根及根莖類中藥湯劑相對密度監(jiān)測在中藥煎煮質(zhì)量評價中的應(yīng)用*

周從輝，陳洪燕，朱田密，孫婉瑾，閆斌，陳樹和，黃正德，李學(xué)林

(1.湖北省中醫(yī)院藥事部，武漢 430061；2.湖北省中醫(yī)藥研究院中藥研究所，武漢 430074；3.河南中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，鄭州 450000)

中藥湯劑已有幾千年的應(yīng)用歷史，是應(yīng)用廣泛的中藥傳統(tǒng)劑型，其煎煮質(zhì)量受到煎煮時間、火候、加水量、煎煮次數(shù)以及特殊煎煮方法等多種因素的影響[1-2]。目前，中藥湯劑的煎煮主要遵循2009年版《醫(yī)療機構(gòu)中藥煎藥室管理規(guī)范》，但中藥飲片種類繁多，對于中藥飲片煎煮質(zhì)量仍然沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，隨著現(xiàn)代中藥煎煮機的使用，中藥飲片煎煮逐漸智能化、系統(tǒng)化[3-4]，因此，建立中藥湯劑的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)十分必要。

筆者在本實驗對部分根及根莖類中藥進(jìn)行初步探索性研究，測定常用中藥湯劑煎煮的關(guān)鍵參數(shù)，建立單味中藥湯劑相對密度對出膏率的線性關(guān)系，逐步推導(dǎo)預(yù)測中藥復(fù)方湯劑相對密度區(qū)間，以促進(jìn)相對密度監(jiān)測在中藥煎煮質(zhì)量評價中的應(yīng)用，對中藥湯劑煎煮智能化、現(xiàn)代化的質(zhì)量控制研究具有重要意義。

1 儀器與試藥

1.1儀器 AU-120L型高精度密度測定儀(杭州金邁儀器有限公司)；DHG-9146A型鼓風(fēng)干燥箱(上海習(xí)仁科學(xué)儀器有限公司)；ME204E型萬分之一電子天平(瑞士梅特勒-托利多公司，感量：0.1 mg)；ZNHW智能恒溫電熱套(天津工興實驗室儀器有限公司)；YP20002百分之一電子天平(上海佑科儀器儀表有限公司，感量：0.01 g)。

1.2試藥 人參、黃芪、白術(shù)、甘草等37種根及根莖類中藥飲片，分別購自安徽普仁中藥飲片有限公司、亳州滬譙中藥飲片有限公司和安徽人民中藥飲片有限公司，每種中藥飲片3批，中藥飲片質(zhì)量均符合2015年版《中華人民共和國藥典》標(biāo)準(zhǔn)或《安徽省中藥飲片炮制規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)。本實驗所用全部批號的飲片由湖北省中醫(yī)院藥事部陳樹和主任藥師鑒定，均為正品。實驗用水為自來水。

2 方法與結(jié)果

通過測定37種根及根莖類中藥煎煮的吸水率、得液量、水煎液的相對密度和出膏率，以出膏率對相對密度進(jìn)行線性回歸，結(jié)合置信區(qū)間(α=0.05水平)建立相對密度預(yù)測的數(shù)學(xué)模型，選取具有代表性的根及根莖類中藥混合煎煮驗證該數(shù)學(xué)模型，并通過該數(shù)學(xué)模型評價相對密度監(jiān)測在中藥煎煮質(zhì)量控制中的可行性。

2.1測定單味飲片煎煮的吸水率 選取根及根莖類中藥飲片人參、黃芪、白術(shù)、甘草等37味(共111批)，每味中藥飲片稱取50 g，置于1 000 mL圓底燒瓶，按照根及根莖類中藥飲片煎煮要求，一煎加水量為飲片重量的7倍，二煎加水量為飲片重量的6倍，浸泡30 min，在智能恒溫電熱套中回流煎煮，一般中藥飲片一煎30 min，二煎20 min；滋補類中藥飲片一煎60 min，二煎40 min。濾過，測量濾液體積，分別計算一煎和二煎吸水率。

2.2測定單味飲片湯劑煎煮的得液量、相對密度、出膏率 中藥煎煮湯劑的每日服用劑量以500 mL(分2次服用，每次250 mL)計算，即要求一煎和二煎得液量均為250 mL，根據(jù)中藥飲片吸水率數(shù)據(jù)補加對應(yīng)的水量，合并兩次煎液，(80±1) ℃測定得液量的體積和相對密度。(80±1) ℃再精密量取湯劑25 mL，置已干燥至恒重的蒸發(fā)皿中，水浴蒸干，置烘箱中105 ℃干燥3 h，精密稱重，計算中藥飲片出膏率。

