地黃藥材根據(jù)炮制方法的不同分為鮮地黃、生地黃和熟地黃。目前，對(duì)生地黃的真?zhèn)蝺?yōu)劣評(píng)價(jià)往往以傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)鑒別為主，主觀性較強(qiáng)，描述模糊，缺乏客觀的量化指標(biāo)。本研究采用電子眼、電子鼻、電子舌技術(shù)，運(yùn)用主成分分析方法對(duì)地黃顏色、氣味、滋味進(jìn)行區(qū)分鑒別，擬建立更為客觀準(zhǔn)確，能快速識(shí)別的方法。
1 材料
IRISVA400電子眼系統(tǒng)、Heracles NEO電子鼻系統(tǒng)、ASTREEⅡ電子舌系統(tǒng)
2 方法
生地黃電子眼分析
將生地黃樣品放置白板紙上，每個(gè)品種包含３個(gè)批次，電子眼開機(jī)后穩(wěn)定15min使光源無(wú)偏差，待燈綠開始使用。校正鏡頭曝光度和焦距等數(shù)值，使用24色色彩校正板進(jìn)行校正，光圈采用5mm，光源使用D65，打開頂部光源以消除背景。校正后拍照，每個(gè)樣品選取至少５個(gè)不同部位進(jìn)行成像分析處理。
生地黃電子鼻分析
將生地黃樣品用組織搗碎機(jī)進(jìn)行打粉，過5號(hào)篩，稱量1.0ｇ地黃粉末置于20mL的電子鼻專用頂空瓶中，使用PTFE隔墊嚴(yán)密隔絕氣味，待分析樣品置于自動(dòng)進(jìn)樣器上。校準(zhǔn)液為正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)溶液（nC6-nC16）。
生地黃電子舌分析
采用第６套傳感器系統(tǒng)，包括AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS共７根傳感器。選擇Ag／AgCl作為參比電極，通過軟件對(duì)信號(hào)值的分析，能夠在０到12的刻度上比較不同樣品間的各種滋味的相對(duì)強(qiáng)度。將生地黃樣品粉碎，過５號(hào)篩，稱取２ｇ粉末于燒杯中，加入50mL60℃蒸餾水，超聲處理30min，靜置１ｈ，濾紙過濾后取25ｍＬ置于電子舌專用燒杯中待測(cè)，重復(fù)３次，每檢測(cè)１個(gè)樣品后對(duì)傳感器進(jìn)行１次徹底清洗。樣品采集時(shí)間為120ｓ，每次分析時(shí)間為180ｓ。
統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用Alpha soft軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用主成分分析（PCA）法，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)向量進(jìn)行線性變換，對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，轉(zhuǎn)化為少數(shù)綜合指標(biāo)。
圖片
3 結(jié)果
生地黃電子眼分析結(jié)果
懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
對(duì)懷區(qū)９種樣品進(jìn)行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖１可知，第一主成分（ＰＣ１）與第二主成分（ＰＣ２）之和達(dá)到了８６.７２２％，代表了樣品絕大部分信息，其識(shí)別指數(shù)為９９，識(shí)別指數(shù)框?yàn)榫G色，說明各個(gè)樣品之間在顏色上存在差異。在主成分分析圖中，樣品間的相對(duì)距離越近，則樣品整體顏色越接近。“金九”與“８５?５”樣品間的相對(duì)距離最近，顏色最相近；“噸王”和“懷豐”分別分布在單獨(dú)的區(qū)域且與其他品種相對(duì)距離較遠(yuǎn)，顏色差別較大。各樣品整體顏色差異較大，使用電子眼能迅速區(qū)分懷區(qū)不同主栽品種生地黃。
對(duì)不同產(chǎn)地“北京３號(hào)”樣品進(jìn)行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖２可知，ＰＣ１與ＰＣ２之和達(dá)到了９８.９６６％，其識(shí)別指數(shù)為１００。河南溫縣與山西、陜西、甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”樣品間相對(duì)距離均較遠(yuǎn)，各樣品整體顏色差異較大。其中河南溫縣與山西所產(chǎn)“北京３號(hào)”分別分布在ＰＣＡ圖中不同區(qū)域；陜西與甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”分布在相同區(qū)域，相對(duì)距離較近。
懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
由圖３可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９１.６４４％，其識(shí)別指數(shù)達(dá)到９６，說明基于氣味上的差異能有效區(qū)分這９種懷地黃樣品。在主成分分析圖中，樣品間的相對(duì)距離越近，則樣品整體氣味越接近，“師大地黃１號(hào)”與“師大地黃２號(hào)”樣品的相對(duì)距離最近，氣味差別較小；懷地黃主栽品種“懷豐”分布在左側(cè)區(qū)域，其它樣品分布在右側(cè)區(qū)域，且各品種間存在一定相對(duì)距離，說明“懷豐”氣味與其它樣品差異較大。
