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中药粉臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌研究
阅读：2442 发布时间：2010-6-26| 提 供 商 | 常州市金典干燥设备有限公司 | 资料大小 | 0K |
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中药粉臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌研究
宋丽丽 谷传动
摘要：本文对臭氧在中药粉气悬浮逆流接触动态灭菌进行了灭菌工艺、灭菌效果、灭菌设备及对药粉化学成分的影响等应用可行性，作了系统阐述，通过和湿热，干热，60Co辐射及双锥臭氧灭菌等方式进行了对比分析，旨在为中药粉灭菌提供一种科学、的设备和工艺方法。
主题词：臭氧 气悬浮 动态 联动 大生产 现代化 正交实验 目标成分 化学成分
一、研究目的
实现中药现代化，全面提升中药制剂水平，是国家“十五”科技规划中提出的任务。当前，中药制剂生产质量控制已成为实现中药现代化的瓶颈问题，而卫生指标的控制又是确保中成药尤其是以中药粉末入药制剂质量的关键问题之一。为此，多年来国内众多专家致力于中药灭菌技术这一课题的研究，以寻找杀菌*、药效无损失或损失zui低，不产生毒素或未知物，造价低、操作方便、适合连续化生产的中药灭菌方法。
在2000年版《中国药典》一部收载的459种中药成方或单味药制剂中，含原生药粉的品种为343种，占制剂总量的74.73%；而含原生药粉制剂的微生物限度又高于其它制剂10～100倍之多。为此，寻找一种有效控制原生药粉染菌量的技术，对确保中药制剂的质量，加快中药制剂走向化十分必要。
我们以探索臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌技术在中药粉灭菌方面的应用为目的，对其设备、应用方式、应用可行性进行了系统地研究。
二、行业现状：
目前广泛应用的流通蒸汽、红外线、干热及化学（环氧乙烷）等传统灭菌方法，虽有较好的灭菌效果，但易改变或影响中药的活性成分或残留一些毒性物质，同时因其“热”“湿”的问题，不便于操作和进行生产流程的布局。近年来开始应用的微波干燥灭菌、60Co辐射灭菌等*技术，为中药灭菌提供了新的方式。但作为中药生产流程中药粉的灭菌受到诸多的限制。前者因灭菌依赖于热效应，对大部分热敏成分药粉不适合；而后者在控制辐射剂量不当时，可致药品中维生素破坏、变色、变味，甚至可能导致药效下降及诱发致癌物质，加上辐射设备复杂、防护要求高、造价昂贵又不易维修等不利因素，难以在实际生产中推广应用。
近期出现的把臭氧气体通入双锥或二维混合机中对药粉进行灭菌的尝试，一方面因为臭氧浓度的分布不均匀，会因局部浓度过高而对药粉的目标成分和化学成分造成较大破坏；另一方面，药粉和臭氧在此结构下很难达到理想的接触效果，存在灭菌死角。另外，灭菌时间过长（3-4个小时）也存在很大的不足，一方面不适应药厂对灭菌工序上下道设备匹配，给生产调度带来很大难题；另一方面，因为臭氧是一种很强的氧化剂，长时间让臭氧和药粉接触，会带来臭氧对药粉的目标成分和化学成分造成很大破坏的不良后果。所以，这种简单的设计从理念上讲存在很多不科学之处，难以在生产中实际应用。
三、设备简介
1、工作原理:
