本发明涉及一种中药材的加工领域，尤其是一种柚果的制备方法及应用。
背景技术：
柚果为芸香科植物柚Citrus grandis(L.)Osbeck及其变种的干燥未成熟的果实。3～4月果实为3～7cm时采收。洗净，切为两半或片，晒干或低温干燥。具有燥湿化痰，宽中行气，消食的功效，用于风寒咳嗽，喉痒痰多，气郁胸闷，食积伤酒，脘腹冷痛，呕恶泄泻。柚的别名还有雷柚、柚子、胡柑、臭橙、臭柚、香栾、条、抛、文旦、橘红珠、橘红胎。柚子的变种甚多，最常见的品种有：①化州柚Citrus grandis Tomentosa，②文旦柚Citrus grandis var.wentanyu Hort，③沙田柚Citrus grandis var.shatinyu Hort，④坪山柚Citrus grandis var.pinshanyu Hort，⑤四季抛Citrus grandis var.szechipow Hort，⑥大红抛Citrus grandis var.tahunpow Hort。
柚果的来源为芸香科植物柚Citrus grandis(L.)Osbeck，与《中国药典》一部化橘红项下的两个来源之一“柚Citrus grandis(L.)Osbeck”相同，但药用部位不相同，化橘红为其未成熟或近成熟的干燥外层果皮，而柚果的药物部位为干燥未成熟的果实。
柚中含有柚皮苷(naringin)、枳属苷(poneirin)、新橙皮苷(neohesperi)和柚皮素-4’-葡萄糖苷-7-新柚皮糖苷(nsringenin-4’-glucoside-7-neohesperidoside)；另含胡萝卜素、维生素B1、维生素B2、维生素C、菸酸、钙、磷、铁、糖类及挥发油等。挥发油含量0.3％～0.9％,主要成分为柠檬醛(citral)，牻牛儿醇(geranilo)，芳樟醇(linalool)和邻氨基苯甲酸甲酯(methyl anthranilate)等。
柚果饮片现有的制备工艺为柚果鲜果采收后，除去杂质，晾晒2～3天后，在80℃下干燥4～5天，干燥至含水量为20％的半干果，根据炮制要求，进行人工造型或者不造型后，再于50℃下进行干燥，至含水量低于8％后，置于微波炉中干燥5分钟，进行切片，制成柚果饮片。现有制备工艺周期长，一般需要6天以上才能烘干，效率低；干燥温度较高、时间长、受热不均匀，切片进行二次微波加热，使得有效成分损失较大，尤其是挥发油类有效成分损失殆尽。且制成的柚果饮片颜色为褐色，质硬、难于切制，外观较差。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种柚果冷冻干燥的制备方法及应用，所述制备方法的干燥工序选用真空冷冻干燥的方式代替现有技术使用的晒干或烘干的方式，克服现有技术的制备周期长、效率低；干燥时间长、温度高，有效成分损失较大以及成品色泽、性状较差、难于切制的不足。达到缩短工期、提高效率、减少有效成分的损失的目的，制得的冷冻干燥品色泽均匀、美观，使用者可以根据需要自行切制的目的。
冷冻干燥是利用冰晶升华的原理，在高度真空的环境下，将已冻结了的物料的水分不经过冰的融化直接从冰固体升华为蒸汽，故冷冻干燥又称为冷冻升华干燥，冷冻干燥过程包括物料前处理、预冻结、冷冻干燥和后处理4个阶段。因柚果的皮层较厚冻干时水分不易逸出，在进行冷冻干燥前，对柚果进行拣选、去除杂质，还应进行扎孔或者切片等前处理，成品要求为整果的则不需要进行切片处理。预冻结温度一般为低于共晶点温度5～10℃，共晶点温度可通过电阻法测得，可通过缓慢冻结和快速冻结2种方法达到预冻结温度，预冻结所需时间根据物料和装量的不同，时间也不同，一般在达到预冻结温度后应至少保持1～2小时，保证柚果全部冻结后再进行真空冷冻干燥。真空冷冻干燥分为升华干燥和解析干燥两个阶段，升华干燥为干燥的第一个阶段，主要除去物料中冻结的自由水，可除去90％左右的水分，此阶段冻结层的温度要求必须低于共熔点温度，否则冻结层物料会发生熔化、起泡、变形等不良现象，阻止升华的正常进行；干燥层温度必须低于崩解温度，否则干燥层物料会发生刚性下降，变粘而坍塌，阻塞海绵状微孔，阻止升华。解析干燥为干燥的第二个阶段，主要除去未被冻结的吸附水，即与固体结合较强的结合水，防止变质、霉变等，通过此阶段后物料的含水量一般为0.5～4％，此阶段温度必须低于崩解温度，干燥室真空度较高。将冷冻干燥得到的干品可以进行切制成两半、或者切制成块、或者切制成片、或者切制成丝、或者粗切后进行粉碎均可，将后处理的产品进行真空包装，也可进行充氮包装，也可对干品进行各种的深加工应用。
