Сушка лекарственного растительного сырья

Большинство видов ЛРС 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 подаётся 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 морфолого-анатомического строения сырья, его химического состава, степени стабильности действующих веществ.

Используемые в настоящее время Методы сушки ЛРС де­лятся на две группы:

1)без искусственного нагрева (естественная сушка):

а) солнечная,

б) воздушно-теневая;

2) 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 2-3раза 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.