探索傳統工藝與新一代信息技術相結合的姜炭炮制工藝

高學俠，武子鋒，胡中盛，史丹丹

亳州市滬譙藥業有限公司，安徽 亳州，236800

0 引言

在中藥飲片領域，姜炭炮制工藝是一種普遍的加工生產工藝，不同產地的鮮姜、干姜中的6-姜酚的含量差異較大，比如云南、貴州長順生產的鮮姜中6-姜酚的含量相對較高，可能與生姜的生長環境及氣候因素等有關[1]，不同干姜的傳統炮制中6-姜酚的含量從大到小依次為：炒黃＞麩炒＞干姜＞砂炒＞炒炭＞悶煅[2]。鑒于上述6-姜酚的含量差異較大，且姜炭炮制中又會大幅降低其有效成分，所以經常出現不合格的姜炭。當前，姜炭炮制方法又離不開傳統工藝，但姜炭的炮制也可在信息技術的支撐下準確、快速、科學地實現質量提升的目標。為了最大限度地保留姜炭的有效成分，本文圍繞“炒炭存性”展開調研。“炒炭存性”這一原則可作為信息追溯系統的基礎規則，通過計算機快速解決問題，將整個姜炭炮制過程作為追溯[3]及大數據分析來管理。炒炭要求存性，花、葉、草等類藥材在炒炭后仍應可清晰分辨藥物原形，此可通過信息技術手段做對比。

1 主要研究內容和目標

通過優化姜炭炮制工藝，融入信息化追溯系統，結合對文獻中的理論方法進行驗證。為了最大限度地保留姜炭的有效成分，通過“炒炭存性”的傳統工藝和信息化研究，既可以有效保留姜炭中的有效成分，又能徹底解決炮制工藝中因6-姜酚含量差異較大的問題，同時準確、快速、科學地解決姜炭炮制工藝質量問題。

2 具體實施過程

2.1 技術方案的步驟

用電磁炒藥機炒制：設定炒鍋溫度為350℃，轉速30～35Hz，上料時的物料溫度為265～275℃，出料時的物料溫度為260～270℃，炒至外表焦黑色、內部棕褐色。從這里可以在數據庫中新建一個表，命名為JTPZ，字段列表見表1。

表1 JTPZ 數據庫表

將傳統姜炭炮制工藝參數通過信息技術實現，然后用現代信息技術的思維方式解決中藥炮制工藝方面的問題。

具體實施方式：本次選用產地為云南，且色白、少筋、飽滿堅實、粉性足的干姜塊，檢測其6-姜辣素含量為1.22%（《中國藥典》（2020年版）要求不低于0.60%，該規則可以作為信息追溯系統基礎約束條件，檢測結果與基礎條件對比，判斷結果），分七批設置加河砂炒制和清炒以及不同炒制溫度、轉速、上料物料溫度、出料物料溫度、炒制時間進行炮制，炮制后樣品依據《中國藥典》（2020年版）姜炭項下的高效液相色譜法（通則0512）進行測定，該測定規則全部納入信息追溯系統，炮制后的樣品檢測結果被錄入系統，與高效液相色譜法基礎規則對比，隨后根據系統對比生成科學、合理的結果。同一色譜條件下比較不同炮制條件對主成分6-姜辣素含量的影響，試驗參數及結果如表2。

表2 試驗參數及結果

表2在信息追溯系統數據庫中可新建數據庫表，命名為PZSY，字段列表見表3。

表3 PZSY 數據庫表

該表字段所表示的意義與表2表頭一一對應，表3作為數據庫表存儲，數據的關聯涉及工藝的不同驗證標準，通過完整的工藝驗證也使得追溯系統更加科學合理。工藝驗證通過信息技術來完成，可以快速得出驗證結果、提高驗證質量、使驗證更科學。例如，想輕松得到姜炭試驗數據，可通過數據庫查詢技術實現，以查詢設定炒制溫度為350℃的試驗參數及結果，查詢語句為：SELECT * FROM PZSY WHERE SDCZWD=”350”。查詢結果見表4。

