張 平，鄭志安，江慶伍

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茯苓采后不同預(yù)處理方式對其品質(zhì)及干燥特性的影響

張 平1,2，鄭志安1,2※，江慶伍3

（1. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083； 2. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展研究中心，北京 100083；3. 安徽金寨喬康藥業(yè)有限公司，六安 237000）

為進(jìn)一步優(yōu)化茯苓加工工藝，降低茯苓品質(zhì)劣變風(fēng)險(xiǎn)，該文以傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制（無預(yù)處理）處理的茯苓為研究對象，對不同預(yù)處理方式下的茯苓品質(zhì)、干燥動力學(xué)展開了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明：1）預(yù)處理方式是影響茯苓品質(zhì)的重要因素。①傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)是鮮茯苓直接切制的1.5倍、水蒸氣蒸制的1.7倍，水蒸氣蒸制處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于鮮茯苓直接切制。②傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于鮮茯苓直接切制及水蒸氣蒸制，水蒸氣蒸制與鮮茯苓直接切制間無顯著差異；通過適當(dāng)控制“發(fā)汗”時(shí)間、“發(fā)汗”溫度，可保持茯苓三萜含量不發(fā)生顯著降低。③受傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中物質(zhì)遷移積累現(xiàn)象的影響，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的成品顯著變白，色澤改善；水蒸氣蒸制處理茯苓的成品顯著變黃、變紅，色澤變差。2）預(yù)處理方式是影響茯苓干燥特性的重要因素。與鮮茯苓直接切制相比，茯苓經(jīng)傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理后，物料組織狀態(tài)（硬度、孔隙率等）、化學(xué)成分（含量等）發(fā)生改變，從而使得畢渥數(shù)顯著增大（表明干燥過程中物料內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的作用增大），形狀參數(shù)在0.3～1的區(qū)間內(nèi)顯著減?。ū砻鞲稍镞^程始終為內(nèi)部水分?jǐn)U散控制），有效水分?jǐn)U散系數(shù)與傳質(zhì)系數(shù)顯著增加，最終表現(xiàn)為干燥速率升高，干燥時(shí)間縮短。水蒸氣蒸制處理在提升干燥速率方面的效果更優(yōu)。研究結(jié)果可為進(jìn)一步優(yōu)化茯苓加工工藝，降低品質(zhì)劣變風(fēng)險(xiǎn)，研究不同預(yù)處理方式對茯苓品質(zhì)形成及干燥動力學(xué)變化的作用機(jī)理，研究中藥材發(fā)汗的機(jī)理與作用機(jī)制，促進(jìn)中藥材產(chǎn)地初加工的規(guī)范化提供試驗(yàn)參考與依據(jù)。

干燥；水分；品質(zhì)控制；傳統(tǒng)發(fā)汗；水蒸氣蒸制；直接切制；茯苓

0 引 言

中藥茯苓是多孔菌科真菌茯苓（Schw.）Wolf的干燥菌核[1]，中醫(yī)臨床配伍率達(dá)70%以上[2]，加工后可藥食兩用，主要有效成分是茯苓多糖[3]、茯苓三萜類[4]化合物，具有抗病毒、抗腫瘤等多種藥理作用與生物活性[5]。

《中國藥典》2015版[1]的論述表明，茯苓須經(jīng)“發(fā)汗”預(yù)處理后干燥；近年來，實(shí)際加工過程中，加工主體通常以水蒸氣蒸制、新鮮茯苓直接切制（無預(yù)處理）等代替?zhèn)鹘y(tǒng)“發(fā)汗”[6-7]，同時(shí)，茯苓預(yù)處理的機(jī)理與作用機(jī)制尚無可靠研究，茯苓品質(zhì)劣變（如藥用成分受損[8]、霉變、褐變、硫化物超標(biāo)等）風(fēng)險(xiǎn)變大[9]。有關(guān)茯苓預(yù)處理的研究主要集中在3個(gè)方面，一是依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、產(chǎn)地初加工原則等總結(jié)、論述預(yù)處理方法與步驟[2,6]；二是研究預(yù)處理對茯苓剝皮效率等加工特性的影響[7,10]，未出現(xiàn)預(yù)處理對干燥特性影響的系統(tǒng)研究；三是研究預(yù)處理對茯苓品質(zhì)的影響，主要包括定性描述飲片外觀變化（無基于儀器設(shè)備的準(zhǔn)確定量分析）[10-12]、定量分析有效成分含量變化等[8,12-15]。各研究均側(cè)重于對數(shù)據(jù)結(jié)果的描述，理論分析較為缺乏，且數(shù)據(jù)缺少顯著性分析，可靠性不足；研究結(jié)果不統(tǒng)一，研究結(jié)論間矛盾現(xiàn)象較突出[8,12-15]。同時(shí)，前期研究表明[7]，茯苓采后加工預(yù)處理方式與干燥方式的有效結(jié)合有助于提升茯苓品質(zhì)、加工效率等，但預(yù)處理工藝及干燥工藝仍需進(jìn)一步優(yōu)化；劉文山[11,16-18]等的研究已明確干燥方式對茯苓品質(zhì)的影響，且已設(shè)計(jì)優(yōu)化出適宜茯苓加工的真空脈動干燥裝備及工藝[16]。因此，不同預(yù)處理方式的科學(xué)性亟需充分論證，尤其是亟需充分論證不同預(yù)處理方式下茯苓品質(zhì)的變化，以促進(jìn)茯苓加工工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，降低品質(zhì)劣變風(fēng)險(xiǎn)。

