全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 16 期 2013 年 8 月
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炮制火候对饮片颜色的影响
殷放宙,吴晓燕,李 林,蔡宝昌,陆兔林*
南京中医药大学药学院,江苏 南京 210023
摘 要:目的 研究饮片炮制火侯与颜色值的相关性。方法 以分光测色技术为基础,考察炮制时不同加热温度及时间对栀
子、山楂颜色值的影响。结果 栀子中火与武火炒制的颜色值曲线表现出更好的规律,明度指数(L*)值及色差(ΔE*)的
平稳期出现在 7 min 后,而色品指数(a*、b*)平稳期出现在 4 min 后。山楂文火炒制时的 L*、a*、b*值及 ΔE*平稳期均出现
在 5 min 后;中火炒制时 L*值及 ΔE*平稳期出现在 6 min 后,a*、b*值的平稳期分别出现在 5、8 min;武火炒制时 L*值及 ΔE*
平稳期出现 8 min 后,a*、b*值的平稳期出现在 5 min 后。结论 仪器测定及肉眼观察的炮制程度变化存在一定的相关性,
测色结果可为中药炮制最佳工艺参数的确定提供参考。
关键词:栀子;山楂;分光测色技术;颜色值;炮制
中图分类号:R283.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)16 - 2252 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.16.011
Influence of different heating degrees on color of Chinese materia medica pieces
YIN Fang-zhou, WU Xiao-yan, LI Lin, CAI Bao-chang, LU Tu-lin
College of Pharmacy, Nanjing University of Chinese Medicine, Nanjing 210023, China
Abstract: Objective To study the relativity between the heating degree and color value of Chinese materia medica pieces. Methods
The effects of heating temperature and time on the color value of Gardeniae Fructus and Crataegi Fructus were investigated by
spectrophotometric technique. Results The color value curve of Gardeniae Fructus after processing under the mid- and high-heating
showed the better rules that the stationary phase of L* and ΔE* appeared in 7 min and stationary phase of a* and b* appeared in 4 min.
However, the color value curve of Crataegi Fructus showed the stationary phase of L*, a*, b*, and ΔE* appeared in 5 min after
low-heating process. After the mid-heating process, the stationary phase of L* and ΔE* appeared in 6 min, stationary phase of a* and b*
values appeared in 5 and 8 min, respectively. After the high-heating process, the stationary phase of L* and ΔE* appeared in 8 min and
the stationary phase of a* and b* value appeared in 5 min. Conclusion There is the correlation of processing degree between the
