Сушка лекарственного сырья
Сушка – важнейшая операция послеуборочной обработки, позволяющая сохранить качество ценного, но скоропортящегося лекарственного сырья. Большинство биологически активных ингредиентов в лекарственных растениях чувствительны к теплу, поэтому методы сушки, которые могут сохранить биологически активные ингредиенты, необходимы в промышленности по переработке лекарственных растений. На сегодняшний день многие методы сушки были исследованы и использовались для сушки лекарственных трав, такие как сушка горячим воздухом, вакуумная сушка, сублимационная сушка, сушка в струйном носике, микроволновая конвективная сушка и сушка тепловым насосом. Влияние методов сушки и параметров сушки заметно с точки зрения качества высушенных лекарственных растений.
Использование
Сухое лекарственное сырье (лекарственные травы и грибы) обычно используется в качестве лекарств, специй, ароматизаторов, сырья для производства густых, сухих и сверхкритических СО2-экстрактов и т. д. На сегодняшний день во всем мире наблюдается растущий спрос на лекарственные растения.
Биологически активные вещества в лекарственных растениях необходимы для здоровья человека. Поскольку профилактика лучше, чем лечение, в настоящее время люди уделяют больше внимания укреплению иммунной системы организма, чтобы предотвратить приступы болезней. Согласно опросу Всемирной организации здравоохранения, около 70–80% населения мира полагаются на нетрадиционную медицину для получения первичной медико-санитарной помощи вместо того, чтобы потреблять синтетические лекарства
Лекарственные растения условно можно разделить на лекарственные грибы (не являются растениями и относятся к царству грибов), корни и травы.
Методы сушки
Традиционные методы сушки, такие как сушка на открытом воздухе и сушка на солнце, все еще практикуются в тропических и субтропических странах из-за большого количества солнечной энергии, которая является возобновляемой, дешевой и экологически чистой. Несмотря на это, эти методы сушки не могут обеспечить высокие стандарты качества, требуемые для лекарственных растений, из-за загрязнения и длительного времени сушки, которые оказывают обратное влияние на качество высушенных лекарственных растений.
Сушка является одним из важных послеуборочных процессов для лекарственных растений, чтобы предотвратить порчу растений за счет снижения количества влаги в продуктах во время хранения. Кроме того, сушка лекарственных растений должна производиться сразу после сбора урожая, чтобы сохранить качество растений и предотвратить заражение и потери, вызванные насекомыми, птицами и грибками. Однако неправильная термическая сушка может привести к значительной потере активных ингредиентов лекарственных растений, поскольку они термолабильны. Кроме того, неблагоприятное влияние на качество лекарственных растений, такое как потемнение и ухудшение содержания эфирного масла, происходит, когда они подвергаются воздействию высоких температур (например, сушка горячим воздухом) в процессе сушки. Следовательно, правильные методы сушки важны для повышения качества высушенных лекарственных растений, особенно с точки зрения содержания активных ингредиентов. Для сушки термолабильных лекарственных растений рекомендуется применение холодных атмосферных сушилок, сублимационных вакуумных или вакуумно-импульсных сушилок.
Грибы
Грибы пользуются все большим спросом из-за их широкого использования в кулинарии. Большинство съедобных грибов, таких как вешенки (Pleurotus flavus), шампиньоны (Agaricus bisporus) и грибы шиитаке (Lentinus edodes), богаты питательными веществами, включая свободные аминокислоты, белки, углеводы, витамины и минералы. Помимо пищевой ценности, грибы также обладают медицинской активностью в отношении нескольких терапевтических эффектов, таких как противораковые, противоопухолевые, противовирусные, антиоксидантные и иммуномодулирующие благодаря содержанию биологически активных веществ.
Ганодерма — известный китайский лекарственный гриб, относящийся к классу базидиомикотиновых грибов. В течение последних двух тысячелетий ганодерма использовалась в народной медицине, особенно в азиатских странах, для лечения различных заболеваний человека на основе биоактивных ингредиентов плодовых тел культивируемого мицелия и базидиоспор. Он содержит фармакологически активные компоненты, в том числе полисахариды, тритерпеноиды, нуклеозиды, белок, органический германий и другие микроэлементы, такие как клетчатка. Эти активные компоненты могут снижать кровяное давление, уровень сахара в крови, усиливать иммунную функцию, оказывать противораковое, противовоспалительное, антиоксидантное, противоопухолевое и анти-ВИЧ действие.
