中药汤剂煎煮加水量与得液量控制方法研究*

王小鹏，桂新景，，王艳丽，侯富国，郭晓帆，李海洋，刘瑞新，6，李学林，6

[1.河南中医药大学药学院，郑州 450046；2.河南中医药大学第一附属医院药学部，郑州 450000；3.国家中医药管理局中药制剂三级实验室，郑州 450000；4.河南省中药饮片临床应用现代化工程研究中心，郑州 450000；5.河南省中药临床药学中医药重点实验室(建设单位)，郑州 450000；6.河南中医药大学呼吸疾病中医药防治省部共建协同创新中心，郑州 450046]

中药汤剂系指中药饮片加水煎煮，去渣取汁内服或外用的液体剂型，是中医药临床应用最早、最广泛的剂型之一。汤剂的煎煮过程即溶剂进入中药饮片内部，溶出其有效成分的过程。根据Fick's第一扩散定律，单位时间通过垂直于所扩散方向单位截面积的相应扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正比。中药汤剂煎煮技术七要素中[1]，加水量显著影响汤剂煎煮浓度梯度。加水量越多，汤液浓度梯度越高，越有助于有效成分煎出。但加水量不能无限增大，因为与中成药制剂工艺不同，中药汤剂时效性要求高，通常无浓缩环节，加水量过多不仅影响汤剂煎煮效率，而且会导致得液量偏大，影响患者用药依从性，还导致汤液浓度低，药力绵薄。正如李时珍所说：“如剂多水少，则药味不出；剂少水多，又煎耗药力也。” 因此，合理的加水量是提高中药汤剂煎煮效率与药效的关键。

目前，中药汤剂煎煮加水量以《医疗机构中药煎药室管理规范》规定的浸过药面2～5 cm以及饮片重量的7～12倍为控制依据[2]。然而不同饮片吸水率差异悬殊[3-4]，该加水量方法无法精准控制得液量，难以满足智能煎药、个性化煎药需求。为此，笔者所在课题组基于前期研究的常用中药饮片一煎、二煎吸水率，相对密度及出膏率等信息数据构建了中药煎药数据库，初步建立了中药汤剂加水量计算公式[5]。该加水量计算公式能否灵活运用于多样化煎药实践，能否精准控制汤剂得液量，尚待实践验证。有研究结果显示[6-7]，一煎煎出率占两次总煎出率的60%～80%，是否意味着一煎、二煎加水比例以70：30分配更为合理？本研究选择现代家庭常用的一类煎药壶(多功能养生壶)作为煎药设备，以3个经典复方汤剂为例，以汤液得液量偏离度、校正相对密度和出膏率为指标，优化加水量计算公式，优选一煎、二煎加水比例，精准控制汤剂煎煮加水量和得液量，实现中药汤剂煎煮工艺个性化，为加水量公式应用于不同煎药设备和煎煮方法时的校正和优化处理提供参考。

1 仪器与试药

1.1仪器 AU-120L型液体密度测定仪，杭州金迈仪器有限公司；30MF5 3L型多功能养生壶(额定频率：50 Hz，额定功率：500 W，额定容量：3 L)，深圳市正云科技有限公司；GZX-9146MBE型电热鼓风干燥箱，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；HH-6型数显恒温水浴锅，常州普天仪器制造有限公司；BSA224S-CW型万分之一电子天平(感量：0.1 mg)，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；HZT-B6000型十分之一电子天平(感量：0.1 g)，华志(福建)电子科技有限公司。

1.2试药 所用19种中药饮片分别购自安徽龙宝健康药业有限公司、郑州瑞龙制药股份有限公司、河南绿禾药业有限公司、安徽普仁中药饮片有限公司、亳州市宏宇中药饮片有限公司、安徽人民中药饮片有限公司、河南辉煌草本药业有限公司、禹州市百草汇药业有限公司，均具有饮片检验报告书，并经河南中医药大学第一附属医院施钧瀚副主任药师鉴定，符合《中华人民共和国药典》2020年版规定。实验用水为自来水。

2 方法与结果

2.1中药复方的选择 当归四逆汤和小青龙汤出自张仲景《伤寒论》，补中益气汤出自李东垣《脾胃论》。本研究处方组成为《中药临床方剂学》[8]中处方规范书写格式修正后的处方，饮片用量经古今剂量换算后[9]，确定每个处方内各饮片的重量比例，然后等比例放大至各处方中饮片总重为180～200 g。当归四逆汤、小青龙汤和补中益气汤分别为温里剂、解表剂和补益剂，分别对应一般煎煮、轻煎和久煎三种煎煮类型。对于一般煎煮，一煎时间一般不低于30 min；轻煎类型，一煎时间一般不超过30 min；久煎类型，一煎时间一般大于30 min，而二煎时间应略少于一煎时间，一般不低于20 min[10]。复方组成及煎煮时间见表1。

2.2不同条件下蒸发系数研究

2.2.1空白蒸发系数 量取自来水1 000 mL于多功能养生壶内并测定总重量，室温(25±1 ℃，下同)下武火加热至沸腾，转文火煎煮60 min，每隔10 min测定总重量1次，重复测定3次。结果见表2。