中药粉臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌机，采用真空上料，然后经自动投料装置进入混合悬浮箱，利用气力混合器投加高纯度、高浓度臭氧，使药粉悬浮在混合悬浮箱内，经除尘装置进行气粉分离，洁净的气体通过风管经风机进入气力混合器进行循环使用，从而达到消毒灭菌降解农药残留等目的，并可实现药粉的充分混合。
2、设备结构示意图
| |
| 灭菌室 |
| 粉体流化室 |
| 气粉分离 |
| 高压风机 |
| 过滤 |
| 尾气处理 卸压排气 |
| 臭氧发生器 |
| 真空上料 |
| 臭氧气源 |
| 真空出料 |
| 循环气体 |
3、适用范围
该机采用高纯度、高浓度臭氧作处理方法；以达到充分混合、气体循环利用为原则的气粉混合装置为主要处理手段；以封闭式、率的真空上料装置为净化保障；以自动化控制与设备联动装置为现代化和大生产提供工艺保证。可广泛应用于，中药原粉、调味品、淀粉、蛋白粉、茶叶、脱水蔬菜等产品。能达到消毒灭菌，降解农药残留，充分混合的功效，是传统处理方式（蒸汽、微波、60Co辐照）的升级换代产品。
四、技术依据：
臭氧（OZONE）气体属强氧化剂，因具有广谱的杀灭微生物作用，杀菌速度比氯快300～600倍，被食品界开发为一种安全、、无残余污染的灭菌新技术而广泛应用。.臭氧的杀菌效力是在不稳定的O3 O2+O－ 的分解瞬间完成，因此不形成任何的有害残留。
臭氧灭菌技术（OZONE STERILATION TECHNOLOGY）自1840年由德国人发现臭氧并命名以来，主要应用在水处理和食品加工业中，已有近100年的历史。目前在发达国家被广泛地应用于水产养殖、食品加工、医药等领域。近年来我国在医药行业洁净室的空气净化系统（HVAC）和水处理（WATER TREATEMENT）方面也得到广泛的应用。当前臭氧被誉为世界上zui洁净的消毒剂。其安全可靠性已得到充分的肯定。
1997年，美国电力研究院（ERPI）组织专家组对臭氧在食品加工方面的功效、应用领域、安全性问题、毒理等进行研究。结论表明：臭氧作为消毒杀菌剂应用时，符合GRAS（通用安全标准）要求。根据该结论，美国FDA（食品与药品管理局）放弃对食品加工使用臭氧的限制政策，确认臭氧可作为一种食品添加剂安全、有效地应用于食品加工。这对臭氧技术的应用起到了很大的促进作用。
五、试验方案与结果.
1 臭氧灭菌工艺研究
1.1 方案
依照臭氧灭菌的工作原理和影响灭菌效果的主要因素，结合中药粉理化特性及灭菌要求，采用正交实验法，以臭氧浓度、灭菌时间、气流速度、压力、湿度、温度为影响因素，以灭菌率和目标成分破坏率为评价指标，对臭氧灭菌工艺条件进行系统地研究,以遴选工艺条件，包括灭菌方式、工艺流程和工艺参数。
1.2 结果
1.2.1 灭菌方式
采用粉体流化技术，以气悬浮的方式使臭氧同中药粉动态逆向混悬接触，进行灭菌处理。
1.2.2 工艺流程
| 原药材前处理 |
| 干燥（水分＜5%） |
| 粉 碎 |
| 过筛（100目） |
| 臭氧 气源 |
| 臭氧发生器 |
| 粉体流化、灭菌室 |
| 真空上料机 |
| 真空出料 |
| 高压风机 空气过滤 |
| 卸压排气 尾气处理 |
| |
| 真空上料 |
| 灭菌药粉 |
1.2.3 工艺参数（部分）
灭菌时间：40min
臭氧气源：氧气（纯度≥85%）
气源露点：－40℃
灭菌温度：≤40℃
1.2.4 灭菌工艺对中药粉目标成分的影响
1.2.4.1 目标成分丹皮酚（牡丹皮）的含量损失率为6.98%。
1.2.4.2 目标成分熊果酸（山茱萸）的含量损失率为4.82%。
1.2.4.3 目标成分芍药苷（白芍）的含量损失率为6.75%。
1.3 结论
采用粉体流化技术，进行中药粉动态悬浮逆流接触臭氧灭菌，并对主要工艺参数进行优化组合，可有效地控制中药粉细菌、霉菌含量。可以有效地降低灭菌处理过程中药粉化学成分的损失率。