Сушка лекарственных грибов проста и экономична по сравнению с консервированием и заморозкой. Предварительная сушка лекарственных грибов, такая как промывание в воде с хлором, предварительная обработка метабисульфитом калия обычно применяется для стабилизации цвета, улучшения сохранения вкуса и сохранения вкуса. текстурных свойств в процессе сушки. Холодная атмосферная сушка тепловым насосом отлично подходит для сушки лекарственных грибов (плодовых тел). Этот способ позволяет обезвоживать грибы при низкой температуре сушки (от 28 до 35°C) с высокой скоростью сушки, что приводит к сокращению общего времени сушки, по сравнению с другими способами сушки. Это, в свою очередь, обеспечивает хорошее качество продукта с точки зрения содержания активных ингредиентов (например, водорастворимых полисахаридов видов Gandoerma), характеристик регидратации и цвета высушенных продуктов.
С другой стороны, сушка кусочков Ganoderma горячим воздухом при умеренной температуре (например, 60°C) подходит для сохранения базидиоспор, что является ценным лекарственным средством. Однако следует отметить, что сушка горячим воздухом при температуре 60°C может привести к потере питательных веществ из биологически активных ингредиентов, содержащихся в ломтиках грибов. Кроме того, лекарственный гриб также содержит водорастворимые активные ингредиенты, такие как полисахариды и тритерпены в сыром экстракте лекарственных грибов. Быстрая сушка может свести к минимуму потерю этих ингредиентов. Поскольку высокая температура губительна для термочувствительных ингредиентов. Высокая температура исключается из стратегии сушки.
Холодная атмосферная сушилка сохраняет большее количество водорастворимых полисахаридов при более коротком общем времени сушки.
Корни
Имбирь — корневище Zingiber officinale Roscoe (Zingiberaceae). Он известен своими кулинарными и лечебными свойствами. Имбирь импортируется в Россию в виде эфирного масла и порошка. Помимо ароматизатора, он обычно используется в качестве ингредиента для лекарственных сборов, которые могут стимулировать аппетит, успокаивать желудок и предотвращать рвоту. Имбирь содержит фитохимические группы, такие как н-гингерол, зингерон, н-шогаол и парадолы (основные острые компоненты имбиря), которые являются хорошими источниками антиоксидантов. Помимо корневища имбиря, листья имбиря различных видов, таких как Alpinia zerumbet, Etlingera elatior, Curcuma longa и kaempheria galangal, также используются в качестве пищевых ароматизаторов и лекарственного сырья.
Корневища имбиря обычно сушат, чтобы продлить срок их хранения и облегчить транспортировку из-за избыточного производства в некоторых странах, таких как Таиланд. Также перспективным направлением в переработке является сушка нетоварного имбиря, который не имеет товарного вида (поврежденный, залежавшийся и т.д.).
Созревшее корневище имбиря содержит от 82,6% до 90% влаги, и его обычно сушат примерно до 10% (влажная основа) конечного содержания влаги. Однако, содержание влаги в корневище имбиря снижается с возрастом растения в меньшую сторону.
Сушка корневищ имбиря в холодных атмосферных сушилках может сохранить большее количество 6-гингерола по сравнению с другими методами сушки. Предварительная обработка осмотическим обезвоживанием может применяться для удаления влаги. Концентрация осмотического раствора влияет на кинетику сушки. Более высокая концентрация проникающего агента может сократить общее время сушки, поскольку начальный переходный период сокращается при последующей операции сушки. Для сушки листьев имбиря холодная атмосферная сушка тоже предпочтительнее, так как она может сохранить большее количество антиоксидантов. Кроме того, эксплуатационные расходы холодных атмосферных сушилок ниже, чем у традиционных и вакуумных сублимационных сушилок.
