以電陶爐作為中藥炮制實驗教學(xué)火源的適用性研究※

戴幸星 杜 紅 譚 鵬 朱東杰 李 飛

實驗研究

以電陶爐作為中藥炮制實驗教學(xué)火源的適用性研究※

戴幸星 杜 紅 譚 鵬 朱東杰 李 飛*

（北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京 100029）

目的 為了與現(xiàn)代藥廠飲片生產(chǎn)模式更好地接軌，同時量化中藥炮制的“火力”表述，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范化的炮制技能，將原有的液化氣火源改為溫度可控性更強的電陶爐，并對其適用性進行研究。方法 以電陶爐為火源加熱空鍋，并結(jié)合在線紅外測溫儀對其加熱性能及與傳統(tǒng)液化氣加熱“火力”間的關(guān)系進行系統(tǒng)考察，獲得電陶爐炒制的“火力”控制方法。結(jié)果 在使用電陶爐炒制時，可先采用900 W、1000 W、1200 W火力這3個火力加熱到傳統(tǒng)“文火”“中火”“武火”所需的溫度后，再將火力調(diào)小至400 W、500 W、600 W，以維持相應(yīng)的溫度。結(jié)論 實驗結(jié)果經(jīng)學(xué)生實驗驗證有效可行，可用于指導(dǎo)電陶爐在中藥炮制實驗教學(xué)中的應(yīng)用。

中藥炮制學(xué)；實驗教學(xué)；電陶爐

中藥炮制是以中醫(yī)藥理論為指導(dǎo)，按照辨證施治的臨床用藥需要，根據(jù)藥物的性質(zhì)以及調(diào)劑制劑的不同要求所采取的一項將中藥材加工成中藥飲片的制藥技術(shù)[1]。2015年版《中國藥典》明確規(guī)定：中藥材只有經(jīng)過炮制加工成中藥飲片，才能用于臨床和中成藥的制劑[2]。因此，規(guī)范化地傳承與發(fā)展中藥炮制技術(shù)是時代的必然要求。

中醫(yī)藥高等院校的中藥炮制學(xué)實驗教學(xué)課堂，是傳承發(fā)展中藥炮制技術(shù)，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的重要前沿陣地。目前，小規(guī)模驗證性傳統(tǒng)炮制實驗仍是大部分院校中藥炮制實驗教學(xué)的主要內(nèi)容。其中，“火力”是教學(xué)的難點之一。一方面，學(xué)生無法定量理解“文火”“中火”“武火”等傳統(tǒng)“火力”控制的經(jīng)驗術(shù)語。另一方面，隨著社會的發(fā)展變化，“火力”的火源由最初的草木、木炭、煤、油、燃氣等直火加熱，到現(xiàn)在許多飲片廠采用的電、電磁等加熱，這種加熱方式的變化給學(xué)生掌握傳統(tǒng)炮制技術(shù)帶來了一定的難度。為了與現(xiàn)代飲片生產(chǎn)模式更好地接軌，同時量化“火力”表述，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范化的炮制技能，在新一輪的實驗教學(xué)改革中，我校將原有的液化氣火源改為安全性與溫度可控性更強的電陶爐，并結(jié)合在線紅外測溫儀對電陶爐空鍋的加熱性能及與傳統(tǒng)“火力”間的關(guān)系進行系統(tǒng)考察，獲得電陶爐炒制的“火力”控制方法。實驗結(jié)果將在中藥炮制實驗教學(xué)中進行進一步驗證。

1 儀器與試藥

1.1 儀器 SKG1645型電陶爐（廣東艾詩凱奇智能科技有限公司），WG8332QB炒鍋（浙江愛仕達電器股份有限公司），AS872在線紅外測溫儀（香港?，攦x器儀表有限公司）。

1.2 試藥 王不留行（批號1506078，產(chǎn)地：河北）、山楂 （批號1702060，產(chǎn)地：河北）、枳殼 （批號20170308，產(chǎn)地：江西）、骨碎補（批號1610018，產(chǎn)地：廣東）。以上藥材飲片均購自北京市雙橋燕京中藥飲片廠。

2 研究方法

將空鍋放置于電陶爐上，并以不同火力加熱。由于電陶爐加熱的火力是以瓦數(shù)（W）形式體現(xiàn)在操作面板上，為了更直觀地與傳統(tǒng)“火力”衡量指標——溫度相對應(yīng)，采用在線紅外測溫儀來監(jiān)測電陶爐加熱時鍋的溫度。紅外測溫儀每2 s記錄1次數(shù)據(jù)，并存儲在計算機中。

需要說明的是，由于電陶爐降溫速率很慢，為保證在1 d內(nèi)相同實驗條件下完成實驗，鍋溫并未降到室溫，而是降到75℃左右（保證100 W能測得溫度曲線的溫度）作為起點進行測量。

