用微波加热法测定含挥发油类中药材的水分
作者：王翔林 曾昭君 李云 冯杰 吕锐 李香文
单位：吕锐(丹东锦江制药厂，丹东 118000)；李香文(沈阳大学师范学院，沈阳 110015)；王翔林 曾昭君 李云 冯杰(沈阳药科大学，沈阳 110015)
关键词：微波加热法；水分测定；石菖蒲；姜黄；肉豆蔻；牡丹皮
中国新药杂志000310 摘要 目的：测定石菖蒲、姜黄、肉豆蔻和牡丹皮的水分含量。方法：微波加热法。结果：考察了微波加热法最佳测定条件,并与药典法进行比较，结果较好。结论：微波加热法可以用于含挥发油类中药材的水分测定。
DETERMINATION OF MOISTURE CONTENT IN TRADITIONAL CHINESE
MEDICINAL MATERIALS WITH VOLATILE OIL BY MICROWAVE HEATING
, 百拇医药
Wang Xianglin Zeng Zhaojun Li Yun
(Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015)
ABSTRACT OBJECTIVE:The moisture contents in some volatile oil containing TCMM such as Rhizoma acori tatorinowii, Semen mysticae, Rhizoma longae, Cortex moutan were determined. METHODS:Microwave heating method was adopted. RESULTS:The optimum conditions for microwave heating was selected in comparison with pharmacopoeia method and promising results were obtained. CONCLUSION:A microwave heating method for determination of water contents in some volatile oil-containning TCMM is established by the authors.
, 百拇医药
KEY WORDS Microwave heating method; Determination of moisture content;Rhizoma acori tatorinowii; Semen mysticae; Rhizoma longae; Cortex moutan
微波加热技术目前在化学领域得到了广泛的应用[1～6]，但是使用微波加热法测定药物中的水分报道很少[7]，而使用微波加热法测定含挥发油类中药材的水分作者未见报道。中药材水分测定是其质量控制中很重要的一个方面，中国药典规定含挥发油类中药材的水分测定使用甲苯法，而该方法操作烦琐、费时，且影响因素复杂而又无法预知，同时甲苯对操作者存在较大毒性。微波加热法具有操作简便、快速、安全和低能耗等优点，本实验使用微波加热法测定了石菖蒲、姜黄、肉豆蔻、牡丹皮的水分含量，并与甲苯法进行比较，结果令人满意。
材料与方法
, 百拇医药
1 仪器与药品
微波炉(型号 WP700,功率700W，广东顺德格兰仕电器有限公司);电光分析天平(型号TG328B,上海分析仪器厂)；水分测定仪；挥发油测定管；扁形称量瓶(直径4cm)；粉碎机；石菖蒲，肉豆蔻，姜黄，牡丹皮(均为沈阳天益堂)。
2 实验方法
将称量瓶恒重并准确称重(W0),称取2g样品(过2号筛)放入其中，精密称定(W1)。将称量瓶放置微波炉合适位置,选择适当功率,加热适当时间后,置于保干器中放置30min,精密称重(W2)。
3 微波加热位置选择
通过失效吸水硅胶实验,微波能量的强弱分布呈同心圆并向外减弱分布，圆心处能量集中,试样很快失水炭化,并曾发生燃烧情况,边缘功率太弱,会造成炉体处于近空载状态,单位时间失水低,炉体也有损坏情况,而处于如图1位置时,能量强弱较为适宜。
, 百拇医药
图1 加热位置
4 微波功率选择
分别称取上述药材适量,粉碎并过2号筛,称取2g于扁形称量瓶中精密称定,置于微波炉图1位置,分别使用21%，25%，29%，33%功率加热12min,观察外观变化,并计算相对失重率。石菖蒲25%较为适宜，功率过高(33%,29%)，试样出现炭化，失重率偏高。而21%功率过低，则水分散失不完全，需要更长加热时间。同样肉豆蔻、姜黄和牡丹皮的最佳功率分别为21%,29%和33%。
5 含水量计算
