探索传统工艺与新一代信息技术相结合的姜炭炮制工艺

高学侠，武子锋，胡中盛，史丹丹

亳州市沪谯药业有限公司，安徽 亳州，236800

0 引言

在中药饮片领域，姜炭炮制工艺是一种普遍的加工生产工艺，不同产地的鲜姜、干姜中的6-姜酚的含量差异较大，比如云南、贵州长顺生产的鲜姜中6-姜酚的含量相对较高，可能与生姜的生长环境及气候因素等有关[1]，不同干姜的传统炮制中6-姜酚的含量从大到小依次为：炒黄＞麸炒＞干姜＞砂炒＞炒炭＞闷煅[2]。鉴于上述6-姜酚的含量差异较大，且姜炭炮制中又会大幅降低其有效成分，所以经常出现不合格的姜炭。当前，姜炭炮制方法又离不开传统工艺，但姜炭的炮制也可在信息技术的支撑下准确、快速、科学地实现质量提升的目标。为了最大限度地保留姜炭的有效成分，本文围绕“炒炭存性”展开调研。“炒炭存性”这一原则可作为信息追溯系统的基础规则，通过计算机快速解决问题，将整个姜炭炮制过程作为追溯[3]及大数据分析来管理。炒炭要求存性，花、叶、草等类药材在炒炭后仍应可清晰分辨药物原形，此可通过信息技术手段做对比。

1 主要研究内容和目标

通过优化姜炭炮制工艺，融入信息化追溯系统，结合对文献中的理论方法进行验证。为了最大限度地保留姜炭的有效成分，通过“炒炭存性”的传统工艺和信息化研究，既可以有效保留姜炭中的有效成分，又能彻底解决炮制工艺中因6-姜酚含量差异较大的问题，同时准确、快速、科学地解决姜炭炮制工艺质量问题。

2 具体实施过程

2.1 技术方案的步骤

用电磁炒药机炒制：设定炒锅温度为350℃，转速30～35Hz，上料时的物料温度为265～275℃，出料时的物料温度为260～270℃，炒至外表焦黑色、内部棕褐色。从这里可以在数据库中新建一个表，命名为JTPZ，字段列表见表1。

表1 JTPZ 数据库表

将传统姜炭炮制工艺参数通过信息技术实现，然后用现代信息技术的思维方式解决中药炮制工艺方面的问题。

具体实施方式：本次选用产地为云南，且色白、少筋、饱满坚实、粉性足的干姜块，检测其6-姜辣素含量为1.22%（《中国药典》（2020年版）要求不低于0.60%，该规则可以作为信息追溯系统基础约束条件，检测结果与基础条件对比，判断结果），分七批设置加河砂炒制和清炒以及不同炒制温度、转速、上料物料温度、出料物料温度、炒制时间进行炮制，炮制后样品依据《中国药典》（2020年版）姜炭项下的高效液相色谱法（通则0512）进行测定，该测定规则全部纳入信息追溯系统，炮制后的样品检测结果被录入系统，与高效液相色谱法基础规则对比，随后根据系统对比生成科学、合理的结果。同一色谱条件下比较不同炮制条件对主成分6-姜辣素含量的影响，试验参数及结果如表2。

表2 试验参数及结果

表2在信息追溯系统数据库中可新建数据库表，命名为PZSY，字段列表见表3。

表3 PZSY 数据库表

该表字段所表示的意义与表2表头一一对应，表3作为数据库表存储，数据的关联涉及工艺的不同验证标准，通过完整的工艺验证也使得追溯系统更加科学合理。工艺验证通过信息技术来完成，可以快速得出验证结果、提高验证质量、使验证更科学。例如，想轻松得到姜炭试验数据，可通过数据库查询技术实现，以查询设定炒制温度为350℃的试验参数及结果，查询语句为：SELECT * FROM PZSY WHERE SDCZWD=”350”。查询结果见表4。