3 結(jié)果與討論

3.1 液化氣灶加熱性能考察 作為對照，本研究首先對傳統(tǒng)的液化氣灶空鍋加熱性能進行考察，結(jié)果如圖1所示。在使用液化氣灶加熱時，火力大小通常采用控制火焰的大小和強弱的方式進行控制。由圖1可以看出，“文火”“中火”“武火”加熱均經(jīng)歷了快速升溫、緩慢升溫及溫度平衡3個階段。3個火力的截止測量溫度，即大致的平衡溫度分別為190℃、260℃和310℃。由于快速升溫階段為線性，故通過線性回歸擬合方程，獲得3個火力的升溫速率，結(jié)果見表1。

圖1 液化氣灶不同火力加熱的溫度-時間曲線圖

表1 液化氣灶不同火力加熱性能匯總表

3.2 電陶爐加熱性能考察

3.2.1 在線紅外測溫儀測量位點的確定 為確定紅外測溫儀在平底鍋中不同測量位點所得溫度是否有差異，選取如圖2所示的4個位點，以800 W加熱為例，考察電陶爐的加熱情況，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，電陶爐對平底鍋不同位點的加熱情況存在差異。由于電陶爐是平板加熱，故位于鍋底中部的d1和d2點測得的加熱情況無顯著性差異。但位于鍋底邊緣的d3點由于與空氣間存在部分的熱傳導(dǎo)，故測得的溫度較鍋底中部的d1、d2點低。位于鍋沿的d4點由于未直接接觸電陶爐面板加熱，加之空氣熱傳導(dǎo)加劇，其所測得的加熱溫度最低。在炒制藥物時，藥物主要在鍋底受熱。因此，為反映炒制時的真實溫度，紅外測溫儀宜選擇鍋底中部任意位置測量，但不可靠近邊緣。本研究后續(xù)工作中，紅外測溫儀均固定在d1點進行測量。

圖2 在線紅外測溫儀測量位點考察示意圖

圖3 電陶爐800 W加熱條件下在線紅外測溫儀平底鍋中不同監(jiān)測位點的溫度-時間曲線圖

3.2.2 電陶爐不同火力加熱情況測定 本研究對電陶爐最低火力100 W至最高火力2200 W間的14個瓦數(shù)隨時間的加熱情況進行了測定，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，電陶爐加熱與液化氣灶加熱相似，都經(jīng)歷了快速升溫、緩慢升溫及溫度平衡3個階段。不同瓦數(shù)快速升溫階段升溫速率及截止測量溫度（即最終的平衡溫度）見表2。實驗結(jié)果表明，采用電陶爐加熱，隨著火力的增大，升溫速率與最終的平衡溫度均增大；當(dāng)采用1000 W以上火力加熱時，最終平衡溫度無顯著性差異，均在520℃～530℃范圍內(nèi)；當(dāng)采用1600 W以上火力加熱時，升溫曲線無顯著性差異。

對比液化氣灶與電陶爐加熱的結(jié)果可以看出，液化氣灶最高加熱溫度為310℃，而電陶爐采用較低火力600 W加熱即可達到300度以上；當(dāng)采用中火力1000 W以上加熱時，即可達到500℃以上的高溫，遠超過“武火”的要求。這也是學(xué)生在采用電陶爐加熱時，容易將藥炒糊的原因。

進一步對比表1和表2可以看出，電陶爐400 W、500 W、600 W火力加熱的最終平衡溫度與液化氣灶“文火”“中火”“武火”最終平衡溫度相近，但升溫速率較小，需要加熱很長時間達到平衡溫度，加熱效率較低。而電陶爐900 W、1000 W、1200 W火力加熱的升溫速率與液化氣灶“文火”“中火”“武火”的升溫速率相近，但最終平衡溫度較高，需要對其進行降低火力控制。這一結(jié)果提示在電陶爐實際操作中，可以先采用900 W、1000 W、1200 W火力這3個火力加熱到“文火”“中火”“武火”所需的溫度后，再將火力分別調(diào)小至400 W、500 W、600 W，以維持相應(yīng)的溫度。