中藥材的采后加工是一個(gè)有機(jī)整體，各環(huán)節(jié)間關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，茯苓采后加工的核心環(huán)節(jié)為預(yù)處理和干燥，一般而言，干燥過程與預(yù)處理環(huán)節(jié)密切相關(guān)[19]，預(yù)處理能夠影響干燥過程的進(jìn)行，影響水分?jǐn)U散、干燥速率、干燥時(shí)間、能耗等[20-24]；目前，尚未出現(xiàn)茯苓預(yù)處理對干燥特性影響的系統(tǒng)研究，傳統(tǒng)認(rèn)為，“發(fā)汗”有利于中藥材干燥，主要是基于發(fā)汗表象（“發(fā)汗”過程中，藥材內(nèi)部水分?jǐn)U散至藥材表面，形成“發(fā)汗”征象）的推測[25]。因此，亟需充分論證預(yù)處理方式與茯苓干燥動力學(xué)間的關(guān)聯(lián)。

為此，本文以傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制（無預(yù)處理）處理的茯苓為研究對象，通過品質(zhì)（水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)、色澤）、干燥動力學(xué)（水分比、干燥速率、干燥曲線模擬、有效水分?jǐn)U散系數(shù)）數(shù)據(jù)的采集與分析，對茯苓采后不同預(yù)處理方式進(jìn)行系統(tǒng)研究，明確不同預(yù)處理方式與茯苓品質(zhì)、茯苓干燥動力學(xué)間的關(guān)聯(lián)，旨在為進(jìn)一步優(yōu)化茯苓加工工藝，降低品質(zhì)劣變風(fēng)險(xiǎn)，研究不同預(yù)處理方式對茯苓品質(zhì)形成及干燥動力學(xué)變化的作用機(jī)理，研究中藥材“發(fā)汗”的機(jī)理與作用機(jī)制，促進(jìn)中藥材產(chǎn)地初加工的規(guī)范化提供試驗(yàn)參考與依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用新鮮茯苓（(F.A. Wolf) Ryvarden &Gilb.）采收于安徽金寨，同一基地，同批采收，無腐爛、外表無機(jī)械損傷。鮮茯苓初始質(zhì)量為（2 600±26）g，初始濕基含水率為48.89%±0.30%（參照國標(biāo)GB5009.3-2010）。除沙并預(yù)處理后，去皮切制成12 mm×12 mm×12 mm茯苓塊，篩選出位于茯苓菌核中心直徑（40±10）mm球體內(nèi)且邊角完整的茯苓塊，刷去表面細(xì)微粉末。試驗(yàn)前將茯苓塊置于（4±1）℃條件下保存。

1.2 主要試驗(yàn)裝置

QDJ-300型十字切丁機(jī)（安徽省亳州市長江中藥機(jī)械廠）。CR-400型色差計(jì)（日本美能達(dá)）；KQ5200DE型數(shù)控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；XH-C旋渦混合器（江蘇金怡儀器科技有限公司）；XMTD-6000電子恒溫不銹鋼水浴鍋（上海宜昌儀器紗篩廠）；H-1650臺式高速離心機(jī)（長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；TU-1810紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；FW-100高速萬能粉碎機(jī)（天津市泰斯儀器有限公司）。GZX-9030MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠），額定功率0.7 kW。AR-1140型電子分析天平（奧豪斯國際莫伊有限公司）；UP-313型電子天平（上海花潮電器有限公司）。培養(yǎng)皿、干燥器若干。

1.3 預(yù)處理方式與試驗(yàn)方法

1.3.1 傳統(tǒng)“發(fā)汗”

保溫潮濕環(huán)境下，將篩選后的新鮮茯苓由大到小，質(zhì)地由硬到松軟，自內(nèi)向外，錐形碼放于覆蓋尼龍塑料布的鐵架上，聚乙烯薄膜封蓋嚴(yán)實(shí)；“發(fā)汗”起始溫度16 ℃，“發(fā)汗”總時(shí)間168 h，“發(fā)汗”結(jié)束后取適量茯苓，自然放置2 h，使茯苓溫度降至與外界溫度（16 ℃）一致[1-2,6-7]。

1.3.2 水蒸氣蒸制

將篩選后的新鮮茯苓由大到小，質(zhì)地由硬到松軟，自內(nèi)向外，錐形碼放于鐵架上，敞篷塑料布封蓋，底部通水蒸氣（110 ℃）4 h；自然放置2 h，使茯苓溫度降至與外界溫度（16 ℃）一致[6-7]。

1.3.3 鮮茯苓直接切制（無預(yù)處理）

將篩選所得新鮮茯苓表面除沙后直接剝皮切制成12 mm×12 mm× 12 mm規(guī)格的茯苓塊[8]。

試驗(yàn)中茯苓的預(yù)處理均利用實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備于工廠內(nèi)進(jìn)行，品質(zhì)測定與干燥動力學(xué)試驗(yàn)于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)同步進(jìn)行，試驗(yàn)重復(fù)3次，取均值。

1.4 指標(biāo)測定與計(jì)算方法

1.4.1 品質(zhì)指標(biāo)測定

1）水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)。茯苓水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定采用苯酚－硫酸法[7]，提取采用優(yōu)化改進(jìn)的超聲波輔助熱水浸提法[3, 26-28]。參照文獻(xiàn)[7]所述方法步驟進(jìn)行，并將超聲起始溫度優(yōu)化為60 ℃。

茯苓水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)按公式（1）計(jì)算。

式中為茯苓水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；1為標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得出的樣品葡萄糖質(zhì)量，mg；2為樣品定容體積，mL；2為樣品的質(zhì)量（干質(zhì)量），g；1為所移取樣品測定液的體積，mL；為換算因子，取1.28。

