不同產(chǎn)地野菊花味覺分析及蒙花苷分布規(guī)律

許 雷，魏偉鋒，李建領(lǐng)，池蓮鋒，魏 民*，馬東明，韓正洲

(1.華潤三九醫(yī)藥股份有限公司，廣東深圳 518110；2.廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東廣州 510006)

電子舌技術(shù)(E-Tongue)可以模擬人體味覺系統(tǒng)，從味覺傳感器的化學(xué)信號分析出“味道”的信息進行識別檢測，可以快速獲得樣品味覺信息，反映樣品質(zhì)量信息。近年來，在中藥味覺信息的研究方面，電子舌技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，主要用于預(yù)測未知中藥提取液濃度、中藥材鑒別、藥物不良味道掩蓋、藥材質(zhì)量評價、藥材苦味與藥效品質(zhì)相關(guān)性研究、鑒別中藥材產(chǎn)地等領(lǐng)域，具有檢測快速、靈敏度高等優(yōu)點。目前，電子舌技術(shù)用于野菊花藥材質(zhì)量評價的研究鮮見報道。

野菊花為菊科植物野菊(L.)的干燥頭狀花序，主產(chǎn)于湖北、安徽、河南、陜西等地。野菊花味苦、辛，微寒，歸肝、心經(jīng)，具有清熱解毒、瀉火平肝的功效。近年來化學(xué)研究表明野菊花中主要含黃酮類、酚酸類和萜類等化學(xué)成分，其中主要活性成分為黃酮類。

資源調(diào)研發(fā)現(xiàn)，野菊花藥材全國分布廣泛，但各地藥材質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)地間的藥材質(zhì)量分布規(guī)律鮮有報道。筆者采集了10省(市)近50個縣(市、區(qū))的野菊花樣品，采用電子舌技術(shù)測定不同產(chǎn)地野菊花藥材的味覺信息，通過UPLC技術(shù)測定各產(chǎn)地藥材的蒙花苷含量，考察野菊花藥材味覺信息與蒙花苷含量的相關(guān)性，探索地區(qū)分布與野菊花有效成分之間的規(guī)律，為簡化野菊花藥材質(zhì)量評價方法、劃分野菊花藥材種植區(qū)提供參考。

1 材料與方法

儀器。TS-5000Z系列智能味覺分析系統(tǒng)(日本Insent公司)；Waters Hclass超高效液相色譜儀；XS204型電子分析天平(萬分之一)；ME36S型電子天平(百萬分之一)；SB-400DTY型超聲波多頻清洗機。

試劑。甲醇、乙腈為色譜純；對照品為蒙花苷，含量≥96.6%,批號111528-201710，中國食品藥品檢定研究院。

野菊花藥材。2018年11月采集湖北、安徽、河南、江蘇、陜西、山西、湖南、重慶、四川、廣東等10省(市)部分縣域共50批野菊花樣品，經(jīng)華潤三九醫(yī)藥股份有限公司教授級高級工程師韓正洲鑒定為菊科植物野菊(L.)的干燥頭狀花序，樣品信息見表1。

表1 野菊花藥材采集信息Table 1 Collection information of Chrysanthemi indici Flos

電子舌測定。

正極清洗液配制。準確稱取7.46 g氯化鉀，500 mL蒸餾水?dāng)嚢枞芙猓缓鬁蚀_加入300 mL無水乙醇，邊攪拌邊加入準確稱量的0.56 g氫氧化鉀，全部溶解后，轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶，定容。

負極清洗液配制。準確量取300 mL無水乙醇，與500 mL蒸餾水振蕩混合，然后加入8.3 mL濃鹽酸攪拌混合后轉(zhuǎn)移至1 000 mL容量瓶，定容。

參比液配制。準確稱取2.24 g氯化鉀和0.045 g酒石酸，用500 mL水溶解，然后轉(zhuǎn)移至1 000 mL的容量瓶，定容。

待測樣品制備。將野菊花藥材樣品烘干、粉碎、過篩后，取約2 g樣品，置于100 mL蒸餾水中，超聲波溶解30 min，補足超聲損失的重量，濾紙過濾。取濾液，直接測試。各樣品的濃度相同。

電子舌測定。TS-5000Z味覺分析系統(tǒng)測量程序。首先在清洗液中清洗90 s，接著用“...”中的參比液清洗2次，傳感器在平衡位置歸零30 s，達到平衡條件后，開始測試，測試時間30 s;在兩組參比液中分別短暫清洗3 s，傳感器插入新的參比液中測試回味30 s循環(huán)測試4次，去掉第一循環(huán)，取后3次平均數(shù)據(jù)作為測試結(jié)果。每次清洗、平衡和測試回味的液體均分布在不同樣品杯中。