在所选定的功率下即石菖蒲、肉豆蔻、姜黄和牡丹皮分别为25%，21%，29%和33%，绘制相对失重曲线，选定相对失重曲线平台第2个点为测定点，即石菖蒲、肉豆蔻、姜黄和牡丹皮分别为16，8，10和32min时间点的失水量为含水量。
, http://www.100md.com 结 果
1 相对失重曲线的绘制
1.1 石菖蒲的失重曲线绘制 取2g石菖蒲药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定，在25%功率下，分别将试样于2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26min干燥，取出，置于保干器中放置30min，称量。计算相对失重率，作石菖蒲失重曲线，见图2。
图2 石菖蒲失重曲线
1.2 肉豆蔻的失重曲线绘制 取2g肉豆蔻药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定。在21%功率下，分别将试样于1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12min干燥，取出置于保干器中放置30min，称量，计算相对失重率，作肉豆蔻失重曲线，见图3。
, 百拇医药
图3 肉豆蔻水分失重曲线
1.3 姜黄的失重曲线绘制 取2g姜黄药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定,在25%功率下，分别将试样于2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26min干燥，取出，置于保干器中放置30min，称量，计算相对失重率，同时以相对失重率-时间作图得姜黄失重曲线见图4。
图4 姜黄水分失重曲线
1.4 牡丹皮的失重曲线绘制 取2g牡丹皮药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定。在33%功率下，分别将试样于4，8，12，16，20，24，28，32，36，40min干燥，取出置于保干器中放置30min，称量，计算相对失重率，同时以相对失重率-时间作图得牡丹皮失重曲线见图5。
, 百拇医药
图5 牡丹皮的失重曲线绘制
2 准确度实验
4种药材分别用微波加热法测定6次和甲苯法测定3次，均值见表1，分别对二法进行t检验无显著性差异。
表1 微波法与药典法实验结果(%) 药 材
微波法
甲苯法
平均值
RSD
平均值
RSD
石菖蒲
, 百拇医药
10.74
4.20
10.60
2.74
姜 黄
10.18
5.40
10.30
1.65
牡丹皮
9.69
1.52
10.00
, http://www.100md.com
4.10
肉豆蔻
4.81
9.56
4.85
2.06
3 精密度实验
石菖蒲、肉豆蔻、姜黄和牡丹皮在所选功率和相对失重曲线平台第2个点时间即：石菖蒲(25%，16min)、肉豆蔻(21%，8min)、姜黄(29%，10min)和牡丹皮(33%，32min)条件下重复测定6次，结果如表2。 表2 精密度试验(%) 药 材
1
2
, http://www.100md.com
3
4
5
6
平均值
RSD
石菖蒲
10.26
10.45
11.20
10.3
10.87
11.32
, 百拇医药
10.72
4.20
姜 黄
9.98
10.15
9.61
10.1
9.97
11.23
10.18
5.40
牡丹皮
9.58
, 百拇医药
9.76
9.50
9.92
9.64
9.71
9.67
1.52
肉豆蔻
4.68
5.35
4.41
4.45
4.52
, 百拇医药
5.44
4.81
9.56
由表2可知微波加热法精密度较好。讨 论
中药材的粒度大小和均匀性对微波加热法水分测定影响较大，一般粒度大加热时间长，而粒度小加热时间短。本实验通过过2号筛和均匀混合加以控制。
微波加热方式有其本身的特殊性：它是磁控管所产生的微波作用于该环境中物质，所受能量强弱与分子极性有很大关系，极性大的分子会产生剧烈的振动，因与周围物质摩擦而快速升温；而极性小的分子对微波的敏感性就差很多。中药材微波加热的功率选择至关重要。微波加热功率决定于微波加热对不同物质的特异性以及中药材本身的结构组成特性。肉豆蔻属于种子类生药，它是具有胚乳的种仁，这一类生药富含油脂并有对微波敏感的物质如糊粉粒、淀粉粒等。如果微波功率太强，会造成这类物质炭化脱水，失重率偏高，因而功率选择较低(21%)。石菖蒲、姜黄属于根茎类生药，作为根茎类其组织构造有类木质的维管束纤维及木栓组织，同时二者都有油室，但作为对微波有较大吸收的纤维类物质，石菖蒲的类木质纤维比较纤细，而姜黄的纤维较粗，微波对两者的敏感程度也不太一样，相同功率下石菖蒲易炭化脱水，因而石菖蒲的功率(25%)小于姜黄(29%)。牡丹皮的用药部位则是根皮,纤维坚韧，可以使用较大功率(33%)。药典中含挥发油需要测定水分的药材见表3。