由圖４可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９５.０５７％，其識(shí)別指數(shù)達(dá)到９９，說明基于氣味上的差異能有效區(qū)分不同產(chǎn)地地黃樣品。河南溫縣與甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”各單獨(dú)分布在一個(gè)區(qū)域，與其他產(chǎn)區(qū)氣味差別較大；山西與陜西所產(chǎn)“北京３號(hào)”氣味差別較小，利用ＡｒｏＣｈｅｍＢａｓｅｓ數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)篩選出的差異較大的色譜峰進(jìn)行定性可知，生地黃氣味差異可能由于乙醛、乙醇、２，３?丁烷、乙腈、己醛等揮發(fā)性氣體含量差異引起，說明使用電子鼻能迅速區(qū)分同一品種不同產(chǎn)地生地黃。
懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
懷區(qū)９種不同主栽品種懷地黃ＲＳＤ分別為０.４２％、１.３５％、０.５６％、０.３４％、０.４２％、０.２２％、０.２２％，樣品３次重復(fù)間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都比較小，說明樣品在重復(fù)測(cè)試過程中電子舌儀器的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好。由圖５可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９５.０６０％，其識(shí)別指數(shù)為９３，說明這９種生地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區(qū)分開來(lái)。在主成分分析圖中，樣品間的相對(duì)距離越近，則樣品整體滋味越接近，其中“金九”與“８５?５”樣品的相對(duì)距離最近，滋味差別最小；“噸王”與“沁懷”的相對(duì)距離最遠(yuǎn)，滋味差別最大。
不同產(chǎn)地“北京３號(hào)”生地黃樣品ＲＳＤ分別為０.２０％、０.７９％、０.３９％、０.２８％、０.２０％、０.１７％、０.１５％，說明樣品在重復(fù)測(cè)試過程中電子舌儀器的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好。由圖７可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９９.２２１％，其識(shí)別指數(shù)為９４，說明不同產(chǎn)地地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區(qū)分開來(lái)，其中同一生地黃品種“北京３號(hào)”山西與甘肅所產(chǎn)樣品滋味差別最大，且各產(chǎn)地“北京３號(hào)”生地黃間存在一定距離。
懷區(qū)不同主栽品種生地黃
將懷區(qū)９種不同主栽品種樣品的電子眼、電子鼻和電子舌數(shù)據(jù)整合在一起，數(shù)據(jù)歸一化處理后進(jìn)行擬合分析，結(jié)果見圖９，其中ＰＣ１與ＰＣ２之和達(dá)到了６５.５８８％，其區(qū)分指數(shù)為９４，說明各個(gè)樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。樣品間距離越遠(yuǎn)，整體感官差別越大，其中“懷豐”“噸王”“沁懷”分別分布在圖中不同區(qū)域，相對(duì)距離較遠(yuǎn)；“北京３號(hào)”“８５?５”“金九”“星科”“師大地黃１號(hào)”“師大地黃２號(hào)”相對(duì)距離較近。
圖１０中ＰＣ１與ＰＣ２之和達(dá)到了６７.６７％，其區(qū)分指數(shù)為９１，說明各個(gè)樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。河南溫縣、山西、陜西、甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”分別分布在主成分分析圖的４個(gè)區(qū)域，且相對(duì)距離較遠(yuǎn)，差異明顯，不同產(chǎn)區(qū)的生態(tài)因子造成不同產(chǎn)區(qū)生地黃整體感觀差異。
本研究采用電子眼、電子鼻和電子舌技術(shù)首次對(duì)不同品種、不同產(chǎn)地的生地黃在顏色、氣味、滋味上測(cè)定分析和比較。電子眼、電子鼻、電子舌均可以有效地將道地產(chǎn)區(qū)不同主栽品種生地黃或同一品種不同產(chǎn)地生地黃迅速區(qū)分開來(lái)；生地黃的顏色差異與遺傳背景和土壤環(huán)境條件有關(guān)；電子眼、電子鼻、電子舌的擬合應(yīng)用可以有效地將道地產(chǎn)區(qū)不同主栽品種生地黃或同一品種不同產(chǎn)地生地黃迅速區(qū)分開來(lái)。
來(lái)源：感官科學(xué)與評(píng)定，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。
參考文獻(xiàn)：李建軍,常筱沛,馬靜瀟等.電子眼、電子鼻和電子舌鑒別不同品種、不同產(chǎn)地生地黃[J].中成藥,2022,44(11):3549-3554.