圖4 電陶爐不同火力“瓦數(shù)”加熱的溫度-時間曲線圖

表2 電陶爐不同瓦數(shù)加熱性能匯總表

3.2.3 不同炒鍋電陶爐加熱性能對比研究 由于學(xué)生在炮制實驗過程中，炒鍋會用于炒、炙、煮等不同操作，且不同學(xué)生操作情況不同，造成不同實驗用鍋鍋底表面性質(zhì)差異較大。為確認電陶爐對不同鍋底表面性質(zhì)炒鍋加熱性能的影響，隨機選取5口經(jīng)過學(xué)生不同炮制操作的炒鍋，以800 W火力加熱為例，考察其升溫情況，結(jié)果如圖5所示。由圖5中可以看出，不同鍋底表面性質(zhì)的炒鍋，加熱性能差別較大，且溫度越高，差別越大。表3列出了不同鍋底表面性質(zhì)炒鍋從75℃加熱到特定溫度所需時間及標準偏差，進一步說明了這一問題。當(dāng)加熱到100℃時，5口鍋所用時間的標準偏差僅5.55，但當(dāng)加熱到350℃時，標準偏差達到了78.32。這一結(jié)果表明，由于不同炒鍋間存在差異，在采用電陶爐加熱時，不能僅依靠瓦數(shù)來進行控制，仍需配合測溫儀監(jiān)控溫度，以達到最佳的炒制效果。

圖5 800 w火力加熱條件下不同鍋底表面性質(zhì)炒鍋的溫度-時間曲線圖

表3 不同鍋底表面性質(zhì)炒鍋升溫時間情況表 （s）

3.3 實驗驗證 根據(jù)2.2.2部分所得“文火”“中火”及“武火”的實驗結(jié)果，設(shè)置炒王不留行（“中火”炒制）、炒制山楂（“文火”炒黃、“中火”炒焦、“武火”炒炭）、麩炒枳殼（“中火”炒制）、砂炒骨碎補（“武火”炒制）4個學(xué)生實驗項目進行“火力”的驗證實驗，每個實驗項目均采用上述3種不同火力炒制，每個火力均有4組學(xué)生同時操作，每個實驗項目最長炒制時間為10 min，實驗結(jié)果如表4～7所示。驗證結(jié)果表明，采用前文所得的電陶爐“文火”“中火”“武火”控制方法能夠獲得符合外觀性狀要求的成品飲片。

表4 炒王不留行火力驗證結(jié)果

表5 炒制山楂火力驗證結(jié)果

表6 麩炒枳殼火力驗證結(jié)果

表7 砂炒骨碎補火力驗證結(jié)果

4 總結(jié)

本文參比傳統(tǒng)液化氣灶“文火”“中火”“武火”加熱曲線，獲得電陶爐上3個火力的控制方法，經(jīng)學(xué)生實驗驗證有效可行，可用于指導(dǎo)電陶爐在炮制實驗教學(xué)中的應(yīng)用。實驗結(jié)果同時提示，電陶爐可以獲得比傳統(tǒng)液化氣灶更為精確的溫度控制，且加熱溫度與加熱時間存在交互作用，故利用電陶爐作為加熱火源，可以獲得除“文火”“中火”“武火”以外更為多層次的火力范圍。因此，后續(xù)可以針對不同藥材進行更為細致的火力研究，以獲得最佳的炮制工藝。

在實驗過程中還發(fā)現(xiàn)，炒制容器鑄鐵鍋在經(jīng)歷一段時間炒制后，因鍋底表面性質(zhì)發(fā)生變化，可能導(dǎo)致加熱性能發(fā)生變化。為保證火力控制的準確性，在學(xué)生實驗過程中，建議配合紅外測溫儀進行溫度檢測。

[1]龔千峰.中藥炮制學(xué)[M].北京:中國中醫(yī)藥出版社，2003：1.

[2]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[S].一部.北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2015.

Study on the Applicability of Electric Ceramic Heater as the Heating Source of Processing Chinese Materia Medica in Experimental Teaching

DAI Xingxing1,DU Hong1,TAN Peng1,ZHU Dongjie1,LI Fei1
(School of Chinese Materia Medica,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China)

Objective In order to better meet the modern pharmaceutical production pattern of Pieces,and quantify the"fire"expression of processing Chinese material medica,we changed the original heating source from liquefied gas to electric ceramic heater whose temperature is more controllable,and studied the applicability of electric ceramic heater.Methods The pan was heated empty by electric ceramic heater.Combined with the on-line infrared thermometer,we studied the relationship between the heating performance of the electric ceramic heater and that of the traditional"fire" and thus obtained the heating-control method of the electric ceramic heater.Results When using electric ceramic heater to process medicine,the students can use 900W,1000W and 1200W to fire the medicine to certain temperatures that represented traditional"mild fire" and"strong fire" respectively,and then reduced the fire to 400W,500W and 600W to maintain the temperatures.Conclusion The results are verified to be feasible,and can be used to guide the application of electric ceramic heater in experimental teaching of processing Chinese materia medica.

Science of processing Chinese materia medica;experimental teaching;electric ceramic heater

10.3969/j.issn.1672-2779.2017.20.063

1672-2779（2017）-20-0144-04

北京中醫(yī)藥大學(xué)校級教育課題基金資助【No.XJZX17018】

*通訊作者：lf668@sina.com

2017-09-12）