2）三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)。茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定參照標(biāo)準(zhǔn)NY/SJ339—2001中的方法[29]，并適當(dāng)優(yōu)化。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：分別吸取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 mL的0.2 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)齊墩果酸-無水乙醇溶液置于試管中，沸水浴揮去溶劑；加入0.1 mL5%香草醛-冰醋酸溶液和0.8 mL高氯酸，混勻，60 ℃水浴鍋中保溫20 min；取出后迅速用冰水冷卻10 min；加入5 mL冰醋酸，混勻，測定550 nm處的吸光值。以三萜（齊墩果酸）毫克數(shù)為橫坐標(biāo)，光密度值為縱坐標(biāo)，得標(biāo)準(zhǔn)曲線。

樣品制備檢測：精密稱取烘干的茯苓粗粉（60目）0.25 g于25 mL容量瓶中，無水乙醇定容。封口后超聲處理2 h，每隔20 min將容量瓶取出上下顛倒混勻。取出容量瓶，冷卻至室溫。取2 mL液體于離心管中，4 000 r/min離心10 min。吸取1 mL上清液，參照“繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線”中的方法檢測吸光度，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程得出檢測液中的三萜毫克數(shù)。

三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)按公式（2）計(jì)算。

式中為茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/g；為檢測液中的三萜毫克數(shù)；為稱取的茯苓粗粉的質(zhì)量，g。

3）色澤。采用CIELAB表色系統(tǒng)定量描述茯苓塊色澤，利用CR-400型色差計(jì)（日本美能達(dá)）測定茯苓塊的明亮度L、綠紅值a、藍(lán)黃值b[30-31]。L范圍是0（黑色）～100（白色），a范圍是?60(純綠色)~+60（純紅色），b范圍是?60（純藍(lán)色）~+60（純黃色）。

1.4.2 干燥動力學(xué)

干燥方式為熱風(fēng)干燥，干燥溫度60 ℃[32]，風(fēng)速0.6 m/s，茯苓塊質(zhì)量（300±3）g。0～60 min階段，等間隔15 min測量質(zhì)量1次；60～180 min階段，等間隔30 min測量質(zhì)量1次；180 min以后，等間隔60 min測量質(zhì)量一次。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1）干基含水率計(jì)算公式[21]

式中M為時(shí)刻干基含水率，g/g；m為時(shí)刻茯苓質(zhì)量，g；0為茯苓初始質(zhì)量，g；0為茯苓初始濕基含水率，g/g。

2）干燥水分比計(jì)算公式[24]

式中MR為時(shí)刻茯苓水分比，%；0為茯苓初始干基含水率，g/g。

3）干燥速率計(jì)算公式[22]

4）Dincer-Hussain模型

Dincer-Hussain模型的表達(dá)形式[33-34]與畢渥數(shù)[35]的估算公式如式（6）~（7）

式中為滯后因子，無量綱常數(shù)，表征干燥傳熱傳質(zhì)過程中受到的內(nèi)部和外部阻力；為干燥系數(shù)，s-1，表示單位時(shí)間內(nèi)物料的干燥能力[36]；為干燥時(shí)間，s；為畢渥數(shù)，無量綱參數(shù)，表示物料內(nèi)部的導(dǎo)熱熱阻與邊界處對流換熱熱阻的比值[37]。Dincer-Hussain模型可借助滯后因子和干燥系數(shù)分析干燥過程[18]，可通過畢渥數(shù)和G的函數(shù)關(guān)系對規(guī)則物料（球形、圓柱形、平板形）干燥過程中的水分遷移規(guī)律進(jìn)行有效量化[38]。Dincer-Hussain模型對升速、降速、恒速等干燥過程均能適用，其是否適用依據(jù)擬合精度（決定系數(shù)等）判定，研究表明，Dincer-Hussain模型能較好的反應(yīng)茯苓干燥的相關(guān)規(guī)律[18]。

5）Weibull分布函數(shù)

Weibull分布函數(shù)的表達(dá)形式如式（8）[39]

式中為尺度參數(shù)，min，表示干燥過程中水分比降低至0.37時(shí)所用的時(shí)間，可表征干燥速率快慢[40]；為形狀參數(shù)，與物料干燥開始階段的水分遷徙過程有關(guān)，其值越小表示干燥開始時(shí)的干燥速率越大[41]。Weibull函數(shù)可結(jié)合尺度參數(shù)、形狀參數(shù)有效分析傳熱傳質(zhì)過程[42]。Weibull函數(shù)能較好的反應(yīng)茯苓干燥的相關(guān)規(guī)律[17-18]。Weibull分布函數(shù)對升速、降速、恒速等干燥過程均能適用，其是否適用依據(jù)擬合精度（決定系數(shù)等）判定，研究表明，Weibull分布函數(shù)能較好的反應(yīng)茯苓干燥的相關(guān)規(guī)律[18]。

1.4.3 有效水分?jǐn)U散系數(shù)

決定系數(shù)R接近于1，可應(yīng)用函數(shù)擬Dincer-Hussain模型、Weibull分布函數(shù)等計(jì)算水分?jǐn)U散系數(shù)；干燥速率曲線呈現(xiàn)為全程降速干燥時(shí)可應(yīng)用費(fèi)克第二定律計(jì)算水分?jǐn)U散系數(shù)。

1）費(fèi)克第二定律計(jì)算有效水分?jǐn)U散系數(shù)的公式如式（9）[17]所示。

2）Dincer-Hussain模型計(jì)算有效水分?jǐn)U散系數(shù)的公式如式（10）[38]

對于球體

3）Weibull分布函數(shù)計(jì)算有效水分?jǐn)U散系數(shù)的公式如式（13）[24]

借助最小二乘法，利用Dincer-Hussain模型、Weibull函數(shù)擬合干燥曲線，計(jì)算相關(guān)參數(shù)值，擬合精度用決定系數(shù)2評價(jià)，2越接近于1擬合程度越好，公式如式（15）[17]。