2.3相對密度的校正 測定不同中藥飲片湯劑煎煮相對密度的過程中，實際得液量與理論量可能稍有差異，為減少其對測定相對密度的影響，需將得液量體積統(tǒng)一校正為500 mL，校正相對密度的計算公式：校正的相對密度=[得液量×相對密度-(得液量-500)×1]/500。

式中得液量、相對密度為實際測定值，500為校正的得液量體積，1為(80±1) ℃時密度測定儀測定的水的相對密度。

37種根及根莖類中藥煎煮實驗測得的煎煮吸水率(一煎和二煎)、得液量、相對密度、出膏率結(jié)果見表1。

結(jié)果表明，不同廠家批次的中藥飲片，由于藥材產(chǎn)地來源、性狀、含水量的差異，吸水率有一定波動。中藥煎煮得液量RSD<5%，說明上述中藥吸水率具有一定的重復(fù)性和參考價值。

2.4建立預(yù)測相對密度區(qū)間范圍的數(shù)學(xué)模型

2.4.1建立校正的相對密度對出膏率的線性回歸方程 按最小二乘法求得表1中校正的相對密度(Y)對出膏率(X，%)的線性回歸方程為：Y=3.314 9×10-4X+0.999 7。回歸系數(shù)b=3.314 9×10-4，截距a=0.999 7，r=0.960 1，線性范圍為10.85%～69.60%。

2.4.2線性回歸方程的假設(shè)檢驗 為檢驗線性回歸方程回歸系數(shù)是否存在β≠0，采用SPSS25版(IBM SPSS statistics 25版)軟件對相對密度進(jìn)行方差分析，分析結(jié)果見表2。根據(jù)臨界值表得P<0.05，按α=0.05水準(zhǔn)，接受回歸系數(shù)β≠0，即認(rèn)為相對密度與出膏率之間線性關(guān)系顯著，總體線性回歸方程成立。

2.4.3建立根及根莖類復(fù)方湯劑煎煮相對密度預(yù)測區(qū)間的數(shù)學(xué)模型 結(jié)合相對密度對出膏率的線性回歸方程，理論上該方程也適合根及根莖類中藥混合(類似復(fù)方的煎煮方法，下稱“復(fù)”)煎煮。X為復(fù)方煎煮后的出膏率，即每種飲片的出膏重量之和除以飲片的總?cè)恿?，從而進(jìn)一步求得Y復(fù)的計算方程為：

