中藥湯劑煎煮加水量與得液量控制方法研究*

王小鵬，桂新景，，王艷麗，侯富國，郭曉帆，李海洋，劉瑞新，6，李學林，6

[1.河南中醫(yī)藥大學藥學院，鄭州 450046；2.河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院藥學部，鄭州 450000；3.國家中醫(yī)藥管理局中藥制劑三級實驗室，鄭州 450000；4.河南省中藥飲片臨床應用現(xiàn)代化工程研究中心，鄭州 450000；5.河南省中藥臨床藥學中醫(yī)藥重點實驗室(建設單位)，鄭州 450000；6.河南中醫(yī)藥大學呼吸疾病中醫(yī)藥防治省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，鄭州 450046]

中藥湯劑系指中藥飲片加水煎煮，去渣取汁內服或外用的液體劑型，是中醫(yī)藥臨床應用最早、最廣泛的劑型之一。湯劑的煎煮過程即溶劑進入中藥飲片內部，溶出其有效成分的過程。根據Fick's第一擴散定律，單位時間通過垂直于所擴散方向單位截面積的相應擴散物質流量與該截面處的濃度梯度成正比。中藥湯劑煎煮技術七要素中[1]，加水量顯著影響湯劑煎煮濃度梯度。加水量越多，湯液濃度梯度越高，越有助于有效成分煎出。但加水量不能無限增大，因為與中成藥制劑工藝不同，中藥湯劑時效性要求高，通常無濃縮環(huán)節(jié)，加水量過多不僅影響湯劑煎煮效率，而且會導致得液量偏大，影響患者用藥依從性，還導致湯液濃度低，藥力綿薄。正如李時珍所說：“如劑多水少，則藥味不出；劑少水多，又煎耗藥力也?！?因此，合理的加水量是提高中藥湯劑煎煮效率與藥效的關鍵。

目前，中藥湯劑煎煮加水量以《醫(yī)療機構中藥煎藥室管理規(guī)范》規(guī)定的浸過藥面2～5 cm以及飲片重量的7～12倍為控制依據[2]。然而不同飲片吸水率差異懸殊[3-4]，該加水量方法無法精準控制得液量，難以滿足智能煎藥、個性化煎藥需求。為此，筆者所在課題組基于前期研究的常用中藥飲片一煎、二煎吸水率，相對密度及出膏率等信息數(shù)據構建了中藥煎藥數(shù)據庫，初步建立了中藥湯劑加水量計算公式[5]。該加水量計算公式能否靈活運用于多樣化煎藥實踐，能否精準控制湯劑得液量，尚待實踐驗證。有研究結果顯示[6-7]，一煎煎出率占兩次總煎出率的60%～80%，是否意味著一煎、二煎加水比例以70：30分配更為合理？本研究選擇現(xiàn)代家庭常用的一類煎藥壺(多功能養(yǎng)生壺)作為煎藥設備，以3個經典復方湯劑為例，以湯液得液量偏離度、校正相對密度和出膏率為指標，優(yōu)化加水量計算公式，優(yōu)選一煎、二煎加水比例，精準控制湯劑煎煮加水量和得液量，實現(xiàn)中藥湯劑煎煮工藝個性化，為加水量公式應用于不同煎藥設備和煎煮方法時的校正和優(yōu)化處理提供參考。

1 儀器與試藥

1.1儀器 AU-120L型液體密度測定儀，杭州金邁儀器有限公司；30MF5 3L型多功能養(yǎng)生壺(額定頻率：50 Hz，額定功率：500 W，額定容量：3 L)，深圳市正云科技有限公司；GZX-9146MBE型電熱鼓風干燥箱，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州普天儀器制造有限公司；BSA224S-CW型萬分之一電子天平(感量：0.1 mg)，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；HZT-B6000型十分之一電子天平(感量：0.1 g)，華志(福建)電子科技有限公司。

