金银花初加工技术研究进展

章丽，及华，李洪涛，李运朝

（河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所，河北 石家庄 050051）

金银花是我国常用的一种中药材，自古被誉为清热解毒的良药。其性甘寒、清热解毒且对胃没有伤害，气味芳香透达又可以袪邪，对于风热、疮、痈、疖以及一些感染性疾病均具有显著疗效。现代药理研究表明，金银花的活性成分具有抗内毒素、降血脂[1]、提升免疫力[2～6]、抗氧化[7～9]、保肝利胆[10～12]等药理作用。过去的3 a 里新型冠状病毒影响着全球，金银花在新型冠状病毒的预防和治疗中发挥了重要作用[13]。因此，金银花作为食品、药品、健康饮料、日用品和化妆品等被广泛使用。

采收后的金银花含水量高，若不及时加工处理，极易霉烂变质，其活性成分也被分解散失，药材的质量和疗效均会受到严重影响。金银花具有重要的药用价值和广泛的保健用途，有效的加工方法有利于金银花的贮藏保管。锁住有效成分，是其质量控制中非常重要的一环，也是急需规范与加强管理的重要环节。当前，金银花初加工的研究普遍存在关注度低、研究力度不够，可供查阅的文献资料较少，理论研究与实际生产严重不符等问题。在深入调查研究金银花产地加工现状的基础上，结合相关领域的现代烘干技术，归纳总结了包括自然烘干、杀青烘干、真空干燥和红外线干燥等在内的多种加工方法，阐述了不同加工方法对金银花中活性成分的影响。

1 金银花的初加工方法

1.1 自然晾晒法

自然晾晒法是金银花初加工的传统方法，包括阴干法和晒干法2 种。

1.1.1 阴干法 阴干法又称摊晾法，选一块干燥洁净的阴凉处，将新鲜的金银花薄薄摊开，利用流通的空气促进水分蒸发，以达到干燥的目的。金银花在阴干过程中不宜翻动。该方法可避免挥发油、色素等重要成分因日光直射而损失。

1.1.2 晒干法 选择晴朗天气进行采摘，采摘后新鲜的金银花薄薄地铺置于晒具上或干净的水泥地上暴晒，温度不要超过40 ℃。摊晒过程中不要翻动花蕾，否则容易使花蕾折断；也不要将花蕾堆积时间过长，否则容易使花色变成黑褐色。在编制的工具上晾晒时，傍晚后可收回房内或棚下，晒具要架起来，以利通风和防潮。在水泥地上晾晒时，夜间可在上面铺塑料布以防潮。

1.2 烘干法

烘干法的原理是通过某种加热方式产生热量，热空气是该方法的干燥介质，待烘干的物料以对流循环的方式与热空气接触进行热量交换，促进物料中水分的汽化。现在金银花生产加工中经常采用的方法主要是普通热风烘干法和空气能热泵烘干法。

1.2.1 普通热风烘干法 采用烘房和电热鼓风干燥箱，把金银花薄薄地平铺在网筛中，将网筛叠放后置于烘房或烘箱中烘干。烘干的关键是要掌握好温度：一开始温度控制在40 ℃，处理4 h 后，温度升至50 ℃至烘干。热风干燥具有设备投入小、操作简便、技术成熟等优势，因此一直占有主导地位。我国从20 世纪60 年代就将热风干燥技术应用于药材干燥，是非常普遍的传统干燥方式。但热风干燥设备存在单位能耗高、效率低、自动化程度低的缺点。

1.2.2 空气能热泵烘干法 空气能热泵烘干是在搭建好的板房外面加装热泵烘干机，板房可根据需要选择相应大小，在其内部同时安装温、湿度监控探头，可以对板房内部的温、湿度进行实时监测，并通过探头检测传输的数据对内部烘干温度进行准确调控。板房内同时还加装有废热回收设备，在烘干过程中将大量水汽外排的同时将废热回收再利用，这样可以大幅度提高热利用率和热效率，节能省电。空气能热泵烘干与传统的电烘干和煤烘干法相比可以节省能耗成本60%～70%，其具有与自然晾晒一样的干燥环境，能使金银花内外温度保持一致，烘干后的产品性质稳定、色泽良好、品质优异。且该方法无有害物质残留，操作方便，智能化精准控制，大大节省了人力。

1.3 杀青烘干法

杀青法可以破坏鲜花中的酶活性。传统的金银花初加工方法升温缓慢，导致多酚氧化酶活性增强，加速其中活性成分的氧化缩合过程，最终造成其含量降低。而杀青中瞬间高温可使多酚氧化酶迅速失活，抑制绿原酸的酶促反应，保持绿原酸含量和金银花的性状外观特征，使鲜花保持原来的颜色，便于后续加工的制作和使用。通过高温杀青，还可以杀死细菌和虫卵，水分蒸发速度更快，产品容易形成多孔性结构，产品的复水性好，泡茶时内溶物易溶出，因此杀青过程也是品质形成的基础。目前金银花生产加工中经常采用的杀青方法包括蒸汽杀青烘干法和微波杀青烘干法。

