中藥“苦味”產生機制及評價方法研究進展

孟子晗，孫偉寧，付曉蕓，周霞，萬軍（西南交通大學生命科學與工程學院，四川成都610031）

中藥“苦味”產生機制及評價方法研究進展

孟子晗，孫偉寧，付曉蕓，周霞，萬軍
（西南交通大學生命科學與工程學院，四川成都610031）

口服中藥的良好口感是提高患者服藥順應性的重要因素，而中藥由于其成分的復雜性和復方使用的特點，通常呈現苦味而使患者難以接受。為使“良藥苦口”向“良藥可口”轉變，現對中藥“苦味”產生機制及“苦味”物質化學結構、性質進行綜述，整理分析中藥苦味的評價及分級方法，為掩味技術的研究與發展提供參考。

苦味中藥；苦味物質；苦味產生機制；中藥苦味評價

“四氣五味”藥性理論將中藥的“味”分為辛、甘、酸、苦、咸［1-2］，其常與功效聯系起來，就真實滋味而言，中藥存在多種不同結構且數量龐大的苦味中藥，其數量遠大于具有辛、甘、酸、咸4種味道的中藥［3-4］。本文重點對來源于中藥的苦味物質及其評價方法研究作一綜述，為掩味技術的研究及相關藥物開發提供依據。

1　苦味中藥及其功效

《素問·至真要大論》云:“辛甘發散為陽，酸苦涌泄為陰，咸味涌泄為陰，淡味滲泄為陽。”。據此，苦味屬陰，以寒性為主。在中藥中苦味藥以苦寒藥為主［5］。孫大定、吳安芝等［6-7］以《中藥學》教材為依據，將其所載188種苦味藥進行研究，發現植物藥177種，占總數的94.1%，說明苦味藥主要來源于植物。苦味藥的藥效范圍主要集中于利尿通淋藥、清化熱痰藥、發散風熱藥、清熱燥濕藥、清熱瀉火藥、清熱解毒藥。如44味清熱解毒藥中苦味者共31味，占70.5%；16味清熱瀉火藥中苦味者共9味，占56.25%；7味清熱燥濕藥全為苦味；6味清熱涼血藥苦味者共5味；清虛熱藥苦味者共3味［8］。臨床常用苦味中藥主要有穿心蓮（清熱解毒），蓮子心、熊膽（清熱瀉火），苦參、黃柏、黃連、黃芩（清熱燥濕），生地黃（清熱涼血）等。而另外一些中藥則是因為具有苦味功效（口感不苦）而被歸為苦味藥［9］，如冰片等。

2　中藥苦味的物質基礎、結構及化學成分性質

傳統中醫理論一般認為苦味中藥的苦味物質即是藥效物質［10］。苦味中藥的主要化學成分大致可分為生物堿、苷類及苦味質3大類［11］。其中苦味質與生物堿成分，是構成苦味藥味感的基本來源［12］。大多數化合物具有苦味的結構，最具代表性的是某些萜類（如異α酸，檸檬苦素等），生物堿（如咖啡因，奎寧，士的寧，尼古丁等）和黃酮類化合物（如兒茶素沒食子酸酯等）［13-14］。類似結構的化合物常有類似的苦味性質，但同分異構體在苦味上又表現出不同的性質。如，橘皮苷是一種沒有苦味的化合物，但其位置異構體卻具有非常強的苦味；L型色氨酸是典型的苦味物質，然而其D型對映異構體卻表現出甜味的性質。化合物的苦味有時還與其相處的環境有關，如亞麻油酸在溶液中只有少許的苦味，而在乳劑中苦味較強。這似乎表明化合物的空間結構對于苦味性質更為重要。苦味分子分布較廣泛，所以雖然分析認為苦味與化合物的結構有關系，但真正的理解苦味是非常困難的［15-16］，這也和苦味物質與受體的結合機理不清晰有關，仍需要進一步探究［17］。

