熱重分析法研究麩炒蒼術(shù)、鹽知母、玄參三種中草藥的熱穩(wěn)定性*

周芳芳，陳桂冰，陸青玲，曾慶梅，呂巧秀，周利兵

(廣西科技師范學(xué)院食品與生化工程學(xué)院，廣西 來賓 546199)

麩炒蒼術(shù)的主要作用有明目、祛風(fēng)濕、健脾等。臨床應(yīng)用主要是治療脾胃虛弱，食欲不佳，惡心，嘔吐，腹瀉，痢疾以及感冒，關(guān)節(jié)疼痛，風(fēng)濕類風(fēng)濕疾病等。如果腳不能走路或者夜晚視力下降，都可以使用麩炒蒼術(shù)來進(jìn)行治療。而且麩炒蒼術(shù)也可以治療婦科疾病，配合厚樸和陳皮可以治療白帶過多、月經(jīng)不調(diào)、泌尿系統(tǒng)感染等情況，都有良好的改善效果[1]。

鹽知母可以滋陰潤肺，生津止渴，還可以瀉火除煩，瀉肺化痰，滋陰補(bǔ)腎，這些都是鹽知母的相關(guān)功效。臨床上可以通過該藥來治療相關(guān)的疾病和癥狀，針對于糖尿病患者出現(xiàn)的口渴，還有夜尿過多，可以通過鹽知母來進(jìn)行調(diào)治，具有非常好的止渴的效果，還可以清熱[2]。該藥可以用于呼吸道的相關(guān)疾病，以及而外感熱病，都可以進(jìn)行治療，像慢性支氣管炎出現(xiàn)的咳嗽，咳痰，還有肺炎所導(dǎo)致的發(fā)熱，這些可以進(jìn)行調(diào)治。另外，通過該藥也可以針對于大便干燥進(jìn)行有效的緩解，針對于腎虧所出現(xiàn)的癥狀，可以進(jìn)行有效的補(bǔ)益[3]。

玄參是一種常用中藥，功效與作用是清熱涼血，滋陰降火，解毒散結(jié)，用于治療熱入營血、溫毒發(fā)斑、熱病傷陰、舌絳煩渴、津傷便秘、骨蒸勞嗽、目赤咽痛、白喉、瘰疬、癰腫瘡毒等臨床癥狀[4]。玄參來源于玄參科植物玄參的干燥根，味甘、苦、咸，性微寒，歸脾、胃和腎經(jīng)[5]。

通過檢索發(fā)現(xiàn)，熱重分析技術(shù)應(yīng)用在麩炒蒼術(shù)、鹽知母、玄參燃燒穩(wěn)定性評價方面未見相關(guān)報道，因此，對羌活、熟地黃、炒石菖蒲的熱重分析的研究具有重要的理論意義和實(shí)踐意義，可為麩炒蒼術(shù)、鹽知母、玄參的質(zhì)量研究提供科學(xué)依據(jù)和研究意義。

本文選擇不同產(chǎn)地的麩炒蒼術(shù)、鹽知母、玄參三種中草藥作為研究對象。利用氧彈量熱計測定燃燒熱，熱重分析這三種中草藥的燃燒穩(wěn)定性。建立為中草藥作用評價的多指標(biāo)綜合評價體系，并從中草藥質(zhì)量方面用化學(xué)計量方法進(jìn)行質(zhì)量評價，為大規(guī)模開發(fā)中草藥資源以及中草藥分類研究提供有力地科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí) 驗

1.1 材 料

選取不同產(chǎn)地的麩炒蒼術(shù)(內(nèi)蒙古，2019年4月)、鹽知母(河北，2019年5月、玄參(浙江，2019年4月)三種中草藥作為分析樣本，樣品均用研缽研細(xì)并過40目藥典篩。

1.2 熱重分析方法

1.2.1 原理

熱重分析是在程序控溫和一定氣氛下，測量試樣的質(zhì)量變化與溫度或時間關(guān)系的技術(shù)，曲線上的溫度數(shù)值常用來比較試樣的熱穩(wěn)定性，這是評價可燃物燃燒性的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[6]。

1.2.2 儀器和試劑

熱重分析儀(德國NETZSCH STA 2500)，坩堝。

1.2.3 實(shí)驗步驟

將適量的樣品2～10 mg放入氧化鋁坩堝，升溫速率為 10 ℃·min-1，參比物為α-Al2O3，N2氣氛(流速為100 mL·min-1)，溫度范圍為30～600 ℃，同時進(jìn)行TG、DTG和DTA分析。為了減小實(shí)驗誤差，對每個樣品均進(jìn)行重復(fù)試驗[7]。

2 結(jié)果與討論

(1)麩炒蒼術(shù)熱重分析

圖1 麩炒蒼術(shù)熱重(TG)曲線、微商熱重 (DTG)曲線、熱差分析(DTA)曲線Fig.1 Thermogravimetric(TG)， derivative thermogravimetric (DTG)curves of maizemeal， differential thermal analysis(DTA)curves of Fried Atractylodes rhizome with bran