1.2試藥 所用19種中藥飲片分別購自安徽龍寶健康藥業(yè)有限公司、鄭州瑞龍制藥股份有限公司、河南綠禾藥業(yè)有限公司、安徽普仁中藥飲片有限公司、亳州市宏宇中藥飲片有限公司、安徽人民中藥飲片有限公司、河南輝煌草本藥業(yè)有限公司、禹州市百草匯藥業(yè)有限公司，均具有飲片檢驗報告書，并經河南中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院施鈞瀚副主任藥師鑒定，符合《中華人民共和國藥典》2020年版規(guī)定。實驗用水為自來水。

2 方法與結果

2.1中藥復方的選擇 當歸四逆湯和小青龍湯出自張仲景《傷寒論》，補中益氣湯出自李東垣《脾胃論》。本研究處方組成為《中藥臨床方劑學》[8]中處方規(guī)范書寫格式修正后的處方，飲片用量經古今劑量換算后[9]，確定每個處方內各飲片的重量比例，然后等比例放大至各處方中飲片總重為180～200 g。當歸四逆湯、小青龍湯和補中益氣湯分別為溫里劑、解表劑和補益劑，分別對應一般煎煮、輕煎和久煎三種煎煮類型。對于一般煎煮，一煎時間一般不低于30 min；輕煎類型，一煎時間一般不超過30 min；久煎類型，一煎時間一般大于30 min，而二煎時間應略少于一煎時間，一般不低于20 min[10]。復方組成及煎煮時間見表1。

2.2不同條件下蒸發(fā)系數(shù)研究

2.2.1空白蒸發(fā)系數(shù) 量取自來水1 000 mL于多功能養(yǎng)生壺內并測定總重量，室溫(25±1 ℃，下同)下武火加熱至沸騰，轉文火煎煮60 min，每隔10 min測定總重量1次，重復測定3次。結果見表2。

2.2.2含藥蒸發(fā)系數(shù) 稱取白芍、當歸、黃芩飲片各125 g，分別置多功能養(yǎng)生壺，加入8倍量水(1 000 mL)，稱取總重量。浸泡30 min，先武火加熱至沸騰，轉文火煎煮60 min，每隔10 min測定總重量1次，重復測定3次，結果見表2。水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)計算公式見公式1：

水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)=水蒸氣蒸發(fā)量/煎煮時間(公式1)。

在空白及含藥煎煮條件下，第2～6個10 min水蒸氣蒸發(fā)量34～40 mL，第1個10 min水蒸氣蒸發(fā)量略高。原因可能主要如下：①武火加熱時間內有一定損耗。前期研究發(fā)現(xiàn)，多功能養(yǎng)生壺從開始加熱至水沸騰，水蒸氣蒸發(fā)量約5 mL；②武火轉文火時，可能湯液已處于中沸或大沸狀態(tài)，由中沸或大沸轉為微沸需要一定時間，這段時間內水蒸氣蒸發(fā)量較微沸狀態(tài)多。由于該情況在中藥煎煮過程中無法避免，故將以上數(shù)據均值確定為水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)，即3.9 mL·min-1。

2.3復方湯液的制備 選取當歸四逆湯(DSD)、小青龍湯(XD)、補中益氣湯(BYD)3個復方湯劑，稱量后分別置于多功能養(yǎng)生壺。依據本課題組前期研究的飲片吸水率數(shù)據計算復方湯劑加水量(表3)，每個處方均分別按一煎、二煎加水分配比例60：40，70：30，80：20加水，浸泡30 min，武火加熱至沸騰后轉文火，煎煮至規(guī)定時間(表1)，水煎液經內徑(180±7.6) μm(80目)濾網過濾，一煎、二煎濾液分開存放。復方湯劑加水量、理論吸水量、預期得液量及水蒸氣蒸發(fā)量計算公式見公式2～5：

表1 復方湯劑的處方組成與煎煮時間

表2 空白及3味中藥飲片在不同時間段的水蒸氣蒸發(fā)量

表3 18味中藥飲片吸水率數(shù)據

復方湯劑加水量=理論吸水量+預期得液量+水蒸氣蒸發(fā)量+煎藥機損耗量(公式2)。

理論吸水量(一煎/二煎)=A飲片吸水率(一煎/二煎)×A飲片重量+B飲片吸水率(一煎/二煎)×B飲片重量+……+N飲片吸水率(一煎/二煎)×N飲片重量(公式3)。

