中药浸膏粉的“水到底有多深”?

2017-12-12 来源:bc体育 点击:935

文章来源:药搭YD 2017年12月12日 11:06

中药浸膏粉是中药组方经提取、分离、浓缩、干燥等工艺后所获得的产物,是制备中药片剂、胶囊剂、丸剂等固体制剂的中间物料。中药浸膏的质量与其物理性质有着密切的关系,中药浸膏的物理性质直接影响到后期成型工艺的难易程度以及最终制剂的质量。而中药浸膏粉往往吸湿性较强,吸潮后容易变软、结块,流动性变差,给生产和贮存带来困难并影响中药制剂的质量和疗效。

随着粉体技术在医药行业的快速发展,中药浸膏粉的应用必然会越来越广泛,行业中对中药浸膏粉的工艺、品质要求也会越来越严格,控制水的含量能够保证产品的保质期,抑制有害微生物的生存发展,并且能够优化产品的生产加工过程,对产品工艺具有指导性的意义。

一、中药浸膏粉中水分存在状态

中药浸膏粉中除了含有水浴性和非水浴性物质以及少量的元机盐类之外,还含有一定量的水分。从其存在形式,可分为束缚水和自由水两种类型。束缚水一般是通过氢键来连结水的,这种水失去了原有的特性。自由水是通过分于间的引力来连结水的,这种水保持了原有特性。 
1、束缚水
无机盐类以水含物的形式存在与中药浸膏粉中,一般含量很微,与它们结合的水量也很少。绝大部分的水分多是与中药浸膏粉中的糖类、蛋白质、甙类、淀粉、胶质等亲水性物质结合的。这类水属于束缚水。

根据测定,100g蛋白质平均可结合50g水;100g淀粉平均可结合30~40g水,因为这些亲水性物质的分子上含有许多亲水性极性基团,如羟基、羧基、氨基、肽键、酮基等。这些极性基团中的氧原子和氮原子的电负性较大,当与氢原子以共价键结合时,共用电子对偏向于氧原子和氮原子,这样共价键上的原子便有多余的静电引力,与水分子中的氢原子或氧原子结合,形成氢键。由于氢键键能较小,引力十分微弱,不如共价键那么牢固稳定。在外界因素响下容易断裂。
束缚水在生物学上具有重要意义。干燥的中药浸膏粉粒籽、霉菌孢子依靠其体内含有的束缚水,能在很低温度下保持生命力,而束缚水在一般干燥条件下不易去掉,是中药材机体必不可少的组成成分,对保持中药浸膏粉色、香、味等质量标准,成分稳定性起着重大作用。 
2、自由水
中药浸膏粉中各种物质,除了亲水基团与水分子的结合方式外,还有通过非水溶性的非极性分子的色散力和诱导力、植物机体表面的未饱和力场来与水分子发生连结的方式,通过以上方式结合的水分就是自由水。它存在于细胞间隙和毛细管中,能够溶解物质,在0℃时可以结冰。由于分子间引力更为微弱,所以自由水在中药浸膏粉是不稳定的,易受到环境温湿度的影响。当中药浸膏粉中出现自由水之后,它就会参与进生化反应,微生物开始发育繁殖,中药浸膏粉的质量也就开始发生变化。

束缚水和自由水之间的界限是很难被截然划分的,且它们并非固定不变,会随着外界条件和中药浸膏粉本身性能的改变而发生变化。如空气干燥时,一部分束缚水可转变为自由水,反之则一部分自由水可转变为束缚水。

二、影响中药浸膏粉中水分的常见因素

1、浸膏粉体表面性质的影响
▍粒径大小与比表面积:中药浸膏粉体的吸湿性随着其表面积的增加而增大。
▍浸膏粉体孔隙率:首先,粉体的孔隙率较大时,其与水分的接触面积增大,从而增强了粉体的吸湿性;其次,粉体的表面孔隙会产生毛细管现象,从而吸收和储藏更多的水分。