2.2.2含药蒸发系数 称取白芍、当归、黄芩饮片各125 g，分别置多功能养生壶，加入8倍量水(1 000 mL)，称取总重量。浸泡30 min，先武火加热至沸腾，转文火煎煮60 min，每隔10 min测定总重量1次，重复测定3次，结果见表2。水蒸气蒸发系数计算公式见公式1：

水蒸气蒸发系数=水蒸气蒸发量/煎煮时间(公式1)。

在空白及含药煎煮条件下，第2～6个10 min水蒸气蒸发量34～40 mL，第1个10 min水蒸气蒸发量略高。原因可能主要如下：①武火加热时间内有一定损耗。前期研究发现，多功能养生壶从开始加热至水沸腾，水蒸气蒸发量约5 mL；②武火转文火时，可能汤液已处于中沸或大沸状态，由中沸或大沸转为微沸需要一定时间，这段时间内水蒸气蒸发量较微沸状态多。由于该情况在中药煎煮过程中无法避免，故将以上数据均值确定为水蒸气蒸发系数，即3.9 mL·min-1。

2.3复方汤液的制备 选取当归四逆汤(DSD)、小青龙汤(XD)、补中益气汤(BYD)3个复方汤剂，称量后分别置于多功能养生壶。依据本课题组前期研究的饮片吸水率数据计算复方汤剂加水量(表3)，每个处方均分别按一煎、二煎加水分配比例60：40，70：30，80：20加水，浸泡30 min，武火加热至沸腾后转文火，煎煮至规定时间(表1)，水煎液经内径(180±7.6) μm(80目)滤网过滤，一煎、二煎滤液分开存放。复方汤剂加水量、理论吸水量、预期得液量及水蒸气蒸发量计算公式见公式2～5：

表1 复方汤剂的处方组成与煎煮时间

表2 空白及3味中药饮片在不同时间段的水蒸气蒸发量

表3 18味中药饮片吸水率数据

复方汤剂加水量=理论吸水量+预期得液量+水蒸气蒸发量+煎药机损耗量(公式2)。

理论吸水量(一煎/二煎)=A饮片吸水率(一煎/二煎)×A饮片重量+B饮片吸水率(一煎/二煎)×B饮片重量+……+N饮片吸水率(一煎/二煎)×N饮片重量(公式3)。

预期得液量=处方饮片总重量×1 mL·g-1×2(公式4)。

水蒸气蒸发量=水蒸气蒸发系数×文火煎煮时间(公式5)。

本研究采用多功能养生壶，经测定其损耗量较低，故忽略其损耗量。

2.4得液量与相对密度

2.4.1得液量与相对密度的测定 取“2.2”项水煎液，冷却至室温[(25±1) ℃]后，分别使用量筒测定体积，并用液体密度测定仪测定相对密度。

2.4.2得液量的校正 通过测定煎煮后饮片重量，发现复方汤剂中饮片吸水量与一煎、二煎加水比例无关，且3个复方汤剂煎煮吸水量与其理论吸水量平均比值为0.67，故以0.67作为饮片吸水率校正系数，对多功能养生壶煎煮的饮片吸水率进行校正。见表4。

为排除饮片吸水率与前期研究不一致对本研究数据分析产生的影响，需对预期得液量进行校正处理，然后通过得液量与校正预期得液量间偏离度评价不同加水比例优劣。校正预期得液量与偏离度计算公式如公式6～7：

校正预期得液量(一煎/二煎/总)=加水量(一煎/二煎/总)-吸水量(一煎/二煎/总)×0.67-水蒸气蒸发系数×煎煮时间(一煎/二煎/总)(公式6)。

偏离度=得液量/校正预期得液量×100%(公式7)。

结果见图1。加水总量不变，当一煎、二煎加水比例为60：40时，3个复方二煎得液量均高于一煎，可能由于一煎饮片吸水率较高，二煎吸水率较低，因此虽然二煎加水比例低于一煎，但得液量高于一煎。同时，由结果可知，汤剂得液量与加水量呈正相关，即一煎得液量随一煎加水比例增加而增大，二煎得液量随二煎加水比例减少而降低。

图1 3个复方汤剂的得液量(n =3)

结果见表5，当加水比例为60：40时，3个复方得液量与校正预期得液量平均偏离度3.78%，明显低于加水比例为70：30和80：20平均偏离度。因此，一煎、二煎加水比例按60：40分配时，能够精准控制复方汤剂得液量。

表5 3个复方汤剂的煎煮得液量与校正预期得液量

2.4.3相对密度的校正 由于汤液相对密度与得液量直接相关，得液量越多，相对密度越小。煎煮复方汤剂时，加水量按不同比例分配，得液量结果差异较大，可能影响相对密度结果分析。为减少得液量体积差异对相对密度的影响，将得液量体积规范为各处方校正预期得液量，对相对密度进行校正。3个复方汤剂一煎、二煎校正相对密度见图2。校正相对密度计算公式见公式8：