式中Y復(fù)為中藥復(fù)方煎煮后相對密度，X1、X2…Xn代表不同中藥飲片出膏率，W1、W2…Wn代表不同飲片取樣量。

回歸分析的主要目的是根據(jù)所建立的回歸方程，

表1 37種根及根莖類中藥煎煮實驗結(jié)果

序號飲片名稱一煎吸水率二煎吸水率%得液量/mL校正的相對密度出膏率/%1人參262.7±30.016.7±3.1494.7±17.21.016 6±0.000 449.27±1.922紅參222.0±3.524.0±2.0502.3±3.21.017 4±0.000 449.53±0.253西洋參255.3±5.021.3±4.6512.0±7.91.017 4±0.000 551.04±0.354大黃212.7±25.262.7±11.4508.3±14.61.007 3±0.001 723.53±4.165淡附片169.3±4.220.7±3.1510.0±1.71.015 2±0.000 929.23±2.176制川烏203.3±32.535.3±9.9511.7±2.11.009 3±0.001 524.35±3.727制草烏293.9±74.142.7±3.1506.7±6.11.005 0±0.006 514.31±16.568徐長卿180.0±2.016.0±4.0502.3±2.51.007 3±0.000 721.53±1.839黨參287.0±55.835.0±15.4500.0±0.01.015 2±0.003 355.76±7.4610太子參144.0±14.419.3±1.2504.7±0.61.008 8±0.000 925.86±2.8011黃芪182.2±13.610.7±5.7500.0±0.01.015 5±0.005 537.30±6.0412炙黃芪153.3±12.228.0±2.0504.7±3.21.012 5±0.002 241.26±5.6813白術(shù)135.3±11.029.3±8.1506.0±2.01.017 4±0.001 353.25±2.6614麩炒白術(shù)131.3±14.030.0±10.1500.0±0.01.017 7±0.002 054.41±1.2515山藥192.2±18.097.3±20.2500.0±0.01.003 0±0.000 610.85±2.6316麩炒山藥183.3±20.899.3±19.0506.7±2.91.000 1±0.000 111.28±3.6017甘草185.0±24.349.5±7.6500.0±0.01.007 9±0.001 830.62±2.1018炙甘草125.3±5.021.3±6.1507.0±1.71.010 3±0.001 736.76±3.7419鹽巴戟天212.7±8.335.3±5.0506.0±3.61.014 8±0.003 948.35±10.0620仙茅231.3±7.657.3±13.0501.7±9.51.005 9±0.000 618.61±1.6021續(xù)斷232.7±18.128.0±2.0503.3±0.61.014 0±0.002 746.16±5.5622當(dāng)歸252.4±24.241.5±13.1506.3±8.41.017 3±0.000 357.07±1.2923熟地黃180.0±19.749.3±4.2508.0±2.01.022 3±0.000 769.60±1.3124何首烏110.7±18.645.3±5.0500.7±8.61.005 1±0.000 618.24±2.3925制何首烏127.3±16.242.7±1.2511.3±4.01.008 1±0.002 121.09±5.9526白芍147.3±6.121.3±2.3507.7±3.51.006 5±0.001 522.23±4.5727炒白芍151.3±8.121.3±2.3510.0±1.01.008 4±0.002 024.22±3.4728北沙參288.0±25.522.0±3.5507.3±9.01.009 2±0.001 134.92±3.0029南沙參343.3±16.256.0±5.3494.7±2.51.008 9±0.000 832.37±0.8130麥冬162.7±11.020.7±1.2505.3±4.21.016 1±0.000 747.62±1.0731天冬328.7±73.360.0±17.3498.7±6.01.021 3±0.000 463.17±3.9532玉竹210.0±34.721.3±2.3498.7±5.51.021 4±0.000 761.27±3.4133酒黃精157.3±29.138.0±7.2509.3±2.11.020 8±0.001 064.35±1.8234羌活226.7±39.328.0±4.0510.0±3.51.006 7±0.000 821.71±1.3835防風(fēng)252.0±47.038.7±14.2511.7±8.01.007 2±0.000 522.83±1.7236白芷198.7±21.442.0±3.5503.7±3.21.006 0±0.001 119.48±1.2137藁本203.3±20.824.0±3.5503.0±3.01.007 0±0.001 723.42±4.67

表2 線性回歸方程回歸系數(shù)方差分析結(jié)果

Tab.2 Results of Variance Analysis of Regression Coefficient of Linear Regression Equation

模型平方和自由度均方F顯著性回歸0.001 110.001 1409.770.000 0殘差0.000 1350.000 0總計0.001 236

用給定的出膏率預(yù)測相對密度。如果對于出膏率的一個給定值X0，求出其相對密度的一個預(yù)測值Y0，就是點估計。在點估計的基礎(chǔ)上，可以求出相對密度的一個估計區(qū)間[5]。估計區(qū)間有2種類型：平均值置信區(qū)間和個別值預(yù)測區(qū)間。根據(jù)相對密度與出膏率的估計回歸方程求出一定出膏率對應(yīng)的相對密度平均值的估計區(qū)間，這個區(qū)間就是置信區(qū)間。式中計算得出的Y復(fù)值為中藥湯劑煎煮相對密度的預(yù)測值，與實際生產(chǎn)中測定的相對密度不可能完全一致，有一個變化區(qū)間。參照線性回歸模型的置信區(qū)間與預(yù)測區(qū)間應(yīng)用分析[6]，一般來說，不能期望相對密度點估計值Y0精確地等于實測值E(Y0)，因此要用Y0推斷E(Y0)的區(qū)間。根據(jù)參數(shù)估計的原理，相對密度平均值的置信區(qū)間等于相對密度點估計值±估計誤差，即Y0±tα/2(v)·Sy。tα/2(v)·Sy是由所要求的置信水平的分位數(shù)值和點估計量的標(biāo)準(zhǔn)誤差構(gòu)成的。通過研究復(fù)方湯劑相對密度的變化預(yù)測區(qū)間方法，從而對Y預(yù)區(qū)間進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)一步評價湯劑的煎煮質(zhì)量。

Y預(yù)=Y復(fù)±tα/2(v)·Sy(2)

在本實驗中，n=37，當(dāng)α=0.05，v=35，查t界值表，t0.05/2，(35)=2.028，

此即為確定組方的中藥復(fù)方，在中藥湯劑每日處方量的得液量為500 mL、測定溫度為(80±1)℃條件下，相對密度95%區(qū)間預(yù)測范圍的數(shù)學(xué)模型，通過監(jiān)測實際相對密度是否在數(shù)學(xué)模型的預(yù)測范圍內(nèi)，進(jìn)一步評價中藥湯劑煎煮質(zhì)量。