measurement results and the perusal observation, and the result of color measurement could provide the reference for confirming
optimum parameters of processing technique.
Key words: Gardeniae Fructus; Crataegi Fructus; spectrophotometric technique; color value; processing
中药饮片在质量评价时往往采用的是客观量化
指标及经验判别的综合方法,目前各种分析仪器的
大量引入,保证了中药饮片中已知化合物的准确定
量测定。但同样不容忽视的是中药饮片质量控制的
整体性及外观特征等经验化指标,而在外观特征方
面,尤以颜色判断为重要。首先中药饮片都具有各
自固有的外观颜色,在贮藏时间较久或贮藏不当时,
就会造成饮片外观颜色的变化,同时颜色亦是中药
炮制程度评价的指标之一,因此颜色是与中药饮片
内在质量相关的外观重要标志之一。
中药在炮制过程中,常用颜色的变化来描述中
药炮制的程度,如“炒至颜色加深、深黄色、焦褐
色、黄褐色……”,而在颜色的评判指标上主要采取
的是肉眼观察的方法,这种非客观的描述常会因为
收稿日期:2013-02-17
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30701108);江苏省高校自然科学研究重大项目(13KJA360003);江苏高校优势学科建设工程资助项
目 PAPD(ysxk-2010);南京中医药大学中药学一级学科开放课题(2011ZYX2-008)
作者简介:殷放宙,女,博士,高级实验师,主要从事中药炮制工艺及质量标准研究。Tel: (025)85811513 E-mail: yfz2003@163.com
*通信作者 陆兔林 Tel: (025)85811513 E-mail: lutuling2005@126.com
网络出版时间:2013-07-15 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20130715.1336.001.html
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实验操作的人员不同、环境不同而带来不同的结果,
从而导致炮制程度在实际操作过程较难控制。因此,
颜色的客观量化成为中药炮制过程中亟待解决的重
要问题。目前,《中国药典》自 2000 年版开始将色
差法收录到药品溶液颜色控制内容中,采用 CIE
L*a*b*值对中药颜色的描述已被运用到中成药成品
的检测中,亦有一些文献报道提出了采用机器视觉
即测色技术对中药饮片性状客观表达的思想[1-5]。
本实验针对中药炮制过程中的颜色变化这一关
键问题,选择炒法的代表药物栀子和山楂,通过实
验观察 2 味药物在炒制过程不同时间点上颜色值的
变化,为中药饮片炮制的合理控制提供借鉴。
1 仪器与材料
CM3600A 分光测色仪(日本柯尼卡美能达有
限公司);多功能红外炉(广东美的生活电器电制造
有限责任公司);PMPLUS 型红外测温仪(美国
Raytek 公司)。
栀子、山楂均购自安徽丰原铜陵中药饮片有限
公司,经南京中医药大学陆兔林教授鉴定为茜草科
植物栀子 Gardenia jasminoides Ellis 及蔷薇科植物
山楂 Crataegus pinnatifida Bunge 的干燥成熟果实。
2 方法与结果
2.1 不同火力的栀子及山楂的炮制
2.1.1 栀子的炮制 取净栀子置电炒锅内,文火炒
制,约(120±5)℃,分别炒制 1、2、3、4、5、6、
7、8、9、10、11、12、13、14、15 min,分别记为
文火炒栀子 1、2……15。取净栀子置电炒锅内,中
火炒制,约(170±5)℃,同上操作,分别记为中
火炒栀子 1、2……15。取净栀子置电炒锅内,武火
炒制,约(200±5)℃,同上操作,分别记为武火
炒栀子 1、2……15。
2.1.2 山楂的炮制 取净山楂置电炒锅内,文火炒
制,约(120±5)℃,分别炒制 1、2、3、4、5、6、
7、8、9、10、11、12、13、14、15 min,分别记为
文火炒山楂 1、2……15。取净山楂置电炒锅内,中
火炒制,约(170±5)℃,同上操作,分别记为中
火炒山楂 1、2……15。取净山楂置电炒锅内,武火
炒制,约(200±5)℃,同上操作,分别记为武火
炒山楂 1、2……15。
2.2 样品的颜色测定
2.2.1 测定条件 光源为脉冲氙灯,照明系统为包
含镜面反射(specular componetnt included,SCI)及