2 臭氧灭菌与常用灭菌方法的比较研究
2.1 方案
选择熟地、山茱萸、山药、牡丹皮、泽泻、茯苓六味药材的原生药粉作样品；分别用流通蒸汽灭菌（100℃、30min），干热灭菌（100℃、8h），60Co辐射灭菌（10kGy、24h）和臭氧灭菌（参数见工艺参数）对样品进行灭菌处理。
采用X射线衍射法（XRD）和红外光谱（IR）法，对上述样品灭菌前后化学成分进行光谱分析，提取相似度数据，采用Matlab 6.5自编聚类分析程序，对六个样品检测结果进行聚类分析；采用紫外分光光度法，分别测定牡丹皮生药粉各灭菌处理样品中目标成分丹皮酚的含量损失率，并进行比较分析。
2.2 结果
2.2.1 不同灭菌方法的灭菌效果
臭氧灭菌法对六个样品的细菌灭菌率平均为95.24%，比干热灭菌法高6.81%，稍低于60Co辐照灭菌法和湿热灭菌法；霉菌灭菌率95.76%，比干热灭菌法高1.53%，稍低于60Co辐照灭菌法和湿热灭菌法，灭菌效果稳定。
2.2.2 不同灭菌方法对样品成分的影响
相似度和XRD聚类图结果表明，由于不同物质所含成分不同，不同灭菌方法对各药材粉中化学成分的影响也不一样。在灭菌效果一定的前提下，对药材粉中化学成分的影响越小，表明灭菌方法越优越，见表1 。
表1 不同灭菌方法对中药粉成分影响比较表
| 药材粉名称 | 对六味中药粉成分影响比较 |
| 熟地黄 | 60Co放射灭菌＜臭氧灭菌＜湿热灭菌＜干热灭菌 |
| 茯 苓 | 60Co放射灭菌＜干热灭菌＜臭氧灭菌＜湿热灭菌 |
| 丹 皮 | 60Co放射灭菌＜臭氧灭菌＜干热灭菌＜湿热灭菌 |
| 山 药 | 60Co放射灭菌＜湿热灭菌＜臭氧灭菌＜干热灭菌 |
| 泽 泻 | 臭氧灭菌＜干热灭菌＜湿热灭菌＜60Co放射灭菌 |
| 山茱萸 | 60Co放射灭菌＜臭氧灭菌＜干热灭菌＜湿热灭菌 |
2.2.3 不同灭菌方法对目标成分丹皮酚和熊果酸含量的影响
选择牡丹皮原生药粉中的丹皮酚和山茱萸原生药粉中的熊果酸作为目标成分，测定其在灭菌前后原生药粉中的含量，考察灭菌前后目标成分的损失率。臭氧灭菌后目标成分丹皮酚的损失率为7.06%，比湿热灭菌降低28.21%，比干热灭菌降低16.82%；目标成分山茱萸的损失率为4.63%，分别比湿热灭菌和干热灭菌降低0.25%和0.64%。
2.3 结论
试验结果表明，臭氧灭菌效果稳定，其结果明显优于干热灭菌法；对药材粉中化学成分的影响较小，其优越性和60Co辐射灭菌相当。而与60Co辐照灭菌相比，又具有灭菌周期短、无辐照污染、操作简便等优点。
3 臭氧灭菌法工艺验证与生产应用
3.1 方案
应用YFX-100型药粉臭氧灭菌机，按照筛选确定的工艺方案，对河南大学制药厂2002年10月至2003年10月间，明目*等70批次产品入药原生药粉，及豫西药业公司、三门峡第三制药厂等16批次原生药粉进行臭氧灭菌处理，并按《中华人民共和国药典》2000版一部附录规定方法进行微生物限度检测，验证工艺方案的可靠性。
3.2 结果
86批次约57吨样品细菌灭菌率平均为95.17%，霉菌灭菌率平均为95.40%。其中细菌灭菌率zui高为99.93%，zui低灭菌率为92.89%；霉菌灭菌率zui高为100%，zui低为93.0%。
3.3 结论
臭氧灭菌工艺可靠，YFX—100型药粉臭氧灭菌机性能稳定，其灭菌效率符合中药生产对入药原生药粉的微生物限度要求，而且效果稳定。可用于中药大生产中对入药生药原粉的在线灭菌。
六、应用前景及效益分析