苦味藥中最具有代表性的化學成分——生物堿大多數呈左旋光性，藥物中所含的生物堿一般是生物堿鹽，生物堿鹽一般易溶于水。因此，含生物堿鹽的藥物制成湯劑比較苦，而改制成固體制劑則苦味弱化；萜類化合物一般以含有內酯、內縮醛、內氫鍵、糖苷基等能形成螯合物的結構而具有苦味。萜類化合物難溶于水，但隨分子中糖數目的增加水溶性會相應的增強［18］。萜類化合物對光、高溫、酸堿較為敏感，在貯存這些藥物時要注意避免這些因素的影響［19］。黃酮類化合物具有心血管系統活性，抗菌及抗病毒、抗腫瘤等多種生物活性。這些性質可為苦味藥的掩味、制劑技術提供參考依據。

3　中藥苦味產生機制

在人類的口腔中有近5 000個味蕾，每一個味蕾是由60～100個極化的味覺細胞（TRCs）集群而成。而舌的每個細胞中都含有多種苦味受體（T2Rs）。目前研究發現人體至少有25種T2Rs。苦味分子進入口腔，在味覺細胞上與受體結合，細胞內G蛋白的α亞基被激活，βγ的亞基從α亞基分離去激活磷脂酶PLCP2。這導致了IP3濃度的升高，并通過IP3受體將鈣離子從內質網釋放到了細胞液中，使得細胞膜去極化［20-23］，從而引起神經突觸后興奮，興奮信號通過一系列傳遞后，抵達味覺中樞，最終通過神經中樞整合產生苦味感知［24，25］。

研究表明，苦味至少有3種傳導途徑［25］:①T2R/ TRB-gustducin/transducin-PDE-c NMP途徑；②T2R/ TRB-gustducin/transducin-PLCβ2-IP3/DAG途徑；③不依賴 GPCR/G蛋白機制的途徑［22，26-28］。不同的苦味物質可能通過上述3種途徑中的一種進行苦味轉導。也有研究發現［29］，同一種苦味物質具有多種轉導途徑，它們不是完全獨立的，可能存在復雜的相互聯系。特別是對于中藥來說，一種苦味中藥中可能還有多種苦味化合物成分作為藥效基礎，每一種苦味化合物都有至少一種苦味傳導途徑且之間必然存在復雜的相互聯系［30］。

4　中藥苦味的評價及分級技術的發展

中藥中苦味化合物的種類多，范圍廣，不同化合物和同種化合物不同濃度之間的苦味強度都不相同。因此，如果要進行苦味的研究或判斷苦味的有無及苦味強度大小就必須有相應的評價機制與方法［31-33］，主要包括嘗味法、電子舌法、鈣成像法及電生理法。

4.1嘗味法（gustatory test）

4.1.1人嘗味法（human gustatory test） 采用人嘗法進行苦味評價時通常需要選擇味覺正常的志愿者對樣品進行口感測試，然后根據事先設計好的口感評價分數表評分后進行數據統計，進而對藥物進行苦味評價［34-35］。例如苦味研究時，為將藥物苦味進行定量而人為的規定了反映藥物苦味程度的量化指標即苦度［34-36］，從而根據文獻［37-38］結合中藥特點確定中藥苦度分級及分值，見表1。

表1　中藥苦度Ⅰ的定性描述、等級及定量范圍Table 1 Qualitative description，grade and quantitative range of bitterness intensity of TCM

該法優點是簡單易行，結果比較貼合實際，但也存在很多缺點，如主觀評價導致結果的可信度差；需要眾多的志愿者，不適合大量、快速的篩選樣品；不適用于存在潛在毒性的藥物。

4.1.2動物嘗味法（animal gustatory test） 操作上通常用于嘗味的動物主要是指嚙齒類動物，有文獻報道嚙齒類動物與人類的苦味受體具有高度同源性［39］，常用動物嘗味法主要有簡短攝取法（brief access test）和雙瓶偏好法（two-bottle choice paradigm）［24］，這兩種實驗的生理基礎都是動物對苦味化合物的厭惡反應，通過與對照組對比得到受試動物對樣品的厭惡程度［20］。目前已應用于苦味中藥的評價技術中，如John等［40］通過測試老鼠對苦味物質48 h的偏好實驗，得出濃度響應函數。動物嘗味法的缺點在于不能得出受試樣品的屬性，只能作為人嘗味評價的一種補充，一般適用于已知苦味的化合物，對其進行苦味強度的比較，是一種較為粗糙的實驗方法［39］。