由于真空冷冻干燥在低温、低压下进行，而且水分直接升华，因此赋予产品许多特殊的性能。如真空冷冻干燥技术对热敏性物料亦能脱水比较彻底，且经干燥的成品十分稳定，便于长时间贮存。由于物料的干燥在冻结状态下完成，与其他干燥方法相比，物料的物理结构和分子结构变化极小，其组织结构和外观形态被较好地保存。在真空冷冻干燥过程中，物料不存在表面硬化问题，且其内部形成多孔的海绵状，因而具有优异的复水性，可在短时间内恢复干燥前的状态。由于干燥过程是在很低的温度下进行，而且基本隔绝了空气，因此有效地抑制了热敏性物质发生化学、物理或生物变化，并较好地保存了原料中的活性物质，以及保持了原料的色泽。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种柚果冷冻干燥的制备方法及应用，所述制备方法为前处理、预冻结、冷冻干燥以及后处理的工序。
进行冷冻干燥的柚果，根据干燥品的后期应用，可以将整个柚果进行冷冻干燥，也可以进行切制成两半、块、片或者丝后进行冷冻干燥。整果进行冷冻干燥的，因柚果的皮层较厚，不利于水分的逸出，为了提高冷冻干燥的效率，应对整果进行扎孔的前处理，可以采用穿透式扎孔，也可采用中心对称的半穿式扎孔。整果进行冷冻干燥的，对干果的直径有要求的，应对直径较大的柚果在冷冻至半干时进行塑型处理，经试验对比，在含水量为20％～30％进行塑型效果良好。一般鲜果直径大于7cm的，需要进行塑型，可塑型于直径为4cm的中空圆筒内，也可根据要求塑型于其他数值直径要求的中空筒内，可为椭圆形、星形、菱形、心形等。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，其特征在于，包括以下的工艺步骤：
(1)前处理：拣选、去杂、扎孔或切制；
(2)预冻结温度为-10℃～-40℃；
(3)冷冻干燥至含水量为20％～30％的半干品；
(4)冷冻干燥至含水量低于8％的干品；
(5)后处理。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，所述步骤(1)中前处理的切制工序包括将柚果切制为两半、或切制成片、或切制成块、或切制成丝。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，所述步骤(2)中预冻结温度为-10℃～-40℃，时间为2小时～24小时。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，所述步骤(3)步骤(4)冷冻干燥工序中：冷阱温度为-10℃～-50℃，干燥室压力为10～100Pa，加热板温度为20℃～80℃。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，其特征在于，柚果需要塑型的，可在权利要求3所述步骤(3)与步骤(4)之间进行半干品塑型。例如柚果直径较大，大于7cm的，可以在冷冻干燥至含水量为20～30％时，将其置于直径为4cm的圆筒内，再继续冷冻干燥至成品。也可根据要求塑型于直径为4cm～6cm的圆筒内，或者长径为4cm～6cm的椭圆形筒内，或者其他形状的中空筒内。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，所述步骤(5)后处理，包含以下工艺步骤：
(1)切制或粉碎：切制为两半、或片、或块、或丝、或不切制、或粉碎；
(2)包装：真空包装或真空充氮包装。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的更优选实施方式，包括以下的工艺步骤：
(1)前处理：拣选、去杂、扎孔或切制；
(2)预冻结温度为-10℃～-40℃，时间为2小时～24小时；
(3)冷冻干燥冷阱温度为-10℃～-50℃，干燥室压力为10～100Pa，加热板温度为20℃～80℃，时间为2小时～24小时；
(4)后处理：切制或粉碎后真空包装，或真空充氮包装。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的更优选实施方式，包括以下的工艺步骤：
(1)前处理：拣选、去杂、扎孔；