2.5數(shù)學(xué)模型的驗證 用上述數(shù)學(xué)模型預(yù)測相對密度，驗證分兩個部分(95%置信區(qū)間)，一是對單味中藥煎煮相對密度區(qū)間預(yù)測的驗證，用已進(jìn)行的單味中藥煎煮實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證；二是對根及根莖類中藥復(fù)方混合煎煮的相對密度進(jìn)行驗證。

2.5.1單味根及根莖類中藥煎煮數(shù)據(jù)的驗證 結(jié)合已進(jìn)行的單味中藥煎煮實驗數(shù)據(jù)，選取中藥煎煮的相對密度、出膏率數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，驗證實驗測定的相對密度經(jīng)校正后在數(shù)學(xué)模型預(yù)測的95%置信區(qū)間范圍內(nèi)，驗證結(jié)果見表3。

結(jié)果表明，上述37味中藥飲片(111批)中有107批相對密度值在預(yù)測值范圍之內(nèi)，占本實驗飲片總量的96.4%，有2個品種(淡附片、黃芪)4批(占比3.6%)，由于產(chǎn)地來源、性狀等因素影響，不在數(shù)學(xué)模型95%置信區(qū)間預(yù)測范圍之內(nèi)，初步表明該模型適用于單味中藥煎煮相對密度區(qū)間預(yù)測。

表3 37種根及根莖類中藥湯劑相對密度數(shù)學(xué)模型驗證結(jié)果

Tab.3 Verification results of the relative density mathematical model of 37 kinds of root and rhizome TCM decoction

序號飲片名稱出膏率/%校正相對密度123相對密度預(yù)測區(qū)間(95%)1人參49.271.016 81.017 51.017 11.016 0±0.003 22紅參49.531.017 51.016 81.017 21.016 1±0.003 23西洋參51.041.017 51.016 61.016 81.016 6±0.003 24大黃23.531.006 31.009 11.006 11.007 5±0.003 25淡附片29.231.015 6①1.013 8①1.015 2①1.009 4±0.003 16制川烏24.351.007 51.009 61.010 31.007 8±0.003 27制草烏14.311.001 51.000 91.012 51.004 4±0.003 28徐長卿21.531.006 51.007 91.007 41.006 8±0.003 29黨參55.761.018 91.014 41.012 41.018 2±0.003 210太子參25.861.009 61.008 81.007 91.008 3±0.003 111黃芪37.301.017 0①1.020 01.009 41.012 1±0.003 112炙黃芪41.261.012 41.014 61.010 21.013 4±0.003 113白術(shù)53.251.018 01.018 01.015 71.017 4±0.003 214麩炒白術(shù)54.411.017 31.015 91.019 91.017 7±0.003 215山藥10.851.003 01.003 61.002 41.003 3±0.003 216麩炒山藥11.281.000 21.000 21.000 01.003 4±0.003 217甘草30.621.009 71.007 71.006 21.009 9±0.003 118炙甘草36.761.009 61.012 11.008 91.011 9±0.003 119鹽巴戟天48.351.017 21.016 51.010 11.015 7±0.003 220仙茅18.611.006 21.005 11.006 21.005 9±0.003 221續(xù)斷46.161.015 81.015 21.010 81.015 0±0.003 122當(dāng)歸57.071.017 31.017 31.016 81.018 6±0.003 223熟地黃69.601.022 21.022 51.021 11.022 8±0.003 324何首烏18.241.005 61.005 31.004 41.005 7±0.003 225制何首烏21.091.005 91.007 91.010 01.006 7±0.003 226白芍22.231.005 31.008 11.005 71.007 1±0.003 227炒白芍24.221.006 01.009 61.009 11.007 7±0.003 228北沙參34.921.007 81.009 41.010 01.010 4±0.003 129南沙參32.371.009 61.009 21.008 11.010 4±0.003 130麥冬47.621.016 31.016 31.015 11.015 5±0.003 231天冬63.171.021 71.021 51.020 91.020 6±0.003 232玉竹61.271.021 31.020 91.022 31.020 0±0.003 233酒黃精64.351.021 51.020 21.019 61.021 0±0.003 234羌活21.711.006 01.006 31.007 51.007 3±0.003 235防風(fēng)22.831.007 31.007 31.006 51.006 9±0.003 236白芷19.481.005 11.005 51.007 21.006 2±0.003 237藁本23.421.005 31.007 01.008 61.007 5±0.003 2

①不在數(shù)學(xué)模型95%置信區(qū)間預(yù)測范圍之內(nèi)的品種。

①Varieties not within the range predicted by 95% confidence interval of mathematical model.

