Каталог - Статья 7. Сушка лекарственного растительного сырья

Статья 7. Сушка лекарственного растительного сырья


Большинство видов TPC применяется в высушенном виде, лишь отдельные виды (лук, чеснок, алоэ, коланхоэ и др.) максимально быстро перерабатываются в свежем виде. Свежесобранное ЛРС является скоропортящимся продуктом, поэтому обеспечение возможности его длительного хранения имеет важное значение. Наиболее доступным, простым и экономным способом консервирования ЛРС является сушка, * скорость проведения которой зависит как от общего содержания влаги, так и от особенностей физико-химических свойств БАВ. Собранное ЛРС содержит обычно 70—95 %, а высушенное 10—15 % влаги. В процессе сушки удаляют воду, поэтому термины «сушка» и «обезвоживание» можно считать условно идентичными.
Сушкой называют процесс удаления из материала жидкости, что приводит к увеличению относительного содержания сухой части.
При сушке удаление воды из сырья может быть произведено без изменения ее агрегатного состояния, т.е. в виде жидкости, либо удалением воды при фазовом превращении ее в пар. Первый принцип обезвоживания осуществляется механическим путем — прессованием или центрифугированием и для ЛРС применяется редко. Второй принцип обезвоживания связан с затратой энергии на фазовый переход воды в пар. Для этого высушиваемому материалу тепло подается извне, и поэтому процесс называют тепловой сушкой.
В современной технологии послеуборочной переработки лекарственных растений тепловая сушка является одной из важнейших операций, определяющей не только качество готовой продукции, но и экономические показатели производства в целом.
Основной задачей сушки ЛРС является создание условий для максимальной скорости процесса при минимальных затратах энергии и наиболее полном сохранении качественного и количественного состава БАВ. Лекарственные растения различаются между собой как по морфологическим и структурным особенностям строения различных тканей, так и по содержанию биологически активных веществ с различными физико-химическими свойствами. При выборе оптимального режима процесса сушки в первую очередь следует руководствоваться требованиями, предъявляемыми нормативной документацией к конкретному виду лекарственного растительного сырья, с учетом тех свойств растений, которые окажут влияние на характер процесса сушки.
В любом живом растении одновременно происходят тысячи различных химических реакций, сумма которых называется метаболизмом1. Во всех химических реакциях клетки участвуют ферменты — катализаторы и регуляторы метаболитических процессов. Различают два направления метаболизма — анаболизм (сумма химических реакций, участвующих в синтезе веществ) и катаболизм (совокупность реакций, ведущих к распаду веществ). В живых лекарственных растениях преобладают процессы анаболизма, в лекарственном сырье сразу после заготовки начинает преобладать катаболизм. В процессе тепловой сушки сырья при его нагревании до температуры 45— 60 °С ферменты, ускоряющие процессы распада веществ, сначала замедляют свою активность, а затем и прекращают ее из-за денатурации белка. Чем ниже температура сушки, тем активнее проходят ферментативные процессы распада БАВ. При этом наибольшему распаду подвергаются сердечные гликозиды, тритерпеновые сапонины, гликозиды флавоноидов, алкалоиды и некоторые другие вещества. Тепловая сушка не только останавливает жизнедеятельность ферментов, но и ускоряет удаление внутриклеточной влаги, замедляя тем самым процессы взаимодействия биологически активных веществ с ферментами. Следует добавить, что сушка также препятствует развитию в сырье микрофлоры и сводит до минимума течение неферментативных окислительных процессов.
Процесс сушки протекает быстрее и с сохранением максимального количества действующих веществ в тонком слое сырья при постоянном удалении влажного воздуха (сквозное проветривание или с помощью принудительной вентиляции). Однако в некоторых случаях процессы, протекающие в сохнущем сырье, приводят, напротив, к увеличению содержания действующих веществ. Так, отмечено накопление эфирных масел в сырье, высушиваемом толстым слоем при невысокой температуре.