(2)预冻结温度为-10℃～-40℃，时间为2小时～24小时；
(3)冷冻干燥冷阱温度为-10℃～-50℃，干燥室压力为10～100Pa，加热板温度为20℃～80℃，时间为2小时～24小时；
(4)冷冻干燥至含水量为20％～30％的半干品时，将柚果塑型于直径或长径为4cm～6cm的筒内，继续冷冻干燥至含水量低于8％的干品；
(5)后处理：切制或粉碎后真空包装，或真空充氮包装。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，权利要求1～11任一项所述制备方法所得的柚果冷冻干燥。
作为本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的优选实施方式，权利要求1～11任一项所述的柚果冷冻干燥在制备深加工产品中的应用。
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用，与传统的加工方式比较具有以下优势：通过对真空冷冻干燥的工艺研究以及对比试验，优选了关键工艺参数。采用真空冷冻干燥，缩短了生产周期，提高了柚果冷冻干燥制备的效率，降低生产成本，降低了有效成分的损失，保证了有效成分的含量，制备的干品颜色为淡黄色至黄棕色，且色泽更均匀，气味芳香，性状更佳，并且易于使用者切制。对干品的真空包装处理，提高了产品的稳定性，保证了质量，使柚果更好的应用于各类产品中。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为对柚果整果进行冷冻干燥的制备，采用以下方法制备而成：
(1)前处理：拣选直径为3～7cm的柚果，除去杂质，清洗后分为2组，分别进行穿透式扎孔和中心对称半穿式扎孔；
(2)预冻结：将前处理的柚果置于冷冻库中，经8～12小时冷冻至-35℃，保持冻结2小时；
(3)冷冻干燥：将预冻结柚果置于真空冷冻干燥机中，冷阱温度为-35℃～-40℃，干燥室真空度为40Pa，设定加热板温度为50℃，至物料温度曲线与加热板温度曲线平行，冻干结束；
(4)包装：将干燥后的整果，于湿度为35％，温度为20℃环境中进行真空包装，每袋装1个。
结果：两种扎孔方式的干燥结果相差不大，外表面为浅黄棕色，切面浅黄色，海绵状微孔分布较均匀，易于切片。同时，对扎孔的密度进行了比较，扎孔密度对干燥速率略有影响，密度大，干燥时间稍短。但密度过大，干果的外观略差，扎孔密度应适当。
实施例2
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为柚果整果的制备，采用以下方法制备而成：
(1)前处理：拣选直径为3～7cm的柚果，除去杂质，清洗后进行穿透式扎孔；
(2)预冻结：将前处理的柚果置于冷冻库中，经4～8小时冷冻至-35℃，保持冻结4小时；
(3)冷冻干燥：将预冻结柚果置于真空冷冻干燥机中，冷阱温度为-35℃～-40℃，干燥室真空度为40Pa，设定加热板温度为50℃，至物料温度曲线与加热板温度曲线平行，冻干结束；
(4)包装：将干燥后的整果，于湿度为35％，温度为20℃环境中进行真空包装，每袋装1个。
结果：实施例1和2为两种预冻结方式的比较，冻干品结果相差不大。性状均为外表面为浅黄棕色，切面浅黄色，易于切片。对柚果切制后进行冷冻干燥，两种预冻结方式的结果也相同。
实施例3
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为柚果整果的制备，采用以下方法制备而成：
(1)前处理：拣选直径为3～7cm的柚果，除去杂质，清洗后进行穿透式扎孔；
(2)预冻结：将前处理的柚果置于冷冻库中，经18～20小时冷冻至-35℃，预冻结程序设定为：0～4小时温度为-10℃并保持1小时，6～9小时降低温度至-20℃并保持1小时，11～14小时降低温度至-30℃并保持1小时，16～19小时降低温度至-35℃并保持1小时；
(3)冷冻干燥：将预冻结柚果置于真空冷冻干燥机中，冷阱温度为-35℃～-40℃，干燥室真空度为40Pa，设定加热板温度为50℃，至物料温度曲线与加热板温度曲线平行，冻干结束；
(4)包装：将干燥后的整果，于湿度为35％，温度为20℃环境中进行真空包装，每袋装1个。
结果：实施例3与实施例1和2所得成品的比较，实施例3的冻干品外表面为浅黄棕色，切面浅黄色，海绵状微孔大小不均匀，有部分损坏，易于切片。
实施例4