2.5.2復(fù)方根及根莖類中藥煎煮數(shù)學(xué)模型的驗證 為驗證數(shù)學(xué)模型是否適用于根及根莖類復(fù)方湯劑煎煮相對密度的預(yù)測，需進(jìn)行驗證實驗。依據(jù)表1中根及根莖類中藥使用頻次與功效，選取黃芪15 g、熟地黃12 g、當(dāng)歸9 g、白芍10 g、甘草6 g共5種根及根莖類飲片進(jìn)行復(fù)方混合煎煮驗證實驗，煎煮吸水率數(shù)據(jù)參照表1，加水量為吸水量(一煎或二煎)加上得液量250 mL，煎煮時間為一煎60 min、二煎40 min，分別選擇不同廠家3批中藥飲片，每批進(jìn)行3次實驗。復(fù)方湯劑理論出膏率(%)=

利用相對密度預(yù)測得數(shù)學(xué)模型計算的相對密度預(yù)測范圍為1.014 5±0.003 2，驗證實驗結(jié)果見表4。

表4 5種根及根莖類中藥組成復(fù)方湯劑相對密度數(shù)學(xué)模型驗證結(jié)果

Tab.4 Verification of the mathematical model of relative density of decoction composed of five kinds of roots and rhizomes TCM

組別理論出膏率/%相對密度預(yù)測區(qū)間(95%置信限)相對密度實測值實測出膏率平均出膏率%中藥復(fù)方湯劑11.015 346.29中藥復(fù)方湯劑21.013 843.98中藥復(fù)方湯劑31.015 344.98中藥復(fù)方湯劑41.014 546.16中藥復(fù)方湯劑544.511.014 5±0.003 21.014 443.5444.67中藥復(fù)方湯劑61.014 544.47中藥復(fù)方湯劑71.014 643.50中藥復(fù)方湯劑81.014 243.56中藥復(fù)方湯劑91.014 645.53

從表4可知，實測相對密度均在相對密度數(shù)學(xué)模型的預(yù)測結(jié)果范圍內(nèi)，表明對復(fù)方中藥湯劑的煎煮過程，采用相對密度數(shù)學(xué)模型預(yù)測湯劑相對密度可信區(qū)間，具有一定準(zhǔn)確性和參考價值，相對密度監(jiān)測作為中藥湯劑質(zhì)量控制研究具有一定可行性。

3 討論

目前，由于中藥煎煮受藥材性狀、藥用部位以及煎煮方法等多種因素影響，中藥湯劑煎煮方法尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[7-8]，在中藥湯劑質(zhì)量控制中，目前也暫無詳細(xì)可靠方法可以參照[9]。本項目以相對密度與出膏率線性回歸關(guān)系為出發(fā)點，結(jié)合現(xiàn)代化新型中藥智能煎藥機的研發(fā)與推廣，將相對密度作為中藥湯劑質(zhì)量控制的一個檢查項，對建立中藥湯劑相對密度監(jiān)測具有十分重要的意義。

在本實驗測定單味中藥煎煮項目中，大部分中藥飲片得液量誤差<5%，表明單味中藥吸水率數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定。少數(shù)幾味中藥得液量誤差在5%～20%，波動范圍較大，可能與中藥飲片產(chǎn)地來源多樣、藥材含水量差異等因素有關(guān)。另外，參考中藥湯劑實際生產(chǎn)過程中相對密度測定溫度，本研究測定相對密度溫度確定為(80±1)℃，測定相對密度數(shù)據(jù)更具有生產(chǎn)實用參考價值。

根及根莖類中藥是中藥重要組成部分，其種類繁多，功效各異，包括補虛藥、解表藥、理氣藥、化痰止咳平喘藥等，筆者在本驗證實驗中選擇根及根莖類中藥進(jìn)行驗證和5種中藥組成復(fù)方進(jìn)行實驗驗證，結(jié)果2個品種共4批可能由于中藥產(chǎn)地來源、性狀等因素影響，差異稍大，在以后生產(chǎn)實踐中還需進(jìn)一步研究完善，大部分品種相對密度驗證結(jié)果基本符合數(shù)學(xué)模型預(yù)測，表明相對密度監(jiān)測在中藥煎煮質(zhì)量評價中具有重要參考意義。