1.3.1 蒸汽杀青烘干法 蒸汽杀青烘干法是先利用高温蒸汽瞬时破坏酶的活性，再对蒸汽处理过的金银花进行烘干。目前在实际生产中采用的是蒸汽烘干一体设备，将鲜花平铺在输送带上，通过传送装置缓慢经过蒸汽室，蒸汽处理约40 s 后即被传送至110 ℃的烘干室，依次通过烘干室的3 层传送带至烘干。整个过程大约40 min，非常省事省力。

1.3.2 微波杀青烘干法 微波杀青的原理是水分子为存在正负电荷中心的极性分子，当微波辐射到食品上时，食品中含有的水分子会在外加电磁场的作用下形成有序的排列，水分子带正电荷的一头与电场方向保持一致，带负电荷的一头则与电场方向相反。水分子的排列序列随着电磁场方向的改变而改变，在这个过程中水分子的转动摩擦会产生热量，电磁场的变向速度越快，水分子的转向速度也越快，分子的热动能就越大，产生的热量也就越大。由于微波是深入物料内部，而不是通过物料本身热传导，因此大量水分能在短时间内被蒸发，可大大缩短后续干燥时间。瞬间升高的温度同时能快速破坏生物酶的活性，保持成品金银花鲜艳的色泽。

目前，生产中采用隧道式微波杀青烘干一体设备，松散平铺的鲜花通过传送装置缓慢经过微波杀青室，根据样品质量和含水量选择微波处理的时间及频段，杀青后的样品随后被传送至烘干室110 ℃烘干。

1.4 真空干燥技术

1.4.1 真空干燥技术 真空干燥技术也是人们常说的解析干燥技术[14～16]，被干燥物料在保持真空环境的同时被不断加热，物料内部的水分因为压力差或者浓度差而扩散到表面，继而逃逸到真空室的低压空间被真空泵抽走。

1.4.2 真空冷冻干燥技术 真空冷冻干燥技术是利用升华的原理将物料进行干燥。具体操作是将物料先预冷至-18～-10 ℃，然后在保持高真空状态下进行有限的加热，使得物料中所含水分直接由固态冰升华为气态的水蒸汽被蒸发。在真空冷冻干燥过程中，因为温度低，金银花的香气物质和营养成分都能得到最大程度的保留。该方法干燥均匀、彻底，显著提高了加工品质，经干燥的药品十分稳定，便于长时间贮存。同时，由于水蒸汽是直接从冻干状态的物料中升华出来的，干燥成品体积保持不变，内部留有海绵状微孔，冲泡时水分易于浸入微孔，促进有效成分的溶出。

1.5 红外干燥技术

红光以外不可见的光线部分统称为红外线或红外辐射，也有称为热辐射，是天文学家赫胥尔在研究太阳光谱热分布时发现的，这种瞧不见的光线显得更热。红外干燥技术的原理是物料受到红外线辐射后，其内部分子与红外线发生共振，物料内部分子间的碰撞产生大量的热，从而能快速有效地对物质进行烘干脱水。根据射线波长的不同，分为远红外和近红外干燥技术。物料的吸收波长一般在远红外区间，所以采用远红外干燥技术。采用该技术干燥速度快、生产效率高，物料表面和内部干燥均匀，干燥品质量好，同时热损失小、易于控制。但是该技术目前还不成熟，设备投资高，需要对生产设备和工艺技术等方面加大研究力度，以利于实际生产应用。

2 不同加工方法对金银花品质的影响

绿原酸和木犀草苷是判定金银花质量的重要指标[17]，但在实际应用中，其他酚酸、黄酮[18～20]、多糖等也是金银花发挥生理功效的物质基础。

不同初加工方法对金银花外观性状的影响不同，前人研究结果[21～25]表明，真空干燥、杀青后烘干、热泵烘干所得金银花样品的性状外观较好。金银花是一种典型的对热敏感的植物性含湿多孔植物[26]，其干燥过程中的褐变分为由多酚氧化酶催化以绿原酸为主的酚类物质引起的酶促褐变和叶绿素损失的非酶褐变[24]。以绿原酸为底物的酶促褐变需要O2参与，50～60 ℃时酶活性最大，真空条件下或灭酶后，改变温度对金银花颜色劣变无显著影响。叶绿素在加热或者酸性环境下容易脱镁产生褐色物质[27]，随着温度的升高，叶绿素损失加大[24]。所以，从保持外观性状方面考虑，在加工过程中应当选择合适的温度、装载量[28，29]和干燥室内的氧体积分数。