排除镜面反射(specular componetnt excluded,SCE),
标准观察角度 8°,测量口直径 3 mm,测量波长范
围为 360~740 nm,仪器间的标准偏差(ΔE*a*b*)
为 0.15。以 L*、a*、b*进行颜色量化,L*代表明度,
黑在底端,白在顶端;a*轴与 b*轴表示颜色对立维,
a*轴的正方向代表红色的变化,负方向代表绿色的
变化;b*轴正方向代表黄色的变化,负方向代表蓝
色的变化。以校正的白板值(98.84、−0.29、0.23)
为标准值,计算方法为 ΔE*a*b*=[(ΔL*)2+(Δa*)2+
(Δb*)2]1/2,式中 ΔE*为供试品与标准值的色差;ΔL*
为供试品与标准值的明度指数之差,Δa*、Δb*为供
试品与标准值的色品指数之差。
2.2.2 测色试验方法学考察 精密度及稳定性试
验:取栀子样品 1 份连续测定颜色值考察仪器精密
度;取栀子样品 1 份每隔 1 h 测定 1 次,共测定 7 h
数据,考察样品数据的稳定性,结果见表 1。
表 1 颜色值的精密度及稳定性
Table 1 Results of precision and stability test of color values
精密度 稳定性 指标
平均颜色值 RSD / % 平均颜色值 RSD / %
L* 51.50 0.20 51.55 0.61
a* 16.23 0.28 16.14 0.43
b* 44.38 0.18 44.49 0.60
ΔE* 66.80 0.21 66.93 0.32
2.2.3 SCI 颜色值与 SCE 颜色值的差别 仪器检测
时,提供了 SCI 与 SCE 2 种测量模式。SCI 测量模
式下,镜面反射光与漫反射光将同时测定,而在SCE
测量模式下,镜面反射光被排除在外只测定漫反射
光。前者测出的值与观测者肉眼观察的物体颜色相
当,而后者与物体整体客观颜色相当,与物体表面
条件无关。实验过程中对栀子文火炒制的不同时间
点样品测定了 SCI 值与 SCE 值,进行比较,结果表
明 2 种测量模式下,SCI 与 SCE 测量值相近,具体
结果见表 2。因此,本实验考察不同火侯炒制样品
的颜色值只以 SCI 模式测定的结果进行分析。
2.2.4 测色结果 采用分光测色仪对各样品进行测
定,栀子及山楂不同火力每个炮制时间点的样品各
取 5 份进行测定,以均数作为最终的测定结果。具
体的结果见图 1、2。
从图 1 可以看出,栀子用不同火力炒制时,在
炒制前 3 min,L*值非常相近,在炒制 4 min 时能明
显区分不同火力对 L*值的影响,此时 L*文火>L*中火>
L*武火,文火炒制时 L*值在 4~7 min 出现相对平稳
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区,之后下降,8 min 后又出现 1 个平稳期,直至
11 min,12 min 后又呈现一个下降趋势。中火及武
火炒制时均在 4~7 min 呈现明显的下降,武火下降
的幅度要明显大于中火,而 7~8 min 呈现相对平稳
区,在 9 min 后中火与武火的 L*值趋势达到了重合。
而 a*值的变化中,文火炒制在 3 min 后进入递减区,
5~6 min 出现短暂的平稳区,中火与武火炒制的
表 2 不同测色模式 (SCI、SCE) 对栀子颜色值的影响
Table 2 Effects of different modes of colour (SCI and SCE)
on color values of Gardeniae Fructus
L* a* b* 炒制时间 /
min SCI SCE SCI SCE SCI SCE
1 42.916 42.806 20.768 20.812 30.030 30.182
2 39.638 39.470 20.824 20.908 26.352 26.580
3 36.632 36.564 20.994 21.074 21.300 21.502
4 36.140 36.478 19.106 19.158 22.294 22.492
5 37.372 37.258 15.758 15.798 23.128 23.280
6 36.534 36.432 16.306 16.338 20.322 20.448
7 37.300 37.218 14.784 14.800 20.606 20.698
8 33.484 33.356 13.388 13.396 17.604 17.716
9 33.726 32.652 11.258 11.272 17.216 17.336
10 33.286 33.200 12.944 12.976 18.574 18.708
