文火與武火煎煮中藥時沸騰液體溫度與蒸發率研究

侯富國，桂新景，，王小鵬，李海洋，郭曉帆，王艷麗，劉瑞新，4，5，6，李學林，4，5，6

[1.河南中醫藥大學藥學院，鄭州 450046；2.河南中醫藥大學第一附屬醫院藥學部，鄭州 450000；3.國家中醫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代化工程研究中心，鄭州 450000；5.河南中醫藥大學呼吸疾病中醫藥防治省部共建協同創新中心，鄭州 450046；6.河南省中藥臨床藥學中醫藥重點實驗室(建設單位)，鄭州 450000]

明代醫藥學家李時珍曰：“凡服湯藥，雖品物專精，修治如法，而煎藥者魯莽造次，水火不良，火候失度，則藥亦無功。”可見火候的掌握對湯劑療效發揮了重要作用[1-3]。火候有文火和武火之分，文火和武火是指液體沸騰的劇烈程度。液體的沸騰狀態又分為微沸、中沸和大沸，微沸和大沸分別表示文火和武火煎煮時的狀態，微沸的下限為液體微微沸騰，大沸的上限為液體不溢出。總之，文火和武火是通過觀察液體沸騰狀態來進行判定的，與火力大小無關。文火煎藥，既可使藥湯不至溢出或過快熬干，又可保持沸騰狀態使有效成分充分溶出，藥味厚而下降內行；武火煎藥，既可使藥湯盡快煮沸而節省時間，又可使藥氣揮發少，雜質溶出少，藥氣厚而上升外達[4]。為了使藥汁濃厚，藥效持久，中藥煎煮一般先用武火后用文火[5]。

目前在食品烹飪、茶葉加工等涉及加熱的工藝過程中已經實現溫度量化控制[6-7]，而關于中藥煎煮中火候的使用仍停留在對藥液沸騰狀態的簡單描述，文火和武火之間沒有明確的判定指標。使用煎藥機煎藥時，由于無法直觀反映液體沸騰狀態，火候把握不當可能影響煎藥質量，進而影響藥物療效的發揮。因此，文火和武火亟需更加科學的定義和明確的指標參數來進行規范。本研究從加熱和散熱兩個方面分析文火和武火的可測指標，并通過測定分析不同條件下文火和武火時沸騰液體的溫度與蒸發率，以期為文火和武火的數字化及煎藥過程中火候的精準調控提供參考。

1 儀器與試藥

1.1儀器 天然氣灶，柴油溫度計(0～200 ℃，滄州超越儀器儀表有限公司)，HZT-B6000型十分之一電子天平(福建華志電子科技有限公司，感量：0.1 g)，不銹鋼鍋(口徑：20 cm，型號：LZ02480011)，DYM3型空盒氣壓表(800～1.060)×106Pa，青島聚創環保集團有限公司)，WS-A1溫濕度表(北京康威儀表有限責任公司)，鐵架臺，量筒。

1.2試藥 當歸、玄參和山藥飲片購自安徽普仁中藥飲片有限公司，均具有飲片檢驗報告書，并經河南中醫藥大學第一附屬醫院施鈞瀚副主任藥師鑒定，均符合2020年版《中華人民共和國藥典》規定。實驗用水為自來水。

2 方法與結果

本實驗在室溫(23±1)℃、相對濕度(57±1)%、大氣壓1.001×105Pa環境中進行。

2.1不同測量位置條件下測定文火和武火時沸騰液體的溫度

2.1.1溫度測定方法 沸騰是指一定溫度下在液體表面和內部同時發生的劇烈汽化現象。①取自來水2 L，置不銹鋼鍋，天然氣灶大火加熱至大沸，觀察水沸騰狀態(水泡大小、多少以及沸騰的劇烈程度)，逐步調整火候至液體沸騰狀態與文火定義描述狀態一致(微微沸騰)。保持文火沸騰3 min，溫度計分別測量液體內部不同深度溫度，溫度計插入液體的深度分別為2，3，4，5，6 cm。分別平行測量3次，取平均值。②取自來水2 L，置不銹鋼鍋，天然氣灶大火加熱至大沸，觀察水沸騰狀態，逐步調整火候至液體沸騰狀態與武火定義描述狀態一致(沸騰劇烈但不溢出)。具體方法同①。

2.1.2溫度測定結果 在火候不變條件下，測量位置深度與文火和武火時沸騰液體的溫度呈正相關(圖1)，可能是由沸騰時液體內部不同位置分子熱運動的劇烈程度不同引起。另外，文火時沸騰液體溫度與武火時沸騰液體溫度存在明顯差異。同一測量位置，武火時沸騰液體溫度較文火時沸騰液體溫度高(4.9±0.6)℃。

圖1 不同測量位置條件下文火和武火時沸騰液體的溫度

2.2不同煎煮時間條件下測定文火和武火時沸騰液體溫度

2.2.1溫度測定方法 ①取自來水2 L，置不銹鋼鍋，天然氣灶大火加熱至大沸，觀察水沸騰狀態，逐步調整火候至液體沸騰狀態與文火定義描述狀態一致。溫度計分別測量液體沸騰后5，10，15 min時液體溫度，測量位置均為距液面5 cm。分別平行測量3次，取平均值。②分別測量武火時液體沸騰后5，10，15 min液體溫度，具體方法同①。

2.2.2溫度測定結果 在火候不變條件下，文火和武火時沸騰液體溫度與煎煮時間長短無關(表1)，即在煎煮5，10，15 min時沸騰液體溫度差異無統計學意義(n=3，P>0.05)。說明當沸騰液體加熱和散熱體系達到平衡時溫度保持不變。