1.4.4 剖面硬度與孔隙率測定

傳統(tǒng)“發(fā)汗”、鮮茯苓直接切制處理的茯苓分別取20個(gè)，在垂直于長軸的最大圓面處剖開，利用艾德堡數(shù)顯式果實(shí)硬度計(jì)按5點(diǎn)取樣法檢測每個(gè)剖面的硬度；每個(gè)茯苓取10枚茯苓塊，參照文獻(xiàn)[20]中的方法測定茯苓塊孔隙率。數(shù)據(jù)取均值，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差。

1.4.5 數(shù)據(jù)處理方法

通過函數(shù)擬合軟件工具包1stOpt V1.5對干燥曲線進(jìn)行擬合，分別求出Dincer-Hussain模型、Weibull函數(shù)對應(yīng)的未知參數(shù)。采用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)處理方式下茯苓品質(zhì)

2.1.1 不同預(yù)處理方式下茯苓水溶性多糖

不同預(yù)處理方式處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖1所示，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為（20.53±0.98）、（11.85±0.09）、（13.75±0.27）mg/g，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于鮮茯苓直接切制及水蒸氣蒸制，分別是鮮茯苓切制、水蒸氣蒸制處理茯苓水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1.5倍、1.7倍；水蒸氣蒸制處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于鮮茯苓直接切制。水溶性多糖是茯苓的主要活性成分[26]，通過提升宿主免疫能力抑制腫瘤細(xì)胞[43]；水溶性的改善，能夠提高多糖及其衍生物生物活性[43]。茯苓水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的顯著提高，一定程度上表明，傳統(tǒng)“發(fā)汗”能夠提升茯苓的藥用價(jià)值。

茯苓多糖主要由以-(1→3)糖苷鍵為主鏈，并伴有少量-(1→6)糖苷鍵分支的葡聚糖構(gòu)成，茯苓中總糖含量達(dá)到93%以上。茯苓“發(fā)汗”過程中，外部養(yǎng)料供應(yīng)來源切斷，組織細(xì)胞利用內(nèi)部貯存的多糖等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行生命活動，茯苓多糖在-葡萄糖苷酶等水解酶[9,44]催化下發(fā)生水解反應(yīng)，分子量降低，水溶性提高，表現(xiàn)為水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高。

茯苓水溶性多糖為雜多糖[29,43]，單糖組分中含有較多量的核糖、木糖等五碳糖與較多量的葡萄糖、半乳糖、甘露糖等六碳糖[27]，促使水蒸氣蒸制過程中水溶性多糖參與非酶褐變（美拉德反應(yīng)等）的速度較快[45]，最終使得水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低。

注：數(shù)字的差異性（P<0.05）用不同的字母表示，下同。

2.1.2 不同預(yù)處理方式下茯苓三萜

三萜類化合物是具有多種生物及藥理活性的次生代謝產(chǎn)物[46]，在茯苓藥用成分中地位突出，能夠誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡[47]。不同預(yù)處理方式處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)如圖2所示，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為（1.39±0.04）g、（1.52±0.05）、（1.53±0.03）mg/g，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于水蒸氣蒸制及鮮茯苓直接切制，水蒸氣蒸制處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鮮茯苓直接切制無顯著差異。

圖2 不同預(yù)處理方式處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)

三萜類化合物的合成與積累受到自身遺傳和環(huán)境中各種生物因子和非生物因子（溫度等）的調(diào)控[48-50]。研究表明，一定時(shí)間、溫度范圍內(nèi)，平均溫度與三萜類化合物含量、氧化鯊烯環(huán)化酶（三萜類化合物生物合成的關(guān)鍵酶之一[51]）基因的表達(dá)量均呈顯著負(fù)相關(guān)[52-53]；外源營養(yǎng)基質(zhì)是影響三萜類化合物生物合成的重要因素[54]。傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中，茯苓菌核內(nèi)部溫度變化（實(shí)驗(yàn)室自制溫濕度巡檢儀自動測量記錄，溫度傳感器置于茯苓表皮下6 cm處，數(shù)據(jù)傳輸間隔為30 s。）如圖3所示，受呼吸產(chǎn)熱[55]及密閉環(huán)境阻隔熱交換的影響，茯苓菌核內(nèi)部溫度持續(xù)上升，一定程度上抑制了氧化鯊烯環(huán)化酶基因的表達(dá)[52-53]，同時(shí)，茯苓“發(fā)汗”過程中，較長時(shí)間的外源營養(yǎng)切斷，使得次生代謝產(chǎn)物的合成底物不足，三萜類化合物的生物合成受到影響[49]，最終使得傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著低于鮮茯苓直接切制。

圖3 傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中茯苓菌核內(nèi)部溫度變化

傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中，茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖4所示，隨著發(fā)汗過程的進(jìn)行，0～48 h階段，茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出緩慢上升趨勢，48～168 h階段，茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出持續(xù)緩慢下降趨勢，并最終與鮮茯苓產(chǎn)生顯著性差異，結(jié)合圖3可得，茯苓三萜積累量受到“發(fā)汗”時(shí)間、“發(fā)汗”溫度等因素的影響，通過適當(dāng)控制“發(fā)汗”時(shí)間、“發(fā)汗”溫度，可保持茯苓三萜類化合物含量不發(fā)生顯著性降低。以茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)為限制指標(biāo)，“發(fā)汗”起始溫度為16 ℃時(shí)，“發(fā)汗”時(shí)間在48～96 h范圍內(nèi)較為適宜。茯苓三萜類化合物在菌核內(nèi)經(jīng)歷代謝、貯藏或降解等生理過程[49]。研究表明，存在適宜溫度使得三萜類化合物積累量較高[56-57]。傳統(tǒng)“發(fā)汗”初期（0～48 h階段）的溫度適宜性較好，外源營養(yǎng)切斷時(shí)間較短，三萜類化合物的合成底物較充足，合成代謝速率高于分解代謝速率，三萜類化合物積累量升高[52-53,56-57]；傳統(tǒng)“發(fā)汗”中后期（48～168 h階段）的溫度適宜性降低，三萜類化合物的合成底物不足，合成代謝速率低于分解代謝速率，三萜類化合物積累量降低[52-53,56-57]。

