三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤燃燒穩定性和多指標計量分析研究★

周利兵，歐日升，覃曉娟

（廣西科技師范學院，廣西 來賓 546199）

三七具有止血，活血化瘀，改善血管通透性等功效，廣泛適用于多種疾病的臨床治療，且副作用少，安全性好，藥用價值高，值得推廣使用[1-2]。跌打豆，別名拐子豆、華佗豆。始載于《救荒本草》，分布于廣西、海南等地；其性寒、味苦，具有鎮痛、抗炎、抑菌及止血等藥效，是一味具有廣西民族特色的中藥材，民間常用于治療跌打損傷、小兒肺炎[3]。搜山虎具有祛風解毒，散瘀消腫，行氣鎮痛功效，主治毒蛇咬傷，風濕痹痛，胃痛，牙痛，扭挫傷，骨折，感冒等癥[4]。伸筋藤，別名春根藤、穿根藤，是防己科植物中華青牛膽的莖，主治關節痛、風濕四肢痛、腰痛、足根酸痛等[5]。

本文選擇不同產地的三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥作為研究對象。測定4 種中草藥的燃燒熱、燃燒穩定性、脂肪、粗纖維、灰分和微量元素。本研究建立4 種中草藥的多指標分析及評價體系，為大規模開發中草藥資源以及中草藥分類研究提供有力的科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

選擇三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥作為分析樣本，樣品均用研缽研細并過80 目（0.178 mm）藥典篩。三七（拉丁文學名：Panax notoginseng，英文名：Sanqi，產地：廣西百色田陽縣，生產日期：2021 年9 月）；跌打豆（拉丁文學名：Ipomoea muricatum，英文名：Hit the beans，產地：廣西玉林市西林縣，生產日期：2021 年9 月）；搜山虎（拉丁文學名：Search Mountain Tigris，英文名：Search mountain tiger，產地：云南省昆明市宜良縣，生產日期：2021 年11 月）；伸筋藤（拉丁文學名：Zanthoxylum austrosinense Huang，英文名：Stretch tendon vine，產地：廣西玉林市玉州區，生產日期：2021 年5 月）。

HR-15BH 系列燃燒熱測定實驗裝置、點火絲（鎳鉻絲）、壓片機，湖南長沙長興高教儀器設備開發有限公司；粉碎機，FW135 型，天津市泰斯特儀器有限公司；FA200 電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；NETZSCH STA 2500 熱重分析儀、坩堝，德國NETZSCH 公司；SE206 脂肪測定儀、F1600 全自動纖維測定儀，濟南阿爾瓦儀器有限公司；AUY120 萬分之一電子分析天平，島津公司；GZX-GF101-3-S 干燥箱，上海滬粵明科學儀器有限公司；SX-4-10P 馬弗爐，天津市泰斯特儀器有限公司；ICP-OES 光譜儀，iCAP 7000 SERIES，美國Thermo scientific。

苯甲酸，分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；2006003 藥用膠囊，廣東生物有限公司；石油醚，沸程30～60 ℃、石油醚，沸程60～90 ℃，均為分析純，廣州化工股份有限公司。

1.2 各指標測定方法

中草藥燃燒熱的測定利用氧彈量熱計測定[6]；熱重分析是在程序控溫和一定氣氛下，測量試樣的質量變化與溫度或時間關系的技術，熱重測定參閱文獻[7]；脂肪測定參照《GB 5009.6—2016 食品安全國家標準食品中脂肪的測定》方法測定[8]；灰分的測定參照《GB 5009.4—2016 食品安全國家標準食品中灰分的測定》方法測定[9-10]；粗纖維測定參照《GBT 5009.10—2003 植物類食品中粗纖維的測定》方法測定[11]；微量元素測定參閱文獻[12-16]測定。每個樣品重復3 次實驗（n=3，RSD<5%）。