提醒：文章僅供參考，如有不當(dāng)，歡迎留言指正和交流。且讀者不應(yīng)該在缺乏具體的專業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動(dòng)，因此導(dǎo)致的損失，本運(yùn)營(yíng)方不負(fù)責(zé)。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺(tái)發(fā)布，請(qǐng)聯(lián)系小編。
1 材料
表1 樣品信息表
2 方法
生地黃電子眼分析
將生地黃樣品放置白板紙上，每個(gè)品種包含３個(gè)批次，電子眼開機(jī)后穩(wěn)定15min使光源無(wú)偏差，待燈綠開始使用。校正鏡頭曝光度和焦距等數(shù)值，使用24色色彩校正板進(jìn)行校正，光圈采用5mm，光源使用D65，打開頂部光源以消除背景。校正后拍照，每個(gè)樣品選取至少５個(gè)不同部位進(jìn)行成像分析處理。
生地黃電子鼻分析
將生地黃樣品用組織搗碎機(jī)進(jìn)行打粉，過5號(hào)篩，稱量1.0ｇ地黃粉末置于20mL的電子鼻專用頂空瓶中，使用PTFE隔墊嚴(yán)密隔絕氣味，待分析樣品置于自動(dòng)進(jìn)樣器上。校準(zhǔn)液為正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)溶液（nC6-nC16）。
生地黃電子舌分析
采用第６套傳感器系統(tǒng)，包括AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS共７根傳感器。選擇Ag／AgCl作為參比電極，通過軟件對(duì)信號(hào)值的分析，能夠在０到12的刻度上比較不同樣品間的各種滋味的相對(duì)強(qiáng)度。將生地黃樣品粉碎，過５號(hào)篩，稱取２ｇ粉末于燒杯中，加入50mL60℃蒸餾水，超聲處理30min，靜置１ｈ，濾紙過濾后取25ｍＬ置于電子舌專用燒杯中待測(cè)，重復(fù)３次，每檢測(cè)１個(gè)樣品后對(duì)傳感器進(jìn)行１次徹底清洗。樣品采集時(shí)間為120ｓ，每次分析時(shí)間為180ｓ。
統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
采用Alpha soft軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用主成分分析（PCA）法，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)向量進(jìn)行線性變換，對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，轉(zhuǎn)化為少數(shù)綜合指標(biāo)。
圖片
3 結(jié)果
生地黃電子眼分析結(jié)果
懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
對(duì)懷區(qū)９種樣品進(jìn)行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖１可知，第一主成分（ＰＣ１）與第二主成分（ＰＣ２）之和達(dá)到了８６.７２２％，代表了樣品絕大部分信息，其識(shí)別指數(shù)為９９，識(shí)別指數(shù)框?yàn)榫G色，說明各個(gè)樣品之間在顏色上存在差異。在主成分分析圖中，樣品間的相對(duì)距離越近，則樣品整體顏色越接近。“金九”與“８５?５”樣品間的相對(duì)距離最近，顏色最相近；“噸王”和“懷豐”分別分布在單獨(dú)的區(qū)域且與其他品種相對(duì)距離較遠(yuǎn)，顏色差別較大。各樣品整體顏色差異較大，使用電子眼能迅速區(qū)分懷區(qū)不同主栽品種生地黃。
圖1 懷區(qū)不同主栽品種生地黃電子眼主成分分析圖
同一品種不同產(chǎn)地生地黃鑒別對(duì)不同產(chǎn)地“北京３號(hào)”樣品進(jìn)行電子眼的ＰＣＡ分析，由圖２可知，ＰＣ１與ＰＣ２之和達(dá)到了９８.９６６％，其識(shí)別指數(shù)為１００。河南溫縣與山西、陜西、甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”樣品間相對(duì)距離均較遠(yuǎn)，各樣品整體顏色差異較大。其中河南溫縣與山西所產(chǎn)“北京３號(hào)”分別分布在ＰＣＡ圖中不同區(qū)域；陜西與甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”分布在相同區(qū)域，相對(duì)距離較近。