本研究结果表明：中药粉臭氧灭菌具有灭菌效率高，灭菌周期短，对中药成分损坏小，对环境无污染等特点，特别是可在常温常压条件下进行生药粉的在线灭菌。因此将其应用于中药粉的灭菌，具有很强的可行性，并可产生较高的经济效益和社会效益。
1 中药粉臭氧灭菌具有极大的应用空间
我国现有药品生产企业近6000家，其中中药生产企业近4000家，对于直接入药生药原粉的灭菌大多采用传统的灭菌方法，在实际运行中存在诸多问题。郑州中仁工贸有限公司生产的YFX系列药粉臭氧灭菌设备，经对河南大学制药厂及省内外十几家药厂的数百批样品进行灭菌处理的结果表明，设备操作简便，灭菌效果稳定，加工费用低于湿热灭菌法、干热灭菌法和60Co辐照灭菌法。特别是其可在常温常压条件下进行生药粉在线灭菌的优势，使该类设备可同上下游设备联机操作，这是目前其它常用药粉灭菌方法所*的。
2 中药粉臭氧灭菌技术的应用可产生极大的社会效益
2.1 提高中药产品质量，增强在市场的竞争力。
臭氧灭菌技术的应用，可通过改善中药粉的灭菌方式，增加对直接入药生药原粉进行灭菌处理的可行性，使其将微生物限度控制在较低的范围内，从而促使中成药的相关质量指标进一步提高。为中药产品走出，增强在市场的竞争力，起到巨大的推进作用。
2.2 提升中药制剂水平，促进中药生产的现代化
中药粉气悬浮逆流接触动态臭氧灭菌，通过同上下游设备的联机运行，进行常温常压条件下的中药粉在线灭菌操作，改变分散、繁琐的中药前处理工序组合，为实现中药前处理设备的联动化和生产操作的自动化，起到革命性的作用。
2.3 中药粉臭氧灭菌技术的应用可产生较大的经济效益
2.3.1 运行成本分析
按每天2吨处理量计
机型：YFX－120
总功率：15KW（变频控制，实际工作效率为10KW）
工作时间：20小时
耗电费：20小时×0.4元/KW·H×10KW=80元
耗水费：20小时×1.2元/m3×0.2 m3/H=4.8元
人工费：1人×900元/月·人÷30天×2班=60元
氧气费：5瓶×12元/瓶=60元
合计：204.8元
机器维护费：每年更换密封垫两次，300元×2=600元
年运行费用（按360天计）：
年运行费用：360×204.8元/天+600元=74328元
注：若采用PSA制氧机提供氧气源，运行成本还会有较大幅度的下降。
2.3.2若采用60Co辐照，每吨辐照费用为1200元左右，运费为50元/吨：
年运行费用=360天*2吨/天*（1200+50）/吨=900000元。
忽略工序安排，装卸等浪费大量的工时外，采用臭氧灭菌方法比60Co辐照每年可节省825672元。
2.3.3若采用蒸汽法，每吨的运行费用为300元，返工费用约每吨30元；年维护费用为5000元。
年运行费用=360天*2吨/天*330元/吨+5000元=242600
在加工工序中再烘干、粉碎、药粉损失、有效成分损失等因素忽略不计的情况下，采用臭氧灭菌，每年可节省运行费用168272元。
2.3.4实例分析
采用臭氧灭菌方法后，按河南大学制药厂每年需灭菌原生药粉432吨计，可降低费用约51.84万元；每吨药粉的臭氧灭菌周期为11h，是60Co辐照灭菌周期的11.5%（60Co辐照灭菌周期为96h/吨）。采用臭氧灭菌方法后，每年可减少工时36720个（小时），降低生产成本22.95万元。总计每年可产生直接经济效益74.79万元。
注：1、该课题属河南省*立项课题，现已经通过两项（登记号9412003Y0940 ；9412004Y0014）省级专家鉴定，该设备已获国家（号：ZL 03 2 15755.5）。
2、该课题组主要研发人员卢鹏伟（执业药师，硕士在读），张启明（执业药师，硕士在读），何颖（执业药师）对本文的撰写做了大量工作，在此表示深深的谢意！另，特别感谢中国药科大学为该课题做出贡献的专家、学者们。