預期得液量=處方飲片總重量×1 mL·g-1×2(公式4)。

水蒸氣蒸發(fā)量=水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)×文火煎煮時間(公式5)。

本研究采用多功能養(yǎng)生壺，經測定其損耗量較低，故忽略其損耗量。

2.4得液量與相對密度

2.4.1得液量與相對密度的測定 取“2.2”項水煎液，冷卻至室溫[(25±1) ℃]后，分別使用量筒測定體積，并用液體密度測定儀測定相對密度。

2.4.2得液量的校正 通過測定煎煮后飲片重量，發(fā)現(xiàn)復方湯劑中飲片吸水量與一煎、二煎加水比例無關，且3個復方湯劑煎煮吸水量與其理論吸水量平均比值為0.67，故以0.67作為飲片吸水率校正系數(shù)，對多功能養(yǎng)生壺煎煮的飲片吸水率進行校正。見表4。

為排除飲片吸水率與前期研究不一致對本研究數(shù)據分析產生的影響，需對預期得液量進行校正處理，然后通過得液量與校正預期得液量間偏離度評價不同加水比例優(yōu)劣。校正預期得液量與偏離度計算公式如公式6～7：

校正預期得液量(一煎/二煎/總)=加水量(一煎/二煎/總)-吸水量(一煎/二煎/總)×0.67-水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)×煎煮時間(一煎/二煎/總)(公式6)。

偏離度=得液量/校正預期得液量×100%(公式7)。

結果見圖1。加水總量不變，當一煎、二煎加水比例為60：40時，3個復方二煎得液量均高于一煎，可能由于一煎飲片吸水率較高，二煎吸水率較低，因此雖然二煎加水比例低于一煎，但得液量高于一煎。同時，由結果可知，湯劑得液量與加水量呈正相關，即一煎得液量隨一煎加水比例增加而增大，二煎得液量隨二煎加水比例減少而降低。

圖1 3個復方湯劑的得液量(n =3)

結果見表5，當加水比例為60：40時，3個復方得液量與校正預期得液量平均偏離度3.78%，明顯低于加水比例為70：30和80：20平均偏離度。因此，一煎、二煎加水比例按60：40分配時，能夠精準控制復方湯劑得液量。

表5 3個復方湯劑的煎煮得液量與校正預期得液量

2.4.3相對密度的校正 由于湯液相對密度與得液量直接相關，得液量越多，相對密度越小。煎煮復方湯劑時，加水量按不同比例分配，得液量結果差異較大，可能影響相對密度結果分析。為減少得液量體積差異對相對密度的影響，將得液量體積規(guī)范為各處方校正預期得液量，對相對密度進行校正。3個復方湯劑一煎、二煎校正相對密度見圖2。校正相對密度計算公式見公式8：

圖2 3個復方湯劑的校正相對密度(n=3)

校正相對密度=[相對密度×得液量-(得液量-校正預期得液量)×1]/校正預期得液量(公式8)。

結果見表6。當加水比例為60：40時，3個復方湯劑校正相對密度均值為1.027 3，明顯高于加水比例為70：30和80：20校正相對密度均值。因此，一煎、二煎加水比例按60：40分配，復方湯劑相對密度較高，湯劑成分煎出率較高。

表6 3個復方湯劑的總體校正相對密度

2.5出膏率

2.5.1出膏率測定 取“2.2”項水煎液，分別精密移取25 mL，置已干燥至恒重的蒸發(fā)皿內，水浴蒸干，置105 ℃烘箱內干燥3 h，移至干燥器，冷卻至室溫，按恒重操作精密稱定重量，并以干膏重計算出膏率。出膏率計算公式見公式9：

出膏率(%)=干膏重/飲片重量×100%(公式9)。

2.5.2出膏率結果 復方湯劑出膏率與加水量呈正相關(圖3)，加水量越大，湯液內濃度差越大，越有助于有效成分煎出。當以60：40比例加水煎煮時，一煎、二煎出膏率差異較小，且總體出膏率均較高，均值19.81%，明顯高于加水比例為70：30和80：20出膏率總體均值(表7)。因此，當一煎、二煎加水比例為60：40時，更有利于湯液成分煎出，該結果與校正相對密度的結果基本一致。