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为柚果整果塑型的制备，采用以下方法制备而成：
(1)前处理：拣选直径大于7cm的柚果，除去杂质，清洗后进行中心对称半穿式扎孔；
(2)预冻结：将前处理的柚果置于冷冻库中，经6～10小时冷冻至-35℃，保持冻结4小时；
(3)冷冻干燥：将预冻结柚果置于真空冷冻干燥机中，冷阱温度为-35℃～-40℃，干燥室真空度程序设定为：在30min内压力升高至40Pa并保持，加热板温度程序设定为：在30min内温度升高55℃并保持，分别在干燥至8小时、10小时、12小时、14小时、16小时，将半干柚果取出，于湿度为35％，温度为20℃环境中，取出测定含水量的样品后，剩余柚果迅速置于直径4cm的圆筒内，再继续置于干燥机中冷冻干燥至物料动温度曲线与加热板温度曲线平行，冻干结束；
(4)包装：将干燥后的整果，于湿度为35％，温度为20℃环境中进行真空包装，每袋装1个。
结果：测定5个塑型时间点取出样品的含水量，并测定5个塑型时间点所得干品柚皮苷含量及挥发油量，进行性状对比，结果如下表所示：
结论：不同含水量时对半干品进行塑型，其柚皮苷含量、挥发油量、颜色气味性状均相差不大，整果的外观不规则皱纹情况，含水量越小，皱纹纹路越深，褶皱越明显。塑型效果较好的时间为冷冻干燥后的8～10小时。
实施例5
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为柚果整果的制备，采用以下方法制备而成：
(1)前处理：拣选直径为3～7cm的柚果，除去杂质，清洗后进行中心对称半穿式扎孔；
(2)预冻结：将前处理的柚果置于冷冻库中，经6～10小时冷冻至-35℃，保持冻结4小时；
(3)冷冻干燥：将预冻结柚果置于真空冷冻干燥机中，冷阱温度为-35℃～-40℃，干燥室真空度程序设定为：在1小时内压力升至40Pa，保持40Pa压力6小时进行升华干燥，然后在1小时内压力降至35Pa进行解析干燥至干燥结束；加热板温度程序设定为：在1小时内温度升至55℃，保持55℃温度6小时进行升华干燥，然后在1小时内温度降至50℃进行解析干燥至干燥结束；
(4)包装：将干燥后的整果，于湿度为35％，温度为20℃环境中进行真空包装，每袋装1个。
结果：实施例1和2为冷冻干燥定温定压，实施例3和实施例4为冷冻干燥变温变压，两种方式比较，变温变压的冷冻速率较高，能耗较低。冻干品的性状均外观、水分含量、柚皮苷含量及挥发油含量相差不大。
实施例6
分别对实施例1～4所得干品与传统制备方法所得的柚果饮片进行对比，包括性状、水分、柚皮苷含量和挥发油含量，水分和挥发油测定方法按照现行版药典进行测定，柚皮苷含量测定方法如下：
色谱条件与系统适用性试验以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以甲醇-醋酸-水(35∶4∶61)为流动相；检测波长238nm。理论塔板数按柚皮苷峰计算应不低于3000。
对照品溶液的制备精密称取柚皮苷对照品适量，加甲醇制成每1ml含60μg的溶液，即得。
供试品溶液的制备：取本品粉末约1g，精密称定，置索氏提取器中，加石油醚(60～90℃)100ml，加热回流2小时，弃去石油醚液，药渣挥去溶剂，加甲醇150ml，加热回流3小时至提取液无色，放冷，滤过，滤液置200ml量瓶中，用少量甲醇分次洗涤容器，并入量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀。精密量取2ml，置25ml量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，即得。
测定法：分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10μl，注入液相色谱仪，测定，即得。
结果见表下表所示。
由结果可知，采用本发明制备方法得到干品，柚皮苷含量、挥发油含量均有非常显著的提高，且水分含量低于标准要求，性状外观更美观。
实施例7
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为柚果切制成片后进行冷冻干燥的制备，采用以下方法制备而成：
(1)前处理：拣选直径为3cm～7cm的柚果，除去杂质，清洗后切制成不同厚度的片，厚度分别为0.5cm、1.0cm和1.5cm；