作者简介：宋丽丽，女，河南大学药学院副院长、教授，河南大学制药厂副厂长。
通讯地址：开封市河南大学药学院[475001]。
谷传动，男，工程师，郑州中仁工贸有限公司总。
中药粉臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌研究
宋丽丽 谷传动
摘要：本文对臭氧在中药粉气悬浮逆流接触动态灭菌进行了灭菌工艺、灭菌效果、灭菌设备及对药粉化学成分的影响等应用可行性，作了系统阐述，通过和湿热，干热，60Co辐射及双锥臭氧灭菌等方式进行了对比分析，旨在为中药粉灭菌提供一种科学、的设备和工艺方法。
主题词：臭氧 气悬浮 动态 联动 大生产 现代化 正交实验 目标成分 化学成分
一、研究目的
实现中药现代化，全面提升中药制剂水平，是国家“十五”科技规划中提出的任务。当前，中药制剂生产质量控制已成为实现中药现代化的瓶颈问题，而卫生指标的控制又是确保中成药尤其是以中药粉末入药制剂质量的关键问题之一。为此，多年来国内众多专家致力于中药灭菌技术这一课题的研究，以寻找杀菌*、药效无损失或损失zui低，不产生毒素或未知物，造价低、操作方便、适合连续化生产的中药灭菌方法。
在2000年版《中国药典》一部收载的459种中药成方或单味药制剂中，含原生药粉的品种为343种，占制剂总量的74.73%；而含原生药粉制剂的微生物限度又高于其它制剂10～100倍之多。为此，寻找一种有效控制原生药粉染菌量的技术，对确保中药制剂的质量，加快中药制剂走向化十分必要。
我们以探索臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌技术在中药粉灭菌方面的应用为目的，对其设备、应用方式、应用可行性进行了系统地研究。
二、行业现状：
目前广泛应用的流通蒸汽、红外线、干热及化学（环氧乙烷）等传统灭菌方法，虽有较好的灭菌效果，但易改变或影响中药的活性成分或残留一些毒性物质，同时因其“热”“湿”的问题，不便于操作和进行生产流程的布局。近年来开始应用的微波干燥灭菌、60Co辐射灭菌等*技术，为中药灭菌提供了新的方式。但作为中药生产流程中药粉的灭菌受到诸多的限制。前者因灭菌依赖于热效应，对大部分热敏成分药粉不适合；而后者在控制辐射剂量不当时，可致药品中维生素破坏、变色、变味，甚至可能导致药效下降及诱发致癌物质，加上辐射设备复杂、防护要求高、造价昂贵又不易维修等不利因素，难以在实际生产中推广应用。
近期出现的把臭氧气体通入双锥或二维混合机中对药粉进行灭菌的尝试，一方面因为臭氧浓度的分布不均匀，会因局部浓度过高而对药粉的目标成分和化学成分造成较大破坏；另一方面，药粉和臭氧在此结构下很难达到理想的接触效果，存在灭菌死角。另外，灭菌时间过长（3-4个小时）也存在很大的不足，一方面不适应药厂对灭菌工序上下道设备匹配，给生产调度带来很大难题；另一方面，因为臭氧是一种很强的氧化剂，长时间让臭氧和药粉接触，会带来臭氧对药粉的目标成分和化学成分造成很大破坏的不良后果。所以，这种简单的设计从理念上讲存在很多不科学之处，难以在生产中实际应用。
三、设备简介
1、工作原理:
中药粉臭氧气悬浮逆流接触动态灭菌机，采用真空上料，然后经自动投料装置进入混合悬浮箱，利用气力混合器投加高纯度、高浓度臭氧，使药粉悬浮在混合悬浮箱内，经除尘装置进行气粉分离，洁净的气体通过风管经风机进入气力混合器进行循环使用，从而达到消毒灭菌降解农药残留等目的，并可实现药粉的充分混合。
2、设备结构示意图
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| 灭菌室 |
| 粉体流化室 |
