基于電子舌技術(shù)的泡囊草炮制前后味覺比較

侯亞星，月 英，敖 民，蘇日嘎拉圖，包明蘭

(內(nèi)蒙古民族大學(xué) 蒙醫(yī)藥學(xué)院，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

泡囊草是茄科植物泡囊草Physochlainaphysaloides(L.)G.Don的干燥根，1998年被收載于《中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)(蒙藥分冊(cè))》，具有殺“黏”、消腫、殺蟲、鎮(zhèn)痛、解痙、清“協(xié)日烏素”、壯陽(yáng)等作用，常用于治療黏性胃痧、結(jié)喉、發(fā)癥、蟲疾、腦刺痛、頭痛和陽(yáng)痿等[1-2]。泡囊草有大毒，含有的山莨菪堿、東莨菪堿、莨菪堿等生物堿既是有效成分也是有毒成分[3]。蒙醫(yī)常將泡囊草采用文火炒黃[4]，羊奶中浸泡后在草木灰中煨透[5]，用牛奶浸泡后曬干[2-4]，用水煎煮、制膏[2]等方法處理后使用[6]。泡囊草經(jīng)以上4種方法炮制后，均可不同程度降低毒性且用牛奶浸泡的炮制品毒性最低[7-9]。泡囊草不同炮制品的大、中、小劑量組均有不同程度的抗炎、鎮(zhèn)痛、抗疲勞、止咳作用[10]。目前，泡囊草的研究主要集中在炮制工藝[7]、化學(xué)成分[10]及藥效[10]等方面，但尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于味覺方面的研究報(bào)道。

蒙藥“六味”是蒙藥的重要性味，概括為甘、酸、咸、苦、辛、澀味。這些味覺是五元在藥物形成過(guò)程中，經(jīng)過(guò)復(fù)雜作用而形成的，蒙藥的“六味”不僅是藥材本身的滋味也是蒙藥功效和性質(zhì)的高度概括[11]。

電子舌技術(shù)(Electronic tongue，ET)又被稱為人工味覺識(shí)別技術(shù)或味覺傳感器技術(shù)，是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來(lái)的一種分析、識(shí)別單一或者復(fù)雜液體“味道”的智能檢測(cè)技術(shù)[12]，在食品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[13-14]，近年來(lái)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸被人們重視起來(lái)，包括鑒別藥材的種類 、產(chǎn)地[15-18]、采收及儲(chǔ)存時(shí)間、炮制程度[19-21]，評(píng)價(jià)中藥五味[22-23]及藥效物質(zhì)基礎(chǔ)[24-25]、掩味效果[26-29]、中藥質(zhì)量及臨床試驗(yàn)中安慰劑的味道等，為中藥材或中藥制劑的質(zhì)量控制與評(píng)價(jià)提供了科學(xué)有效的技術(shù)手段[30]。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)蒙藥泡囊草生品及牛奶炮制品和浸膏品的味覺檢測(cè)試驗(yàn)，對(duì)炮制前后泡囊草的味覺變化做出科學(xué)解析，并為蒙藥泡囊草炮制原理研究提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試藥

味覺分析系統(tǒng)(TS-5000Z，日本INSENT公司)；泡囊草，由呼倫貝爾盟境內(nèi)采取，經(jīng)內(nèi)蒙古民族大學(xué)蒙醫(yī)藥學(xué)院布和巴特爾教授鑒定為泡囊草干燥根。

1.2 試藥制備

生品泡囊草：泡囊草藥材除去雜質(zhì)、粗莖枝凈制而得；牛奶制品：取泡囊草，加入一定比例的鮮牛奶，使用量以淹沒藥材為宜，浸泡悶透，在60℃干燥，取出，放涼[31]；浸膏制品：藥材切成碎塊，先加少量水拌勻，悶潤(rùn)，再加水沒過(guò)藥材，煎煮2～3次，合并煎液，濾過(guò)，濾過(guò)文火水煎煮，不斷翻動(dòng)，濃縮至挑起成絲時(shí)，置易吸水的紙上觀察，以不滲紙為度，放涼，取出[31](注：生品為1號(hào)樣品，牛奶制品為2號(hào)樣品，浸膏為3號(hào)樣品)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 樣品前處理