圖4 傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中茯苓三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化

多數(shù)游離三萜類化合物及三萜皂苷均具有較高熔點(diǎn)與分解點(diǎn)[51]，以茯苓酸、塊苓酸為主要成分的茯苓三萜類化合物的熔點(diǎn)高于250 ℃[58]，具有較好的熱穩(wěn)定性，水蒸氣蒸制處理過程中水蒸氣溫度為110 ℃，環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于250 ℃，茯苓三萜類化合物幾乎不發(fā)生分解，使得蒸制處理茯苓與直接切制所得茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異。

2.1.3 不同預(yù)處理方式下茯苓色澤

色澤是茯苓品質(zhì)屬性的重要組成部分[59]，是茯苓飲片規(guī)格劃分的基本依據(jù)[2]；優(yōu)級飲片要求茯苓塊色澤白亮、無黃白斑[12]。因此，L越大，a、b的絕對值越小，茯苓色澤品質(zhì)越好。不同預(yù)處理方式處理茯苓的色澤參數(shù)如表1所示，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的明亮度L值顯著高于鮮茯苓直接切制及水蒸氣蒸制，紅綠值a、藍(lán)黃值b與鮮茯苓直接切制無顯著差異，傳統(tǒng)“發(fā)汗”預(yù)處理能夠使茯苓成品顯著變白，改善茯苓色澤；水蒸氣蒸制處理茯苓的紅綠值a、藍(lán)黃值b顯著高于鮮茯苓直接切制及傳統(tǒng)發(fā)汗，明亮度L值與鮮茯苓直接切制無顯著差異，水蒸氣蒸制預(yù)處理能夠使茯苓成品顯著變紅、變黃，茯苓品相變差。

茯苓菌核主要由3部分構(gòu)成，最外層為茯苓皮；近皮層為赤茯苓，由多糖粒和雙核菌絲組成，淡紅棕色；中心為白茯苓，是多糖積累一層，白色，有一定量的菌絲。研究表明，茯苓皮是由流出的內(nèi)含物與表面菌絲黏連纏結(jié)而形成，白茯苓是由多糖類物質(zhì)向內(nèi)逐漸積累形成[60-61]，這一現(xiàn)象一定程度上促進(jìn)了傳統(tǒng)“發(fā)汗”預(yù)處理對茯苓色澤的改善。試驗(yàn)測得，茯苓經(jīng)傳統(tǒng)發(fā)汗處理后白茯苓水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由13.75±0.27顯著提升至（20.53±0.98）mg/g、堿溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)由658.27±16.34顯著提升至（746.96±18.31）mg/g（該結(jié)果與徐雷等[8]的研究結(jié)果相符）；“發(fā)汗”過程中茯苓菌核表面、菌核剖面的變化如圖5、圖6所示，隨著“發(fā)汗”過程的進(jìn)行，茯苓菌核剖面開始有棕黃色物質(zhì)出現(xiàn)，并聚集成滴，最終遷移至菌核表面形成褐色露珠狀液體，與白色菌絲黏連纏結(jié)。盡管“發(fā)汗”過程中多酚氧化酶不斷作用[9]，產(chǎn)生黃色醌類物質(zhì)[62]，但受物質(zhì)遷移現(xiàn)象的影響，與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的紅綠值a、藍(lán)黃值b未發(fā)生顯著變化，明亮度L值顯著高于鮮茯苓直接切制及水蒸氣蒸制。

表1 不同預(yù)處理方式處理茯苓的色澤參數(shù)

圖5 傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中不同時(shí)間的茯苓菌核表面

圖6 傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中不同時(shí)間的茯苓菌核剖面

水蒸氣蒸制預(yù)處理以蒸汽為濕媒介，處理環(huán)境溫度較高（水蒸氣溫度為110 ℃），茯苓菌核內(nèi)的多酚氧化酶發(fā)生鈍化并失活[63]，無酶促褐變產(chǎn)生。研究表明，60至120 ℃的溫度范圍內(nèi)，還原糖與氨基酸、蛋白質(zhì)之間均可發(fā)生美拉德反應(yīng)，反應(yīng)速率與溫度、時(shí)間呈正相關(guān)[64-65]；反應(yīng)產(chǎn)物積累量與加熱時(shí)間呈線性關(guān)系[66]；反應(yīng)過程中產(chǎn)生的類黑精和色素越多，褐變越嚴(yán)重，表現(xiàn)為值、值增大，*值減小[67]。水蒸氣蒸制過程中，較高的環(huán)境溫度（水蒸氣溫度為110 ℃）促使茯苓菌核內(nèi)的醛、酮、單糖及多糖分解的羰基化合物與游離氨基酸、蛋白質(zhì)等氨基化合物發(fā)生非酶棕色化反應(yīng)[63-65]，較長的處理時(shí)間（4 h）使得類黑精等逐步累積[66]，最終使得蒸制處理茯苓的紅綠值a、藍(lán)黃值b顯著高于鮮茯苓直接切制及傳統(tǒng)“發(fā)汗”，明亮度L值低于鮮茯苓直接切制及傳統(tǒng)發(fā)汗[67]。

