微波干燥与灭菌在中药制药中应用

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1、微波干燥与灭菌在中药制药中的应用摘要：微波干燥与灭菌技术在中药制药中具有广阔的发展前景，已越来越多地应用于中药材及其制剂，如丸剂、颗粒剂、硬胶囊剂、口服溶液剂、注射剂等的成品及其中间体的干燥、灭菌；药物萃取；中药材的炮制加工与贮藏；药材保鲜等方面。有操作方便，效率高，可控性强，生产运行成本低等特点，解决了常规生产中不易解决的诸多问题。随着微波技术及其设备的不断发展，微波干燥灭菌技术终将在制药、化工、食品等行业中得到普遍应用。关键词：微波干燥灭菌中药制药应用1.微波干燥与灭菌的原理1.1微波加热的原理微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波。通常，一些介质材料由极性分子和非极

2、性分子组成。在微波电磁场的作用下，介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向。例如：采用的微波频率为2450兆赫，就会出现每秒24亿5千万次交变，分子间就会产生激烈的摩擦。在这一微观过程中，微波能量转化为介质内的热量，使介质温度呈现为宏观上的升高。这就是对微波加热最通俗的解释。由此可见微波加热干燥是介质材料自身损耗电磁能量而加热。微波加热的一个基本条件是：物料本身要吸收微波。水是吸收微波很好的介质，所以凡是含水的物质必定会吸收微波。对于金属材料，电磁场不能透入内部而是被反射出来，所以金属材料不能用微波加热。有一部份介质虽然是非极性分子组成，但也能在不同程

3、度上吸收微波，其原理可解释为这种物质分子在微波场下发生弹性变形而生热。另一类介质，它们基本上不吸收或很少吸收微波，如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜塑料和玻璃、陶瓷等，它们能透过微波，而不吸收微波，这类材料可作为加热用的容器或支撑物。1在微波加热中，介质发热程度与微波频率、电磁场强度、介质自身的介电常数和介质损耗正切值等参数有关。在微波加热过程中，还存在一个穿透能力和加热深度问题。什么叫穿透能力？穿透能力就是电磁波穿入到介质内部的本领，电磁波从介质的表面进入并在其内部传播时，由于能量不断被吸收并转化为热，它所携带的能量就随着深入介质表面的距离以指数规律衰减。微波的穿透能力要比红外

4、线大得多，其中915兆赫又比2450兆赫的微波穿透深度大[1]。1.2微波灭菌的原理微波灭菌的机理是两方面的，它既有热效应灭菌，又有非热效应灭菌，因此它具有双重杀菌功能。微波加热时，细菌体内的蛋白质、核酸成分等分子极性集团，在微波场下高速旋转、振动，一方面加热使细菌蛋白质凝固而死亡；另一方面也可以使蛋白质、核酸变性而死亡。利用脉冲调制的微波能进行杀菌试验，可以用较小的温升达到杀菌的目的。这也说明微波杀菌不只是热力杀菌，还有非热力致死细菌的能力。这就是所谓的非热效应。根据这个原理，可以在极短的时间内、采用高于常规微波场能量密度的数倍或数十倍的脉冲微波能量，不但可以可靠杀死细菌，还可

5、大大降低药品温升，降低设备的能耗。在药品生产及质量管理中，通常使用紫外灯、蒸气、高压、钴60、臭氧、充氮、添防腐剂等方法进行杀菌，微波技术则又开辟了一种理想方式，能在短时间内，对物料内外同时杀菌。1.3对物料的要求由于微波灭菌是与物料的水分直接相关，因此物料中应含有适量的水分，有报道说，当物料中的水分低于10%时，其灭菌效果不明显。微波干燥或灭菌时，物料中的水分应均匀，不宜出现局部的过湿或过干现象，这样可能由于局部的温度升高剧烈，导致物料的部分焦化。微波对不同的物料可能会出现的不同的穿透能力，如对水的穿透能力为2-3cm，因此在物料的干燥或灭菌时，都应采取动态的物料为好，如适宜的

6、搅拌或翻动。22.在中药制药方面的应用主要用于口服液快速低温灭菌、胶囊快速低温灭菌、中药丸、中成药、粉剂的烘干、灭菌、中药材的干燥、防霉、微波真空（冷冻）脱水、微波萃取等工艺（如：银杏叶萃取等）[2]。2.1药材干燥与杀菌保鲜国内已有生产设备，可用于中药材的干燥、低温灭菌、防霉、杀菌保鲜等。微波干燥可杀灭微生物和霉菌,并具有消毒作用,使药材达到卫生标准，并能防止药材在贮藏过程中发霉和生虫。目前我国生产的微波加热成套设备有915mhz和2450mhz两个频率。使用微波干燥可连续性进行药材的干燥，适用于工业化的生产加工，在干燥的同时进行杀菌，使用本方法灭菌的药材保质期相对较长。可用于

7、新鲜中药材杀菌保鲜，微波灭菌由于低温灭菌，未破坏新鲜药材的结构外形，使新鲜药材的保鲜加工方法更先进和变得简单易行。对新鲜药材通过微波真空冷冻脱水，可使药材快速干燥，有效成份保留完整，为中药饮片加工提供了新的生产加工方法。微波干燥的药材，由于在干燥过程中，水分加热汽化形成一定的压力，可迅速冲破细胞，导致细胞膜破裂，因此药材的提取过程可相对缩短，有效成份的浸出可进一步提高，收膏率亦相应提高。在中药材干燥中应用，如微波在胆汁干燥中的应用，传统的胆汁阴干法需要12小时的时间，应用微波干燥