4.2電子舌法（electronic tongue test）

電子舌是目前文獻報道中唯一不基于苦味受體信號通路的苦味評價方法，是模仿人類味覺機制的一種電化學和計算機模擬結合的智能識別電子系統，這種方法主要是分析已知的苦味物質在體系中物理化學性質的變化并通過不同維度測定不同樣品的“苦距”［41］大小來評價苦味的強度［42］。電子舌不用考慮化合物的毒性問題，具有客觀性、重復性、檢測速度快、和易于描述和保存的優點［43］。新型電子舌技術的出現，為苦味中藥的研究帶來了新的契機。近年來有大量基于電子舌平臺的苦味中藥的研究，如王優杰、吳穎等［44］利用電子舌建立了評價小檗堿苦味的方法，梁曉光等［10］利用現代電子舌技術進行了傳統苦味中藥黃連的苦味物質基礎研究。但電子舌系統也存在一定的局限性即難以完全模擬出人舌至少包含的25種苦味受體，且對測試樣品有一定選擇性。

4.3鈣成像法（calcium imaging test）

該方法屬于生物細胞學范疇。苦味受體細胞受刺激后，細胞里的鈣離子濃度會上升，從而產生動作電位［24］。根據細胞內鈣離子濃度的變化能準確定量的把樣品與苦味受體的結合情況呈現出來［45］。缺點是細胞受體單一，要呈現人類的至少25種受體的細胞，難度較大；且需選擇具有較弱的熒光背景、較強的水溶性等性狀的藥物，局限性較大［16，46-47］。盡管如此，鈣成像評價方法仍是如今國外最常用的苦味研究方法［48-50］。

4.4電生理法（electrophysiological test）

電生理法是將電極安放在動物的舌咽肌纖維或者鼓索神經纖維處，用苦味物質刺激舌部，產生電脈沖經過放大后得到刺激性隨劑量變化的曲線圖。缺點是較為復雜，影響因素較多，重現性差，且這種方法需要豐富的神經生物學、解剖學等知識儲備，并對檢測操作和儀器有較高要求，不能被廣泛應用的同時神經信號也不能直接反應被檢物質的味覺特性［24，51］。

本課題組擬結合中藥“苦味”物質、化學結構、苦味評價方法等分析研究，開展中藥湯劑的苦味掩蓋技術的研究，并建立符合中藥特點的苦味掩味技術和評價方法，并為中藥其他苦味物質相關研究提供參考。

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（責任編輯：王昌棟）

Progress on the mechanism of bitterness and evaluation methods of traditional Chinese medicine

Meng Zihan，Sun Weining，Fu Xiaoyun，ZHOU Xia，WAN Jun
（College of Life Science and Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031，China）

The good oral taste of traditional Chinese medicine（TCM）is an important factor to improve patients′medication compliance，and TCM usually present bitterness and make the patients with difficult to accept because of the complexity of its composition and application characteristics of the compound prescription.To make"good medicine is bitter"into"medicine delicious"，TCM"bitter"material，chemical structure and properties in recent years are reviewed here.Meantime，the evaluation and classification methods of TCM bitter taste are also analyzed.These results may provide a reference for taste masking technology research and development.

traditional Chinese medicine with bitter taste；bitterness materials；mechanism of bitterness；bitterness evaluation of TCM

R283

A

1006-8783（2016）04-0537-04

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016040502

2016-04-05

四川省中醫藥管理局資金資助項目（2015ys007）；四川省大學生科研創新訓練計劃資助項目（2016092）

孟子晗（1996—），女，在讀制藥工程本科生，Email:menghan2277668@163.com；通信作者:萬軍（1980—），男，副教授，博士，主要從事中藥質量與炮制研究工作，Email:wwangyidi@126.com。

網絡出版時間:2016-06-07 16:00 網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20160607.1600.001.html