, 百拇医药
表3 中药材用药部位 药 名
用药部位
药 名
用药部位
丁 香
干燥花蕾
儿 茶
干燥煎膏
豆 蔻
干燥种仁
肉 桂
干燥树皮
肉豆蔻
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干燥种仁
牡丹皮
干燥根皮
砂 仁
干燥种仁
郁 金
干燥块根
姜 黄
干燥根茎
檀 香
树干心材
这些药材的性状共分为8小类，可以通过类别和已知结果推测它们的加热功率。干燥种仁、干燥煎膏加热功率低，而其他6小类范围则处于25%～29%之间。
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从表2来看精密度稍大，其因素很多。微波炉炉体温度很难控制，造成连续加热过程中药材的失重率起伏很大，一般是最初加热时所测的失重率会偏低，其后失重率会稳定在一个范围，然后就不再稳定，但不一定偏高，这种情况通过打开炉门使炉体温度降至室温来解决。微波炉是半分钟照射微波、半分钟停止照射的方式进行加热的，如果加热时间很短，不同的样品在相同的条件下失重率会有很大的差异，加热时间适当延长可以避免。同时微波炉的电源输出也不稳定，在同一功率下也会存在差异。这些缺点可以考虑通过特制的微波水分测定仪而加以解决。
参考文献
1，金钦汉.微波技术在分析化学中的应用.分析化学,1988,16(7)∶668
2，陈新容,洪品杰,戴树珊,等.尼泊金酯类的微波合成.化学通报,1993，56(5)∶38
3，王仁章,乔晓光,李耀先,等.微波快速合成L-噻唑烷-4-甲酸及其乙酯的研究.化学试剂,1996,18(6)∶357
, 百拇医药
4，范彩玲,高歧,高向阳,等.微波消煮快速测定土壤中的酚类化合物.化学通报,1995，58(4)∶37
5，刘传斌,李宁,鲁济清,等.微波能用于酵母菌中海藻糖高效液相色谱分析样品制备的研究.分析化学研究报告,1999,62(1)∶24
6，陈宗宏,钱葆龙,金楠霞.微波加热测定硫磺中的水分.化学世界,1993,34(7)∶330
7，马银海,彭永芳,杨昌汇.微波加热测定盐酸小檗碱的水分.化学世界,1999,40(2)∶97
收稿：1999-08-31
修回：2000-12-21, 百拇医药
单位：吕锐(丹东锦江制药厂，丹东 118000)；李香文(沈阳大学师范学院，沈阳 110015)；王翔林 曾昭君 李云 冯杰(沈阳药科大学，沈阳 110015)
关键词：微波加热法；水分测定；石菖蒲；姜黄；肉豆蔻；牡丹皮
中国新药杂志000310 摘要 目的：测定石菖蒲、姜黄、肉豆蔻和牡丹皮的水分含量。方法：微波加热法。结果：考察了微波加热法最佳测定条件,并与药典法进行比较，结果较好。结论：微波加热法可以用于含挥发油类中药材的水分测定。
DETERMINATION OF MOISTURE CONTENT IN TRADITIONAL CHINESE
MEDICINAL MATERIALS WITH VOLATILE OIL BY MICROWAVE HEATING
, 百拇医药
Wang Xianglin Zeng Zhaojun Li Yun
(Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015)
ABSTRACT OBJECTIVE:The moisture contents in some volatile oil containing TCMM such as Rhizoma acori tatorinowii, Semen mysticae, Rhizoma longae, Cortex moutan were determined. METHODS:Microwave heating method was adopted. RESULTS:The optimum conditions for microwave heating was selected in comparison with pharmacopoeia method and promising results were obtained. CONCLUSION:A microwave heating method for determination of water contents in some volatile oil-containning TCMM is established by the authors.
