苦杏仁主要含有苷類、脂肪油、揮發(fā)油、黃酮類及氨基酸類等成分。揮發(fā)油是苦杏仁具有特殊氣味的主要來源。為了明確不同傳統(tǒng)炮制工藝對苦杏仁揮發(fā)性成分的影響規(guī)律,本文采用Heracles Ⅱ超快速氣相電子 揮發(fā)性成分分析
鼻(FGC E-Nose)檢測苦杏仁及炮制品的揮發(fā)性成分,運用多種化學(xué)計量學(xué)方法進行區(qū)分鑒別,明確不同炮制品揮發(fā)性成分的差異。
藥物與試劑
苦杏仁、nC6-nC16正構(gòu)烷烴標品
HeraclesⅡ超快速氣相電子鼻
供試品的制備
苦杏仁炮制品制備,將18個樣品(6個炮制方法×平行炮制3份)粉碎,過2號標準藥篩,平行制備3份,備用。
超快速氣相電子鼻實驗參數(shù)
色譜柱:非極性色譜柱MXT-5,弱極性色譜MXT-1701,分析參數(shù)見表1。
氣味成分定性
采用nC6-nC16正構(gòu)烷烴標品進行校準,將保留時間轉(zhuǎn)化為保留指數(shù),通過Kovats保留指數(shù)定性,用AroChembase數(shù)據(jù)庫對化合物進行分析。
采用nC6-nC16正構(gòu)烷烴標品進行校準,將保留時間轉(zhuǎn)化為保留指數(shù),通過Kovats保留指數(shù)定性,用AroChembase數(shù)據(jù)庫對化合物進行分析。
采用FGC E-Nose對苦杏仁及不同炮制品揮發(fā)性成分進行分析,通過Kovats保留指數(shù)定性,并與AroChembase數(shù)據(jù)庫信息進行對比,獲得苦杏仁及其炮制品可能的揮發(fā)性成分如表2。苦杏仁及不同炮制品中共鑒定出37種可能的揮發(fā)性成分,包括醇類10種、醛類8種、酸類4種、酯類4種、烴類4種、吡嗪類4種成分及其他類3種成分。SP、SZ、CZ、CHAOZ、MZ和FZ樣品中檢測出揮發(fā)性成分數(shù)量分別為13、7、14、17、18和16種。其中,生品和5種炮制品共同的揮發(fā)性成分為乙醇、苯甲醛和苯乙醛。
化學(xué)模式識別分析
聚類熱圖分析
對苦杏仁及炮制品的37種揮發(fā)性成分進行聚類熱圖分析。如圖1所示,聚類分析結(jié)果表明苦杏仁生品及其不同炮制品可各自聚為一類。熱圖結(jié)果表明苦杏仁和5種炮制品的氣味成分存在明顯差異。SZ樣品中絕大部分揮發(fā)性成分的含量降低。經(jīng)高溫加熱,增加了24種揮發(fā)性成分,且大多數(shù)揮發(fā)性成分含量升高。
PCA分析
以54個樣品(6個炮制方法×平行炮制3份×平行制備3份)的37個共有峰為變量,建立PCA模型。在PCA模型中,前5個主成分的R2X(cum)為87.8%,Q2(cum)為78%,說明所建立的模型具有良好的解釋和預(yù)測性能,并且能夠反映絕大部分數(shù)據(jù)信息。如圖2所示,PCA模型得分圖顯示苦杏仁及各炮制品樣品之間界限清晰,可按照炮制方法區(qū)分。
PLS-DA分析
根據(jù)PCA模型分類結(jié)果,按照不同炮制方法將樣品分為6類,建立PLS-DA模型。在PLS-DA模型中,前7個主成分R2X(cum)為99.4%,R2Y(cum)為97.9%,Q2(cum)為97.1%,說明所建立的模型性能良好。如圖3所示,PLS-DA模型得分圖顯示生品和5種炮制品各自聚為一類,表明不同炮制方法可顯著影響苦杏仁的揮發(fā)性成分。
ANN分析
以54個樣品的37個共有峰(54×37矩陣)為輸入層,以6種炮制品為輸出層,將樣品隨機分為訓(xùn)練集(70%)和驗證集(30%),采用多層感知器方式進行預(yù)測。ANN模型的判別結(jié)果如表3所示,ANN能夠正確識別訓(xùn)練集和驗證集樣品,說明此模型對苦杏仁及炮制品的快速鑒別具有較高的準確率,可對苦杏仁及5種炮制品進行快速、客觀、準確的種類判別。
差異標志物的確定
PLS-DA模型獲得變量重要性投影,結(jié)果如圖4所示。以VIP值>1的變量為差異標志物,分別為苯乙醛、苯甲醛、乙醇、吡嗪、異丙醇、3-甲基-1-丁醇和2-甲基丁醛。差異標志物相對含量如表4所示,與SP比較,苯乙醛的相對含量在SZ、CHAOZ、MZ和FZ樣品中顯著降低(P<0.01),在CZ樣品中顯著升高(P<0.01);苯甲醛的相對含量在SZ和CZ樣品中顯著降低(P<0.05,P<0.01),在CHAOZ、MZ和FZ樣品中顯著升高(P<0.01);乙醇的相對含量在CZ、MZ和FZ樣品中顯著降低(P<0.01),在SZ和CHAOZ樣品中顯著升高(P<0.01)。經(jīng)炮制加工后,3-甲基-1-丁醇消失,但產(chǎn)生了吡嗪、異丙醇和2-甲基丁醛,與SP比較,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。
本研究通過Heracles Ⅱ FGC E-Nose分析苦杏仁生品及其炮制品的揮發(fā)性成分,結(jié)果顯示苦杏仁生品與各炮制品揮發(fā)性成分的組成和含量存在一定差異。苯甲醛、苯乙醛和乙醇為共有成分,且相對含量較高。苯甲醛是苦杏仁具有苦杏仁氣味的主要來源,在CHAOZ、MZ和FZ樣品中苯甲醛含量較高。吡嗪類成分主要是在烘烤過程中發(fā)生Strecker反應(yīng)降解形成,加熱可促進其生成。苦杏仁經(jīng)炒制、蜜制或麩制后產(chǎn)生了吡嗪、乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪和2,3,5-三甲基吡嗪。MZ樣品中還產(chǎn)生了具有花香味的成分芳樟醇,可能是加入輔料蜂蜜的原因。
本研究發(fā)現(xiàn)苦杏仁經(jīng)高溫炒制和蜜制后,苯甲醛含量顯著升高,通過簡便快速的FGC E-Nose結(jié)合化學(xué)計量學(xué)明確了不同炮制工藝對苦杏仁揮發(fā)性成分的影響,高溫炮制增加了揮發(fā)性成分的組成和含量,去油制霜損失了大部分揮發(fā)性成分,這很可能是炮制發(fā)揮了“減毒增效”作用的關(guān)鍵因素。