表1 不同煎煮時間條件下文火和武火時沸騰液體溫度

2.3不同液體體積條件下測定文火和武火時沸騰液體溫度與蒸發率

2.3.1溫度與蒸發率測定方法 ①分別取1，1.5，2 L自來水置不銹鋼鍋，天然氣灶大火加熱至大沸，觀察水沸騰狀態，逐步調整火候至液體沸騰狀態與文火定義描述狀態一致。保持文火沸騰3 min，溫度計測量鍋內液體溫度，測量位置均為距液面5 cm。稱量鍋與水總重，保持文火沸騰10 min后再次稱重，計算自來水10 min內蒸發率。分別平行測量3次，取平均值。②分別測定武火時1.0，1.5，2.0 L沸騰液體溫度與蒸發率，具體方法同①。

2.3.2溫度與蒸發率測定結果 在火候不變的條件下，煎煮液體體積對文火和武火時沸騰液體溫度與蒸發率無顯著影響(n=3，P>0.05)，即在煎煮1.0，1.5和2.0 L液體時沸騰液體溫度與蒸發率均差異無統計學意義(表2)。

表2 不同液體體積下文火和武火時沸騰液體溫度與蒸發率

2.4不同藥液濃度條件下測定文火和武火時沸騰藥液的溫度與蒸發率

2.4.1溫度與蒸發率測定方法 根據本課題組前期出膏率實驗結果，本實驗選取出膏率較高的當歸飲片作為載體[出膏率(57.07±1.29%)][8]。

2.4.2溫度與蒸發率測定結果 火候不變，藥液濃度對文火和武火時沸騰藥液的溫度無明顯影響(表3)，即在煎煮當歸50，100，150，200和250 g時沸騰藥液溫度差異無統計學意義(n=3，P>0.05)。隨著藥液濃度增加，文火和武火時蒸發率略有減小趨勢，可能由散熱面積減少造成。即藥物浮在液體表面，藥物越多散熱面積越小。

表3 不同濃度藥液條件下文火和武火時沸騰藥液的溫度與蒸發率

2.5不同藥液類型條件下測定文火和武火時沸騰藥液的溫度與蒸發率

2.5.1溫度與蒸發率測定方法 ①稱取當歸、玄參和山藥各250 g，置不銹鋼鍋內，加自來水2 L(相當于加入8倍量水)，浸泡30 min。天然氣灶大火加熱至大沸，觀察藥液沸騰狀態，逐步調整火候至藥液沸騰狀態與文火定義描述狀態一致。保持文火沸騰3 min，溫度計測量鍋內藥液溫度，測量位置均為距液面5 cm。稱量鍋與藥液總重，保持文火沸騰10 min后再次稱重，計算藥液在10 min內蒸發率。分別平行測量3次，取平均值。②分別測定武火時含當歸、玄參和山藥的沸騰藥液溫度與蒸發率，具體方法同①。

2.5.2溫度與蒸發率測定結果 文火時當歸、玄參和山藥水煎液沸騰藥液的溫度差異無統計學意義(n=3，P>0.05)。上述3種飲片水煎液武火時藥液溫度、文火時蒸發率和武火時蒸發率均略有減小，其中當歸>玄參>山藥(表4)，這可能由于玄參和山藥分別含皂苷類和淀粉類成分較多，沸騰時所起泡沫較多且起泡沫程度不同。文火時蒸發率減小可能由藥液表面起泡沫程度加劇導致散熱面積減小所致。武火時為保證藥液不溢出，調節藥液沸騰的劇烈程度較自來水低，導致所測溫度和蒸發率相對減小，且減小程度不同。

表4 文火和武火時不同藥材沸騰藥液的溫度與蒸發率

3 討論

3.1測定指標的選擇 本研究從加熱和散熱兩個方面分析了文火和武火的可測指標。藥液作為受熱對象，吸收外界提供的熱量，液體內部分子熱運動加劇，表現為溫度升高(內在)和液體沸騰狀態改變(外在)。由于液體沸騰狀態無法直接測量，所以液體溫度可作為描述文火和武火時液體沸騰狀態的測量指標；液體沸騰狀態保持穩定時，體系達到平衡[9]，提供的熱量與散失的熱量相等，而熱量散失主要依靠液體蒸發。綜上，本研究選用沸騰液體的溫度和蒸發率這兩個可測指標對文火和武火進行初步定量。

3.2文火與武火對比分析 不同測量位置、煎煮時間、液體體積、藥液濃度和藥液類型條件下通過測定文火和武火時沸騰液體的溫度與蒸發率，發現文火和武火時沸騰液體的溫度與蒸發率差異有統計學意義。此外，測量位置深度與文火和武火時沸騰液體的溫度呈正相關，為中藥煎藥火候的溫度精準調控提供了參考。

3.3溫度與蒸發率測定結果對比分析 煎煮條件改變，液體溫度測定結果與對應蒸發率測定結果變化趨勢基本一致。但相較于蒸發率，溫度可測性更強，結果更穩定，測量誤差更小。所以就實驗結果而言，對于同一煎藥容器，文火和武火時液體溫度的測定較蒸發率更準確。這可能由于蒸發率受鍋口徑大小、壓力、空氣溫濕度和人為等因素影響較大。此外，考慮到目前煎藥機所用煎藥模式為密閉煎煮，蒸發率測定難度較大，而液體溫度實時檢測相對方便可靠，只需溫度傳感器[10-12]即可實現。因不同處方煎煮時加水量不同，測量固定位置藥液溫度時，文火和武火的具體數值需進行調整。