, 百拇医药
KEY WORDS Microwave heating method; Determination of moisture content;Rhizoma acori tatorinowii; Semen mysticae; Rhizoma longae; Cortex moutan
微波加热技术目前在化学领域得到了广泛的应用[1～6]，但是使用微波加热法测定药物中的水分报道很少[7]，而使用微波加热法测定含挥发油类中药材的水分作者未见报道。中药材水分测定是其质量控制中很重要的一个方面，中国药典规定含挥发油类中药材的水分测定使用甲苯法，而该方法操作烦琐、费时，且影响因素复杂而又无法预知，同时甲苯对操作者存在较大毒性。微波加热法具有操作简便、快速、安全和低能耗等优点，本实验使用微波加热法测定了石菖蒲、姜黄、肉豆蔻、牡丹皮的水分含量，并与甲苯法进行比较，结果令人满意。
材料与方法
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1 仪器与药品
微波炉(型号 WP700,功率700W，广东顺德格兰仕电器有限公司);电光分析天平(型号TG328B,上海分析仪器厂)；水分测定仪；挥发油测定管；扁形称量瓶(直径4cm)；粉碎机；石菖蒲，肉豆蔻，姜黄，牡丹皮(均为沈阳天益堂)。
2 实验方法
将称量瓶恒重并准确称重(W0),称取2g样品(过2号筛)放入其中，精密称定(W1)。将称量瓶放置微波炉合适位置,选择适当功率,加热适当时间后,置于保干器中放置30min,精密称重(W2)。
3 微波加热位置选择
通过失效吸水硅胶实验,微波能量的强弱分布呈同心圆并向外减弱分布，圆心处能量集中,试样很快失水炭化,并曾发生燃烧情况,边缘功率太弱,会造成炉体处于近空载状态,单位时间失水低,炉体也有损坏情况,而处于如图1位置时,能量强弱较为适宜。
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图1 加热位置
4 微波功率选择
分别称取上述药材适量,粉碎并过2号筛,称取2g于扁形称量瓶中精密称定,置于微波炉图1位置,分别使用21%，25%，29%，33%功率加热12min,观察外观变化,并计算相对失重率。石菖蒲25%较为适宜，功率过高(33%,29%)，试样出现炭化，失重率偏高。而21%功率过低，则水分散失不完全，需要更长加热时间。同样肉豆蔻、姜黄和牡丹皮的最佳功率分别为21%,29%和33%。
5 含水量计算
在所选定的功率下即石菖蒲、肉豆蔻、姜黄和牡丹皮分别为25%，21%，29%和33%，绘制相对失重曲线，选定相对失重曲线平台第2个点为测定点，即石菖蒲、肉豆蔻、姜黄和牡丹皮分别为16，8，10和32min时间点的失水量为含水量。
, http://www.100md.com 结 果
1 相对失重曲线的绘制
1.1 石菖蒲的失重曲线绘制 取2g石菖蒲药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定，在25%功率下，分别将试样于2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26min干燥，取出，置于保干器中放置30min，称量。计算相对失重率，作石菖蒲失重曲线，见图2。
图2 石菖蒲失重曲线
1.2 肉豆蔻的失重曲线绘制 取2g肉豆蔻药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定。在21%功率下，分别将试样于1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12min干燥，取出置于保干器中放置30min，称量，计算相对失重率，作肉豆蔻失重曲线，见图3。
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图3 肉豆蔻水分失重曲线
1.3 姜黄的失重曲线绘制 取2g姜黄药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定,在25%功率下，分别将试样于2，4，6，8，10，12，14，16，18，20，22，24，26min干燥，取出，置于保干器中放置30min，称量，计算相对失重率，同时以相对失重率-时间作图得姜黄失重曲线见图4。
图4 姜黄水分失重曲线
1.4 牡丹皮的失重曲线绘制 取2g牡丹皮药材粉末于已恒重的称量瓶中，精密称定。在33%功率下，分别将试样于4，8，12，16，20，24，28，32，36，40min干燥，取出置于保干器中放置30min，称量，计算相对失重率，同时以相对失重率-时间作图得牡丹皮失重曲线见图5。
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图5 牡丹皮的失重曲线绘制
2 准确度实验
4种药材分别用微波加热法测定6次和甲苯法测定3次，均值见表1，分别对二法进行t检验无显著性差异。
表1 微波法与药典法实验结果(%) 药 材
微波法
甲苯法
平均值
RSD
平均值
RSD
石菖蒲
, 百拇医药
10.74
4.20
10.60
2.74
姜 黄
10.18
5.40
10.30
1.65
牡丹皮
9.69
1.52
10.00