圖3 3個復方湯劑出膏率

表7 3個復方湯劑的總體出膏率

3 討論

3.1如何科學預測得液量 中藥湯劑作為最重要的傳統(tǒng)中藥劑型之一，既要含有充足的有效成分，保證其質量和療效，又要兼顧患者的用藥依從性，使患者的服藥量較為適宜。由于中藥湯劑具有辨證施治、隨癥加減的特點，處方中的飲片用量多少不一，統(tǒng)一得液量將導致湯液濃度過高或過低，不利于發(fā)揮藥效。為使湯液濃度維持在一定范圍內，飲片用量較大時，應適當增加得液量，飲片用量較小時，應適當減少得液量。受患者日服用量限制，得液量偏大不利于患者服用。因此，綜合考慮處方飲片用量、湯液濃度及患者用藥依從性，筆者在本實驗科學建立了湯劑預期得液量計算公式(公式4)。

3.2如何精準加水以控制得液量 中藥湯劑加水量與得液量、飲片吸水量、煎煮過程中水蒸氣蒸發(fā)量及煎藥機損耗量等幾個因素密切相關。①得液量，即湯劑預期得液量。②飲片吸水量，可通過本課題組前期測定常用中藥飲片吸水率數(shù)據以及處方中飲片用量求得。筆者所在課題組已研究整理686味常用飲片吸水率數(shù)據[3-5，11-13]，但本研究在使用多功能養(yǎng)生壺煎煮復方時，飲片吸水率僅為前期研究數(shù)據的0.67倍。可能由于前期以圓底燒瓶加熱回流方式研究飲片煎煮吸水率，回流方式溶劑蒸發(fā)損失較小，且加水量較大(一煎加8倍量水，二煎加7倍量水)，煎煮時間較長[3]；本次研究采用多功能養(yǎng)生壺，溶劑蒸發(fā)損失較大，且總加水量較小(為處方中飲片總重的5～6倍)，煎煮時間較短，因此吸水率差異較大。③水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)，可通過實驗測定。本研究測定多功能養(yǎng)生壺的水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)發(fā)現(xiàn)空白蒸發(fā)系數(shù)與含藥蒸發(fā)系數(shù)結果基本一致，后期測定煎藥機的水蒸氣蒸發(fā)系數(shù)時只測定空白蒸發(fā)系數(shù)即可。④煎藥機損耗量。不同煎藥設備的損耗量不同，可通過實驗測定。

綜合以上各因素，并考慮到飲片吸水率存在系統(tǒng)差異，即采用不同容器煎煮，飲片吸水率差異較大，當應用不同煎藥容器時，需對加水量公式進行優(yōu)化。結合本研究優(yōu)選的一煎、二煎加水量分配比例，可以實現(xiàn)中藥湯劑加水量和得液量精準控制。

加水量=理論吸水量×飲片吸水率校正系數(shù)+預期得液量+水蒸氣蒸發(fā)量+煎藥機損耗量(公式10)

加水量是中藥湯劑煎煮工藝的重要參數(shù)，顯著影響湯劑煎煮效率和得液量。筆者在本研究初步優(yōu)化了加水量公式及加水比例，能夠準確控制湯劑得液量，且使湯液成分煎出率較高。但由于本研究僅測定了3個加水比例，一煎二煎加水比例60：40僅相對較優(yōu)，而最佳一煎加水量可能處于50%～60%或60%～70%之間。同時，本研究僅以得液量偏離度、校正相對密度和出膏率為評價指標，湯液中有效成分含量差異有待進一步研究。

下一步筆者將采用更科學、先進和特征性的測定指標進行優(yōu)化，并建立精準預測模型，更精確驗證一煎二煎加水量分配比例。將優(yōu)化的加水量公式及加水比例應用于煎藥機，并進一步優(yōu)化和驗證，這將有助于準確控制湯劑煎煮加水量和得液量，改變“千藥一法”煎煮現(xiàn)狀，滿足不同處方個性化工藝需求，實現(xiàn)中藥湯劑智能化、個性化煎煮。