麩炒蒼術(shù)的熱重見圖1和熱重參數(shù)數(shù)據(jù)見表1。由圖1可以看出，在29.8 ℃時麩炒蒼術(shù)開始失水，達(dá)到144.9 ℃時，失水率為4.12%；在經(jīng)過一段時間的升溫，試樣在進(jìn)一步分解，可能為蛋白質(zhì)、脂肪等分解，溫度達(dá)到446.8 ℃，損失率為57.31%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進(jìn)一步分解，可能為粗纖維的分解，直至600 ℃，損失率為5.01%，剩余樣品質(zhì)量為32.69%。隨著溫度的升高，樣品的DTG曲線呈現(xiàn)出兩個峰形，峰形的拐點(diǎn)分別為94.5 ℃、223.3 ℃。另外，隨著溫度的升高，羌活的DTA曲線有一個較寬的放熱峰，峰值為101.9 ℃，溫度范圍為68.4～122.9 ℃，峰面積為38.89 J/g。

表1 麩炒蒼術(shù)TG-DTG數(shù)據(jù)Table 1 TG-DTG data of Fried Atractylodes rhizome with bran

(2)鹽知母熱重分析

鹽知母的熱重見圖2，熱重參數(shù)分析數(shù)據(jù)見表2。由圖2可以看出，在29.9 ℃時鹽知母開始失水，達(dá)到260 ℃時，失水率為28.31%；在經(jīng)過一段時間的升溫，試樣在進(jìn)一步分解，可能為蛋白質(zhì)、脂肪等分解，溫度達(dá)到469.2 ℃，損失率為35.86%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進(jìn)一步分解，可能為粗纖維的分解，直至600 ℃，損失率為4.08%，剩余樣品質(zhì)量為31.75%。隨著溫度的升高，樣品的DTG曲線呈現(xiàn)出兩個峰形，峰形的拐點(diǎn)分別為224.1 ℃、332.1 ℃。另外，隨著溫度的升高，鹽知母的DTA曲線有一個較寬的放熱峰，峰值為96.2 ℃，溫度范圍為63.1～126.1 ℃，峰面積為36.99 J/g。

表2 鹽知母的TG-DTG數(shù)據(jù)Table 2 TG-DTG data of Salt Anemarrhena

(3)玄參熱重分析

玄參的熱重見圖3和熱重參數(shù)數(shù)據(jù)見表3。由圖3可以看出，在29.7 ℃時玄參開始失水，達(dá)到270.9 ℃，失水率為37.6%；在經(jīng)過一段時間的升溫，試樣在進(jìn)一步分解，可能為蛋白質(zhì)、脂肪等分解，溫度達(dá)到410.3 ℃，損失率為30.73%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進(jìn)一步分解，可能為粗纖維的分解，直至600.0 ℃，損失率為9.42%；剩余樣品質(zhì)量為22.25%。隨著溫度的升高，樣品的DTG曲線呈現(xiàn)出兩個峰形，峰形的拐點(diǎn)為230.7 ℃、341.3 ℃。另外，隨著溫度的升高，玄參的DTA曲線有一個較寬的放熱峰，峰值為115.1℃，溫度范圍為83.2～138.1 ℃，峰面積為38.82 J/g。

圖3 玄參熱重(TG)曲線、微商熱重(DTG)曲線、 熱差分析(DTA)曲線Fig.3 Thermogravimetric(TG)， derivative thermogravimetric (DTG)curves of figwort，differential thermal analysis(DTA)curves of figwort

表3 玄參TG-DTG數(shù)據(jù)Table 3 TG-DTG data of figwort

根據(jù)不同種類中草藥的燃燒穩(wěn)定性參數(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)建多指標(biāo)評價體系。本課題根據(jù)熵的特性，通過計算熵值來判斷一個事件的隨機(jī)性及無序程度，用熵值來判斷某個指標(biāo)的離散程度，指標(biāo)的離散程度越大，該指標(biāo)對綜合評價的影響(權(quán)重)越大，其熵值越小。運(yùn)用熵值法，對不同種類中草藥進(jìn)行賦權(quán)，從而計算綜合得分F。采用加權(quán)求和公式計算樣本的評價值， 綜合得分F越大，樣本效果越好。最終比較所有的F值，即得出評價結(jié)論。采用EXCEL計算，麩炒蒼術(shù)、鹽知母及玄參的F值為0.4697、0.4618、0.6810， 從綜合評價分析結(jié)果得到，麩炒蒼術(shù)、鹽知母及玄參多指標(biāo)排序為：玄參>麩炒蒼術(shù)>鹽知母。

3 結(jié) 論

(1)由多指標(biāo)分析綜合評價結(jié)果知， 麩炒蒼術(shù)、鹽知母及玄參多指標(biāo)燃燒穩(wěn)定性的熵值法分析綜合評價如下：麩炒蒼術(shù)>鹽知母>玄參。不同種類中草藥質(zhì)量優(yōu)劣的綜合評價結(jié)果，麩炒蒼術(shù)的質(zhì)量最高。這為不同人群選擇采用不同質(zhì)量的中草藥提供依據(jù)。

(2)這項研究為熱重分析方法研究中草藥燃燒穩(wěn)定性評價與研究提供有力地科學(xué)依據(jù)，這項研究建立的多指標(biāo)綜合評價體系為中草藥品質(zhì)評價提供一種新思路，這項研究為大規(guī)模開發(fā)中草藥資源以及分類研究提供有力地科學(xué)依據(jù)。