圖2 不同產(chǎn)地“北京3號(hào)”生地黃電子眼主成分分析圖
生地黃電子鼻分析結(jié)果懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
由圖３可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９１.６４４％，其識(shí)別指數(shù)達(dá)到９６，說明基于氣味上的差異能有效區(qū)分這９種懷地黃樣品。在主成分分析圖中，樣品間的相對(duì)距離越近，則樣品整體氣味越接近，“師大地黃１號(hào)”與“師大地黃２號(hào)”樣品的相對(duì)距離最近，氣味差別較小；懷地黃主栽品種“懷豐”分布在左側(cè)區(qū)域，其它樣品分布在右側(cè)區(qū)域，且各品種間存在一定相對(duì)距離，說明“懷豐”氣味與其它樣品差異較大。
圖3 懷區(qū)不同主栽品種生地黃電子鼻主成分分析圖
同一品種不同產(chǎn)地生地黃鑒別由圖４可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９５.０５７％，其識(shí)別指數(shù)達(dá)到９９，說明基于氣味上的差異能有效區(qū)分不同產(chǎn)地地黃樣品。河南溫縣與甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”各單獨(dú)分布在一個(gè)區(qū)域，與其他產(chǎn)區(qū)氣味差別較大；山西與陜西所產(chǎn)“北京３號(hào)”氣味差別較小，利用ＡｒｏＣｈｅｍＢａｓｅｓ數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)篩選出的差異較大的色譜峰進(jìn)行定性可知，生地黃氣味差異可能由于乙醛、乙醇、２，３?丁烷、乙腈、己醛等揮發(fā)性氣體含量差異引起，說明使用電子鼻能迅速區(qū)分同一品種不同產(chǎn)地生地黃。
圖4 不同產(chǎn)地“北京3號(hào)”生地黃電子鼻主成分分析圖
生地黃電子舌分析結(jié)果懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
懷區(qū)９種不同主栽品種懷地黃ＲＳＤ分別為０.４２％、１.３５％、０.５６％、０.３４％、０.４２％、０.２２％、０.２２％，樣品３次重復(fù)間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都比較小，說明樣品在重復(fù)測(cè)試過程中電子舌儀器的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好。由圖５可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９５.０６０％，其識(shí)別指數(shù)為９３，說明這９種生地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區(qū)分開來(lái)。在主成分分析圖中，樣品間的相對(duì)距離越近，則樣品整體滋味越接近，其中“金九”與“８５?５”樣品的相對(duì)距離最近，滋味差別最小；“噸王”與“沁懷”的相對(duì)距離最遠(yuǎn)，滋味差別最大。
圖5 懷區(qū)不同主栽品種生地黃電子舌主成分分析圖
從圖６中能更直觀地看出樣品間在滋味上有差別，不同主栽品種懷地黃在不同傳感器上信號(hào)反應(yīng)強(qiáng)度存在差異，其中“噸王”在酸味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度最強(qiáng)，“師大地黃１號(hào)”在咸味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度最強(qiáng)，“懷豐”在鮮味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度最強(qiáng)。
圖6 懷區(qū)不同主栽品種生地黃滋味雷達(dá)圖