11 33.280 33.230 11.184 11.200 18.140 18.274
12 29.918 29.836 9.462 9.480 12.790 12.928
13 30.710 31.684 11.026 11.046 16.028 16.154
14 30.210 30.196 7.626 7.624 13.750 13.846
15 27.998 28.016 7.260 7.262 11.276 11.376
数据较为接近,2~4 min 炒制过程中,武火下降的
趋势要略大于中火,在 4~5 min 时进入平稳区,并
在炒制 6 min 后武火与中火数据基本拟合在一起,
说明此时中火、武火对 a*值的影响力较小。前 3 min,
b*值的变化趋势与 L*值相近,3 种火力的颜色值曲
线出现较好的重合,而 3 min 后,颜色值曲线变化
趋势类似 a*值的变化。而文火炒制 ΔE*变化略呈上
升趋势,中火与武火炒制的变化趋势相近,同样在
4~7 min 出现明显的上升趋势,而在 7~8 min 呈现
平稳,在 9 min 后 2 种曲线基本拟合。
从图 2 可以看出,山楂 L*值文火与中火在炒制
1 min 与 2 min 出现相似,2 min 后中火与文火 L*值
曲线相分离,随着炒制时间的增大逐渐下降,文火
炒制时 5~7 min 出现平稳期,中火的 L*值曲线在
6~7 min 与 8 min 后出现 2 次平稳期,武火 L*值曲
线在 8 min 后出现平稳区。类似于 L*值,a*值在文
火炒制时出现相同时间点的平稳期,而中火与武火
炒制时 a*值均在 5~7 min 后出现平稳期。b*值的走
趋不同于 L*值与 a*值,3 种火力炒制下 b*值在 2 min
后即完全分离,文火炒制的在 5 min 后出现了平稳
期,而中火与武火的平稳期分别出现在 8 min 后与
5 min 后。文火炒制时,ΔE*在 5~8 min 出现平稳期,
中火炒制时,ΔE*分别在 6~7 min 及 8 min 后出现 2
次平稳期,而武火炒制在 8 min 出现平稳期。
3 讨论
本实验中对栀子与山楂的炒制温度是根据相关
的经验及文献数据来设定的,所得的实验结果是在
图 1 栀子炒制不同时间点 L*、a*、b*、ΔE* 值变化曲线图 (n=5)
Fig. 1 Curves of L*, a*, b*, and ΔE* values of Gardeniae Fructus at different frying time points (n=5)
L*
1 5 10 15
t / min
1 5 10 15
t / min
50
40
30
20
10
0
25
20
15
10
5
0
a*
1 5 10 15
t / min
b*
35
25
15
5
1 5 10 15
t / min
85
75
65
Δ
E*
文火
中火
武火
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图 2 山楂炒制不同时间点 L*、a*、b*、ΔE* 值变化曲线图 (n=5)
Fig. 2 Curves of L*, a*, b*, and ΔE* values of Crataegi Fructus at different frying time points (n=5)
实验室采用小试炒制的方法获得的,一次投料量为
100 g,所得结果对将来的实际大生产有一定的指导
意义。
通过对不同加热时间及温度的炮制样品颜色值
的分析比较,可以看出,相较于文火的颜色值曲线,
栀子的中火与武火炒制的颜色值曲线表现出更好的
规律,L*值及 ΔE*的平稳期出现在 7 min 后,而 a*、
b*平稳期出现在 4 min 后。结合肉眼观察,发现文
火炒栀子在 5 min 后出现炮制要求所需达到的黄褐
色,中火、武火炒栀子分别在 6 min 及 7 min 出现
炮制要求所需达到的焦褐色及黑褐色。而山楂文火
炒制时的 L*、a*、b*值及 ΔE*平稳期均出现在 5 min
后,中火炒制时 L*值及 ΔE*平稳期出现在 6 min 后,
a*、b*值的平稳期分别出现在 5、8 min,武火炒制
时 L*值及 ΔE*平稳期出现 8 min 后,a*、b*值的平稳
期出现在 5 min。结合肉眼观察,发现文火炒山楂
在 4 min 后出现炮制要求所需达到的色变深,中火、
武火炒山楂分别在 6 min 及 8 min 出现炮制要求所
需达到的内部黄褐色及内部焦褐色。从颜色值曲线
出现的平稳期即拐点的数据与肉眼观察颜色的变化
有相当的相似性,可以考虑这些拐点可以作为饮片
炒制的时间参数。即将 7 min 作为栀子中火及武火