| 气粉分离 |
| 高压风机 |
| 过滤 |
| 尾气处理 卸压排气 |
| 臭氧发生器 |
| 真空上料 |
| 臭氧气源 |
| 真空出料 |
| 循环气体 |
3、适用范围
该机采用高纯度、高浓度臭氧作处理方法；以达到充分混合、气体循环利用为原则的气粉混合装置为主要处理手段；以封闭式、率的真空上料装置为净化保障；以自动化控制与设备联动装置为现代化和大生产提供工艺保证。可广泛应用于，中药原粉、调味品、淀粉、蛋白粉、茶叶、脱水蔬菜等产品。能达到消毒灭菌，降解农药残留，充分混合的功效，是传统处理方式（蒸汽、微波、60Co辐照）的升级换代产品。
四、技术依据：
臭氧（OZONE）气体属强氧化剂，因具有广谱的杀灭微生物作用，杀菌速度比氯快300～600倍，被食品界开发为一种安全、、无残余污染的灭菌新技术而广泛应用。.臭氧的杀菌效力是在不稳定的O3 O2+O－ 的分解瞬间完成，因此不形成任何的有害残留。
臭氧灭菌技术（OZONE STERILATION TECHNOLOGY）自1840年由德国人发现臭氧并命名以来，主要应用在水处理和食品加工业中，已有近100年的历史。目前在发达国家被广泛地应用于水产养殖、食品加工、医药等领域。近年来我国在医药行业洁净室的空气净化系统（HVAC）和水处理（WATER TREATEMENT）方面也得到广泛的应用。当前臭氧被誉为世界上zui洁净的消毒剂。其安全可靠性已得到充分的肯定。
1997年，美国电力研究院（ERPI）组织专家组对臭氧在食品加工方面的功效、应用领域、安全性问题、毒理等进行研究。结论表明：臭氧作为消毒杀菌剂应用时，符合GRAS（通用安全标准）要求。根据该结论，美国FDA（食品与药品管理局）放弃对食品加工使用臭氧的限制政策，确认臭氧可作为一种食品添加剂安全、有效地应用于食品加工。这对臭氧技术的应用起到了很大的促进作用。
五、试验方案与结果.
1 臭氧灭菌工艺研究
1.1 方案
依照臭氧灭菌的工作原理和影响灭菌效果的主要因素，结合中药粉理化特性及灭菌要求，采用正交实验法，以臭氧浓度、灭菌时间、气流速度、压力、湿度、温度为影响因素，以灭菌率和目标成分破坏率为评价指标，对臭氧灭菌工艺条件进行系统地研究,以遴选工艺条件，包括灭菌方式、工艺流程和工艺参数。
1.2 结果
1.2.1 灭菌方式
采用粉体流化技术，以气悬浮的方式使臭氧同中药粉动态逆向混悬接触，进行灭菌处理。
1.2.2 工艺流程
| 原药材前处理 |
| 干燥（水分＜5%） |
| 粉 碎 |
| 过筛（100目） |
| 臭氧 气源 |
| 臭氧发生器 |
| 粉体流化、灭菌室 |
| 真空上料机 |
| 真空出料 |
| 高压风机 空气过滤 |
| 卸压排气 尾气处理 |
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| 真空上料 |
| 灭菌药粉 |
1.2.3 工艺参数（部分）
灭菌时间：40min
臭氧气源：氧气（纯度≥85%）
气源露点：－40℃
灭菌温度：≤40℃
1.2.4 灭菌工艺对中药粉目标成分的影响
1.2.4.1 目标成分丹皮酚（牡丹皮）的含量损失率为6.98%。
1.2.4.2 目标成分熊果酸（山茱萸）的含量损失率为4.82%。
1.2.4.3 目标成分芍药苷（白芍）的含量损失率为6.75%。
1.3 结论
采用粉体流化技术，进行中药粉动态悬浮逆流接触臭氧灭菌，并对主要工艺参数进行优化组合，可有效地控制中药粉细菌、霉菌含量。可以有效地降低灭菌处理过程中药粉化学成分的损失率。
2 臭氧灭菌与常用灭菌方法的比较研究
2.1 方案