稱取2 g樣品置于250 mL燒杯中，量取100 mL娃哈哈純凈水加到燒杯中，玻璃棒均勻攪拌，超聲5 min，3 000 rpm離心5 min后濾紙過(guò)濾，取上清液測(cè)試。其中3號(hào)樣品可完全溶解。

2.2 測(cè)試用液

reference溶液(人工唾液)：KCL+酒石酸；負(fù)極清洗液：水+乙醇+HCL；正極清洗液：KCL+水+乙醇+KOH。

2.3 技術(shù)路線

工藝流程，見圖1。

圖1 工藝流程

3 結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

將泡囊草生品及不同制品采用味覺分析系統(tǒng)進(jìn)行分析，泡囊草樣品的電子舌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見表1。

表1 泡囊草樣品的電子舌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

本實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均是以人工唾液(參比溶液)為標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)輸出值，電子舌測(cè)試人工唾液的狀態(tài)模擬人口腔中只有唾液時(shí)的狀態(tài)；其中Tasteless為無(wú)味點(diǎn)，即參比溶液的輸出，參比溶液(reference)由KCL和酒石酸組成味覺值，故酸味的無(wú)味點(diǎn)為-13，咸味的無(wú)味點(diǎn)為-6，以此為基準(zhǔn)，當(dāng)樣品的味覺值低于Tasteless時(shí)說(shuō)明樣品無(wú)該味道，反之則有。另外，豐富性是鮮味的回味，反映了樣品鮮味的持久性，又稱為鮮味持久度。

3.2 確定有效的味覺指標(biāo)

以參比溶液的輸出為“0”，除了酸味和咸味，其他指標(biāo)的無(wú)味點(diǎn)均為0，將大于無(wú)味點(diǎn)的味覺項(xiàng)目作為評(píng)價(jià)對(duì)象。由于基準(zhǔn)液是氯化鉀與酒石酸配制而成，故基準(zhǔn)溶液中含有少量的酸和鹽，酸味和咸味的無(wú)味點(diǎn)分別為-13和-6。

本次測(cè)試的泡囊草樣品的酸味和咸味均明顯低于無(wú)味點(diǎn)。其他味覺指標(biāo)則均在無(wú)味點(diǎn)以上。見圖2。

圖2 以RefSol參比溶液為基準(zhǔn)的泡囊草樣品雷達(dá)圖

將酸味和咸味去掉后比較泡囊草樣品有效的味覺指標(biāo)，從有效味覺指標(biāo)味覺圖3中可見，測(cè)試的3個(gè)樣品中1和2的各項(xiàng)指標(biāo)較為接近，均與3存在明顯的差異。

圖3 泡囊草樣品有效味覺指標(biāo)雷達(dá)圖

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見泡囊草樣品的苦味回味和澀味回味值接近于無(wú)味點(diǎn)，通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，其中3號(hào)的苦味回味和澀味回味均明顯高于1和2號(hào)樣品，見圖4(軟件中截取)。由圖5(軟件中截取)可見，3號(hào)樣品的澀味最強(qiáng)，澀味值4.28，澀味值高于另外兩個(gè)樣品超過(guò)1個(gè)刻度，差異明顯；1和2兩個(gè)樣品的澀味則接近。2號(hào)樣品則是苦味最強(qiáng)；1號(hào)樣品的苦澀味是三個(gè)樣品中最小的。

注：X軸為苦味，Y軸為澀味。

圖5 泡囊草樣品苦味和澀味散點(diǎn)圖

3.3 鮮味和豐富性

鮮味的回味是豐富性，反映了鮮味的持久性，又稱為鮮味持久性，通常用來(lái)反映魚湯、醬油等樣品鮮味的情況，其檢測(cè)主要是依據(jù)鮮味傳感器對(duì)氨基酸、核酸類物質(zhì)的應(yīng)答。

本次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)牛奶處理后的泡囊草樣品均具有明顯鮮味和豐富性，3號(hào)也具有較強(qiáng)的鮮味和豐富性。通過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)3號(hào)的鮮味和豐富性是最強(qiáng)的，1號(hào)的鮮味與3號(hào)接近，但豐富性要弱于3號(hào)，2號(hào)的鮮味和豐富性均最小。樣品間味覺值的差異超過(guò)1個(gè)刻度，差異顯著。結(jié)果見圖6。