Особенности сушки зависят во многом от особенностей химического строения БАВ, содержащихся в лекарственных растениях. Сырье, которое заготавливают от этих растений, делят на группы: содержащее алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, витамины, фенольные соединения и т.д. Для каждой группы или вида сырья имеются свои условия сушки, установленные в результате научного эксперимента. Выбор того или иного метода сушки зависит от морфологоанатомического строения сырья, его химического состава, степени стабильности действующих веществ.
Используемые в настоящее время методы сушки ЛРС делятся на две группы:
▲ без искусственного нагрева (естественная сушка):
а) солнечная,
б) воздушно-теневая;
▲ с искусственным обогревом (тепловая сушка).
Солнечная сушка проводится на открытом воздухе непосредственно под лучами солнца или в специально оборудованных сушилках, снабженных дополнительными рефлекторами. Сырье раскладывают на брезентовые или другие подстилки. Нельзя растительное сырье сушить на земле, так как из почвы поступает влага, что удлиняет сроки сушки и может привести к потере биологически активных веществ. На ночь во избежание увлажнения сырья его необходимо убирать в помещение или укрывать плотной тканью.
Солнечная сушка применяется преимущественно для коры, плодов, корней и других подземных органов, некоторых видов плодов и семян. Солнечной сушке можно подвергать сырье, содержащее дубильные вещества, полисахариды, органические кислоты.
На солнце нельзя сушить листья, травы, цветки, поскольку под воздействием солнечных лучей разрушаются хлорофилл, антоцианы, каротиноиды и листья приобретают желтую или бурую окраску, изменяется окраска венчиков цветков. Эти изменения не всегда сопровождаются потерей БАВ, но сырье становится нестандартным по окраске, а следовательно, не отвечает требованиям НД.
Воздушно-тепловая сушка — наиболее распространенный способ сушки многих видов сырья, главным образом листьев, трав, цветков. Ее проводят под навесами, под тенью деревьев, в чистых проветриваемых чердачных помещениях под железной или шиферной крышей (в жаркие дни температура может подниматься до 40—50 °С). Однако предпочтительнее сушка в специально оборудованных воздушных сушилках с навесами, которые оснащены стеллажами. На стеллажи помещают рамки с натянутыми на них редким полотном или металлической сеткой, на которые тонким слоем раскладывают для сушки сырье. Для качественной и быстрой естественной сушки ЛРС во всех случаях необходимо обеспечить хорошую вентиляцию.
При воздушно-теневой сушке сырье раскладывают тонким слоем в 2—3 см; более толстым, но рыхлым слоем в 7—10 см раскладывают сырье, содержащее эфирные масла. В любом случае сырье обязательно 2—3 раза в день осторожно переворачивают.
Тепловая сушка используется для высушивания любых видов ЛРС. Она обеспечивает более быстрое обезвоживание сырья и при любых погодных условиях. Кроме того, преимуществом тепловой сушки является возможность регулировать температуру в соответствии с особенностями каждого вида сырья.
В зависимости от подачи тепла различают конвективную и терморадиационную сушку.
При конвективной сушке в качестве теплоносителя используют нагретый воздух или инертные газы, а влага из сырья удаляется в виде пара. Конвективная сушка осуществляется в сушилках. Основное условие для эффективной работы сушилки любого типа — это быстрый обмен увлажненного, насыщенного парами воздуха и нагретого сухого. Многочисленные конструкции сушилок могут быть разделены на сушилки стационарного и переносного типов. Стационарные сушилки обычно устанавливают в хозяйствах, где выращиваются лекарственные растения, или на крупных заготовительных пунктах. Они состоят из сушильной камеры, оснащенной стеллажами с рамками, системой обогреваемых труб и вентиляцией, и изолированной от сушильной камеры котельной установки. Сушилки обогреваются водой, паром или топочными газами. Переносные сушилки предназначены для сушки главным образом дикорастущего лекарственного сырья. Разборные переносные сушилки удобны для транспортировки и позволяют организовать сушку сырья непосредственно в районах заготовки.
