基于口嘗和電子舌技術探討味道檢測在黑順片質量評價中的實用價值△

李欣欣，張凱，王麗霞，柴沖沖，陳冬玲，魏龍吟，尹貽慧，常永卓，李飛*，楊輝*

1.北京中醫藥大學 中藥學院，北京 102488；2.中國中醫科學院 廣安門醫院，北京 100083；3.北京豐臺醫院，北京 100070

附子是毛茛科植物烏頭AconitumcarmichaeliiDebx.的子根加工品，辛、甘，大熱，有毒，歸心、腎、脾經，具有回陽救逆、補火助陽、散寒止痛的功效[1]。《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)2015年版收錄了黑順片、白附片、淡附片和炮附片4種附子的炮制品。其中，黑順片在醫院藥房較為常見，用于亡陽證、陽虛證及痹痛[2]。《中國藥典》2015年版對黑順片的味道描述為“味淡”。

筆者在對多批市售黑順片口嘗后發現，味淡者極少，多為咸澀或有麻舌感。黑順片味咸澀，與加工過程中膽巴漂洗不充分使其殘留量多有關。膽巴對胃有腐蝕作用，其中的鎂離子對心血管及神經系統均有抑制作用[3]。而麻舌感與毒性成分雙酯型生物堿含量偏高有關[4]。在成分含量未知的情況下，口嘗黑順片可能危害操作人員健康，且人工口嘗因個體差異具有主觀性。電子舌技術是近年來發展起來的一種分析、識別液體味道的新型檢測手段，利用多根高度敏感的味覺傳感器評判味道，其測定結果客觀、可重復[5]。將電子舌技術應用于毒性飲片的滋味評價可杜絕對操作人員的潛在危害。該技術能否判別黑順片的滋味是否符合《中國藥典》2015年版“味淡”標準，文獻并無相關報道。

本研究以市售黑順片為對象，采用口嘗評價和電子舌檢測飲片“味道”，采用主成分分析(PCA)和Fisher模型對電子舌響應數據進行分析，用偏最小二乘法(PLS)建立口嘗評價和電子舌響應值的關系模型，建立電子舌CTS(咸)傳感器與膽巴含量線性回歸方程，以期分析味道檢測在黑順片的質量評價中的實用價值。

1 材料

1.1 儀器

ASTREE電子舌，包含AHS(酸)、PKS(通用)、CTS(咸)、NMS(鮮)、CPS(通用)、ANS(甜)、SCS(苦)7根交叉敏感電位傳感器陣列，Ag/AgCl 參比電極，16位自動進樣器，均購于法國Alpha MOS公司；SB25-12型超聲波清洗機(寧波新芝生物科技股份有限公司)；BSA224S型電子天平[賽多利斯科學儀器(北京)有限公司]。

1.2 樣品

本研究黑順片樣品分別來自北京23家社區衛生服務中心、3家二級醫院、5家三級醫院及安國市場和四川江油中壩有限公司，最終整合廠家和批次，編號為S1～S32。其中，S12為國家抽檢合格品。飲片均粉碎過三號篩備用。經廣安門醫院王建升主任藥師鑒定為毛茛科植物烏頭AconitumcarmichaeliiDebx.的子根的加工品。

1.3 試藥

氯化鈉、谷氨酸鈉和鹽酸(法國Alpha MOS公司)均為分析純；水為娃哈哈純凈水。

2 方法與結果

2.1 膽巴含量的測定

分別稱取各批次黑順片樣品粉末，參照文獻方法[6]制備供試品溶液并進行膽巴含量的測定，測定結果見表1。

表1 各批次黑順片膽巴含量和口嘗評價結果(n=3)

2.2 口嘗評價方法及結果

2.2.1志愿者的篩選 從20名志愿者中隨機選擇8名作為小組成員(4名男性和4名女性，平均年齡24歲，無嚴重過敏、遺傳病史，無膽囊炎，無不良嗜好及近期無疾病史)對32批黑順片進行口嘗評價。

2.2.2口嘗指標及評分范圍的確認 小組成員口嘗黑順片粉末，以識別和記錄所有的味道屬性，成員之間討論并確定了屬性，然后依據《BS ISO 4121：2003 Sensory analysis-Guidelines for the use of quantitative response scales》，建立了最終的口嘗指標。

參照文獻[7-8]，結合黑順片的特點，確定口嘗描述評分結果為0(未檢測到)～9(非常強烈)，具體評分結果見表2。以S12國家抽檢合格飲片味道“味淡”為準，無麻舌感、無澀味、無苦味、微咸，感官總評分≤5，口感綜合描述為“味淡”。