化學(xué)成分分析。

色譜條件與系統(tǒng)適用性試驗。以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑；以甲醇-水-冰醋酸(26∶23∶1)為流動相；檢測波長為334 nm。理論板數(shù)按蒙花苷峰計算應(yīng)不低于3 000。

對照品溶液制備。取蒙花苷對照品適量，精密稱定，加甲醇溶解(必要時加熱)制成每1 mL含25 μg的溶液，即得。

供試品溶液制備。取野菊花藥材粉末(過三號篩)約0.25 g，精密稱定，置具塞錐形瓶中，精密加入甲醇100 mL，稱定重量，加熱回流3 h，放冷，再稱定重量，用甲醇補足減失的重量，搖勻，濾過，取續(xù)濾液，即得。

蒙花苷含量測定。分別精密吸取對照品溶液和供試品溶液各20 μL，注入液相色譜儀，測定蒙花苷含量。

運用TS-5000Z味覺分析系統(tǒng)自帶的DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，對傳感器采集的原始數(shù)據(jù)進行味覺特征分析。使用SPSS 22.0對感官評價數(shù)據(jù)進行主成分分析、相關(guān)性分析，使用TBtools對數(shù)據(jù)進行聚類分析。

2 結(jié)果與分析

電子舌雷達圖分析。每個樣品響應(yīng)的雷達圖能直觀地反映樣品各電極的響應(yīng)值大小，便于對樣品響應(yīng)值情況進行比較。圖1為50個不同產(chǎn)地樣品的味覺指標雷達圖，由圖1可知，50個不同產(chǎn)地野菊花樣品中，口味的差異主要表現(xiàn)在酸味、苦味、澀味、鮮味、澀味回味、苦味回味、咸味上，豐富度的差異很小。

圖1 不同產(chǎn)地野菊花藥材味覺指標雷達圖Fig.1 Radar map of taste indicators of Chrysanthemi indici Flos from different origins

不同產(chǎn)地藥材味覺指標及蒙花苷含量相關(guān)性分析。從不同產(chǎn)地野菊花味覺指標與蒙花苷之間的相關(guān)性分析(表2)可以看出，酸味與苦味、澀味、苦味回味、鮮味、咸味呈極顯著負相關(guān)，酸味大的樣品苦味、澀味、苦味回味、鮮味、咸味等都很弱；酸味與豐富度呈顯著正相關(guān)，酸味大的樣品豐富度也高。苦味與澀味、苦味回味、鮮味、蒙花苷含量呈極顯著正相關(guān)，苦味大的樣品澀味、苦味回味和鮮味也高，同時蒙花苷含量也高；苦味與豐富度呈極顯著負相關(guān)，苦味大的樣品豐富度低。澀味與鮮味呈極顯著正相關(guān)，澀味強的樣品鮮味高。苦味回味與鮮味、咸味分別呈顯著正相關(guān)和極顯著正相關(guān)，苦味回味強的樣品鮮味和咸味也高；苦味回味與豐富度呈極顯著負相關(guān)。澀味回味與其他指標之間的相關(guān)性均較弱，均沒有達到顯著相關(guān)水平。鮮味與咸味呈極顯著正相關(guān)，鮮味大的樣品咸味也大。豐富度和咸味呈極顯著負相關(guān)，豐富度高的樣品咸味低。由上述分析可知，幾個味覺指標中，只有苦味與蒙花苷含量存在顯著相關(guān)性，且呈極顯著正相關(guān)(<0.01)。

表2 野菊花不同味覺指標與蒙花苷含量相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis between different taste indexes of Chrysanthemi indici Flos and linarin content

主成分分析。試驗中不同產(chǎn)地野菊花的8個味覺指標的主成分分析的特征值見表3，特征值≥1的特征值有3個，累計方差貢獻率達80.289%。由于主成分是原始性狀的線性組合函數(shù)，根據(jù)計算樣本相關(guān)矩陣的特征向量(表3)可給出主成分的函數(shù)式，具體如下：

=-0225+0209+0146+0217-0048+0188-0155+0194

=-0146-0136+0467-0190+0322+0315+0448-0027

=0125+0309+0270+0208+0574-0356-0241-0330

由以上函數(shù)式可知，在第一主成分中，(酸味)有最大的負系數(shù)值，其次是苦味回味()和(苦味)有較大的正系數(shù)，表明第一主成分是反映酸味、苦味回味、苦味的指標；在第二主成分中，(澀味)的系數(shù)最大，其次是(豐富度)，表明第二主成分是反映澀味和豐富度的指標；第三主成分中，系數(shù)最大的是(澀味回味)，其次是(鮮味)有較大的負系數(shù)值，表明第三主成分是反映澀味回味、鮮味的指標。