1.3 多指標綜合評價方法

構建4 種中草藥燃燒熱、燃燒性（中草藥的燃燒穩定性）、脂肪含量、灰分、粗纖維、微量元素的多指標的綜合評價體系。

2 結果與討論

2.1 中草藥燃燒熱的測定

1）繪制三七燃燒熱測定曲線，重復3 次實驗，見圖1 雷諾溫度ΔT 曲線圖。

圖1 三七雷諾溫度△T 曲線圖

2）同理，測定跌打豆、搜山虎、伸筋藤燃燒熱，重復3 次實驗。

4 種中草藥燃燒熱見表1。由表1 知，三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥燃燒熱大小順序為：伸筋藤＞跌打豆＞三七＞搜山虎。4 種中草藥燃燒熱在11 824.18～32 463.15 J/g，其中，伸筋藤燃燒熱32 463.15 J/g，能量最高，三七、搜山虎燃燒熱分別為17 556.67 J/g 和11 824.18 J/g，能量相對較小。

2.2 熱重分析

2.2.1 熱重分析

2.2.1.1 三七熱重分析

M樣品=6.6 mg、M坩堝=177.4 mg。

三七的熱重曲線和熱重分析數據見圖2、表2。由圖2 可以看出，三七樣品開始發生分解反應的溫度為34.30 ℃，是三七的失水階段，經過第一階段的分解，損失率為4.12%；當溫度達到197.60 ℃時，進入分解的第二階段，是三七的蛋白質、脂肪、糖分等各組分的失去階段，損失率為66.60%。至431.50 ℃時，進入分解的第三階段可能是粗纖維等各組分的失去階段；記錄得出燃燒余下質量為4.12%[17]。

表2 三七TG-DTG 數據

圖2 三七熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線、熱差分析（DTA）曲線

三七DTG 曲線出現兩個峰，峰的轉折點分別為89.80 ℃、310.00 ℃。其中，DTA 曲線有一個放熱峰，峰值為103.60 ℃，溫度范圍為75.60～135.40 ℃，峰面積為113.80 J/g。

2.2.1.2 跌打豆熱重分析

M樣品=6.4 mg、M坩堝=176.5 mg。

跌打豆的熱重曲線和熱重分析數據見圖3、表3。由圖3 可以看出，跌打豆樣品開始發生分解反應的溫度為35.50 ℃，是跌打豆的失水階段，經過第一階段的分解，損失率為8.83%；當溫度達到164.70 ℃時，進入分解的第二階段，是跌打豆的蛋白質、脂肪、糖分等各組分的失去階段，損失率為59.34%。至513.80 ℃時，進入分解的第三階段可能是粗纖維等各組分的失去階段；記錄得出燃燒余下質量占29.19%。

表3 跌打豆的TG-DTG 數據

圖3 跌打豆熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線、熱差分析（DTA）曲線

跌打豆DTG 曲線出現兩個峰，峰的轉折點分別為78.00 ℃、343.00 ℃。其DTA 曲線有一個放熱峰，峰值為103.50 ℃，溫度范圍為74.20～133.40 ℃，峰面積為44.84 J/g。

2.2.1.3 搜山虎熱重分析

M樣品=6.7 mg、M坩堝=176.5 mg。

搜山虎的熱重曲線和熱重分析數據見圖4、表4。由圖4 可以看出，搜山虎樣品開始發生分解反應的溫度為36.60 ℃，是搜山虎的失水階段，經過第一階段的分解，損失率為12.40%；當溫度達到248.30 ℃時，進入分解的第二階段，是搜山虎的蛋白質、脂肪、糖分等各組分的失去階段，損失率為50.26%。至427.20 ℃時，進入分解的第三階段可能是粗纖維等各組分的失去階段；記錄得出燃燒余下質量占30.54%。

表4 搜山虎TG-DTG 數據

圖4 搜山虎熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線、熱差分析（DTA）曲線

搜山虎DTG 曲線出現2 個峰，峰的轉折點分別為76.60 ℃、375.50 ℃。其中，DTA 曲線有一個放熱峰，峰值為95.00 ℃，溫度范圍為59.30～128.00 ℃，峰面積為95.77 J/g。

2.2.1.4 伸筋藤熱重分析

M樣品=7.0 mg、M坩堝=178.2 mg。

伸筋藤的熱重曲線和熱重分析數據見圖5、表5。由圖5 可以看出，伸筋藤樣品開始發生分解反應的溫度為38.50 ℃，是伸筋藤的失水階段，經過第一階段的分解，損失率為10.81%；當溫度達到202.60 ℃時，進入分解的第二階段，是伸筋藤的蛋白質、脂肪、糖分等各組分的失去階段，損失率為47.77%。至402.70 ℃時，進入分解的第三階段可能是粗纖維等各組分的失去階段；記錄得出燃燒余下質量占31.01%。

