在中藥行業(yè)中，對中藥進(jìn)行真?zhèn)蝺?yōu)劣鑒別主要依靠人體感官對藥材的形、色、氣、味的外觀性狀進(jìn)行鑒別，有學(xué)者將這種方法總結(jié)為“辨狀論質(zhì)”，中藥行業(yè)數(shù)千年來一直采用這樣的經(jīng)驗鑒別法。然而傳統(tǒng)經(jīng)驗鑒別法的鑒定結(jié)果取決于判斷者的主觀經(jīng)驗，缺乏客觀量化的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，成本雖低，但在大規(guī)模的中藥大規(guī)?？焖偕a(chǎn)過程中可操作性差，存在一定的局限性。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，基于機(jī)器視覺（電子眼）、機(jī)器嗅覺（電子鼻）、機(jī)器味覺（電子舌）等智能感官技術(shù)的商業(yè)化產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，將客觀物體的外觀、滋味、氣味等特征數(shù)字化，可實現(xiàn)對目標(biāo)中藥的客觀化鑒定或評價。
電子鼻應(yīng)用于分析半夏不同炮制品氣味差異標(biāo)志
使用HeraclesⅡ超快速氣相電子鼻獲取半夏不同炮制品的氣相色譜圖，利用多元分析方法，得到半夏不同炮制品的氣味差異標(biāo)志物。
圖1是半夏及其炮制品的色譜圖，圖2是半夏不同炮制品對照氣味峰指紋圖譜。
圖1 半夏不同炮制品氣味指紋圖譜
圖2 半夏及其炮制品對照氣味峰指紋圖譜比較
利用正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)溶液對各氣味信息進(jìn)行定性，樣品保留時間校準(zhǔn)為Kovats保留指數(shù)，利用Arochembase數(shù)據(jù)庫和Alphasoft軟件處理后，得到半夏及其炮制品的可能氣味信息如表1所示。結(jié)果表明，4種炮制品氣味之間的共有成分為正十三烷；半夏的特有氣味成分為2-甲基丙酸乙酯、正己醛、壬酸丙酯、丙戊酸、5-甲基十五烷、肉桂酸正丙酯；姜半夏的特有氣味成分為正己烷、3-戊酮、2-甲基-1-戊醇、苯甲酸、4-三癸醇；法半夏的特有氣味成分為甲酸甲酯、甲基丁香酚；清半夏的特有氣味成分為二乙基酮、正十六烷。由此可見半夏不同炮制品之間氣味存在差異，因此這些不同的氣味信息可能是鑒別半夏及其炮制品的物質(zhì)基礎(chǔ)。
表1 半夏及其不同炮制品可能氣味信息
利用電子鼻獲取半夏不同炮制品氣味信息，通過Kovats保留指數(shù)定性，采用峰面積歸一化法得到半夏不同炮制品的氣味成分相對含量。結(jié)果見表2。半夏不同炮制品中共鑒定出21種成分，包括酯類6種，烷烴類5種，醇類2種，酸類2種，醛類、酚類各1種，其他類4種。
表2 半夏及其不同炮制品氣味成分相對含量
圖3 PCA模型得分圖
電子舌應(yīng)用于蜜炙枇杷葉配方顆粒的“炮制痕跡”
利用電子舌技術(shù)，對枇杷葉配方顆粒（EF-FG）和蜜炙枇杷葉配方顆粒（HEF-FG）的酸味、咸味、鮮味、甜味、苦味、通用6種味值進(jìn)行檢測，并通過配對主成分分析等方法對用電子舌技術(shù)所獲得的各種味值進(jìn)行統(tǒng)計分析。以各味值為坐標(biāo)軸，再根據(jù)各味覺響應(yīng)值自動變換的值，獲得EF-FG和HEF-FG的滋味指紋圖，結(jié)果見圖4。HEF-FG的AHS、CPS、SCS味值區(qū)域具有明顯差異，與EF-FG區(qū)別顯著。
圖4 EF-FG與HEF-FG特征滋味指紋圖
對EF-FG和HEF-FG2組樣本進(jìn)行PCA，結(jié)果見圖5。結(jié)果表明2組樣本處于2個不同方位，并存在著明顯組內(nèi)差別，第1主成分和第2主成分的變異數(shù)貢獻(xiàn)率均為96.90%（＞70%），因此，EF-FG和HEF-FG可以利用電子舌進(jìn)行區(qū)分。
圖5 EF-FG與HEF-FG滋味PCA得分3D圖
電子眼應(yīng)用于陳皮蒸制前后質(zhì)量差異研究
利用電子眼技術(shù)從外觀角度測定陳皮和蒸陳皮的顏色，通過明度值（L*）、黃藍(lán)值（b*）、紅綠值（a*）和總色值（E*ab）客觀表征陳皮及蒸陳皮的質(zhì)量差異。
儀器開機(jī)穩(wěn)定后，將24色色彩校正板置于儀器中校正，調(diào)整到合適的鏡頭曝光度和焦距，使用5nm光圈，光源D65，同時使用頂部及底部照明，單一快照模式拍照。將粉碎過三號篩的陳皮及蒸陳皮樣品均勻放置表面皿中采集圖像，平行采集3次后取平均值，記錄各樣品的色號及比例。