2.1.4 不同預(yù)處理方式下茯苓剖面硬度與孔隙率

茯苓剖面硬度的測定結(jié)果分別為傳統(tǒng)“發(fā)汗”（34.09±3.17）N、鮮茯苓直接切制（38.83±7.87）N，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的硬度顯著（＜0.05）降低。茯苓孔隙率的測定結(jié)果分別為傳統(tǒng)“發(fā)汗”（34.04±1.41）%、鮮茯苓直接切制（32.85±1.69）%，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的內(nèi)部細(xì)胞間隙增大[20]。

傳統(tǒng)“發(fā)汗”過程中，受呼吸產(chǎn)熱[55]及密閉環(huán)境阻隔熱交換的影響，茯苓菌核內(nèi)部溫度升高，茯苓組織細(xì)胞呼吸強(qiáng)度增大[61]，細(xì)胞壁上含有的多糖被水解酶分解，細(xì)胞壁上及細(xì)胞間間隙增大，茯苓菌核軟化、硬度降低[68-70]。同時(shí)，研究表明，組織硬度與可溶性糖的含量呈極顯著負(fù)相關(guān)[71-72]，一定程度上印證了本研究的相關(guān)結(jié)論，即傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的水溶多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于鮮茯苓直接切制，而傳統(tǒng)發(fā)汗處理茯苓的剖面硬度顯著低于鮮茯苓直接切制。

2.2 不同預(yù)處理方式下茯苓干燥動力學(xué)

傳統(tǒng)上，茯苓多采用陰干[1]、自然晾曬[2,16-17]等方式干燥。陰干、自然晾曬方法成本低，但干燥時(shí)間長，易受梅雨天氣影響，吸潮霉變。熱風(fēng)干燥可有效縮短茯苓干燥時(shí)間，提升干燥效率，已較大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用[6,17]。本研究立足于生產(chǎn)實(shí)際，選取熱風(fēng)干燥方式進(jìn)行干燥動力學(xué)的研究。

2.2.1 不同預(yù)處理方式下茯苓干燥特性

不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥曲線如圖7所示，茯苓干燥至含水率10%（《中國藥典》規(guī)定茯苓飲片含水率不得高于18%）的時(shí)間分別為傳統(tǒng)“發(fā)汗”（349.48±4.56）min、水蒸氣蒸制（339.01±3.26）min、鮮茯苓直接切制（373.71±1.96）min，與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制的干燥時(shí)間分別顯著（<0.05）縮短了6.48%、9.29%。預(yù)處理方式是影響干燥曲線和干燥過程的重要因素。

圖7 不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥曲線

不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥速率曲線如圖8所示，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理茯苓的干燥速率均高于鮮茯苓直接切制，且水蒸氣蒸制處理茯苓的干燥速率最高。

圖8 不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥速率曲線

茯苓經(jīng)傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理后，細(xì)胞壁上含有的多糖被水解酶分解，細(xì)胞壁上及細(xì)胞間間隙增大，茯苓菌核軟化、硬度降低（如2.1.4所示），水分移動阻力減小，水分移動速度升高[73]，促進(jìn)了干燥過程中水分的蒸發(fā)。

茯苓經(jīng)水蒸氣蒸制處理后，菌核細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì)凝固、失水，發(fā)生質(zhì)壁分離，細(xì)胞活性喪失，細(xì)胞膜的通透性增大，促進(jìn)了干燥過程中細(xì)胞組織水分的蒸發(fā)[74-75]。

2.2.2 基于不同函數(shù)模型的干燥過程分析

干燥過程涉及傳熱傳質(zhì)效率、能源消耗和產(chǎn)品品質(zhì)等[24]，利用較為準(zhǔn)確的干燥模型描述干燥過程，能夠通過參數(shù)變化更清晰地分析預(yù)處理方式與干燥動力學(xué)間的關(guān)聯(lián)。由干燥曲線、干燥速率曲線可得，不同預(yù)處理方式處理茯苓的熱風(fēng)干燥過程為降速干燥，符合Fick定律的應(yīng)用條件；由表2、3得，決定系數(shù)2的區(qū)間在0.993～0.997之間，Dincer模型、Weibull函數(shù)均能很好的模擬不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥曲線；可利用Fick定律、Dincer模型、Weibull函數(shù)進(jìn)行有效水分?jǐn)U散系數(shù)的計(jì)算，可進(jìn)一步利用Dincer模型、Weibull 函數(shù)分析干燥過程。

1）基于Dincer模型的干燥過程分析

借助最小二乘法，利用Dincer模型擬合干燥曲線，分析不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥過程，結(jié)果如表2所示，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的滯后因子值分別為1.018 0±0.000 03、1.018 4±0.000 02、1.017 4±0.000 04，并呈顯著性差異，滯后因子值受預(yù)處理方式的影響，為1.018 0～1.018 4，均在1附近。表示單位時(shí)間內(nèi)物料的干燥能力，越大，物料干燥速度越快，且同種干燥方式下，值越小，物料的干燥速度越慢[36]，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的干燥系數(shù)值的大小關(guān)系為水蒸氣蒸制＞傳統(tǒng)“發(fā)汗”＞鮮茯苓直接切制；結(jié)合干燥曲線的分析可知，與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理有利于干燥的進(jìn)行，且水蒸氣蒸制處理的促進(jìn)程度更加顯著；表明同種干燥方式下，值大小與物料的干燥速度呈正相關(guān)。