表4 炒制溫度為350℃的姜炭試驗參數及結果的查詢結果

《中國藥典》（2020年版）姜炭項下的高效液相色譜法在信息追溯系統下的數據庫表命名為JTGZCD，見表5。

表5 JTGZCD 數據庫表

想得到查詢結果，可通過以下SQL語句實現，書寫方式如下：

3 姜炭炮制工藝驗證剖析

由表2可知，在設定的a、b、c、d、e、f、g七次試驗中，為了減少炒制過程中火星較多、炒制后不勻、姜炭表面炭化的問題及操作安全，首先試驗炒制品a和b，選用輔料河砂炒制，通過實驗發現，雖然炒制過程中無火星，但是炒制后的姜炭質地過于松泡，斷面焦黑色占比較多，也驗證了《中國藥典》（2020年版）干姜項下姜炭要清炒的說法。炒制品c開始選用清炒炮制，適當降低炒鍋溫度至300℃，轉速35Hz，降低上料物料溫度，防止上料后干姜迅速起火星，在炒制品達到外觀顏色要求時，由于炒制時間較長，發現部分姜炭內部均已炭化；炒制品d提高炒鍋溫度至350℃，轉速40Hz，提高上料物料溫度至250℃，減少單鍋量為9kg，炒至外觀焦黑色時，內部有部分棕黑色；炒制品e設定同樣的炒鍋溫度350℃，降低轉速至30Hz，提高上料溫度，縮短炒制時間，結果姜炭的外表及內部顏色均達到標準要求。為使炒制品更勻，又設定炒制品f提高轉速至35Hz，其外表及內部也均達到標準要求；嘗試通過提高炒鍋溫度至370℃，轉速35Hz，降低炒制時間，其外表達到要求時，發現斷面有部分棕黃色夾生品。

通過檢測結果發現，炒制品的外觀性狀最符合標準要求的e和f樣品，其6-姜辣素的含量也是最高的；炒制品g雖然含量高，但是有部分夾生品，需要回鍋，不方便實際操作。由此得出最終結論：設定炒鍋溫度350℃，轉速30～35Hz（干姜塊大厚選擇35Hz，塊小薄選擇30Hz），上料物料溫度265～275℃，出料物料溫度260～270℃，炒至外表焦黑色、內部棕褐色。

4 信息追溯技術與傳統工藝可行性結合

《中國藥典》（2020年版）姜炭項下的高效液相色譜法和6-姜辣素含量不低于0.60%等規則為固定基礎規則，可作為追溯信息系統的基礎依據，也算炮制工藝信息化質量提升系統的標準依據，檢測均圍繞該標準依據，通過錄入信息追溯系統，可自動判斷檢測結果是否符合標準。所有試驗的數據均可用信息技術存儲到數據庫中，這些數據可以長期保存。通過大量的數據存儲，可以構建有關姜炭的大數據分析服務，通過大數據分析，可以從系統中找出規律，因此有些新的結論和創造基本都來源于大數據的規模性分析，任何個人臆想和猜測均在大數據規律面前站不住腳，所有有利的理論均來源于大量的數據驗證分析。傳統分析方法需要時間的積累，新時代信息技術方法可以智慧化地解決分析困難的問題。“炒炭存性”作為一種規則，也可作為信息技術追溯系統的基礎信息，來提高試驗數據結論的準確性，因為中藥飲片追溯的細化應該包括具體品種的炮制信息。姜炭炮制工藝工作原理如圖1所示。

圖1 姜炭炮制工藝工作原理圖

中心服務器可分為N個數據庫，比如炮制工藝數據庫、采購數據庫、質量數據庫、生產數據庫等，按不同的功能將數據庫分散設置。中心服務器不是一臺服務器，而是服務器集群，不同的功能可以分散管理，在這些集群中，炮制工藝的數據庫可以作為質量數據服務器的一部分，也可以單獨作為一個品種分類查詢。

藥材炒炭前后可通過信息技術手段做對比，若炒炭后無法清晰分辨藥物原形，則炒炭失敗，在這里可以使用asp.net框架中的Image.GetPixel方法獲取每個像素點的Color，然后將各點組合成一個Hash值，部分代碼如下：

將炒炭前的原圖存儲到數據庫中，等炒炭結束后或者在炒炭過程中，可不間斷地將兩者進行對比。

5 總結

傳統工藝與新一代信息技術相結合的姜炭炮制，能更準確、快速、科學地實現質量提升目標。干姜中6-姜酚的含量在姜炭炮制過程中可能會進一步降低，通過將合格姜炭標準：6-姜辣素含量要求不低于0.60%，作為信息技術追溯系統的基本判斷信息，再通過計算機高效的計算能力，快速判斷姜炭合格率。另外圍繞“炒炭存性”的原則開展信息技術研發，通過完善的信息追溯技術，科學、及時、最大限度地達到保留姜炭有效成分的目的。姜炭炮制工藝中所有規則、標準均可作為信息追溯系統中的基礎信息，這些基礎信息在姜炭炮制質量監測過程中被調用，并將監測或實驗的數據存儲到數據庫中，通過大量姜炭炮制歷史數據，研判姜炭的炮制新工藝。姜炭炮制信息化新工藝與其他中藥炮制有相似之處，但也有不同之處，本文觀點僅限于姜炭炮制工藝的信息技術新論點，因不同品種涉及的方法、規則、標準不一定一致，對其他品種僅作為參考。傳統工藝與新一代信息技術相結合的姜炭炮制方法僅僅是炮制中質量規范的一種，中藥飲片質量規范管理可作為一門信息技術追溯學科加以探索和研究，本文僅概括性地闡述姜炭炮制工藝信息技術追溯實現的可行性，以后可進一步深入研究姜炭炮制工藝，在信息技術追溯的支撐下實現新的突破。