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嘉峪檢測網 2022-08-12 22:07
中藥材滅菌如何在降低微生物限度的同時確保中藥材療效并選用適宜的滅菌方法？本文探索研究了一種中藥材滅菌的新技術，對高溫瞬時滅菌新設備進行了智能化設計，對其高溫瞬時滅菌效果進行了性能確認。試驗結果證明該技術能在保留中藥黃芩有效成分的同時有效除去藥材中的微生物，為中藥材滅菌提供了一種新手段。
制造業是國民經濟的主體。如今，工業4.0智能化時代、“互聯網＋”時代即將到來，“互聯網＋制造業”將成為全球制造業發展的新趨勢?！吨袊圃?025》提出要加快推動新一代信息技術與制造技術融合發展[1-4]，《藥品生產質量管理規范（2010年修訂）》及其附錄“計算機化系統”、《藥品數據管理規范（征求意見稿）》《藥品記錄與數據管理要求（試行）》《中華人民共和國電子簽名法》等制藥行業法規及標準也均對智能制造與權限管理提出了明確要求[5-10]。根據以上法規要求，本文采用西門子博途v15.1自動化編程軟件對中藥材高溫瞬時滅菌設備進行了智能化的設計建造，為論證其智能化設計各項控制功能的有效性，考察其滅菌效果，對中藥材高溫瞬時滅菌新設備進行了性能確認。
Part1高溫瞬時滅菌智能化設計
1滅菌新方法概述
本次試驗采用的高溫瞬時滅菌新設備經中國中藥協會中藥新技術專業委員會認定為中藥新技術產品、江蘇省重點推廣應用新技術新產品，擁有瞬時對藥品、食品粉末進行滅菌的系統等8項發明專利和一體框架隔離式管道流通粉末滅菌系統等11項實用新型專利[11-12]。其工作原理為：中藥材按照定量給料系統設定的進料速度、攪拌旋轉速度，在蒸汽槳中進行旋轉，同時滅菌介質純凈過熱蒸汽被送入滅菌系統，攪拌槳帶動物料旋轉，使物料懸浮于高速流動的過熱蒸汽中，從而達到殺死微生物、實現高溫瞬時滅菌的目的。在該滅菌過程中，物料受熱均勻；在滅菌后，汽料分離冷卻系統會將物料分離并進行急驟冷卻，保證物料成分不受破壞；最后，物料會經出料閥控制送至無菌儲料罐，高溫瞬時滅菌工藝流程如圖1所示。該高溫瞬間滅菌的溫度為135℃～210℃，滅菌時間為2～20?s，具有生產效率高，殺菌效果好，可連續生產，滅菌后的中藥材無結塊呈粉狀，無需進行二次烘干、粉碎等優點[13]，可更好地保留有效成分。而且配備的計算機系統具有數據存儲、實時打印等功能，可保證滅菌數據的完整性和可追溯性。另外，也配置了CIP（原位清洗）/SIP（原位消毒）、臭氧消毒（濃度≥1000?ppm）功能，可徹底防止多產品共線可能引起的污染、交叉污染等質量風險[14]。
圖1 高溫瞬時滅菌工藝流程圖
2智能化設計與計算機化系統權限分級設計
本試驗運用信息技術與制造技術，采用西門子博途v15.1自動化編程軟件對高溫瞬時滅菌新設備進行了智能化設計，計算機化系統采用三級權限設計（Ⅲ級為操作員OP、Ⅱ級為工藝員User、Ⅰ級為管理員Admin），可使高溫瞬時滅菌升溫、進料、滅菌、氣粉分離冷卻等滅菌過程達到生產操作程序化、參數執行標準化、產品質量均一化的設計目標。
3計算機化系統三級權限
管理員Ⅰ級權限
輸入用戶名（Admin）及登錄密碼，即可進入管理員操作界面，在這里可進行人員、賬戶的分配設置，權限的修改、變更、禁用和刪除，設置用戶名和登錄密碼等操作，進行計算機化系統的系統時間鎖定、解除、校準設置以及系統軟件數據的恢復、備份和重新安裝等權限管理。
工藝員Ⅱ級權限
輸入用戶名(User）及登錄密碼，即可進入工藝員操作界面，在這里可進行定量進料速度、攪拌旋轉速度、蒸汽壓力、滅菌壓力、滅菌溫度、滅菌時間、物料出口溫度等關鍵工藝參數的設置，進行系統輸入信息的復核以及系統軟件數據的備份、修改、刪除、歷史數據的查閱等權限管理。
操作員Ⅲ級權限
輸入用戶名（OP）及登錄密碼,即可進入操作員操作界面，在這里可以通過計算機化系統監控生產運行，可進行計算機化系統的具體操作，高溫瞬時滅菌生產運行狀態如圖2所示。
圖2 高溫瞬時滅菌生產運行狀態
Part2滅菌效果性能確認
1性能確認方法
每次取中藥黃芩粉10?kg,工藝員設定定量進料速度為50?kg/h、滅菌溫度為160℃，滅菌時間為8?s，物料出口溫度為30℃；管理員對設定參數、運行參數的一致性進行復核；操作員進行設備進料、滅菌生產過程監控、出料等具體操作。對中藥黃芩粉進行連續3次的高溫瞬時滅菌，通過對滅菌前與滅菌后的需氧菌、霉菌等微生物限度，水分、總灰分、浸出物等參數進行比較，并進行薄層鑒別，確認高溫瞬時滅菌設備自動化控制功能的有效性，確認中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌設備的滅菌效果。