圖6 泡囊草樣品鮮味和豐富性散點(diǎn)圖

3.4 泡囊草樣品的PCA主成分分析

PCA主成分分析是一種常用的統(tǒng)計(jì)分析方法，主要是用其進(jìn)行樣品之間的聚類分析。橫、縱坐標(biāo)軸分別為主成分1和2，方差貢獻(xiàn)率分別為82.83%和17.16%，基于有效的味覺指標(biāo)(去除酸味和咸味)對(duì)3個(gè)樣品進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見圖7(軟件中截取)，味覺指標(biāo)貢獻(xiàn)率見表2。

表2 泡囊草樣品的PCA主成分貢獻(xiàn)情況

圖7 所有樣品的PCA主成分分析圖

從表2中可見澀味、豐富性對(duì)第一主成分的貢獻(xiàn)率最大(取決于數(shù)值的絕對(duì)值，絕對(duì)值越大貢獻(xiàn)率越大)，苦味、豐富性對(duì)第二主成分的貢獻(xiàn)率最大。基于有效的味覺指標(biāo)聚類分析可見，3個(gè)泡囊草樣品在味道上存在明顯的差異，差異主要表現(xiàn)在澀味、苦味和豐富性上。

3.5 數(shù)據(jù)重現(xiàn)性分析

每個(gè)樣品做了4次循環(huán)，去掉第一次循環(huán)取后三次的平均值，結(jié)果見圖8和表3。從圖中看出，傳感器響應(yīng)穩(wěn)定，有較好的重現(xiàn)性，可以認(rèn)為數(shù)據(jù)有效。由此可見，所有的味覺傳感器對(duì)該泡囊草樣品的區(qū)分性均很好。

圖8 樣品后三次循環(huán)折線圖

表3 后三次測(cè)試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

4 討論

通過(guò)對(duì)泡囊草進(jìn)行味覺測(cè)試發(fā)現(xiàn)，多個(gè)傳感器會(huì)對(duì)其具有明顯的應(yīng)答，本次測(cè)試的泡囊草生品和牛奶制炮制品沒有咸味和酸味回味，除此以外其他味覺指標(biāo)均是其有效的味覺指標(biāo)。泡囊草樣品的澀味回味和苦味回味接近于無(wú)味點(diǎn)，可見該樣品的苦味和澀味的持久性不強(qiáng)，其中浸膏品的苦味回味和澀味回味是最強(qiáng)的；澀味是本次測(cè)試樣品突出的味覺指標(biāo)，其中浸膏品的澀味最強(qiáng)，生品和牛奶制品澀味相近；苦味方面三個(gè)樣品也存在明顯的不同，其中牛奶制品的苦味最強(qiáng)，生品和浸膏品苦味接近；鮮味和豐富性方面，浸膏品的鮮味和豐富性是最強(qiáng)的，生品的鮮味與浸膏品接近，但豐富性要弱于浸膏品，牛奶制品的鮮味和豐富性均最小。

牛奶制泡囊草的苦味高于生藥，浸膏制泡囊草澀味高于生藥。泡囊草具有“殺黏”、消腫的作用，而苦味具有消腫破痞[14]，澀味具有清血“希日”熱作用[14]，臨床上牛奶制品入紅花秘訣十三味散用于治療血“希拉”性頭痛、偏頭痛、亞瑪病、腦刺痛[32]，亦可制成膏劑用于各種腫毒[33]?？辔端幮杂伤蜌夤餐a(chǎn)生，具有寒、輕、鈍、糙等基本特性，具有清熱、解毒、止渴、消腫、燥膩、消脂等作用，此外還可能具有增強(qiáng)胃腸動(dòng)力的功效。人們對(duì)產(chǎn)生苦味的物質(zhì)基礎(chǔ)基本達(dá)成一致，即公認(rèn)為是生物堿、苷類等苦味化合物。澀味藥性由土和氣產(chǎn)生，具有愈傷、清血“希日”、消脂、凝血等功效。

由此可見，泡囊草不同炮制品的藥效與藥味變化之間可能存在一定的相關(guān)性，其藥味與藥效及毒性之間的相關(guān)性有待進(jìn)一步研究。