三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤燃烧稳定性和多指标计量分析研究★

周利兵，欧日升，覃晓娟

（广西科技师范学院，广西 来宾 546199）

三七具有止血，活血化瘀，改善血管通透性等功效，广泛适用于多种疾病的临床治疗，且副作用少，安全性好，药用价值高，值得推广使用[1-2]。跌打豆，别名拐子豆、华佗豆。始载于《救荒本草》，分布于广西、海南等地；其性寒、味苦，具有镇痛、抗炎、抑菌及止血等药效，是一味具有广西民族特色的中药材，民间常用于治疗跌打损伤、小儿肺炎[3]。搜山虎具有祛风解毒，散瘀消肿，行气镇痛功效，主治毒蛇咬伤，风湿痹痛，胃痛，牙痛，扭挫伤，骨折，感冒等症[4]。伸筋藤，别名春根藤、穿根藤，是防己科植物中华青牛胆的茎，主治关节痛、风湿四肢痛、腰痛、足根酸痛等[5]。

本文选择不同产地的三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药作为研究对象。测定4 种中草药的燃烧热、燃烧稳定性、脂肪、粗纤维、灰分和微量元素。本研究建立4 种中草药的多指标分析及评价体系，为大规模开发中草药资源以及中草药分类研究提供有力的科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

选择三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药作为分析样本，样品均用研钵研细并过80 目（0.178 mm）药典筛。三七（拉丁文学名：Panax notoginseng，英文名：Sanqi，产地：广西百色田阳县，生产日期：2021 年9 月）；跌打豆（拉丁文学名：Ipomoea muricatum，英文名：Hit the beans，产地：广西玉林市西林县，生产日期：2021 年9 月）；搜山虎（拉丁文学名：Search Mountain Tigris，英文名：Search mountain tiger，产地：云南省昆明市宜良县，生产日期：2021 年11 月）；伸筋藤（拉丁文学名：Zanthoxylum austrosinense Huang，英文名：Stretch tendon vine，产地：广西玉林市玉州区，生产日期：2021 年5 月）。

HR-15BH 系列燃烧热测定实验装置、点火丝（镍铬丝）、压片机，湖南长沙长兴高教仪器设备开发有限公司；粉碎机，FW135 型，天津市泰斯特仪器有限公司；FA200 电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；NETZSCH STA 2500 热重分析仪、坩埚，德国NETZSCH 公司；SE206 脂肪测定仪、F1600 全自动纤维测定仪，济南阿尔瓦仪器有限公司；AUY120 万分之一电子分析天平，岛津公司；GZX-GF101-3-S 干燥箱，上海沪粤明科学仪器有限公司；SX-4-10P 马弗炉，天津市泰斯特仪器有限公司；ICP-OES 光谱仪，iCAP 7000 SERIES，美国Thermo scientific。

苯甲酸，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；2006003 药用胶囊，广东生物有限公司；石油醚，沸程30～60 ℃、石油醚，沸程60～90 ℃，均为分析纯，广州化工股份有限公司。

1.2 各指标测定方法

中草药燃烧热的测定利用氧弹量热计测定[6]；热重分析是在程序控温和一定气氛下，测量试样的质量变化与温度或时间关系的技术，热重测定参阅文献[7]；脂肪测定参照《GB 5009.6—2016 食品安全国家标准食品中脂肪的测定》方法测定[8]；灰分的测定参照《GB 5009.4—2016 食品安全国家标准食品中灰分的测定》方法测定[9-10]；粗纤维测定参照《GBT 5009.10—2003 植物类食品中粗纤维的测定》方法测定[11]；微量元素测定参阅文献[12-16]测定。每个样品重复3 次实验（n=3，RSD<5%）。

1.3 多指标综合评价方法

构建4 种中草药燃烧热、燃烧性（中草药的燃烧稳定性）、脂肪含量、灰分、粗纤维、微量元素的多指标的综合评价体系。

2 结果与讨论

2.1 中草药燃烧热的测定

1）绘制三七燃烧热测定曲线，重复3 次实验，见图1 雷诺温度ΔT 曲线图。

图1 三七雷诺温度△T 曲线图

2）同理，测定跌打豆、搜山虎、伸筋藤燃烧热，重复3 次实验。

4 种中草药燃烧热见表1。由表1 知，三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药燃烧热大小顺序为：伸筋藤＞跌打豆＞三七＞搜山虎。4 种中草药燃烧热在11 824.18～32 463.15 J/g，其中，伸筋藤燃烧热32 463.15 J/g，能量最高，三七、搜山虎燃烧热分别为17 556.67 J/g 和11 824.18 J/g，能量相对较小。

2.2 热重分析

2.2.1 热重分析

2.2.1.1 三七热重分析

M样品=6.6 mg、M坩埚=177.4 mg。

三七的热重曲线和热重分析数据见图2、表2。由图2 可以看出，三七样品开始发生分解反应的温度为34.30 ℃，是三七的失水阶段，经过第一阶段的分解，损失率为4.12%；当温度达到197.60 ℃时，进入分解的第二阶段，是三七的蛋白质、脂肪、糖分等各组分的失去阶段，损失率为66.60%。至431.50 ℃时，进入分解的第三阶段可能是粗纤维等各组分的失去阶段；记录得出燃烧余下质量为4.12%[17]。

表2 三七TG-DTG 数据

图2 三七热重（TG）曲线、微商热重（DTG）曲线、热差分析（DTA）曲线

三七DTG 曲线出现两个峰，峰的转折点分别为89.80 ℃、310.00 ℃。其中，DTA 曲线有一个放热峰，峰值为103.60 ℃，温度范围为75.60～135.40 ℃，峰面积为113.80 J/g。

