中药“苦味”产生机制及评价方法研究进展

孟子晗，孙伟宁，付晓芸，周霞，万军（西南交通大学生命科学与工程学院，四川成都610031）

中药“苦味”产生机制及评价方法研究进展

孟子晗，孙伟宁，付晓芸，周霞，万军
（西南交通大学生命科学与工程学院，四川成都610031）

口服中药的良好口感是提高患者服药顺应性的重要因素，而中药由于其成分的复杂性和复方使用的特点，通常呈现苦味而使患者难以接受。为使“良药苦口”向“良药可口”转变，现对中药“苦味”产生机制及“苦味”物质化学结构、性质进行综述，整理分析中药苦味的评价及分级方法，为掩味技术的研究与发展提供参考。

苦味中药；苦味物质；苦味产生机制；中药苦味评价

“四气五味”药性理论将中药的“味”分为辛、甘、酸、苦、咸［1-2］，其常与功效联系起来，就真实滋味而言，中药存在多种不同结构且数量庞大的苦味中药，其数量远大于具有辛、甘、酸、咸4种味道的中药［3-4］。本文重点对来源于中药的苦味物质及其评价方法研究作一综述，为掩味技术的研究及相关药物开发提供依据。

1　苦味中药及其功效

《素问·至真要大论》云:“辛甘发散为阳，酸苦涌泄为阴，咸味涌泄为阴，淡味渗泄为阳。”。据此，苦味属阴，以寒性为主。在中药中苦味药以苦寒药为主［5］。孙大定、吴安芝等［6-7］以《中药学》教材为依据，将其所载188种苦味药进行研究，发现植物药177种，占总数的94.1%，说明苦味药主要来源于植物。苦味药的药效范围主要集中于利尿通淋药、清化热痰药、发散风热药、清热燥湿药、清热泻火药、清热解毒药。如44味清热解毒药中苦味者共31味，占70.5%；16味清热泻火药中苦味者共9味，占56.25%；7味清热燥湿药全为苦味；6味清热凉血药苦味者共5味；清虚热药苦味者共3味［8］。临床常用苦味中药主要有穿心莲（清热解毒），莲子心、熊胆（清热泻火），苦参、黄柏、黄连、黄芩（清热燥湿），生地黄（清热凉血）等。而另外一些中药则是因为具有苦味功效（口感不苦）而被归为苦味药［9］，如冰片等。

2　中药苦味的物质基础、结构及化学成分性质

传统中医理论一般认为苦味中药的苦味物质即是药效物质［10］。苦味中药的主要化学成分大致可分为生物碱、苷类及苦味质3大类［11］。其中苦味质与生物碱成分，是构成苦味药味感的基本来源［12］。大多数化合物具有苦味的结构，最具代表性的是某些萜类（如异α酸，柠檬苦素等），生物碱（如咖啡因，奎宁，士的宁，尼古丁等）和黄酮类化合物（如儿茶素没食子酸酯等）［13-14］。类似结构的化合物常有类似的苦味性质，但同分异构体在苦味上又表现出不同的性质。如，橘皮苷是一种没有苦味的化合物，但其位置异构体却具有非常强的苦味；L型色氨酸是典型的苦味物质，然而其D型对映异构体却表现出甜味的性质。化合物的苦味有时还与其相处的环境有关，如亚麻油酸在溶液中只有少许的苦味，而在乳剂中苦味较强。这似乎表明化合物的空间结构对于苦味性质更为重要。苦味分子分布较广泛，所以虽然分析认为苦味与化合物的结构有关系，但真正的理解苦味是非常困难的［15-16］，这也和苦味物质与受体的结合机理不清晰有关，仍需要进一步探究［17］。

苦味药中最具有代表性的化学成分——生物碱大多数呈左旋光性，药物中所含的生物碱一般是生物碱盐，生物碱盐一般易溶于水。因此，含生物碱盐的药物制成汤剂比较苦，而改制成固体制剂则苦味弱化；萜类化合物一般以含有内酯、内缩醛、内氢键、糖苷基等能形成螯合物的结构而具有苦味。萜类化合物难溶于水，但随分子中糖数目的增加水溶性会相应的增强［18］。萜类化合物对光、高温、酸碱较为敏感，在贮存这些药物时要注意避免这些因素的影响［19］。黄酮类化合物具有心血管系统活性，抗菌及抗病毒、抗肿瘤等多种生物活性。这些性质可为苦味药的掩味、制剂技术提供参考依据。

3　中药苦味产生机制

在人类的口腔中有近5 000个味蕾，每一个味蕾是由60～100个极化的味觉细胞（TRCs）集群而成。而舌的每个细胞中都含有多种苦味受体（T2Rs）。目前研究发现人体至少有25种T2Rs。苦味分子进入口腔，在味觉细胞上与受体结合，细胞内G蛋白的α亚基被激活，βγ的亚基从α亚基分离去激活磷脂酶PLCP2。这导致了IP3浓度的升高，并通过IP3受体将钙离子从内质网释放到了细胞液中，使得细胞膜去极化［20-23］，从而引起神经突触后兴奋，兴奋信号通过一系列传递后，抵达味觉中枢，最终通过神经中枢整合产生苦味感知［24，25］。