选择熟地、山茱萸、山药、牡丹皮、泽泻、茯苓六味药材的原生药粉作样品；分别用流通蒸汽灭菌（100℃、30min），干热灭菌（100℃、8h），60Co辐射灭菌（10kGy、24h）和臭氧灭菌（参数见工艺参数）对样品进行灭菌处理。
采用X射线衍射法（XRD）和红外光谱（IR）法，对上述样品灭菌前后化学成分进行光谱分析，提取相似度数据，采用Matlab 6.5自编聚类分析程序，对六个样品检测结果进行聚类分析；采用紫外分光光度法，分别测定牡丹皮生药粉各灭菌处理样品中目标成分丹皮酚的含量损失率，并进行比较分析。
2.2 结果
2.2.1 不同灭菌方法的灭菌效果
臭氧灭菌法对六个样品的细菌灭菌率平均为95.24%，比干热灭菌法高6.81%，稍低于60Co辐照灭菌法和湿热灭菌法；霉菌灭菌率95.76%，比干热灭菌法高1.53%，稍低于60Co辐照灭菌法和湿热灭菌法，灭菌效果稳定。
2.2.2 不同灭菌方法对样品成分的影响
相似度和XRD聚类图结果表明，由于不同物质所含成分不同，不同灭菌方法对各药材粉中化学成分的影响也不一样。在灭菌效果一定的前提下，对药材粉中化学成分的影响越小，表明灭菌方法越优越，见表1 。
表1 不同灭菌方法对中药粉成分影响比较表
| 药材粉名称 | 对六味中药粉成分影响比较 |
| 熟地黄 | 60Co放射灭菌＜臭氧灭菌＜湿热灭菌＜干热灭菌 |
| 茯 苓 | 60Co放射灭菌＜干热灭菌＜臭氧灭菌＜湿热灭菌 |
| 丹 皮 | 60Co放射灭菌＜臭氧灭菌＜干热灭菌＜湿热灭菌 |
| 山 药 | 60Co放射灭菌＜湿热灭菌＜臭氧灭菌＜干热灭菌 |
| 泽 泻 | 臭氧灭菌＜干热灭菌＜湿热灭菌＜60Co放射灭菌 |
| 山茱萸 | 60Co放射灭菌＜臭氧灭菌＜干热灭菌＜湿热灭菌 |
2.2.3 不同灭菌方法对目标成分丹皮酚和熊果酸含量的影响
选择牡丹皮原生药粉中的丹皮酚和山茱萸原生药粉中的熊果酸作为目标成分，测定其在灭菌前后原生药粉中的含量，考察灭菌前后目标成分的损失率。臭氧灭菌后目标成分丹皮酚的损失率为7.06%，比湿热灭菌降低28.21%，比干热灭菌降低16.82%；目标成分山茱萸的损失率为4.63%，分别比湿热灭菌和干热灭菌降低0.25%和0.64%。
2.3 结论
试验结果表明，臭氧灭菌效果稳定，其结果明显优于干热灭菌法；对药材粉中化学成分的影响较小，其优越性和60Co辐射灭菌相当。而与60Co辐照灭菌相比，又具有灭菌周期短、无辐照污染、操作简便等优点。
3 臭氧灭菌法工艺验证与生产应用
3.1 方案
应用YFX-100型药粉臭氧灭菌机，按照筛选确定的工艺方案，对河南大学制药厂2002年10月至2003年10月间，明目*等70批次产品入药原生药粉，及豫西药业公司、三门峡第三制药厂等16批次原生药粉进行臭氧灭菌处理，并按《中华人民共和国药典》2000版一部附录规定方法进行微生物限度检测，验证工艺方案的可靠性。
3.2 结果
86批次约57吨样品细菌灭菌率平均为95.17%，霉菌灭菌率平均为95.40%。其中细菌灭菌率zui高为99.93%，zui低灭菌率为92.89%；霉菌灭菌率zui高为100%，zui低为93.0%。
3.3 结论
臭氧灭菌工艺可靠，YFX—100型药粉臭氧灭菌机性能稳定，其灭菌效率符合中药生产对入药原生药粉的微生物限度要求，而且效果稳定。可用于中药大生产中对入药生药原粉的在线灭菌。
六、应用前景及效益分析
本研究结果表明：中药粉臭氧灭菌具有灭菌效率高，灭菌周期短，对中药成分损坏小，对环境无污染等特点，特别是可在常温常压条件下进行生药粉的在线灭菌。因此将其应用于中药粉的灭菌，具有很强的可行性，并可产生较高的经济效益和社会效益。
1 中药粉臭氧灭菌具有极大的应用空间