炒制的时间点;炒山楂需文火炒制 5 min,焦山楂
需中火炒制 6 min,山楂炭需武火炒制 8 min。
目前,在对中药饮片炮制工艺的筛选过程中,
主要是以其中与药材一致的有效成分或指标性成分
作为考察对象,来确定中药饮片的炮制工艺参数,
但往往在炮制后测定的有效成分的量出现下降的趋
势,这就与中药炮制增效的理论有相违背的地方,
所以此方法评价中药炮制工艺是否合理一直是一个
值得商榷的问题。实际上炮制方法的描述上主要是
以外观性状的变化来标示中药饮片的炮制程度,其
中最主要是在加工过程中的颜色变化,所以应当考
虑在饮片炮制过程中引入颜色变化的参数值来参与
评判炮制程度。
在测色的实验过程中,也出现以下问题:(1)
测色技术已被列入《中国药典》2010 年版的附录中,
但目前主要用于颜色相对均一的固体或液体制剂,
对于中药饮片及药材每批中的个药的颜色有差别,
甚至个药中不同部位均有明显的差异,如何保证数
据范围的可信性,这是测色技术用于饮片色泽规范
化研究的难点问题,所以数据量的累积尤其重要。
本实验考察了同一个火力不同时间对样品颜色数据
的影响。为了保证因为生药不同颜色值差异对数据
的影响,本实验在初始样品的选择上,首先以肉眼
判断选择了颜色基本一致的样品进行考察,以使所
确定不同加热时间点的样品颜色值不受样品本身色
泽的影响,因此药物在炮制后颜色基本相近,同时
对加工后炮制品多样多点的测定,解决了因炮制带
来部分样品颜色差异的相关问题。在颜色的考察的
基础上,结合活性成分的测定,来确定中药饮片的
炮制工艺,获得最佳的工艺参数是下一步实验所需
完成的工作。(2)炒制过程中,饮片最终性状的形
成是加热的温度与时间共同的作用,而这两者往往
呈现反比关系,即为达到饮片所需的炮制程度,加
热的温度越高,则加热的时间应越短,因此各火力
1 5 10 15
t / min
45
35
25
15
5
L*
文火
中火
武火
20
10
0
a*
1 5 10 15
t / min
30
20
10
0
b*
90
85
80
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60
Δ
E*
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t / min
1 5 10 15
t / min
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所确定的拐点位置只适用本实验中所提到的温度
点,即文火约(120±5)℃、中火(170±5)℃、
武火约(200±5)℃。(3)山楂因其生品的果皮呈
现明显的红色,而果肉呈现深黄色至浅棕色,因此
在炮制的传统描述中,往往包含了表面及内部颜色
的要求,由于炮制中所使用的是已切制的饮片,每
片山楂的果皮厚度往往小于测量口径 3 mm,因此
对外表面的测定受到了限制,实验中只测定了山楂
果肉的颜色。若在建立山楂标准时,须测定果皮颜
色时,则应选择山楂的顶端片,保证其一面是完整
果皮,另一面为果肉。(4)在 SCI 与 SCE 的测色模
式选择上,对栀子与山楂无明显光泽度的药物,此
两模式下所测得的数据相近,两种测量模式均可选
择测定。但对于熟地等加工过程中呈现有光泽的药
物应选择 SCI 模式进行测定。
随着测色技术的应用,由此开展中药外观颜色
标准的规范化研究,应是饮片质量控制的主要研究
内容之一,应当强调实现颜色这一中药质量鉴别的
重要指标的客观化表达,建立各种中药的颜色量化
范围,同时更应强调结合中药内在主要成分,探讨
中药饮片颜色变化与其内在成分变化之间的耦合关
系,从内、外两个角度控制中药的质量,为实现构
建中药从经验向量化的评价模式奠定基础。
参考文献
[1] 黎江华, 吴纯洁, 孙灵根, 等. 基于机器视觉技术实现
中药性状“形色”客观化表达的展望 [J]. 中成药, 2011,
33(10): 1781-1784.
[2] 黄春燕, 黄勤挽, 王 建, 等. 中药炮制“火力”与“火
候”研究现状及展望 [J]. 世界科学技术: 中医药现代
化, 2006, 8(5): 73-75.
[3] 赵 清, 陈松鹤, 郝丽静, 等. 基于 CIELAB 颜色空间
分析法和 HPLC 测定法对僵蚕不同炮制品的外观性状
和内在质量的控制研究 [J]. 辽宁中医杂志 , 2010,
37(7): 1344-1346.
[4] 陈志刚, 马子静, 甄健存. 色差法测定灯盏花素注射剂
的颜色 [J]. 中国药房, 2007, 18(18): 1398-1399.
[5] 王国兰, 寇晋萍, 余 立, 等. 注射用粉针溶液颜色限
度的制订 [J]. 中国药品标准, 2004, 5(4): 23-25.