地黃藥材根據炮制方法的不同分為鮮地黃、生地黃和熟地黃。目前,對生地黃的真?zhèn)蝺?yōu)劣評價往往以傳統(tǒng)的經驗鑒別為主,主觀性較強,描述模糊,缺乏客觀的量化指標。本研究采用電子眼、電子鼻、電子舌技術,運用主成分分析方法對地黃顏色、氣味、滋味進行區(qū)分鑒別,擬建立更為客觀準確,能快速識別的方法。
一、材料
一、材料

二、方法
?生地黃電子眼分析
將生地黃樣品放置白板紙上,每個品種包含3個批次,電子眼開機后穩(wěn)定15min使光源無偏差,待燈綠開始使用。校正鏡頭曝光度和焦距等數值,使用24色色彩校正板進行校正,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,每個樣品選取至少5個不同部位進行成像分析處理。
?生地黃電子鼻分析
將生地黃樣品用組織搗碎機進行打粉,過5號篩,稱量1.0g地黃粉末置于20mL的電子鼻專用頂空瓶中,使用PTFE隔墊嚴密隔絕氣味,待分析樣品置于自動進樣器上。校準液為正構烷烴標準溶液(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,通過軟件對信號值的分析,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強度。將生地黃樣品粉碎,過5號篩,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,重復3次,每檢測1個樣品后對傳感器進行1次徹底清洗。樣品采集時間為120s,每次分析時間為180s。
?統(tǒng)計學分析
采用Alpha soft軟件對所得數據進行分析,利用主成分分析(PCA)法,通過對原始數據向量進行線性變換,對多個數據進行降維處理,轉化為少數綜合指標。
三、結果
?生地黃電子眼分析結果
懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
對懷區(qū)9種樣品進行電子眼的PCA分析,由圖1可知,第一主成分(PC1)與第二主成分(PC2)之和達到了86.722%,代表了樣品絕大部分信息,其識別指數為99,識別指數框為綠色,說明各個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”樣品間的相對距離最近,顏色最相近;“噸王”和“懷豐”分別分布在單獨的區(qū)域且與其他品種相對距離較遠,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。

同一品種不同產地生地黃鑒別
對不同產地“北京3號”樣品進行電子眼的PCA分析,由圖2可知,PC1與PC2之和達到了98.966%,其識別指數為100。河南溫縣與山西、陜西、甘肅所產“北京3號”樣品間相對距離均較遠,各樣品整體顏色差異較大。其中河南溫縣與山西所產“北京3號”分別分布在PCA圖中不同區(qū)域;陜西與甘肅所產“北京3號”分布在相同區(qū)域,相對距離較近。

?生地黃電子鼻分析結果
懷區(qū)不同主栽品種生地黃鑒別
由圖3可知,PC1與PC2的貢獻率之和達到了91.644%,其識別指數達到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,樣品間的相對距離越近,則樣品整體氣味越接近,“師大地黃1號”與“師大地黃2號”樣品的相對距離最近,氣味差別較小;懷地黃主栽品種“懷豐”分布在左側區(qū)域,其它樣品分布在右側區(qū)域,且各品種間存在一定相對距離,說明“懷豐”氣味與其它樣品差異較大。

由圖4可知,PC1與PC2的貢獻率之和達到了95.057%,其識別指數達到99,說明基于氣味上的差異能有效區(qū)分不同產地地黃樣品。河南溫縣與甘肅所產“北京3號”各單獨分布在一個區(qū)域,與其他產區(qū)氣味差別較大;山西與陜西所產“北京3號”氣味差別較小,利用AroChemBases數據庫對篩選出的差異較大的色譜峰進行定性可知,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)分同一品種不同產地生地黃。

?生地黃電子舌分析結果
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次重復間相對標準偏差都比較小,說明樣品在重復測試過程中電子舌儀器的穩(wěn)定性、重現性好。由圖5可知,PC1與PC2的貢獻率之和達到了95.060%,其識別指數為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。在主成分分析圖中,樣品間的相對距離越近,則樣品整體滋味越接近,其中“金九”與“85?5”樣品的相對距離最近,滋味差別最小;“噸王”與“沁懷”的相對距離最遠,滋味差別最大。

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反應強度存在差異,其中“噸王”在酸味傳感器上相對強度最強,“師大地黃1號”在咸味傳感器上相對強度最強,“懷豐”在鮮味傳感器上相對強度最強。

同一品種不同產地生地黃鑒別
不同產地“北京3號”生地黃樣品RSD分別為0.20%、0.79%、0.39%、0.28%、0.20%、0.17%、0.15%,說明樣品在重復測試過程中電子舌儀器的穩(wěn)定性、重現性好。由圖7可知,PC1與PC2的貢獻率之和達到了99.221%,其識別指數為94,說明不同產地地黃樣品滋味能夠快速地通過電子舌很好區(qū)分開來,其中同一生地黃品種“北京3號”山西與甘肅所產樣品滋味差別最大,且各產地“北京3號”生地黃間存在一定距離。


?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、電子鼻和電子舌數據整合在一起,數據歸一化處理后進行擬合分析,結果見圖9,其中PC1與PC2之和達到了65.588%,其區(qū)分指數為94,說明各個樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。樣品間距離越遠,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,相對距離較遠;“北京3號”“85?5”“金九”“星科”“師大地黃1號”“師大地黃2號”相對距離較近。

同一品種不同產地生地黃
圖10中PC1與PC2之和達到了67.67%,其區(qū)分指數為91,說明各個樣品之間在顏色、氣味和滋味整體上存在差異。河南溫縣、山西、陜西、甘肅所產“北京3號”分別分布在主成分分析圖的4個區(qū)域,且相對距離較遠,差異明顯,不同產區(qū)的生態(tài)因子造成不同產區(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首次對不同品種、不同產地的生地黃在顏色、氣味、滋味上測定分析和比較。電子眼、電子鼻、電子舌均可以有效地將道地產區(qū)不同主栽品種生地黃或同一品種不同產地生地黃迅速區(qū)分開來;生地黃的顏色差異與遺傳背景和土壤環(huán)境條件有關;電子眼、電子鼻、電子舌的擬合應用可以有效地將道地產區(qū)不同主栽品種生地黃或同一品種不同產地生地黃迅速區(qū)分開來。
參考文獻: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、不同產地生地黃[J].中成藥,2022,44(11):3549-3554.