我国现有药品生产企业近6000家，其中中药生产企业近4000家，对于直接入药生药原粉的灭菌大多采用传统的灭菌方法，在实际运行中存在诸多问题。郑州中仁工贸有限公司生产的YFX系列药粉臭氧灭菌设备，经对河南大学制药厂及省内外十几家药厂的数百批样品进行灭菌处理的结果表明，设备操作简便，灭菌效果稳定，加工费用低于湿热灭菌法、干热灭菌法和60Co辐照灭菌法。特别是其可在常温常压条件下进行生药粉在线灭菌的优势，使该类设备可同上下游设备联机操作，这是目前其它常用药粉灭菌方法所*的。
2 中药粉臭氧灭菌技术的应用可产生极大的社会效益
2.1 提高中药产品质量，增强在市场的竞争力。
臭氧灭菌技术的应用，可通过改善中药粉的灭菌方式，增加对直接入药生药原粉进行灭菌处理的可行性，使其将微生物限度控制在较低的范围内，从而促使中成药的相关质量指标进一步提高。为中药产品走出，增强在市场的竞争力，起到巨大的推进作用。
2.2 提升中药制剂水平，促进中药生产的现代化
中药粉气悬浮逆流接触动态臭氧灭菌，通过同上下游设备的联机运行，进行常温常压条件下的中药粉在线灭菌操作，改变分散、繁琐的中药前处理工序组合，为实现中药前处理设备的联动化和生产操作的自动化，起到革命性的作用。
2.3 中药粉臭氧灭菌技术的应用可产生较大的经济效益
2.3.1 运行成本分析
按每天2吨处理量计
机型：YFX－120
总功率：15KW（变频控制，实际工作效率为10KW）
工作时间：20小时
耗电费：20小时×0.4元/KW·H×10KW=80元
耗水费：20小时×1.2元/m3×0.2 m3/H=4.8元
人工费：1人×900元/月·人÷30天×2班=60元
氧气费：5瓶×12元/瓶=60元
合计：204.8元
机器维护费：每年更换密封垫两次，300元×2=600元
年运行费用（按360天计）：
年运行费用：360×204.8元/天+600元=74328元
注：若采用PSA制氧机提供氧气源，运行成本还会有较大幅度的下降。
2.3.2若采用60Co辐照，每吨辐照费用为1200元左右，运费为50元/吨：
年运行费用=360天*2吨/天*（1200+50）/吨=900000元。
忽略工序安排，装卸等浪费大量的工时外，采用臭氧灭菌方法比60Co辐照每年可节省825672元。
2.3.3若采用蒸汽法，每吨的运行费用为300元，返工费用约每吨30元；年维护费用为5000元。
年运行费用=360天*2吨/天*330元/吨+5000元=242600
在加工工序中再烘干、粉碎、药粉损失、有效成分损失等因素忽略不计的情况下，采用臭氧灭菌，每年可节省运行费用168272元。
2.3.4实例分析
采用臭氧灭菌方法后，按河南大学制药厂每年需灭菌原生药粉432吨计，可降低费用约51.84万元；每吨药粉的臭氧灭菌周期为11h，是60Co辐照灭菌周期的11.5%（60Co辐照灭菌周期为96h/吨）。采用臭氧灭菌方法后，每年可减少工时36720个（小时），降低生产成本22.95万元。总计每年可产生直接经济效益74.79万元。
注：1、该课题属河南省*立项课题，现已经通过两项（登记号9412003Y0940 ；9412004Y0014）省级专家鉴定，该设备已获国家（号：ZL 03 2 15755.5）。
2、该课题组主要研发人员卢鹏伟（执业药师，硕士在读），张启明（执业药师，硕士在读），何颖（执业药师）对本文的撰写做了大量工作，在此表示深深的谢意！另，特别感谢中国药科大学为该课题做出贡献的专家、学者们。
作者简介：宋丽丽，女，河南大学药学院副院长、教授，河南大学制药厂副厂长。
通讯地址：开封市河南大学药学院[475001]。
谷传动，男，工程师，郑州中仁工贸有限公司总。