當歸為典型的根類中草藥,根部可能帶有大量泥土、病原生物及蟲卵等,深加工、貯藏和運銷前必須進行清洗,傳統的清洗方法有人力刷洗、滾筒洗滌或高壓水射流等。其中人力刷洗洗刷質量最好,用水量和藥效成分流失最少,但工作效率低下,耗時費力;滾筒洗滌借助于滾筒的轉動帶動滾筒內部藥材翻動,迫使藥材互相撞擊振動,進而使附著藥材表面的污染物向清洗液分散;高壓水流沖洗過程中需要翻動藥材的同時連續進行沖淋。滾筒清洗和高壓水射流清洗快速高效,但清洗過程對藥材損傷較大,需要消耗大量的水,且因干當歸表面皺縮、不規整,污垢藏于縫隙或根叉深處,凈洗效果不佳,直接影響其藥用、加工和開發,洗滌后還需晾曬和硫磺熏蒸防腐、防蟲蛀處理等。
超聲波清洗屬于物理清洗,主要是利用其在液體介質中傳播時產生的空化效應,對物體表面的污物進行撞擊、剝離完成清洗過程。空化效應能夠明顯減弱液體表面張力及摩擦力,對污物層進行直接反復多次沖擊,并使污物在空化產生的能量作用下被粉碎、形體改變、細化,垢物微粒團間的親和力降低,破壞固液界面附面層,直至最后脫落,達到普通機械攪動所達不到的清洗效果。超聲波清洗效率高,廣泛用于各種工件、玻璃儀器及醫療設備的清洗。應用超聲波清洗進行中藥材清洗,既可降低勞動強度、節水,還可使附著在藥材表面尤其是莖、根須間隙內的泥土、蟲卵、病原體等雜物得到快速徹底的清洗,不留死角,且潔凈度高。同時超聲波的空化效應對抑制蟲卵與病原微生物、防止有效成分散失等方面更有效。超聲波空化作用還可使植物組織細胞內強烈空化、振動、膨脹、壓縮和崩潰閉合,使細胞破裂,有助于當歸中有效成分的分散,進而可提高服用時藥效成分的利用率。此外,應用超聲波清洗實現遙控或自動化清洗更加容易。當歸屬于典型的根類中草藥,很適合于超聲波洗滌,不但清洗潔凈度高、殺毒滅菌效果好,防腐、防蟲蛀,還可提高藥效成分的利用率、減少有效成分散失、縮短晾曬時間等。
1 材料與方法
1.1 藥材及儀器
1.2 方法
1.2.1 實驗設計
時間20min、30min、40min、50min和60min5個清洗時間;溫度25℃、30℃、40℃、50℃和60℃5個清洗液溫度。每一組合進行5次平行試驗,每次試驗清洗當歸3根,記錄當歸平均潔凈度指數,見表1。
表 1 超聲波清洗當歸清洗效果
1.2.2 考核指標
采用潔凈度作為當歸清洗的考核指標。根據超聲波清洗后當歸潔凈情況,將其潔凈度分為5個等級。1級:表面臟,含較多泥斑或泥土;2級:表面較臟,含泥土或泥斑;3級:表面略臟,略有泥土或泥斑;4級:表面較清潔 ,略有泥斑;5級:表面清潔,無明顯泥土或泥斑。當歸潔凈度以潔凈度指數表示。當歸潔凈度指數=∑超聲波清洗當歸清洗效果見表1。從表1試驗結果來看,清洗液的水溫60℃、清洗30min各實驗結果能達到4級以上潔凈度,溫度對清洗潔凈度的影響較大。但是單純靠提高清洗液溫度達到理想的清洗效果就有可能造成當歸水溶性有效成分的流失,溫度超過40℃,清洗液呈淡黃棕色,可聞到類似煎熬中藥的氣味,而且清洗液的顏色和中藥味隨著水溫升高而加濃。
2 小結
2.1以頻率為40kHz、功率為250W的超聲波清洗干當歸,清洗水溫與清洗所需要的時間呈負相關,水溫越高,得到4級及以上清潔度所需時間越短,水溫越低所需時間越長;水溫60℃清洗時間最短,不足30min,該結果與大多數文獻報道的水的超聲空化最活躍溫度為60℃相一致。
2.2 將自來水加熱到30℃以上,清洗30min以上即可以達到凈洗的目的(清潔度在4級及以上)。
2.3 在當歸的實際加工過程中,可以通過適當升高超聲波清洗溫度以足清洗速度的要求,即需要快速清洗,就要適當提高水溫;若后續工作速度比較慢,則可免加熱清洗。
2.4 若當歸清洗后不直接入口,在25℃(室溫,無需加熱) 下超聲波清洗,60min左右就可達到4級清潔度,這樣既可減少能耗,又可保證當歸有效成分基本無流失。
2.5 超聲波在清洗當歸及類似的根莖類材料方面具有時間短、耗水少、水溶性物質流失少的極大優勢。清洗形狀復雜的根莖類干食材、藥材應該選用頻率應為40kHz的超聲波清洗機,其功率密度在0.5-2.0W/cm2范圍內可調,則可得到更為理想的清洗效果。