表5 伸筋藤TG-DTG 數據

圖5 伸筋藤熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線、熱差分析（DTA）曲線

伸筋藤DTG 曲線出現2 個峰，峰的轉折點分別為89.20 ℃、312.90 ℃。其DTA 曲線有一個放熱峰，而峰值顯示是103.40 ℃，且溫度是58.10～147.00 ℃，峰面積則是176.20 J/g。

2.2.2 4 種中草藥燃燒穩定性分析

根據三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥燃燒性參數數據構建燃燒熱多指標評價體系。熱重則是通過熱重分析儀研究中草藥在不同升溫速率中的燃燒特性指數,判斷藥材的燃燒穩定性。本課題根據灰色模式識別的方法[18]。采用EXCEL 計算，三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥F 值分別為0.637 59、0.300 70、0.464 50、0.502 78，4 種中草藥燃燒穩定性排序為：三七＞伸筋藤＞搜山虎＞跌打豆。

2.3 脂肪、灰分、粗纖維的測定

2.3.1 脂肪、灰分、粗纖維的測定結果

4 種中草藥脂肪、鈣含量、灰分、粗纖維含量測定結果見表6。

表6 4 種中草藥脂肪、灰分、粗纖維含量測定結果（n=3）

2.3.2 脂肪、灰分、粗纖維的結果分析

由表6 知，三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥脂肪含量（%）大小順序為：三七＞伸筋藤＞跌打豆＞搜山虎；灰分含量大小順序為：搜山虎＞伸筋藤＞三七＞跌打豆；粗纖維質量分數大小順序為：三七＞伸筋藤＞跌打豆＞搜山虎。

2.4 微量元素測定

2.4.1 微量元素的測定結果

4 種中草藥微量元素測定見表7。

表7 4 種中草藥微量元素測定結果 單位：μg/g

2.4.2 微量元素測定的結果分析

由表7 可知，Al 元素含量：伸筋藤＞三七＞跌打豆；As 元素含量：伸筋藤＞跌打豆＞三七＞搜山虎；Ba 元素含量：伸筋藤＞三七＞跌打豆；Cd 元素含量：三七＞跌打豆＞伸筋藤；Co 元素含量：伸筋藤＞跌打豆＞三七；Cr 元素含量：跌打豆＞伸筋藤＞三七；Cu元素含量:跌打豆＞伸筋藤＞三七；Fe 元素含量：伸筋藤＞三七＞跌打豆；Li 元素含量：伸筋藤＞跌打豆＞三七；Mn 元素含量：伸筋藤＞跌打豆＞三七；Na 元素含量：跌打豆＞三七＞伸筋藤；Pb 元素含量：跌打豆＞伸筋藤＞三七；Se 元素含量：三七＞伸筋藤＞搜山虎＞跌打豆；Sr 元素含量：伸筋藤＞跌打豆＞三七；Zn 元素含量：跌打豆＞伸筋藤＞三七。

2.5 構建中草藥多指標綜合評價體系

根據三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥燃燒熱、熱重分析參數，脂肪、灰分、粗纖維含量、微量元素測定數據構建多指標評價體系[19]。伸筋藤、三七、跌打豆、搜山虎4 種中草藥F 值為0.707 1、0.514 0、0.391 2、0.231 5。三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥多指標燃燒熱、燃燒性（中草藥的燃燒穩定性）、脂肪含量、灰分、粗纖維含量、微量元素測定的綜合評價多指標排序為：伸筋藤＞三七＞跌打豆＞搜山虎。

3 結論

4 種中草藥失重最快溫度為310～375.5 ℃。本研究所選三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 種中草藥多指標燃燒熱、燃燒性（中草藥的燃燒穩定性）、脂肪含量、灰分、粗纖維含量、微量元素的多指標的綜合評價如下：伸筋藤＞三七＞跌打豆＞搜山虎。本研究對中草藥的多指標測定與綜合評價具有重要的理論意義和實踐意義，可為中草藥的質量及分類研究提供科學依據和研究意義。