浅谈中药原生药粉常用的几种灭菌方法

作者:未知

  摘 要:就目前原生药粉常用的灭菌方法进行阐述,并对其灭菌效果进行比较,表明不同灭菌方法对微生物限度的控制结果,为制药企业保证产品质量,对入药的原生药粉提供了合理的灭菌方法。
  关键词:原生藥粉 灭菌 方法
  中图分类号:R943 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2019)08-0-02
  中药制剂中微生物限度指标的控制是保证含原生药粉制剂质量的关键之一。现行2015版《中国药典》一部中含原生药粉的品种占制剂总量很高的比例,而含原生药粉制剂的微生物限度高于其它制剂 10~100倍之多,中药原生药粉的含菌量严重影响后续制剂与成品的质量。因此,在中药原生药粉入药前,对微生物限度超标的中药原生药粉一定要采用合适的灭菌方式进行灭菌,如果灭菌方法选择不当,就丧失了中药原生药粉入药的初衷,可能造成成分破坏与改变、疗效降低、药性改变、甚至产生毒性、改变性状等。
  中药原生药粉灭菌是指用适当的物理或化学手段将中药原生药粉中活的病菌、微生物杀灭或除去的方法。一方面科学技术及制药设备的迅猛发展,另一方面中药原生药粉的灭菌方法及技术趋向于成熟,灭菌方法的合理选择,无疑对中药口服固体制剂的质量起到很大的作用。
  中药原生药粉最传统灭菌方法是湿热灭菌和干热灭菌;近年来开始应用有臭氧灭菌法、微波干燥灭菌法、辐射灭菌法;最近拜科特瑞生特研究院提出一种新型的中药原生药粉灭菌方法—浸泡灭菌法。
  一、中药原生药粉的灭菌方法
  1.湿热灭菌法
  1.1基本原理及特点
  湿热灭菌法是指将中药原生药粉置于灭菌柜内,利用高压饱和蒸汽使细菌原生质中蛋白质的成分变性和凝固以杀灭细菌的方法。该法灭菌能力强,是热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭菌方法之一。湿热灭菌条件通常为 “121℃、15min”或“116℃、40min”,也可采用其他适合该品种药粉的温度和时间参数。
  1.2注意问题
  中药原生药粉的灭菌操作中容易出现药粉吸湿过多而导致大量结块的问题。对此,我们可在通蒸汽升温前先对药粉进行预热,从而减少其吸湿量;在真空干燥过程中,通过其辅助加热功能,加快其中水分的挥发;也可通过真空排除冷空气的干扰和吸热,来有效降低湿度。在采用湿热灭菌时,被灭菌中药原生药粉应有合理的装载方式来保证灭菌的一致性和有效性。
  2.干热灭菌法
  2.1基本原理及特点
  干热灭菌法是指将中药原生药粉置于干热灭菌柜中,利用干热空气杀灭微生物的方法。该法适用于耐高温及易被湿热破坏的原生药粉的灭菌。干热灭菌条件一般“115℃、90min”,具体品种也可采用其他适宜的温度和时间参数。为了保证灭菌的一致性和有效性,采用干热灭菌时应考虑灭菌药粉采用合理的装载方式。
  2.2传统灭菌方法的优缺点
  优点:由于湿热灭菌法与干热灭菌法杀菌原理简单,决定了其设备安装简单,成本低的突出优点。缺点:(1)中药活性成分受影响;(2)由于热、湿的问题而导致生产流程的布局与操作不方便;(3)药品质量难以得到保证。另外高温灭菌对药品的影响有:(1)对于以原生药粉入药含有挥发油的中药材有破坏其成分,降低其疗效的不良影响。(2)对于有效成分是热敏性、易氧化性强的物质的中药材,在高温下极易氧化破坏。(3)改变性状,违背药典中对中成药的颜色的要求。如含原生药粉的大山楂丸,成药的颜色应该和生药粉的一致。过高温处理导致成药颜色加重变深,进而不符合国家药典的规定。
  3.臭氧灭菌法[1]
  3.1臭氧灭菌机理
  (1)物理学机理:臭氧使细胞膜的通透性增加,导致细胞内物质外流,进而使细胞失去活性,以达到杀菌的目的。(2)化学机理:臭氧使维持细胞基础代谢和合成细胞重要成分的酶丧失活性,致使细胞死亡,以达到杀菌的目的。(3)生物学机理:臭氧通过直接破坏细胞的RNA和DNA等遗传物质,使其丧失生理功能,以达到杀菌的目的。
  3.2臭氧灭菌的特点
  臭氧的杀菌作用是在不稳定的臭氧分解瞬间完成,生成氧气和氧原子,氧原子能量高能够杀灭细菌和病毒,不会残留有害物质。臭氧可促进附着在中药材上有机磷类农药的毒害成分加速分解。
  3.3臭氧灭菌的基本原理
  目前最有效的臭氧灭菌法是采用气悬浮臭氧逆流接触的灭菌方法。其在充有灭菌气体的灭菌室内对原生药粉中的微生物进行杀菌。在灭菌室内,按设定程序及条件,使药粉呈流化悬浮状态,以高压放电法制备臭氧,并导入灭菌室内,使其同药粉逆流接触,进行灭菌处理。臭氧灭菌条件:臭氧浓度54g/m3,灭菌时间40min,气流速度40Hz(变频器频率),气源氧气纯度≥85%,灭菌温度≤40℃,也可采用其他适合该品种的灭菌参数。该法适用于在臭氧中稳定的原生药粉灭菌,因其无危害性残留物,对操作人员和环境不会造成危害。