同一品種不同產(chǎn)地生地黃鑒別不同產(chǎn)地“北京３號(hào)”生地黃樣品ＲＳＤ分別為０.２０％、０.７９％、０.３９％、０.２８％、０.２０％、０.１７％、０.１５％，說明樣品在重復(fù)測(cè)試過程中電子舌儀器的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性好。由圖７可知，ＰＣ１與ＰＣ２的貢獻(xiàn)率之和達(dá)到了９９.２２１％，其識(shí)別指數(shù)為９４，說明不同產(chǎn)地地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區(qū)分開來(lái)，其中同一生地黃品種“北京３號(hào)”山西與甘肅所產(chǎn)樣品滋味差別最大，且各產(chǎn)地“北京３號(hào)”生地黃間存在一定距離。
圖7 不同產(chǎn)地“北京3號(hào)”生地黃電子舌主成分分析圖
從圖８中能更直觀地看出樣品間在滋味上有差別，其中河南溫縣產(chǎn)“北京３號(hào)”生地黃在酸味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度最強(qiáng)，山西產(chǎn)“北京３號(hào)”生地黃在咸味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度最強(qiáng)，陜西產(chǎn)“北京３號(hào)”生地黃在鮮味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度最強(qiáng)，甘肅產(chǎn)“北京３號(hào)”生地黃在咸味傳感器上相對(duì)強(qiáng)度較強(qiáng)。
圖8 不同產(chǎn)地“北京3號(hào)”生地黃滋味雷達(dá)圖
擬合分析懷區(qū)不同主栽品種生地黃
將懷區(qū)９種不同主栽品種樣品的電子眼、電子鼻和電子舌數(shù)據(jù)整合在一起，數(shù)據(jù)歸一化處理后進(jìn)行擬合分析，結(jié)果見圖９，其中ＰＣ１與ＰＣ２之和達(dá)到了６５.５８８％，其區(qū)分指數(shù)為９４，說明各個(gè)樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。樣品間距離越遠(yuǎn)，整體感官差別越大，其中“懷豐”“噸王”“沁懷”分別分布在圖中不同區(qū)域，相對(duì)距離較遠(yuǎn)；“北京３號(hào)”“８５?５”“金九”“星科”“師大地黃１號(hào)”“師大地黃２號(hào)”相對(duì)距離較近。
圖9 懷區(qū)不同主栽品種生地黃擬合主成分分析圖
同一品種不同產(chǎn)地生地黃圖１０中ＰＣ１與ＰＣ２之和達(dá)到了６７.６７％，其區(qū)分指數(shù)為９１，說明各個(gè)樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。河南溫縣、山西、陜西、甘肅所產(chǎn)“北京３號(hào)”分別分布在主成分分析圖的４個(gè)區(qū)域，且相對(duì)距離較遠(yuǎn)，差異明顯，不同產(chǎn)區(qū)的生態(tài)因子造成不同產(chǎn)區(qū)生地黃整體感觀差異。
圖10 不同產(chǎn)地“北京3號(hào)”生地黃擬合主成分分析圖
4 討論本研究采用電子眼、電子鼻和電子舌技術(shù)首次對(duì)不同品種、不同產(chǎn)地的生地黃在顏色、氣味、滋味上測(cè)定分析和比較。電子眼、電子鼻、電子舌均可以有效地將道地產(chǎn)區(qū)不同主栽品種生地黃或同一品種不同產(chǎn)地生地黃迅速區(qū)分開來(lái)；生地黃的顏色差異與遺傳背景和土壤環(huán)境條件有關(guān)；電子眼、電子鼻、電子舌的擬合應(yīng)用可以有效地將道地產(chǎn)區(qū)不同主栽品種生地黃或同一品種不同產(chǎn)地生地黃迅速區(qū)分開來(lái)。
來(lái)源：感官科學(xué)與評(píng)定，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。
參考文獻(xiàn)：李建軍,常筱沛,馬靜瀟等.電子眼、電子鼻和電子舌鑒別不同品種、不同產(chǎn)地生地黃[J].中成藥,2022,44(11):3549-3554.
提醒：文章僅供參考，如有不當(dāng)，歡迎留言指正和交流。且讀者不應(yīng)該在缺乏具體的專業(yè)建議的情況下，擅自根據(jù)文章內(nèi)容采取行動(dòng)，因此導(dǎo)致的損失，本運(yùn)營(yíng)方不負(fù)責(zé)。如文章涉及侵權(quán)或不愿我平臺(tái)發(fā)布，請(qǐng)聯(lián)系小編。