表4 炒制温度为350℃的姜炭试验参数及结果的查询结果

《中国药典》（2020年版）姜炭项下的高效液相色谱法在信息追溯系统下的数据库表命名为JTGZCD，见表5。

表5 JTGZCD 数据库表

想得到查询结果，可通过以下SQL语句实现，书写方式如下：

3 姜炭炮制工艺验证剖析

由表2可知，在设定的a、b、c、d、e、f、g七次试验中，为了减少炒制过程中火星较多、炒制后不匀、姜炭表面炭化的问题及操作安全，首先试验炒制品a和b，选用辅料河砂炒制，通过实验发现，虽然炒制过程中无火星，但是炒制后的姜炭质地过于松泡，断面焦黑色占比较多，也验证了《中国药典》（2020年版）干姜项下姜炭要清炒的说法。炒制品c开始选用清炒炮制，适当降低炒锅温度至300℃，转速35Hz，降低上料物料温度，防止上料后干姜迅速起火星，在炒制品达到外观颜色要求时，由于炒制时间较长，发现部分姜炭内部均已炭化；炒制品d提高炒锅温度至350℃，转速40Hz，提高上料物料温度至250℃，减少单锅量为9kg，炒至外观焦黑色时，内部有部分棕黑色；炒制品e设定同样的炒锅温度350℃，降低转速至30Hz，提高上料温度，缩短炒制时间，结果姜炭的外表及内部颜色均达到标准要求。为使炒制品更匀，又设定炒制品f提高转速至35Hz，其外表及内部也均达到标准要求；尝试通过提高炒锅温度至370℃，转速35Hz，降低炒制时间，其外表达到要求时，发现断面有部分棕黄色夹生品。

通过检测结果发现，炒制品的外观性状最符合标准要求的e和f样品，其6-姜辣素的含量也是最高的；炒制品g虽然含量高，但是有部分夹生品，需要回锅，不方便实际操作。由此得出最终结论：设定炒锅温度350℃，转速30～35Hz（干姜块大厚选择35Hz，块小薄选择30Hz），上料物料温度265～275℃，出料物料温度260～270℃，炒至外表焦黑色、内部棕褐色。

4 信息追溯技术与传统工艺可行性结合

《中国药典》（2020年版）姜炭项下的高效液相色谱法和6-姜辣素含量不低于0.60%等规则为固定基础规则，可作为追溯信息系统的基础依据，也算炮制工艺信息化质量提升系统的标准依据，检测均围绕该标准依据，通过录入信息追溯系统，可自动判断检测结果是否符合标准。所有试验的数据均可用信息技术存储到数据库中，这些数据可以长期保存。通过大量的数据存储，可以构建有关姜炭的大数据分析服务，通过大数据分析，可以从系统中找出规律，因此有些新的结论和创造基本都来源于大数据的规模性分析，任何个人臆想和猜测均在大数据规律面前站不住脚，所有有利的理论均来源于大量的数据验证分析。传统分析方法需要时间的积累，新时代信息技术方法可以智慧化地解决分析困难的问题。“炒炭存性”作为一种规则，也可作为信息技术追溯系统的基础信息，来提高试验数据结论的准确性，因为中药饮片追溯的细化应该包括具体品种的炮制信息。姜炭炮制工艺工作原理如图1所示。

图1 姜炭炮制工艺工作原理图

中心服务器可分为N个数据库，比如炮制工艺数据库、采购数据库、质量数据库、生产数据库等，按不同的功能将数据库分散设置。中心服务器不是一台服务器，而是服务器集群，不同的功能可以分散管理，在这些集群中，炮制工艺的数据库可以作为质量数据服务器的一部分，也可以单独作为一个品种分类查询。

药材炒炭前后可通过信息技术手段做对比，若炒炭后无法清晰分辨药物原形，则炒炭失败，在这里可以使用asp.net框架中的Image.GetPixel方法获取每个像素点的Color，然后将各点组合成一个Hash值，部分代码如下：

将炒炭前的原图存储到数据库中，等炒炭结束后或者在炒炭过程中，可不间断地将两者进行对比。

5 总结

传统工艺与新一代信息技术相结合的姜炭炮制，能更准确、快速、科学地实现质量提升目标。干姜中6-姜酚的含量在姜炭炮制过程中可能会进一步降低，通过将合格姜炭标准：6-姜辣素含量要求不低于0.60%，作为信息技术追溯系统的基本判断信息，再通过计算机高效的计算能力，快速判断姜炭合格率。另外围绕“炒炭存性”的原则开展信息技术研发，通过完善的信息追溯技术，科学、及时、最大限度地达到保留姜炭有效成分的目的。姜炭炮制工艺中所有规则、标准均可作为信息追溯系统中的基础信息，这些基础信息在姜炭炮制质量监测过程中被调用，并将监测或实验的数据存储到数据库中，通过大量姜炭炮制历史数据，研判姜炭的炮制新工艺。姜炭炮制信息化新工艺与其他中药炮制有相似之处，但也有不同之处，本文观点仅限于姜炭炮制工艺的信息技术新论点，因不同品种涉及的方法、规则、标准不一定一致，对其他品种仅作为参考。传统工艺与新一代信息技术相结合的姜炭炮制方法仅仅是炮制中质量规范的一种，中药饮片质量规范管理可作为一门信息技术追溯学科加以探索和研究，本文仅概括性地阐述姜炭炮制工艺信息技术追溯实现的可行性，以后可进一步深入研究姜炭炮制工艺，在信息技术追溯的支撑下实现新的突破。