以明度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍(lán)值（b*）3個指標(biāo)來表示每個色號，計算總色值（E*ab）。其中L*的范圍由0~100對應(yīng)表示顏色由黑到白；a*由正到負(fù)對應(yīng)表示顏色由紅到綠；b*由正到負(fù)對應(yīng)表示顏色由黃到藍(lán)，計算公式為E*ab=［（L*）2+（a*）2+（b*）2］1/2，E*ab越大，顏色越淺。除此之外，可用總色差值（ΔE*ab）表示2個色號之間的色差，但其不能表示顏色的偏向，計算公式為ΔE*ab=［（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2］1/2。樣品A1~A15和B1~B15的色度值見表3，電子眼圖像見圖6。
儀器開機(jī)穩(wěn)定后，將24色色彩校正板置于儀器中校正，調(diào)整到合適的鏡頭曝光度和焦距，使用5nm光圈，光源D65，同時使用頂部及底部照明，單一快照模式拍照。將粉碎過三號篩的陳皮及蒸陳皮樣品均勻放置表面皿中采集圖像，平行采集3次后取平均值，記錄各樣品的色號及比例。
以明度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍(lán)值（b*）3個指標(biāo)來表示每個色號，計算總色值（E*ab）。其中L*的范圍由0~100對應(yīng)表示顏色由黑到白；a*由正到負(fù)對應(yīng)表示顏色由紅到綠；b*由正到負(fù)對應(yīng)表示顏色由黃到藍(lán)，計算公式為E*ab=［（L*）2+（a*）2+（b*）2］1/2，E*ab越大，顏色越淺。除此之外，可用總色差值（ΔE*ab）表示2個色號之間的色差，但其不能表示顏色的偏向，計算公式為ΔE*ab=［（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2］1/2。樣品A1~A15和B1~B15的色度值見表3，電子眼圖像見圖6。
表3 陳皮和蒸陳皮樣品的色度值
圖6 陳皮與蒸陳皮樣品的電子眼圖像
由表3可知，陳皮、蒸陳皮的L*分別為76.939~85.628、69.208~82.279，a*分別為2.869~4.961、3.641~5.434，b*分別為39.311~46.115、36.437~44.960，E*ab分別為89.604~96.755、80.159~92.572。提示陳皮蒸制后，L*整體呈下降趨勢，說明陳皮蒸制后顏色更暗；a*整體呈上升趨勢且為正值，說明陳皮蒸制后顏色更偏向紅色；b*整體呈下降趨勢但仍為正值，說明陳皮蒸制后顏色由黃向藍(lán)轉(zhuǎn)變但仍偏向黃色；蒸制后E*ab整體呈下降趨勢，說明陳皮蒸制后顏色加深。即陳皮蒸制后，整體上明度變暗、紅色度值升高、黃色度值降低、顏色變深，與圖6基本相符。在此基礎(chǔ)上，計算15批陳皮蒸制前后的ΔE*ab分別為0.873、2.339、3.485、7.885、9.546、5.944、3.278、5.286、6.715、5.436、5.227、5.725、4.658、4.078、6.807。一般規(guī)定當(dāng)ΔE*ab>1.5時，表示待測樣品顏色有明顯差異。說明除樣品C1蒸制前后顏色差別較小外，其他樣品蒸制前后顏色發(fā)生了明顯變化。
來源：感官科學(xué)與評定，轉(zhuǎn)載請注明來源。參考文獻(xiàn)：[1] 謝樹瑩,周金海.機(jī)器視覺在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[C]//中國中醫(yī)藥信息研究會.第四屆中國中醫(yī)藥信息大會論文集.南京中醫(yī)藥大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院;,2017:4.DOI:10.26914/c.cnkihy.2017.008472.
[2] 楊靖涵,高杰,孫立麗,等.基于電子鼻技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析半夏不同炮制品的氣味差異標(biāo)志物[J].中南藥學(xué),2024,22(02):383-391.
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