畢渥數(shù)表示物料內(nèi)部的導(dǎo)熱熱阻與邊界處對流換熱熱阻的比值[37]。0.1＜＜100，表明物料溫度的變化受物料內(nèi)部導(dǎo)熱和外部對流傳熱的雙重影響；0<<0.1，表明物料內(nèi)部各點(diǎn)溫度在同一時(shí)刻趨于一致，且變化快慢取決于物料表面的對流換熱強(qiáng)度；>100，表明物料溫度變化完全取決于外部導(dǎo)熱熱阻[18]。傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的畢渥數(shù)分別為0.092 6±0.000 05、0.093 8±0.000 08、0.091 3±0.000 11，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的干燥過程中，茯苓塊的內(nèi)部溫度變化主要由邊界的對流換熱強(qiáng)度決定。與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理茯苓的畢渥數(shù)值顯著增大，表明茯苓經(jīng)傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理后，內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的作用增大，但邊界的對流換熱熱阻依然起主導(dǎo)作用，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理均能顯著提高對流換熱系數(shù)，有助于干燥的進(jìn)行，在試驗(yàn)范圍內(nèi)以水蒸氣蒸制處理的效果最為顯著。

表2 基于Dincer模型的干燥過程分析結(jié)果

注：為滯后因子，為干燥系數(shù)，為畢渥數(shù)，為特征根。

Note:is lag factor.is drying coefficient.is biot number.is characteristic.

2）基于Weibull函數(shù)的干燥過程分析

借助最小二乘法，利用Weibull函數(shù)擬合干燥曲線，分析不同預(yù)處理方式處理茯苓的干燥過程，結(jié)果如表3所示。尺度參數(shù)表示干燥過程的速率常數(shù)，其值約等于干燥過程完成63%所需要的時(shí)間[8,17,41]。對于同種物料而言，尺度參數(shù)與干燥溫度和干燥方式有關(guān)；在同一種干燥方式下，尺度參數(shù)值隨著干燥溫度的升高而減少；相同干燥條件下，物料組織狀態(tài)能夠影響尺度參數(shù)[8]。傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的尺度參數(shù)分別為（124.48±3.81）、（110.86±1.48）、（147.11±3.16）min，與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制均能顯著降低尺度參數(shù)值，提高干燥速率，且在試驗(yàn)范圍內(nèi)以水蒸氣蒸制處理的減少效果最顯著。結(jié)合品質(zhì)變化、干燥曲線的分析可知，試驗(yàn)條件范圍內(nèi)，尺度參數(shù)的變化是由物料組織狀態(tài)、化學(xué)成分的改變引起的。

表3 基于Weibull函數(shù)的干燥過程分析結(jié)果

注：為尺度參數(shù)，為形狀參數(shù)。

Note:is scale parameter.is shape parameter.

形狀參數(shù)與干燥過程中水分遷移機(jī)理相關(guān)，0.3<<1時(shí)，表示干燥過程為內(nèi)部水分?jǐn)U散控制的降速干燥；>1時(shí)，表示干燥速率曲線前期呈現(xiàn)上升態(tài)勢[8,17,41]。相同干燥條件下，形狀參數(shù)會隨著物料的變化產(chǎn)生顯著差異[76-77]，形狀參數(shù)的變化程度可反映預(yù)處理對物料狀態(tài)的影響程度[8]。傳統(tǒng)發(fā)汗、水蒸氣蒸制、鮮茯苓直接切制處理茯苓的形狀參數(shù)分別為0.801±0.003、0.787±0.002、0.856±0.002，與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制均能顯著降低形狀參數(shù)值，且在試驗(yàn)范圍內(nèi)以水蒸氣蒸制處理的減少效果最顯著，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制處理茯苓的物料狀態(tài)發(fā)生顯著變化，與品質(zhì)、硬度、孔隙率等的數(shù)據(jù)結(jié)果相符，但干燥過程仍為內(nèi)部水分?jǐn)U散控制。

3）基于Fick定律、Dincer模型、Weibull函數(shù)的有效水分?jǐn)U散系數(shù)計(jì)算分析

有效水分?jǐn)U散系數(shù)的計(jì)算結(jié)果如表4所示。有效水分?jǐn)U散系數(shù)eff,F、eff,D、eff,W的大小關(guān)系均為水蒸氣蒸制＞傳統(tǒng)“發(fā)汗”＞鮮茯苓直接切制，且不同預(yù)處理方式間差異顯著。與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”、水蒸氣蒸制均能顯著提高有效水分?jǐn)U散系數(shù)，提高傳質(zhì)系數(shù)，提升干燥速率，且在試驗(yàn)范圍內(nèi)以水蒸氣蒸制方式的效果最為顯著。同時(shí)，由表4數(shù)據(jù)可得，基于Dincer模型計(jì)算的有效水分?jǐn)U散系數(shù)，盡管變化規(guī)律與其他2種方式相同，但結(jié)果明顯偏高，該結(jié)果與張衛(wèi)鵬、Vlatka等的研究相符[18,78]。原因是基于Fick 第二定律、Weibull 函數(shù)對有效水分?jǐn)U散系數(shù)的計(jì)算，均忽略了質(zhì)量傳遞和熱量傳遞的影響；而Dincer 模型綜合衡量了物料內(nèi)部導(dǎo)入熱阻、邊界對流換熱熱阻和傳質(zhì)系數(shù)的影響，三者的計(jì)算方法存在差異[79]。

表4 有效水分?jǐn)U散系數(shù)的計(jì)算結(jié)果

注：eff,D為有效水分?jǐn)U散系數(shù)，Dincer模型計(jì)算的結(jié)果，為傳質(zhì)系數(shù)；eff,F為有效水分?jǐn)U散系數(shù)，F(xiàn)ick第二定律計(jì)算的結(jié)果；eff,W為有效水分?jǐn)U散系數(shù)，Weibull函數(shù)的計(jì)算結(jié)果，R幾何參數(shù)。

Note:eff,Dis moisture effective diffusion coefficient and represents Dincer and Hussain’s method.is mass transfer.eff,Fis calculated moisture diffusion coefficient and represents Fick’s law of diffusion.eff,Wis calculated moisture diffusion coefficient and represents Weibull function model.Ris geometric factor.