图2 3个复方汤剂的校正相对密度(n=3)

校正相对密度=[相对密度×得液量-(得液量-校正预期得液量)×1]/校正预期得液量(公式8)。

结果见表6。当加水比例为60：40时，3个复方汤剂校正相对密度均值为1.027 3，明显高于加水比例为70：30和80：20校正相对密度均值。因此，一煎、二煎加水比例按60：40分配，复方汤剂相对密度较高，汤剂成分煎出率较高。

表6 3个复方汤剂的总体校正相对密度

2.5出膏率

2.5.1出膏率测定 取“2.2”项水煎液，分别精密移取25 mL，置已干燥至恒重的蒸发皿内，水浴蒸干，置105 ℃烘箱内干燥3 h，移至干燥器，冷却至室温，按恒重操作精密称定重量，并以干膏重计算出膏率。出膏率计算公式见公式9：

出膏率(%)=干膏重/饮片重量×100%(公式9)。

2.5.2出膏率结果 复方汤剂出膏率与加水量呈正相关(图3)，加水量越大，汤液内浓度差越大，越有助于有效成分煎出。当以60：40比例加水煎煮时，一煎、二煎出膏率差异较小，且总体出膏率均较高，均值19.81%，明显高于加水比例为70：30和80：20出膏率总体均值(表7)。因此，当一煎、二煎加水比例为60：40时，更有利于汤液成分煎出，该结果与校正相对密度的结果基本一致。

图3 3个复方汤剂出膏率

表7 3个复方汤剂的总体出膏率

3 讨论

3.1如何科学预测得液量 中药汤剂作为最重要的传统中药剂型之一，既要含有充足的有效成分，保证其质量和疗效，又要兼顾患者的用药依从性，使患者的服药量较为适宜。由于中药汤剂具有辨证施治、随症加减的特点，处方中的饮片用量多少不一，统一得液量将导致汤液浓度过高或过低，不利于发挥药效。为使汤液浓度维持在一定范围内，饮片用量较大时，应适当增加得液量，饮片用量较小时，应适当减少得液量。受患者日服用量限制，得液量偏大不利于患者服用。因此，综合考虑处方饮片用量、汤液浓度及患者用药依从性，笔者在本实验科学建立了汤剂预期得液量计算公式(公式4)。

3.2如何精准加水以控制得液量 中药汤剂加水量与得液量、饮片吸水量、煎煮过程中水蒸气蒸发量及煎药机损耗量等几个因素密切相关。①得液量，即汤剂预期得液量。②饮片吸水量，可通过本课题组前期测定常用中药饮片吸水率数据以及处方中饮片用量求得。笔者所在课题组已研究整理686味常用饮片吸水率数据[3-5，11-13]，但本研究在使用多功能养生壶煎煮复方时，饮片吸水率仅为前期研究数据的0.67倍。可能由于前期以圆底烧瓶加热回流方式研究饮片煎煮吸水率，回流方式溶剂蒸发损失较小，且加水量较大(一煎加8倍量水，二煎加7倍量水)，煎煮时间较长[3]；本次研究采用多功能养生壶，溶剂蒸发损失较大，且总加水量较小(为处方中饮片总重的5～6倍)，煎煮时间较短，因此吸水率差异较大。③水蒸气蒸发系数，可通过实验测定。本研究测定多功能养生壶的水蒸气蒸发系数发现空白蒸发系数与含药蒸发系数结果基本一致，后期测定煎药机的水蒸气蒸发系数时只测定空白蒸发系数即可。④煎药机损耗量。不同煎药设备的损耗量不同，可通过实验测定。

综合以上各因素，并考虑到饮片吸水率存在系统差异，即采用不同容器煎煮，饮片吸水率差异较大，当应用不同煎药容器时，需对加水量公式进行优化。结合本研究优选的一煎、二煎加水量分配比例，可以实现中药汤剂加水量和得液量精准控制。

加水量=理论吸水量×饮片吸水率校正系数+预期得液量+水蒸气蒸发量+煎药机损耗量(公式10)

加水量是中药汤剂煎煮工艺的重要参数，显著影响汤剂煎煮效率和得液量。笔者在本研究初步优化了加水量公式及加水比例，能够准确控制汤剂得液量，且使汤液成分煎出率较高。但由于本研究仅测定了3个加水比例，一煎二煎加水比例60：40仅相对较优，而最佳一煎加水量可能处于50%～60%或60%～70%之间。同时，本研究仅以得液量偏离度、校正相对密度和出膏率为评价指标，汤液中有效成分含量差异有待进一步研究。

下一步笔者将采用更科学、先进和特征性的测定指标进行优化，并建立精准预测模型，更精确验证一煎二煎加水量分配比例。将优化的加水量公式及加水比例应用于煎药机，并进一步优化和验证，这将有助于准确控制汤剂煎煮加水量和得液量，改变“千药一法”煎煮现状，满足不同处方个性化工艺需求，实现中药汤剂智能化、个性化煎煮。