По характеру загрузки сырья для высушивания они могут быть периодического действия (камерные сушилки) — сырье непрерывно загружается в камеру и остается там до полного высушивания или непрерывного действия (конвейерные сушилки) — сырье загружается на движущийся транспортер и по мере высыхания непрерывно выгружается.
Терморадиационная сушка осуществляется за счет подвода тепла в виде лучистой энергии с помощью инфракрасных лучей, обладающих большей проникающей способностью и позволяющих значительно сократить процесс обезвоживания.
Представляют интерес новые способы сушки. Высокочастотная сушка осуществляется под действием электрического поля высокой частоты. Сублимационная сушка основана на испарении влаги непосредственно из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. Разновидностью этого метода сушки, применяемой в настоящее время к ЛРС, является криохимический способ, предусматривающий быстрое замораживание свежесобранного сырья с последующим испарением влаги, минуя жидкую стадию.

Для разных органов растений соблюдают разные режимы сушки:
> почки сушат медленно на холоде (на воздухе или в неотапливаемых помещениях);
> кора содержит по сравнению с другими частями растения значительно меньше влаги, обычно для сушки используют солнечную сушку, раскладывая кору тонким слоем, стараясь, чтобы ее желобки не входили друг в друга;
> листья сушат тонким слоем, хрупкие листья (мать-и-мачеха) раскладывают поодиночке;
> цветки для высушивания раскладывают настолько тонким слоем, чтобы до высыхания их не приходилось ворошить (перемешивать) для сохранения их целостности; разрешается переворачивать соцветия;
> травы сушат так же, как листья, раскладывают тонким слоем, ворошат;
> для трав, листьев, цветков используют воздушно-теневую, тепловую сушку или сушку в хорошо проветриваемых помещениях;
> сухие плоды и семена (анис, лен и др.), содержащие очень небольшое количество влаги, досушивают в сушилках, в проветриваемом помещении или на солнце;
> сочные плоды (малина, черника, шиповник и др.) высушивают в сушилках или печах, устанавливая тепловой режим сушки таким образом, чтобы вначале он не превышал 45—50 °С, а к концу сушки достигал 60—70 °С;
> подземные органы высушивают в сушилках или на солнце, переворачивая несколько раз в день. В тепловых сушилках корни и корневища начинают сушить при температуре 30—40 °С, чтобы обеспечить просыхание внутренних частей, а заканчивают сушку при максимально допустимых для данного сырья температурах.
Выбор оптимальной температуры сушки лекарственного сырья в сушилках зависит от содержащихся в сырье действующих веществ и приведен в инструкциях по заготовке и сушке конкретных видов ЛРС. Общие правила сводятся к следующему:
> сырье, содержащее эфирные масла, следует сушить при температуре нагрева сырья 30—40 °С, разложив довольно толстым слоем в 10—15 см, чтобы предотвратить испарение эфирных масел;
> сырье, содержащее гликозиды, — при температуре нагрева сырья 50—60 °С.
При таком режиме сушки происходит быстрая инактивация ферментов, разрушающих гликозиды;
> сырье, содержащее алкалоиды, — при температуре нагрева сырья до 60 °С;
> сырье, содержащее витамины, — при температуре нагрева сырья 70—80 °С;
> сырье, содержащее вещества фенольного характера (флавоноиды, кумарины, дубильные вещества), — при температуре нагрева сырья 30—60 °С.
При всех методах сушки лекарственное сырье, за исключением эфиромасличного, раскладывают тонким слоем и регулярно переворачивают, стараясь при этом не увеличивать степень измельченности сырья.
Сушка считается законченной, когда корни, корневища, кора, стебли при сгибании не гнутся, а ломаются, листья и цветки растираются в порошок, сочные плоды не слипаются между собой при сжимании.