3 結(jié) 論

1）與鮮茯苓直接切制、水蒸氣蒸制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”在改善茯苓品質(zhì)方面具有優(yōu)勢。

與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”能夠?qū)④蜍咚苄远嗵琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)由13.75±0.27顯著提高至（20.53±0.98）mg/g，改善茯苓多糖的水溶性；水蒸氣蒸制處理茯苓的水溶性多糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低至（11.85±0.09）mg/g。與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)“發(fā)汗”處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低，可通過“發(fā)汗”時(shí)間、“發(fā)汗”溫度的適當(dāng)控制保持三萜類化合物含量不發(fā)生顯著降低；水蒸氣蒸制處理茯苓的三萜質(zhì)量分?jǐn)?shù)未發(fā)生顯著改變。③與鮮茯苓直接切制相比，傳統(tǒng)發(fā)汗處理茯苓的明亮度L值（50.20±0.18）顯著高于鮮茯苓直接切制（49.19±0.22）及水蒸氣蒸制（48.93±0.06），紅綠值a（?0.117±0.012）、藍(lán)黃b值（3.33±0.02）與鮮茯苓直接切制（?0.120±0.008、3.34±0.06）無顯著差異，茯苓成品顯著變白，色澤改善；水蒸氣蒸制處理茯苓的紅綠值a（0.380±0.008）、藍(lán)黃值b（3.77±0.07）顯著高于鮮茯苓直接切制及傳統(tǒng)“發(fā)汗”，明亮度L值與鮮茯苓直接切制無顯著差異，茯苓成品顯著變黃、變紅，品相變差。

2）與鮮茯苓直接切制、傳統(tǒng)“發(fā)汗”相比水蒸氣蒸制處理在縮短干燥時(shí)間方面的效果更優(yōu)。

與鮮茯苓直接切制相比，茯苓經(jīng)傳統(tǒng)發(fā)汗、水蒸氣蒸制處理后，物料組織狀態(tài)（硬度、孔隙率等）、化學(xué)成分（含量等）發(fā)生改變，干燥系數(shù)顯著增大，畢渥數(shù)顯著增大（表明干燥過程中物料內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻的作用增大），尺度參數(shù)顯著減小，形狀參數(shù)在0.3～1的區(qū)間內(nèi)顯著減小（表明干燥過程始終為內(nèi)部水分?jǐn)U散控制），有效水分?jǐn)U散系數(shù)與傳質(zhì)系數(shù)顯著增加，最終表現(xiàn)為干燥速率升高，干燥時(shí)間顯著縮短。

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Effects of different pretreatment methods on quality and drying characteristics ofafter harvest

Zhang Ping1,2, Zheng Zhian1,2※, Jiang Qingwu3

(1100083; 2.100083,; 3..,,237000,)

In order to optimize the drying process and to make the quality ofunder control, in this study, the traditionally sweated, steamed, and directly peeled and cut(without pretreatments) were evaluated through quality and drying kinetics to examine the relevance between pretreatments and the quality ofand drying. Results showed that: 1) pretreatments played a dominant role in the quality control of. ① By comparing the mass fraction of water-soluble polysaccharides,after traditional sweating were 1.5 times higher than those without pretreatment and 1.7 times higher than those after steaming. The mass fraction of water-soluble polysaccharides of Poria cocos after steaming was significantly lower than that of those without pretreatment. ② The mass fraction of triterpenes ofafter traditional sweating was significantly lower than that of those after other two pretreatments. No statistical difference was found between steaming and no pretreatment. By controlling the sweating time and sweating temperature to maintain the mass fraction of tritrpenes. ③ Because of the material migration and accumulation during traditional sweating,after traditional sweating were whiter with better lustre compared with those after steaming (turned yellow and red). 2) Pretreatments is the key factor to affect the drying process. Compared with those with no pretreatment,after traditional sweating and steaming has a different the structure of material (hardness and porosity) and chemical composition (content), which madesignificantly increased (indicating the increase of heat resistance within the material during the drying process). The shape parameterwas significantly reduced in the range of 0.3-1 (indicating that the drying process was always controlled by the internal water diffusion). The effective water diffusivity and mass transfer coefficient increased significantly, the drying rate increased and the drying time shortened. The steaming pretreatment is more effective in improving drying rate. The results of the study (the visual results displayed by the test data and he theoretical analysis based on the experimental data,) can further optimize the processing technology of, reduce the risk of quality deterioration, study the mechanism of different pretreatment methods on the quality formation ofand the change of drying dynamics, and study the mechanism and work of the sweating of Chinese medicinal materials. It provides experimental reference and basis for promoting standardization of primary processing of Chinese medicinal materials by mechanism.

drying; moisture; quality control; traditional sweating; steaming; direct cutting;

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.037

S567.3+2；TS959.9

A

1002-6819(2018)-20-0294-11

2018-05-22

2018-08-31

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助( CARS-21)

張 平，博士生，主要從事中藥材產(chǎn)地初加工機(jī)械化工藝技術(shù)等的研究。Email：zhangping0704@126.com

鄭志安，副教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事中藥材生產(chǎn)機(jī)械化工程、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程等方面的研究。Email：zhengza@cau.edu.cn

張 平，鄭志安，江慶伍. 茯苓采后不同預(yù)處理方式對其品質(zhì)及干燥特性的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(20)：294－304. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.037 http://www.tcsae.org

Zhang Ping, Zheng Zhian, Jiang Qingwu. Effects of different pretreatment methods on quality and drying characteristics ofafter harvest[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(20): 294－304. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.20.037 http://www.tcsae.org