t 干燥白及块茎损耗42 kg，按目前较低价格110 元/kg 进行计算，损失4 620 元/t。优化后的粉碎机对白及干燥块茎打粉，加工1 t 干燥白及块茎损耗16 kg，损失1 760 元/t，减少损失2 860元/t。用优化后的粉碎机对白及干燥块茎打粉，其得粉率为98.4%，较普通中药粉碎机高2.6百分点。此外，优化后的粉碎机对白及干燥块茎打粉，其白及多糖含量和白及胶含量分别为27.82%、39.75%，分别较普通中药粉碎机打粉后的白及高6.18 百分点和1.78百分点。

表1 不同粉碎机粉碎白及干燥块茎的得粉率及有效成分含量

2.2 不同切片机切片白及的优质率及有效成分含量

由表2可知，普通中药切片机对白及新鲜块茎的败片和碎屑等损耗达11.5%，加工1 t新鲜白及块茎损耗115 kg，按目前白及鲜品较低价格20 元/kg 计算，损失2 300 元/t。优化后的白及切片机，对白及新鲜块茎的败片和碎屑等损耗达6.9%，加工1 t 鲜品白及块茎损耗69 kg，损失1 380 元/t，与普通中药切片机相比，损耗率降低4.6 百分点，减少损失920 元/t。改进优化的切片机加工形成白及粉末提取白及多糖的含量较常规切片机的高8.95百分点。白及胶含量与普通中药切片机相比无明显差异。

表2 不同切片机切片白及的优质率及有效成分含量

3 讨论与结论

白及富含的中性多糖具有明显的抗氧化作用，对疮疡肿毒、胃溃疡、内外伤出血等病症有良好的治疗作用[5]。白及多糖、白及胶对皮肤无刺激，无过敏反应和光毒性反应，对人体皮肤无明显不良反应；白及多糖、白及胶等白及提取物对体外培养的人皮肤成纤维细胞具有明显的促生长作用，优于AHA。同时，这些成分对人体成纤维细胞具有抗衰老作用，可延缓细胞衰老过程[7]。减少白及多糖和白及胶在加工过程中的损耗，能从根本上保障白及药材质量，提高白及药材品质。有关研究表明，白及的止血作用与其主要成分白及胶密切相关，白及胶为白及甘露糖、白及葡甘聚糖等多糖由白及块茎经水提取、乙醇沉淀后得到的杂多糖。加工过程中减少白及多糖的损失，是保障药材质量的基本技术要求，是提高药材品质的有效方式之一。

本试验中，优化后的新型白及粉碎机通过在环形圆盘左侧与环形圆盘滑动连接的滑杆可以使环形圆盘的上下移动效果更好，需要更换滤网时转动螺纹转柄，使环形盖板与粉碎箱分离，然后将滤网向上抬出进行更换，粉尘穿过滤网之后沿粉碎箱侧壁掉落至粉碎箱的底部，通过导料斜坡将粉末更集中地导流至抽屉内，要取出药粉时，拉动把手，使抽屉侧壁的滑块沿滑槽滑动即可抽出抽屉，完成对白及粉末的采集。白及通过入料口倒入粉碎箱内，打开第一电机，第一电机的输出轴转动带动转轴转动，转轴则带动固定在转轴侧壁的刀片转动，使刀片对白及进行切割搅碎，当白及被粉碎至适量大小时，便可穿过过滤网，若粉尘堆积在过滤网上时，打开第二电机，第二电机的输出轴带动丝杆转动，丝杆转动使滑动连接在丝杆杆壁的环形圆盘上下移动，固定在环形圆盘内壁的毛刷将粉尘从过滤网刷落，以防止粉尘堆积，影响机械寿命。优化改进后的粉碎机较大减少白及打粉加工过程的损耗，也有效减少白及多糖和白及胶的流失。优化后的粉碎工艺损耗率降低2.6百分点，白及多糖和白及胶含量分别高于常规工艺6.18百分点和1.78百分点。

优化的白及切片装置，包括底座和切片机构，底座上设有支撑腿，支撑腿顶部设有机台，机台上设有机桶，机桶上部设有进料斗，机桶左侧的机台上设有固定支架，固定支架上设有第一液压缸，第一液压缸伸缩杆贯穿机桶左侧壁，且伸缩杆自由端水平固定连接有称量板，第一液压缸下侧的固定支架上固定设有第二液压缸，第二液压缸伸缩杆自由端端部固定连接在切片机构上，切片机构下侧的机台开设有出料口，出料口下侧设有传送机构，传送机构右侧下部倾斜设有排料槽。该装置操作简易，加工效率高。使每一次倒入盛料箱中的白及数量保持一致，便于后续对白及的切片，通过设置第三液压缸、切刀板、切刀，使第三液压缸向左运动时，可对盛料箱内的白及进行多个同时切片，加快切片的速度，提高了加工效率，通过撑料板和切刀板上下交错设置，使切出来的白及片厚度保持一致。改进优化的切片机切片优质率较市场常规切片机高4.6百分点，白及多糖较传统工艺高8.95百分点。使用新型粉碎机及切片机，在一定程度上解决了常规粉碎及切片加工白及时多糖损耗过大导致药材质量降低的问题。