表3 野菊花主要味覺指標主成分分析的特征值和特征向量Table 3 Eigenvalues and eigenvectors of principal component analysis of the main taste indicators of Chrysanthemi indici Flos

不同來源野菊花蒙花苷含量分析。不同產(chǎn)地的野菊花藥材蒙花苷含量差異較大，將不同產(chǎn)地野菊花供試品溶液進樣測定，結(jié)果如圖2所示。

不同來源的野菊花藥材蒙花苷含量結(jié)果見表4，蒙花苷含量最高的為樣品HNXX2-02，為3.83%，來自河南省信陽市息縣，最低的樣品未檢出蒙花苷，不同產(chǎn)地的野菊花藥材質(zhì)量存在較大差異。參照2020年版《中國藥典》中對于野菊花蒙花苷含量的要求(不得少于0.80%)，50個樣品的合格率僅為56%，表明野生野菊花藥材存在較大的質(zhì)量問題。

圖2 蒙花苷對照品和野菊花樣品UPLC圖Fig.2 UPLC diagrams of the reference substance and Chrysanthemi indici Flos samples

表4 不同來源野菊花藥材蒙花苷含量分析(n=15)Table 4 Analysis of the linarin content in Chrysanthemi indici Flos from different sources

不同產(chǎn)地野菊花蒙花苷含量聚類分析。對不同產(chǎn)地野菊花樣品蒙花苷含量進行聚類分析，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，50份不同產(chǎn)地的野菊花樣品可以聚為4個類群。第Ⅰ個類群共5份樣品，包括HNXX2-02、HBJL-01、HBDW-01、SXYC-01和SXRC-01，為高含量類群，蒙花苷含量為3.28%～3.83%；第Ⅱ個類群共19份樣品，包括AHZY-01、AHWW-01、AHJZ-01、AHTC-01、AHGY-01、AHSC-01、HBYX-03、HBQC-02、HBDW-02、HBTF-02、HBYX-02、HBWF-01、HBYX-01、HNLS-01、HNHC-01、HNXX1-01、HNXX2-01、HNGS-01和SXYJ-01，為中含量類群，蒙花苷含量為2.28%～3.05%；第Ⅲ個類群共4份樣品，包括AHSS-01、HNXC-01、AHWJ-01和AHJZ-02號樣品，蒙花苷含量為1.23%～1.59%，為較低含量類群；第Ⅳ個類群共22份樣品，包括AHLQ-01、AHLJ-01、AHHQ-01、AHFN-01、HBTF-01、HBQJ-01、HBMC-01、HBHS-01、HNLT-01、HBQC-01、SXCG-01、SXHY-01、SXXX-01、SXYX-01、HNSC-01、HNTJ-01、HNBA-01、JSLH-01、JSXW-01、SCMY-01、CQWX-01和GDPY-01樣品，為低含量類群，低于國家藥典標準(0.80%)。

表5列舉了不同類群的蒙花苷含量及其分布區(qū)域，由表5可知，第Ⅰ個類群和第Ⅱ個類群蒙花苷含量較高(蒙花苷含量2.50%以上)，按照現(xiàn)行版藥典指標項來看屬于優(yōu)質(zhì)野菊花藥材，上述2個類群共包括24份樣品，主要來源于河南(6份，占比25.0%)、湖北(9份、占比37.5%)、安徽(6份，占比25.0%)和山西(3份，12.5%)4個省份，表明河南、湖北、安徽3個省份為野菊花藥材優(yōu)質(zhì)產(chǎn)區(qū)。

圖 3 不同來源野菊花蒙花苷含量聚類分析Fig.3 Cluster analysis of the linarin content in Chrysanthemi indici Flos from different sources

表5 不同類群野菊花蒙花苷含量及其分布區(qū)域(n=15)

對不同產(chǎn)地的野菊花樣品味覺信息及蒙花苷含量數(shù)據(jù)標準化后進行聚類分析，得到圖4的聚類圖。聚類結(jié)果顯示(表6)，50個不同縣(市)的野菊花樣品可以聚為4個類群。第 Ⅰ 類群共6份樣品，主要表現(xiàn)為澀味、鮮味、豐富度高，蒙花苷含量較低；第 Ⅱ 類群共12份樣品，主要表現(xiàn)為苦味、苦味回味、咸味較高，蒙花苷含量較高；第Ⅲ類群共11份樣品，表現(xiàn)為酸味和豐富度較高，蒙花苷含量最低；第Ⅳ類群共21份樣品，主要表現(xiàn)為酸味、苦味和苦味回味較高，蒙花苷含量最高。

圖4 不同來源野菊花味覺信息與蒙花苷含量聚類Fig.4 Clustering of taste information and linarin content in Chrysanthemi indici Flos from different sources