  4.微波干燥灭菌法
  4.1基本原理
  微波干燥灭菌法基于中药原生药粉在高频率电磁场中被加热的原理,微波与药材摩擦产生高热,使蛋白质、核糖核酸和酶失活而达到灭菌的目的。
  4.2微波干燥灭菌的特点
  通常微波是指频率在3.0×102~3.0×105MHz之间的电磁波。水可以强烈吸收微波,使极性分子转动,由于分子间的摩擦而生热,热是在被加热物质内部产生的,所以加热均匀,升温迅速。同时,微波能穿透到中药原生药粉的内部,可使中药原生药粉表里一致地加热。对中药原生药粉进行灭菌,灭菌后中药原生药粉的含菌数比未经处理的样品减少99%,且干燥。经微波处理后的中药原生药粉,其有效成分基本上没有被破坏,一般灭菌时间为3~6min。微波灭菌的效果优于传统干热灭菌,热转换效率高,节约能源,绿色环保,可实现自动控制及连续化生产。   4.3存在的问题
  (1)因灭菌依赖于热效应,对大部分热敏成分药粉不适合;(2)不适用于含水量低的药材和药粉。
  5.辐射灭菌法
  5.1基本原理及特点
  辐射灭菌法是指将中药原生药粉置于适宜放射源辐射的γ射线或适宜的电子加速器发生的电子束中进行电离辐射而杀灭微生物的方法。辐射灭菌法以前最常用的是60Co-γ射线辐射灭菌,照射时间为24h。目前也有利用电子直线加速器产生高能电子束来照射药粉达到灭菌效果的先进设备,在使用时,它不会产生放射性元素,对原料中的农药残留有很好的降解作用。
  5.2中药辐照灭菌的剂量要求
  《中药辐照灭菌技术指导原则》建议尽可能采用低剂量辐照灭菌,原则上不超过10kGy。紫菀、锦灯笼、乳香、天竺黄、补骨脂等药粉,以及含有前述一种以上或多种原料的中药半成品原粉建议辐照剂量不超过3kGy。龙胆、秦艽等药粉及含有龙胆、秦艽的半成品原粉不得辐照。我国卫生部的标准规定辐照中药原料粉最高耐受剂量为6kGy。
  6.浸泡灭菌法
  浸泡灭菌法是将中药原生药粉放入专用消毒灭菌池中,根据原材料不同选取不同的灭菌剂的配比,按要求浸泡一定的时间,达到灭杀病菌和微生物的方法。利用“拜科特瑞”的 “中药原生药粉和中药饮片灭菌专用剂”的灭菌法。
  二、中药原生药粉灭菌方法的性能 [2][3]
  1.湿热灭菌
  限制范围:含挥发成分的药材不适宜;灭菌条件:高温、高湿;处理方法:批量式;处理时间:几十分钟;毒物残留:无;规模与处理量:小;菌后处理:冷却;微生物:95%;细菌灭菌率:99~100%;霉菌灭菌率:100%。
  2.干热灭菌
  限制范围:含糖类、挥发性成分、黏液质成分的药材不适宜;灭菌条件:高温;处理方法:批量式;处理时间:几小时;毒物残留:无;规模与处理量:小;菌后处理:冷却;微生物:95%;细菌灭菌率:93~98%;霉菌灭菌率:85~100%。
  3.臭氧灭菌
  限制范围:含有易挥发成分的药材不适宜;灭菌条件:常温、常湿;处理方法:批量式;处理时间:几十分钟;毒物残留:无;规模与处理量:中;菌后处理:放置待分解;微生物:80%;细菌灭菌率:78~95%;霉菌灭菌率:95~97%。
  4.微波干燥灭菌
  限制范围:含热敏成分、水量低的药材不适宜;灭菌条件:高温;处理方法:连续式;处理时间:几分钟;毒物残留:无;规模与处理量:大;菌后处理:冷却;微生物:95%;细菌灭菌率:82~95%;霉菌灭菌率:88~100%。
  5.辐射灭菌
  限制范围:对大多数药材均适宜;灭菌条件:常温、常湿,需专门辐照场所和辐射设施;处理方法:连续式;处理时间:电子束(瞬间)、钴-60(24 小时);毒物残留:无;规模与处理量:大;菌后处理:无;微生物:80%;细菌灭菌率:98~100 %;霉菌灭菌率:99~100 %。
  6.浸泡灭菌
  限制范围:范圍广;灭菌条件:高温;处理方法:批量式;处理时间:几十分钟;毒物残留:无;规模与处理量:大;菌后处理:风干;微生物:100%;细菌灭菌率:99~100 %;霉菌灭菌率:100 %。
  结语
  上述几种灭菌方法都存在局限性与有效性问题。在选择灭菌方式时,要根据不同方式的优缺点灵活选择。在最大限度的保持有效成分的前提下,对微生物的灭菌达到国家标准才是最好的选择。
  参考文献
  [1]卢鹏伟,张启明,宋丽丽等.中药粉臭氧灭菌工艺的研究[J].中成药,2006,28(6):901-903.
  [2]张启明,何颖,卢鹏伟,等.不同灭菌方法灭菌效果及对目标成分影响考察[J].河南大学学报:医学版,2005,24(1):29-31.
  [3]郭 奕,李春娥,李光达.中药原生药粉的灭菌方法及其设备选型[J].装备应用与研究,2016,10(29):9-15.
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