Женьшень, род Panax, принадлежащий к семейству Araliaceae, известен в Азии как ценное лекарственное средство на травах. Азиатский женьшень (Panax ginseng CA Meyer) и североамериканский женьшень (Panax quinquefolius L.) являются коммерчески важными видами. Корни женьшеня являются наиболее ценной частью растений, которые содержат активные ингредиенты, а именно гинзенозиды группы Rb (большинство), гинзенозиды группы Rg и полиацетилены. Установлено, что эти активные ингредиенты обладают терапевтическими эффектами, такими как снятие усталости, противораковое, противовоспалительное, иммунодепрессивное и ингибирование тромбоцитов.
Рыночная стоимость корней женьшеня зависит от ряда факторов, включая возраст корней, содержание влаги, форму высушенных корней и уровень содержания гинсенозидов.
Женьшень обычно выращивают в лесу и в горах. Это нежное растение, качество которого во многом зависит от возраста и содержания биологически активных ингредиентов. Большинство собранных корней женьшеня сушат и продают в страны Азии. Свежие корни женьшеня содержат около 70% влаги. В типичных промышленных операциях они должны быть высушены до низкого содержания влаги около 8-10% в течение короткого времени после сбора урожая.
Что касается цвета высушенных корней, подходящая температура сушки для сушки корней женьшеня находится в диапазоне от 29,4°C до 43°C, а 38°C была признана оптимальной температурой для предотвращения ухудшения цвета. Однако сушка при низкой температуре требует длительного времени сушки, что может способствовать эффекту потемнения высушенных корней. В связи с этим применяются холодные атмосферные сушилки с тепловым насосом.
Травы
Травы — это лекарственные растения, которые служат сырьем для пищевой, косметической и фармацевтической промышленности для производства специй, эфирных масел и лекарств. Их собирают в виде листьев, цветков или корней. Листья трав обычно используются в кулинарии для улучшения вкуса и внешнего вида благодаря их привлекательному цвету, аромату и вкусу. Они являются отличным источником минеральных компонентов, которые важны в рационе человека. Перец, листья мяты, листья лайма и лабазник — некоторые из трав, которые содержат биологически активные ингредиенты, такие как эфирное масло, фенольные соединения, каротиноиды, цитронеллаль и аскорбиновую кислоту. Большинство этих активных ингредиентов действуют как антиоксиданты и противораковые.
Сушка является одним из важных послеуборочных процессов трав для хранения и экспорта. Следовательно, для повышения качества трав следует использовать хорошее оборудование для сушки. Качество трав во многом зависит от содержания активных ингредиентов. Поскольку большинство активных ингредиентов чувствительны к температуре, температура сушки трав всегда ограничена от 35 до 45°C при атмосферном давлении. Травы имеют высокую начальную влажность до 85% и обычно высушиваются до конечной влажности менее 12%. Поскольку количество влаги при сушке трав огромно, это действительно энергоемкий процесс.
С точки зрения качества продукта, сушка при низкой температуре и короткое время термической обработки с помощью холодной атмосферной сушилки приводят к получению высушенных продуктов с минимальным ухудшением цвета и более высоким сохранением фитохимического содержания по сравнению с сушкой на солнце и сушкой на лотках горячим воздухом. Кроме того, холодная атмосферная сушка листьев трав дает оптимальные значения цвета в высушенных продуктах, поскольку этот метод может свести к минимуму реакцию потемнения в результате относительно короткого времени сушки.
Для сушки целых лекарственных растений, таких как лабазник и ива, душица и горечавка, холодная атмосферная сушка при низкой температуре сохраняет более высокое содержание общего фенола в высушенных лекарственных растениях. Холодная атмосферная сушка быстро инактивирует ферменты деградации полифенолов, а именно полифенолоксидазы (ПФО) в лекарственных растениях, что, в свою очередь, сохраняет большее количество полифенолов и флавоноидов по сравнению с сушкой на солнце и микроволновой сушкой. Также холодная атмосферная сушка отлично подходит для сушки шалфея и хмеля, поскольку высушенные продукты содержат большее количество эфирного масла и содержание альфа-кислоты по сравнению с традиционной воздушной сушкой.
Холодная атмосферная сушка является инновационным зарекомендовавшим себя методом сушки плодов лекарственных растений, таких как перец. Высокая скорость сушки и высокая удельная скорость извлечения влаги снижают потребление энергии и обеспечивают высокое качество продукции по сравнению с традиционными методами сушки.