(2)预冻结：将前处理的柚果置于冷冻库中，经6～10小时冷冻至-35℃，保持冻结4小时；
(3)冷冻干燥：将预冻结柚果置于真空冷冻干燥机中，冷阱温度为-35℃～-40℃，干燥室真空度分别设定为40Pa、50Pa和60Pa，加热板温度分别设定为40℃、50℃和60℃，分别进行冷冻干燥至物料动温度曲线与加热板温度曲线平行，冻干结束；
(5)包装：将干燥后的干品，于湿度为35％，温度为20℃环境中进行真空包装，每袋装10g。
根据预实验结果，以柚皮苷含量为评价指标，对柚果切制成片后冷冻干燥工序的影响因素：切片厚度、干燥室压力、加热板温度，进行L9(33)正交试验考察，因素水平表如下：
因素水平表
根据因素水平表安排试验，测定干品中柚皮苷含量，结果见下表：
正交试验结果
将正交实验结果进行方差分析，结果见下表：
柚皮苷含量检测方差分析结果
经方差分析结果表明，正交实验的A、B、C因素均具有显著性差异。直观分析可知，考察因素重要性依次为A＞C＞B，综合考察生产情况，确定冷冻干燥工艺为A2B2C2，即为：切片厚度1.0cm，干燥室压力50Pa，加热板温度50℃。
本实施例冷冻干燥工艺的优选正交试验，还可以结合考虑生产成本的因素，以柚皮苷为主要考察指标，以干燥速率、能耗为次要考察指标进行优选试验安排。干燥室压力的水平范围还可扩大到10Pa～100Pa，加热板温度范围还可扩大到20℃～80℃，安排试验进行优选。并可根据优选的试验条件，在冷冻干燥过程中进一步优选干燥室压力和加热板温度的变化程序设定，以获得含量更高、性状更好、干燥速率更高、耗能更低的制备冷冻干燥生产工序的参数。
柚果切制成块、或者丝后进行冷冻干燥制备的工艺优选条件，影响因素为切块大小(或切丝宽度)、干燥室压力、加热板温度，进行L9(33)正交试验考察。
实施例8
本发明所述柚果冷冻干燥的制备方法及应用的一种实施例，本实施例所述为柚果冷冻干燥品和传统干燥品止咳效果的研究，具体如下：
1、材料和方法
1.1、药物及试剂
供试品：冷冻干燥柚果水提浓缩液。
传统干燥柚果水提浓缩液。(柚果购于广东易康医药有限公司)
对照品：氢溴酸右美沙芬口服液，珠海联邦制药股份有限公司中山分公司。
川贝枇杷露，北京同仁堂科技发展股份有限公司制药厂。
试剂：氨水，西陇化工股份有限公司。
枸橼酸，西陇化工股份有限公司。
1.2、动物
昆明种小鼠，雌雄各半，体重18～22g，SPF级；豚鼠，雌雄各半，体重180～200g。
1.3、仪器
CC2170A型恒压超声雾化器(中外合资成都维信电子科大新技术有限公司)
2、方法与结果
2.1氨水所致小鼠咳嗽模型及疗效评价
取昆明种小鼠135只，随机分为9组，即空白组、2种供试品浓缩液低、中、高剂量组、阳性对照药物(氢溴酸右美沙芬口服液、川贝枇杷露)组，每组15只，实验前小鼠禁食不禁水12h，然后各组小鼠按0.1mL·g-1体重灌胃给药，每天1次，共3d，其中空白组给等体积蒸馏水。末次给药后1h，将小鼠放入固定容器中，并使小鼠接受恒压氨水刺激，氨雾刺激时间20s，刺激停止后立即取出小鼠，观察3min内咳嗽次数。
结果显示，2种柚果的供试品溶液均能延长小鼠的咳嗽潜伏期、减少小鼠的3min内咳嗽次数，表明具有明显的止咳作用。冷冻干燥柚果水提浓缩液(即本发明的水提浓缩液)止咳效果明显优于传统干燥方式的柚果水提浓缩液。
2.2枸橼酸所致豚鼠咳嗽模型及疗效评价
取豚鼠200只，于实验前一天将其逐一置于3L钟罩内，用超声喷雾法以600mmHg的压力通过玻璃喷头喷入17.5％枸橼酸溶液，持续1min，记录自喷雾起5min内咳嗽次数，挑选咳嗽次数多于10次的豚鼠为合格动物用于实验。取合格豚鼠90只同2.1随机分为9组，每组10只，实验前禁食不禁水12h，然后分别按0.1mL·g-1体重体重灌胃给药，空白组给予等体积蒸馏水，每天1次，连续3d，最后一次给药后1h，将豚鼠置于3L容积的玻璃钟罩内，接受17.5％枸橼酸溶液刺激(方法同前)，持续1min，记录自喷雾起5min内咳嗽次数及咳嗽潜伏期。
结果显示，2种柚果的供试品溶液均能延长豚鼠的咳嗽潜伏期、减少豚鼠的5min内咳嗽次数，表明具有明显的止咳作用。冷冻干燥柚果水提浓缩液(即本发明的水提浓缩液)止咳效果明显优于传统干燥方式的柚果水提浓缩液。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。