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4.10
肉豆蔻
4.81
9.56
4.85
2.06
3 精密度实验
石菖蒲、肉豆蔻、姜黄和牡丹皮在所选功率和相对失重曲线平台第2个点时间即：石菖蒲(25%，16min)、肉豆蔻(21%，8min)、姜黄(29%，10min)和牡丹皮(33%，32min)条件下重复测定6次，结果如表2。 表2 精密度试验(%) 药 材
1
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平均值
RSD
石菖蒲
10.26
10.45
11.20
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11.32
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10.72
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姜 黄
9.98
10.15
9.61
10.1
9.97
11.23
10.18
5.40
牡丹皮
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9.76
9.50
9.92
9.64
9.71
9.67
1.52
肉豆蔻
4.68
5.35
4.41
4.45
4.52
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5.44
4.81
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由表2可知微波加热法精密度较好。讨 论
中药材的粒度大小和均匀性对微波加热法水分测定影响较大，一般粒度大加热时间长，而粒度小加热时间短。本实验通过过2号筛和均匀混合加以控制。
微波加热方式有其本身的特殊性：它是磁控管所产生的微波作用于该环境中物质，所受能量强弱与分子极性有很大关系，极性大的分子会产生剧烈的振动，因与周围物质摩擦而快速升温；而极性小的分子对微波的敏感性就差很多。中药材微波加热的功率选择至关重要。微波加热功率决定于微波加热对不同物质的特异性以及中药材本身的结构组成特性。肉豆蔻属于种子类生药，它是具有胚乳的种仁，这一类生药富含油脂并有对微波敏感的物质如糊粉粒、淀粉粒等。如果微波功率太强，会造成这类物质炭化脱水，失重率偏高，因而功率选择较低(21%)。石菖蒲、姜黄属于根茎类生药，作为根茎类其组织构造有类木质的维管束纤维及木栓组织，同时二者都有油室，但作为对微波有较大吸收的纤维类物质，石菖蒲的类木质纤维比较纤细，而姜黄的纤维较粗，微波对两者的敏感程度也不太一样，相同功率下石菖蒲易炭化脱水，因而石菖蒲的功率(25%)小于姜黄(29%)。牡丹皮的用药部位则是根皮,纤维坚韧，可以使用较大功率(33%)。药典中含挥发油需要测定水分的药材见表3。
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表3 中药材用药部位 药 名
用药部位
药 名
用药部位
丁 香
干燥花蕾
儿 茶
干燥煎膏
豆 蔻
干燥种仁
肉 桂
干燥树皮
肉豆蔻
, http://www.100md.com
干燥种仁
牡丹皮
干燥根皮
砂 仁
干燥种仁
郁 金
干燥块根
姜 黄
干燥根茎
檀 香
树干心材
这些药材的性状共分为8小类，可以通过类别和已知结果推测它们的加热功率。干燥种仁、干燥煎膏加热功率低，而其他6小类范围则处于25%～29%之间。
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从表2来看精密度稍大，其因素很多。微波炉炉体温度很难控制，造成连续加热过程中药材的失重率起伏很大，一般是最初加热时所测的失重率会偏低，其后失重率会稳定在一个范围，然后就不再稳定，但不一定偏高，这种情况通过打开炉门使炉体温度降至室温来解决。微波炉是半分钟照射微波、半分钟停止照射的方式进行加热的，如果加热时间很短，不同的样品在相同的条件下失重率会有很大的差异，加热时间适当延长可以避免。同时微波炉的电源输出也不稳定，在同一功率下也会存在差异。这些缺点可以考虑通过特制的微波水分测定仪而加以解决。
参考文献
1，金钦汉.微波技术在分析化学中的应用.分析化学,1988,16(7)∶668
2，陈新容,洪品杰,戴树珊,等.尼泊金酯类的微波合成.化学通报,1993，56(5)∶38
3，王仁章,乔晓光,李耀先,等.微波快速合成L-噻唑烷-4-甲酸及其乙酯的研究.化学试剂,1996,18(6)∶357
, 百拇医药
4，范彩玲,高歧,高向阳,等.微波消煮快速测定土壤中的酚类化合物.化学通报,1995，58(4)∶37
5，刘传斌,李宁,鲁济清,等.微波能用于酵母菌中海藻糖高效液相色谱分析样品制备的研究.分析化学研究报告,1999,62(1)∶24
6，陈宗宏,钱葆龙,金楠霞.微波加热测定硫磺中的水分.化学世界,1993,34(7)∶330
7，马银海,彭永芳,杨昌汇.微波加热测定盐酸小檗碱的水分.化学世界,1999,40(2)∶97
收稿：1999-08-31
修回：2000-12-21, 百拇医药
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