2.2.1.2 跌打豆热重分析

M样品=6.4 mg、M坩埚=176.5 mg。

跌打豆的热重曲线和热重分析数据见图3、表3。由图3 可以看出，跌打豆样品开始发生分解反应的温度为35.50 ℃，是跌打豆的失水阶段，经过第一阶段的分解，损失率为8.83%；当温度达到164.70 ℃时，进入分解的第二阶段，是跌打豆的蛋白质、脂肪、糖分等各组分的失去阶段，损失率为59.34%。至513.80 ℃时，进入分解的第三阶段可能是粗纤维等各组分的失去阶段；记录得出燃烧余下质量占29.19%。

表3 跌打豆的TG-DTG 数据

图3 跌打豆热重（TG）曲线、微商热重（DTG）曲线、热差分析（DTA）曲线

跌打豆DTG 曲线出现两个峰，峰的转折点分别为78.00 ℃、343.00 ℃。其DTA 曲线有一个放热峰，峰值为103.50 ℃，温度范围为74.20～133.40 ℃，峰面积为44.84 J/g。

2.2.1.3 搜山虎热重分析

M样品=6.7 mg、M坩埚=176.5 mg。

搜山虎的热重曲线和热重分析数据见图4、表4。由图4 可以看出，搜山虎样品开始发生分解反应的温度为36.60 ℃，是搜山虎的失水阶段，经过第一阶段的分解，损失率为12.40%；当温度达到248.30 ℃时，进入分解的第二阶段，是搜山虎的蛋白质、脂肪、糖分等各组分的失去阶段，损失率为50.26%。至427.20 ℃时，进入分解的第三阶段可能是粗纤维等各组分的失去阶段；记录得出燃烧余下质量占30.54%。

表4 搜山虎TG-DTG 数据

图4 搜山虎热重（TG）曲线、微商热重（DTG）曲线、热差分析（DTA）曲线

搜山虎DTG 曲线出现2 个峰，峰的转折点分别为76.60 ℃、375.50 ℃。其中，DTA 曲线有一个放热峰，峰值为95.00 ℃，温度范围为59.30～128.00 ℃，峰面积为95.77 J/g。

2.2.1.4 伸筋藤热重分析

M样品=7.0 mg、M坩埚=178.2 mg。

伸筋藤的热重曲线和热重分析数据见图5、表5。由图5 可以看出，伸筋藤样品开始发生分解反应的温度为38.50 ℃，是伸筋藤的失水阶段，经过第一阶段的分解，损失率为10.81%；当温度达到202.60 ℃时，进入分解的第二阶段，是伸筋藤的蛋白质、脂肪、糖分等各组分的失去阶段，损失率为47.77%。至402.70 ℃时，进入分解的第三阶段可能是粗纤维等各组分的失去阶段；记录得出燃烧余下质量占31.01%。

表5 伸筋藤TG-DTG 数据

图5 伸筋藤热重（TG）曲线、微商热重（DTG）曲线、热差分析（DTA）曲线

伸筋藤DTG 曲线出现2 个峰，峰的转折点分别为89.20 ℃、312.90 ℃。其DTA 曲线有一个放热峰，而峰值显示是103.40 ℃，且温度是58.10～147.00 ℃，峰面积则是176.20 J/g。

2.2.2 4 种中草药燃烧稳定性分析

根据三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药燃烧性参数数据构建燃烧热多指标评价体系。热重则是通过热重分析仪研究中草药在不同升温速率中的燃烧特性指数,判断药材的燃烧稳定性。本课题根据灰色模式识别的方法[18]。采用EXCEL 计算，三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药F 值分别为0.637 59、0.300 70、0.464 50、0.502 78，4 种中草药燃烧稳定性排序为：三七＞伸筋藤＞搜山虎＞跌打豆。

2.3 脂肪、灰分、粗纤维的测定

2.3.1 脂肪、灰分、粗纤维的测定结果

4 种中草药脂肪、钙含量、灰分、粗纤维含量测定结果见表6。

表6 4 种中草药脂肪、灰分、粗纤维含量测定结果（n=3）

2.3.2 脂肪、灰分、粗纤维的结果分析

由表6 知，三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药脂肪含量（%）大小顺序为：三七＞伸筋藤＞跌打豆＞搜山虎；灰分含量大小顺序为：搜山虎＞伸筋藤＞三七＞跌打豆；粗纤维质量分数大小顺序为：三七＞伸筋藤＞跌打豆＞搜山虎。

2.4 微量元素测定

2.4.1 微量元素的测定结果

4 种中草药微量元素测定见表7。

表7 4 种中草药微量元素测定结果 单位：μg/g

2.4.2 微量元素测定的结果分析

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 构建中草药多指标综合评价体系

根据三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药燃烧热、热重分析参数，脂肪、灰分、粗纤维含量、微量元素测定数据构建多指标评价体系[19]。伸筋藤、三七、跌打豆、搜山虎4 种中草药F 值为0.707 1、0.514 0、0.391 2、0.231 5。三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药多指标燃烧热、燃烧性（中草药的燃烧稳定性）、脂肪含量、灰分、粗纤维含量、微量元素测定的综合评价多指标排序为：伸筋藤＞三七＞跌打豆＞搜山虎。

3 结论

4 种中草药失重最快温度为310～375.5 ℃。本研究所选三七、跌打豆、搜山虎、伸筋藤4 种中草药多指标燃烧热、燃烧性（中草药的燃烧稳定性）、脂肪含量、灰分、粗纤维含量、微量元素的多指标的综合评价如下：伸筋藤＞三七＞跌打豆＞搜山虎。本研究对中草药的多指标测定与综合评价具有重要的理论意义和实践意义，可为中草药的质量及分类研究提供科学依据和研究意义。