不同干燥方式对金银花中绿原酸含量的影响不同，真空干燥、杀青后烘干、热泵烘干所得金银花样品中绿原酸含量较高[23，24，30]。绿原酸容易被多酚氧化酶（Polyphenol Oxidase，简称PPO） 降解，PPO 是一类由多个基因家族表达的系列产物，在正常的植物组织细胞中，酚类物质和PPO 各自呈区域性分布，此时PPO 的活性是潜在的，当植物组织受到损伤时，在有氧条件下酚类物质迅速地被PPO 氧化成醌类物质，醌类物质再聚合成有色物质，发生褐变[31～33]。因此，绿原酸含量受到作为底物的酚类物质含量、多酚氧化酶活性和加工环境中的O2含量影响。在加工过程中，应尽量选择低温（如冷冻干燥）、减灭PPO 酶活（如杀青）、隔绝氧气（如真空干燥）的方法。

不同加工方法对金银花样品中黄酮类化合物含量的影响较小[30～34]。黄酮类化合物较酚酸类物质热稳定性强，不会被多酚氧化酶作用，其含量主要受植株生长状况的影响，该类物质生物合成过程中的关键合成酶活性受光调节，所以对光更加敏感[33，35～38]。

陈燕文等[39]分别比较了烘房烘干、蒸汽杀青干燥、自然晒干和冷冻干燥等方法对金银花多糖含量的影响，结果表明，加工后的产品多糖含量为杀青＞冷冻＞晒干＞烘干＞阴干。

彭菊艳等[22]比较了干燥技术加工后金银花水浸出物和醇浸出物含量，结果表明，晒干、普通烘干和微波干燥的水提取物含量较高，其次是蒸汽杀青干燥；真空干燥和冷冻干燥获得的样品水提物相对较少，与前4 种干燥技术的水提取物含量差异显著。微波干燥和蒸汽杀青干燥的样品中醇提物的总量较高，其次是晒干，烘干样品中的醇提物总量最低。总体而言，无论是经过蒸汽处理，还是经过微波杀青处理过的金银花，均具有较高的水提物和醇提物含量。杀青能够改变植物的组织结构，破坏其细胞，使内溶物能更好地释放出来[40]。

金银花在贮藏过程中容易生虫发霉，陈德经[41]研究表明晒干法菌落数最多、生虫明显，而微波干燥的金银花菌落数和生虫数均最少。这些虫卵和细菌主要来自于生长环境和加工环境，因为晒干是个开放性的环境，且花费时间长，在晒干过程中很容易受到污染；而微波处理能使微生物体内的蛋白质变性，细胞结构被破坏，从而杀死虫卵和细菌[42]。

3 结论与展望

目前，金银花干燥加工的方法很多，其理论基础基本已经确定。但在实际生产中，不同的加工工艺得到的产品品质良莠不齐。传统的晾晒法效率低，受自然条件影响较大，采用该法加工的金银花颜色黄绿相间，干品颜色不稳定，贮存过程中可能会变成棕黄色最终颜色发白，干品中的活性成分含量逐渐减少，品质无法保证。晾晒法虽然简单便于操作，但受光照、温湿度、时间长短等因素的影响，难以掌握统一的标准，市场上很少应用，一般是农户、散户应用。杀青烘干法干燥后的金银花品相好，活性成分含量高。但是蒸汽杀青烘干法采用了蒸汽杀青处理，引入了额外的水分，会延长干燥时间。微波杀青烘干法干燥时间短，在很多文献中被肯定，但是在目前的实际生产中，该方法的设备和技术不成熟，微波处理时间及频段需要根据样品质量和含水量进行摸索选择，操作繁琐。普通热风烘干法技术成熟，但该设备单位能耗高，效率低，自动化程度不高。真空冷冻干燥后的产品能保留较多的活性成分，外形与干燥前基本一致，但是该设备成本高、能源消耗量大，操作过程中需要精准地控温，运转和维护费用较高，目前只适合名贵中草药的加工。红外干燥技术具有节能、节时等优点，但缺点不容忽视，如具有较弱的渗透能力，干燥过程中致使产品过热燃烧，在金银花初加工应用上技术不成熟等缺点。空气能热泵烘干法在加热过程中能及时将水蒸汽外排，同时将废热回收再利用，大幅度降低单位能耗，实现自动梯度升温，节省劳动力，且设备造价便宜，方法操作简单，品质上有一定的保障，能满足目前生产上的需要。

采用标准化的初加工工艺是保证金银花药材质量的关键因素之一，加强基地建设是为满足市场需求和金银花药材初加工企业的生产需要。金银花产业发展越来越快，市场需求也逐年增加，产地初加工技术和设备的不断更新完善，在金银花药材主产地建立规范化、规模化的加工厂和产地仓，统一生产操作规程，加强市场管理，正确引导金银花产业发展，保证金银花药材质量从源头上做到安全、稳定、有效和可控。