研究表明，苦味至少有3种传导途径［25］:①T2R/ TRB-gustducin/transducin-PDE-c NMP途径；②T2R/ TRB-gustducin/transducin-PLCβ2-IP3/DAG途径；③不依赖 GPCR/G蛋白机制的途径［22，26-28］。不同的苦味物质可能通过上述3种途径中的一种进行苦味转导。也有研究发现［29］，同一种苦味物质具有多种转导途径，它们不是完全独立的，可能存在复杂的相互联系。特别是对于中药来说，一种苦味中药中可能还有多种苦味化合物成分作为药效基础，每一种苦味化合物都有至少一种苦味传导途径且之间必然存在复杂的相互联系［30］。

4　中药苦味的评价及分级技术的发展

中药中苦味化合物的种类多，范围广，不同化合物和同种化合物不同浓度之间的苦味强度都不相同。因此，如果要进行苦味的研究或判断苦味的有无及苦味强度大小就必须有相应的评价机制与方法［31-33］，主要包括尝味法、电子舌法、钙成像法及电生理法。

4.1尝味法（gustatory test）

4.1.1人尝味法（human gustatory test） 采用人尝法进行苦味评价时通常需要选择味觉正常的志愿者对样品进行口感测试，然后根据事先设计好的口感评价分数表评分后进行数据统计，进而对药物进行苦味评价［34-35］。例如苦味研究时，为将药物苦味进行定量而人为的规定了反映药物苦味程度的量化指标即苦度［34-36］，从而根据文献［37-38］结合中药特点确定中药苦度分级及分值，见表1。

表1　中药苦度Ⅰ的定性描述、等级及定量范围Table 1 Qualitative description，grade and quantitative range of bitterness intensity of TCM

该法优点是简单易行，结果比较贴合实际，但也存在很多缺点，如主观评价导致结果的可信度差；需要众多的志愿者，不适合大量、快速的筛选样品；不适用于存在潜在毒性的药物。

4.1.2动物尝味法（animal gustatory test） 操作上通常用于尝味的动物主要是指啮齿类动物，有文献报道啮齿类动物与人类的苦味受体具有高度同源性［39］，常用动物尝味法主要有简短摄取法（brief access test）和双瓶偏好法（two-bottle choice paradigm）［24］，这两种实验的生理基础都是动物对苦味化合物的厌恶反应，通过与对照组对比得到受试动物对样品的厌恶程度［20］。目前已应用于苦味中药的评价技术中，如John等［40］通过测试老鼠对苦味物质48 h的偏好实验，得出浓度响应函数。动物尝味法的缺点在于不能得出受试样品的属性，只能作为人尝味评价的一种补充，一般适用于已知苦味的化合物，对其进行苦味强度的比较，是一种较为粗糙的实验方法［39］。

4.2电子舌法（electronic tongue test）

电子舌是目前文献报道中唯一不基于苦味受体信号通路的苦味评价方法，是模仿人类味觉机制的一种电化学和计算机模拟结合的智能识别电子系统，这种方法主要是分析已知的苦味物质在体系中物理化学性质的变化并通过不同维度测定不同样品的“苦距”［41］大小来评价苦味的强度［42］。电子舌不用考虑化合物的毒性问题，具有客观性、重复性、检测速度快、和易于描述和保存的优点［43］。新型电子舌技术的出现，为苦味中药的研究带来了新的契机。近年来有大量基于电子舌平台的苦味中药的研究，如王优杰、吴颖等［44］利用电子舌建立了评价小檗碱苦味的方法，梁晓光等［10］利用现代电子舌技术进行了传统苦味中药黄连的苦味物质基础研究。但电子舌系统也存在一定的局限性即难以完全模拟出人舌至少包含的25种苦味受体，且对测试样品有一定选择性。

4.3钙成像法（calcium imaging test）

该方法属于生物细胞学范畴。苦味受体细胞受刺激后，细胞里的钙离子浓度会上升，从而产生动作电位［24］。根据细胞内钙离子浓度的变化能准确定量的把样品与苦味受体的结合情况呈现出来［45］。缺点是细胞受体单一，要呈现人类的至少25种受体的细胞，难度较大；且需选择具有较弱的荧光背景、较强的水溶性等性状的药物，局限性较大［16，46-47］。尽管如此，钙成像评价方法仍是如今国外最常用的苦味研究方法［48-50］。

4.4电生理法（electrophysiological test）

电生理法是将电极安放在动物的舌咽肌纤维或者鼓索神经纤维处，用苦味物质刺激舌部，产生电脉冲经过放大后得到刺激性随剂量变化的曲线图。缺点是较为复杂，影响因素较多，重现性差，且这种方法需要丰富的神经生物学、解剖学等知识储备，并对检测操作和仪器有较高要求，不能被广泛应用的同时神经信号也不能直接反应被检物质的味觉特性［24，51］。

本课题组拟结合中药“苦味”物质、化学结构、苦味评价方法等分析研究，开展中药汤剂的苦味掩盖技术的研究，并建立符合中药特点的苦味掩味技术和评价方法，并为中药其他苦味物质相关研究提供参考。

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（责任编辑：王昌栋）

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

四川省中医药管理局资金资助项目（2015ys007）；四川省大学生科研创新训练计划资助项目（2016092）

孟子晗（1996—），女，在读制药工程本科生，Email:menghan2277668@163.com；通信作者:万军（1980—），男，副教授，博士，主要从事中药质量与炮制研究工作，Email:wwangyidi@126.com。

网络出版时间:2016-06-07 16:00 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20160607.1600.001.html