2微生物、水分、總灰分、浸出物檢查
檢查方法
按《中華人民共和國藥典（2020年版）》對中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌前、滅菌后微生物、水分、總灰分、浸出物進行對比檢查。
2.2.2合格標準
微生物限度：需氧菌總數＜1000?CFU/g；霉菌和酵母菌總數＜100?CFU/g；水分：不得超過12.0%；總灰分：不得超過6.0%；浸出物：不得少于40.0%。
檢查結果
微生物、水分、總灰分、浸出物檢查結果詳見表1。
結果分析
通過表1的數據可以得出：需氧菌總數、霉菌和酵母菌總數在滅菌前均無法計數，滅菌后均小于10?CFU/g；滅菌前藥材所含水分高于滅菌后，說明高溫瞬時滅菌不會增加物料水分；總灰分的數值在滅菌前、滅菌后無變化；浸出物在滅菌前、滅菌后無變化；各項檢查均符合標準要求，且檢查數據重現性良好。
3薄層鑒別檢查
檢查方法
按《中華人民共和國藥典（2020年版）》對中藥黃芩粉進行高溫瞬時滅菌前與滅菌后的薄層鑒別對比檢查。
合格標準
薄層鑒別：供試品色譜中，在與對照藥材色譜相應的位置上，顯相同顏色的斑點；在與對照品色譜相應的位置上，顯三個相同的暗色斑點。
檢查結果
高溫瞬時滅菌前薄層鑒別結果如圖3所示，高溫瞬時滅菌后薄層鑒別結果如圖4所示。
圖3 中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌前薄層鑒別色譜
圖4 中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌后薄層鑒別色譜
結果分析
由圖3、圖4可以得出：滅菌前、滅菌后，供試品色譜中，在與對照藥材色譜相應的位置上，均顯相同顏色的斑點；在與對照品色譜相應的位置上，均顯三個相同的暗色斑點；鑒別結果均符合檢驗標準要求，黃芩薄層鑒別無變化，說明高溫瞬時滅菌對黃芩有效成分無影響，且檢查數據重現性好。
4黃芩苷含量測定檢查
檢查方法
按《中華人民共和國藥典（2020年版）》對黃芩粉高溫瞬時滅菌前、滅菌后的黃芩苷含量進行對比檢查。
合格標準
含量測定：含黃芩苷（C21H18O11）不得少于6.0%。
檢查結果
滅菌前對照品色譜如圖5所示，供試品色譜如圖6所示；滅菌后對照品色譜如圖7所示，供試品色譜如圖8所示。根據色譜圖可計算黃芩苷含量，黃芩苷含量測定檢查結果詳見表2。
圖5 中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌前對照品高效液相色譜圖
圖6 中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌前供試品高效液相色譜圖
圖7 中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌后對照品高效液相色譜圖
圖8 中藥黃芩粉高溫瞬時滅菌后供試品高效液相色譜圖
結果分析
在試驗中，對照品高效液相色譜圖、品峰面積，供試品高效液相色譜圖、峰面積，黃芩苷含量測定等檢驗過程，均符合檢驗標準要求。由表2數據可以得出黃芩苷含量無變化，說明高溫瞬時滅菌對黃芩有效成分黃芩苷無影響，且檢查數據重現性好。
Part3結論
經過對高溫瞬時滅菌設備的性能確認，得出中藥材黃岑的需氧菌總數、霉菌和酵母菌總數在滅菌后均小于10?CFU/g，符合標準要求；峰面積在滅菌后與滅菌前相比基本無變化，也符合質量標準要求。在試驗中，設備的計算機化系統權限管理、參數設定、操作運行等智能化設計各項控制功能的有效性良好，實驗數據重現性好，符合中藥滅菌智能化生產的設計目標，實現了中藥材高溫瞬時滅菌的智能化生產操作，且符合制藥行業相關法規對權限管理的要求。該項新技術填補了國內空白，提供了一種新的滅菌方法，能在確保中藥材有效成分不降解的同時有效去除微生物。本文中的試驗為推進高溫瞬時滅菌新設備、新技術、新方法在我國中藥、食品行業的應用，提供了原始的參考依據和數據支持。
【參考文獻】
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來源：制藥業