從地區(qū)分布來看，此次采集的野菊花樣品主要來源于安徽、河南、湖北、陜西、山西等省份，其中安徽樣品13份，蒙花苷含量合格率69.23%，河南樣品9份，合格率77.78%，湖北樣品15份，合格率60.00%，其他省份樣品量較少暫不統(tǒng)計合格率。研究結(jié)果表明，安徽、河南、湖北等省份的蒙花苷含量合格率較高，這與魏民等的研究結(jié)果一致。

3 討論

電子舌技術(shù)是近年來在醫(yī)藥領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一項技術(shù)，主要用于不同味道中藥材鑒別研究、藥材味覺信息與主要化學(xué)成分相關(guān)性研究、藥材掩味研究等，對于快速鑒別中藥材、評價藥材質(zhì)量等方面具有借鑒意義。該研究采用電子舌技術(shù)對來自安徽、河南、湖北、湖南、陜西、廣東等10個省(市)50份野菊花樣品進行味覺對比，發(fā)現(xiàn)50個產(chǎn)地藥材味覺差異主要表現(xiàn)在酸味、苦味、澀味、鮮味、澀味回味、苦味回味、咸味上，豐富度差異較小；通過進行味覺信息與蒙花苷含量的相關(guān)性研究，發(fā)現(xiàn)苦味指標與蒙花苷含量具有極顯著正相關(guān)(<001)，為野菊花藥材質(zhì)量控制提供了新思路。

該研究通過UPLC技術(shù)測定50批不同產(chǎn)地的野菊花藥材有效成分蒙花苷含量，通過對蒙花苷含量聚類分析，發(fā)現(xiàn)50批藥材可以聚為4大類群，其中第Ⅰ、Ⅱ類群為高含量類群，從地區(qū)分布來看主要為河南、湖北和安徽3個省份，表明這3個省份為優(yōu)質(zhì)野菊花藥材分布的省份，特別是大別山區(qū)一帶的信陽、孝感、安慶、黃岡、六安等市所轄縣含量較高，印證了大別山區(qū)歷來是野菊花優(yōu)質(zhì)藥材產(chǎn)區(qū)的結(jié)論。從調(diào)研省份的野菊花藥材蒙花苷合格率來看，與上述結(jié)論相似，河南(77.78%)、安徽(69.23%)和湖北(60.00%)3個省份均在60.00%以上。

表6 不同類群味覺信息值及蒙花苷含量標準化數(shù)據(jù)(n=15)Table 6 Standardized data of taste information value and content of linarin in different groups

藥用植物次生代謝產(chǎn)物作為評價藥材質(zhì)量的重要指標，其合成和積累除受自身遺傳特性決定外，很大程度上受生長環(huán)境、氣候、土壤等因素的直接或間接影響。該研究通過對不同產(chǎn)地的野菊花藥材有效成分進行對比研究，分析不同地區(qū)野菊花藥材有效成分的分布規(guī)律，對于劃定野菊花藥材種植區(qū)劃、實現(xiàn)野菊花優(yōu)質(zhì)、規(guī)范化栽培具有重要意義。

4 結(jié)論

該研究采用電子舌味覺分析系統(tǒng)，測定不同產(chǎn)地野菊花藥材苦味、酸味、澀味、苦味回味、澀味回味、鮮味、豐富度和咸味8項味覺指標，總結(jié)了不同產(chǎn)地野菊花藥材在味覺上的差異；同時通過對不同產(chǎn)地野菊花藥材蒙花苷含量測定，結(jié)合電子舌味覺數(shù)據(jù)，考察了野菊花蒙花苷含量與味覺信息的相關(guān)性，探索了地區(qū)分布與野菊花蒙花苷含量間的規(guī)律，得出如下結(jié)論：

(1)不同產(chǎn)地野菊花藥材味覺的差異主要體現(xiàn)在酸味、苦味、澀味、鮮味、澀味回味、苦味回味、咸味上，豐富度的差異較小。

(2)對不同味覺指標、蒙花苷含量進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，野菊花藥材苦味指標與蒙花苷含量呈極顯著正相關(guān)(<0.01)，同時不同味覺指標間存在一定相關(guān)性。

(3)對不同產(chǎn)地野菊花以蒙花苷含量聚類可以分為4個類群，第Ⅰ、Ⅱ類群為高含量類群，主要分布在河南、湖北和安徽3個省份，其中含量最高的樣品來源于河南省信陽市息縣(3.83%)。

(4)對不同產(chǎn)地野菊花味覺信息與蒙花苷含量聚類分析，可以分為4個類群，其中第Ⅱ類群和第Ⅳ類群蒙花苷含量較高，味覺指標方面苦味和苦味回味較高。

(5)從調(diào)研省份的藥材蒙花苷合格率來看，安徽、河南、湖北3個省份合格率較高。