表2 口嘗評價黑順片中苦味和麻舌感的定性描述和評分范圍

2.2.3口嘗評價方法 口嘗評價方法參照文獻[9]，采用評分法對32批黑順片進行評估。在評定前4 h，小組成員不得抽煙飲酒，不得食用具有嚴重氣味的食物。將2 g準備好的黑順片粉末放入玻璃杯中，以拉丁方塊的順序送到受試者面前。從杯中每次取樣量100 mg，置于舌前1/3處，在口中嚼30 s。小組成員對每個樣本的每個屬性的感知強度進行評分，并做出綜合的口嘗描述。每次口嘗前，小組成員用純凈水漱口5次，并間隔15 min，至口腔中無麻、辣等味覺后進行口嘗。每個樣品的口嘗評估一式三份進行，結果以均值計算。

2.2.4口嘗評價結果 8位口嘗小組成員針對6種口嘗屬性(酸、甜、苦、澀、咸和麻舌感)評估的口嘗評分的統計結果見表2，口感描述參照2.2.2項下中評分范圍。由表2可知，32批市售黑順片口嘗差異較大。S12、S29～S32 5批飲片口感描述為“味淡”，與《中國藥典》2015年版中黑順片的描述“味淡”相符合；其余27批次樣品的口感描述與《中國藥典》2015年版均有較大差異。

2.3 電子舌檢測方法及結果

2.3.1電子舌檢測方法 先以0.01 mol·L-1氯化鈉、0.01 mol·L-1谷氨酸鈉對電子舌傳感器進行診斷，診斷通過后，以0.01 mol·L-1鹽酸對電子舌進行預平衡，平衡通過后開始檢測，對每份樣品檢測120 s，每份樣品重復檢測9次，每秒檢測1個數據。每檢測1個樣品，清洗時間30 s，取后6次數據的均值作為測試結果。

2.3.2供試品溶液的制備 按參考文獻[10]方法，取市售32批黑順片，粉碎，過三號篩，精密稱取50 mg，加蒸餾水50 mL，超聲處理(功率：500 W，頻率：40 Hz)10 min，放冷，濾過。精密量取濾液25 mL，置檢測用燒杯中，備用。

2.3.3方法學考察

2.3.3.1精密度試驗 取S1黑順片樣品供試品溶液，按2.3.1項下方法連續檢測6次，記錄傳感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的響應值，計算RSD分別為1.65%、2.35%、1.80%、1.98%、2.37%、1.54%、2.33%，表明儀器精密度良好。

2.3.3.2重復性試驗 取S1黑順片樣品粉末50 mg，精密稱定，平行制備供試品溶液6份，分別檢測，記錄傳感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的響應值，計算RSD分別為1.73%、2.14%、2.03%、1.99%、2.21%、2.01%、1.85%，表明該方法重復性良好。

2.3.3.3穩定性試驗 取S1黑順片樣品供試品溶液，分別于制備后 0、2、4、8、12、16、24 h檢測，記錄傳感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的響應值，計算RSD分別為2.07%、2.42%、2.26%、1.39%、2.28%、2.11%、2.53%，表明供試品溶液在24 h內穩定。

2.3.4黑順片味道檢測 分別取各批次黑順片粉末，按2.3.2項下方法制備供試品溶液，按2.3.1項下方法檢測，記錄傳感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的響應值，黑順片各傳感器響應值雷達圖見圖1。

圖1 黑順片電子舌響應值雷達圖

2.4 電子舌響應值分析

2.4.1PCA比較市售黑順片味道差異 本研究以7根傳感器的響應值為變量，采用SIMCA-P軟件對32批黑順片進行PCA，標度化(scaling)方式選為中心化(ctr)。分析結果顯示，貢獻率最大的2個主成分，累積貢獻率超過80%，表明前2個主成分能夠充分體現出黑順片的基本特征和主要信息。因此，本研究以前2個主成分為坐標軸構建主成分平面，將樣本的多元變量通過降維的方式投影在二維平面上，以觀察樣本的整體分布情況和各變量對樣本分布的貢獻大小，各批次樣品經過PCA后得分圖見圖2。

圖2 各批次黑順片PCA得分

前2個主成分累積貢獻率超過80%，表明PCA所建立的模型具有良好的預測能力。圖2顯示，黑順片被分為兩類，“味淡”的5批飲片S12、S29～S32集中在第二象限，其余批次飲片，除S13外，均集中在第一、三、四象限，分布相對集中。結合口嘗評價可知，S13飲片苦味值、咸味值及麻舌感與S12國家抽檢合格飲片接近，且無澀味，感官總評分在“非味淡”飲片中最低。因此，S13與“味淡”飲片在PCA分布圖上顯示距離較為接近。結果表明，PCA可用于區分鑒別黑順片中“味淡”飲片與“非味淡”飲片。