2、干燥方式及浸膏粉末化过程
在中药浸膏粉体的制备过程中,对中药浸膏粉体物理性质产生影响的制备过程均能在一定程度上影响中药浸膏粉体的吸湿性,如干燥方式及粉末化过程等。
粉末化过程对于中药浸膏粉体吸湿性的影响包括两方面:①药物粉末化后使比表面积增大;②粉末化过程能使粉末表面晶体缺损以及无定型的亚稳态的形成,从而提高中药浸膏粉体的吸湿性。
当被暴露于水蒸气中时,无定型的亚稳态会重新吸水形成稳定态。如无定型乳糖在55%RH 下会吸收10%的水分后转化成结晶水合物;右旋糖酐和聚维酮在50%RH 下均会吸收 10% ~20%的水分。
三、影响中药浸膏粉中水分的常见因素

中药浸膏粉中水分变化,主要是自由水的增减。若自由水蒸发,束缚水存在,则中药浸膏粉保持干燥。生化反应、生命活动微弱,处于休眠状态。此时各种虫害、霉菌的活动也处于停止状态。这样中药浸膏粉的储存养护质量就稳定。而含自由水高的中药浸膏粉,在温度较高时,酶的活性增强,生化反应加速,呼吸加剧,老化加快。在这种高湿、高温条件下,虫害、霉腐严重。中药浸膏粉的质量迅速发生变化。另外在高湿、低温时,由于自由水结冰,使机体细胞膜因受结冰体积增大的损伤而破裂,发生冻伤现象。所以中药浸膏粉中自由水的存在,是造成中药浸膏粉储存养护质量不稳定的重要因素。
1、水分含量
中药浸膏粉的品种繁多,属性复杂,主要来源是植物、动物、矿物;其中以植物类的药材最多,由于受自然条件的影响和其本身性质的关系,都含有一定的水分,而含水量又因其组成成份和内部结构不同各有差异。中药浸膏粉含水量的多少,是储存过程中保证质量的一顶重要指标,也是影响在库中药材质量变化的主要因素,对质量变化起主导作用。水分对中药浸膏粉的霉变、虫害、走味、变色等都会产生不同程度的影响,导致浸膏粉出现质量问题,因此,必须重视水分的研究和管理。《中国药典》2010年版对丁香、天冬、牛黄等30多种药材的含水量均做了限量规定。
因此,中药浸膏粉在生产、加工、储存过程中都应该严格控制水分含量,防止因水分含量不合格而导致的一系列质量问题。
2、水分活度
水分含量是指产品中总水量,包括分子状态下的水,用%表示,而自由水是指“活跃”的水,关系着微生物的生长,它的测量结果叫水活度Aw。水活度、pH值、温度和其它一些参数一起影响到微生物的生长,但Aw水活度是最重要的参数之一。
自由水关系到霉菌,酵母,细菌甚至毒素的生长,参与一些化学/生物反应(如非酶褐变,美拉德反应),会破坏产品的质感、气味、颜色、味道和营养价值(蛋白质和维生素含量),另外水活度还关系到货架期(保质期)的长短,若想最优化地控制这些因素,则需水活度值在一个限定窄的范围内,所以水活度的正确测量对中药浸膏粉而言具有重要的意义。
需要注意的是,两种物质即使有着相同的水分含量,却可能会有不同的aw值。水分含量并不能代表水分活度。
欧洲在超过30年前已经意识到水活度的重要性了,FDA(美国食品药品管理局)和USDA(美国农业部)已经建立相关法规,同时水活度也是HACCP要求中的一个关键指标。
四、结语

对于中药浸膏粉而言,不管是水分含量,还是水分活度,都会对其质量造成不同程度的影响,在生产、加工、应用过程中,应严格把控。中药浸膏粉在快速发展过程中,更应该注重品质方面的把控,只有这样才能更快更好的发展。
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