2.4.2Fisher判別模型分析市售黑順片“味道”差異 采用SAS 8.2統計軟件對“味淡”的5批飲片S12、S29～S32，與其他市售27批黑順片的電子舌響應值做Fisher判別分析。其中，7根傳感器響應值作為觀察值，記為X1～X7，判別函數值記為Y，得到判別函數為Y=468.709X1+139.231X2+203.819X3+81.005X4+133.919X5+345.925X6+387.532X7，卡方檢驗及精確F檢驗P值均小于0.001，表明該判別方程具有統計學意義。計算判別界值Z為4 817 078.24，將YZ時判為非“味淡”飲片。判別結果顯示，總判錯數為0，表明其對黑順片是否符合“味淡”要求能進行有效判別，判別識別率為100%。

2.5 口嘗評分和電子舌響應數據的PLS

為了驗證口嘗評分和電子舌響應數據的關系，分別以口嘗評分和電子舌數據作為X矩陣和Y矩陣，建立了PLS模型。前2個因素(t1和t2)解釋了交叉驗證方差的80.70%，結果如圖3所示，口嘗評價的咸味與CTS傳感器在同一象限且距離最近，苦味與SCS傳感器在同一象限且距離最近，表明，電子舌的SCS和CTS傳感器與口嘗的苦味和咸味有很好的對應關系。

注：紅色點代表口嘗評價指標；藍色點代表電子舌傳感器響應數據。

2.6 電子舌CTS傳感器與膽巴含量的相關性分析

口嘗評價中大多飲片均不符合《中國藥典》2015年版“味淡”的描述。S32樣品的膽巴殘留量最低，且味覺評價為“味淡”；S3樣品的膽巴殘留量最高，味覺評價的描述為“咸味強烈，麻舌感持久”，其CTS傳感器響應值偏高。用Pearson相關對電子舌CTS傳感器響應數值及32批黑順片膽巴含量間進行相關性分析，結果表明，CTS傳感器響應數值與膽巴含量之間r為0.935，呈顯著正相關(P<0.05)。以CTS傳感器響應值為X，膽巴含量為Y，進行一元線性回歸分析，所得方程：Y=-19.013+0.025X，r=0.930 4，F=37.24，P=0.001 8<0.01，表明差異有統計學意義。以上分析表明，膽巴含量和電子舌CTS傳感器有顯著正相關關系，且通過回歸方程，電子舌CTS傳感器響應值可快速確定黑順片中膽巴含量。

2.7 驗證實驗

在32批樣品之外，另隨機選用3批未知生物堿含量的黑順片飲片，按2.1項下方法測定膽巴含量，按2.2.3項下方法進行口嘗評價，結果見表3。按2.3.1項下電子舌檢測條件對其“味道”量化檢測，結果見表4。

表3 3批黑順片膽巴含量和口嘗評價結果(n=3)

表4 3批黑順片電子舌檢測結果(n=6)

將表4中3批黑順片電子舌響應值代入Fisher判別模型，Y分別為Y1=5 374 134.19>Z，Y2=5 159 050.06>Z，Y3=4 120 844.19

將表4中3批黑順片CTS傳感器響應值(X)代入回歸方程Y=-19.013+0.025X，所得3批樣品膽巴質量分數(Y)分別為9.390%、3.758%、1.597%，與實測值(表3)相差保持在±0.402%以內，證明由電子舌傳感器響應值代入回歸方程計算黑順片中膽巴含量，推測其膽巴殘留量結果穩定可信。

3 討論

本研究采用電子舌技術對黑順片滋味進行檢測，PCA和Fisher模型可對黑順片是否符合《中國藥典》2015年版“味淡”的要求進行快速準確地辨別。將電子舌檢測所得CTS傳感器響應值代入線性回歸方程，可準確預測膽巴含量。電子舌為黑順片中膽巴殘留量的控制提供了快速有效的手段。故電子舌技術可以作為現有質量控制指標的補充，以保證臨床用藥的安全，味道檢測在黑順片質量評價中具有實用價值。

物質的可溶性部分刺激味蕾產生味覺[11-12]。將粉末溶于水，通過電子舌檢測可代表黑順片中水溶性部分的味道。且黑順片在炮制過程中經過長時間浸泡腌制、水煮和蒸制，所含淀粉已經全部轉化為糊化淀粉，口嘗過程中未產生沙粒感和吸收口腔唾液較強的情況。采用粉末口嘗有利于樣品成分充分混勻，確保結果的客觀性、均一性和可重復性。

黑順片口嘗評價結果顯示，酸味和甜味值為0，苦味值口嘗評分較低，而電子舌AHS、ANS、SCS傳感器響應值較強，可能是由于黑順片具有雙酯型生物堿等麻痹的成分，味蕾被短暫可逆地麻痹，短時間內感覺不到藥物的味道[13]。電子舌傳感器數值與傳統口嘗味覺指標進行相關分析表明，黑順片口嘗的苦味、咸味與電子舌的傳感器有很好的對應關系。而傳統口嘗對象為飲片，所產生的味覺更全面，如口嘗評價中的麻舌感、澀味等電子舌未有傳感器與之對應。因此，電子舌不能完全取代口嘗，可用于味覺評價的補充。