基于口尝和电子舌技术探讨味道检测在黑顺片质量评价中的实用价值△

李欣欣，张凯，王丽霞，柴冲冲，陈冬玲，魏龙吟，尹贻慧，常永卓，李飞*，杨辉*

1.北京中医药大学 中药学院，北京 102488；2.中国中医科学院 广安门医院，北京 100083；3.北京丰台医院，北京 100070

附子是毛茛科植物乌头AconitumcarmichaeliiDebx.的子根加工品，辛、甘，大热，有毒，归心、肾、脾经，具有回阳救逆、补火助阳、散寒止痛的功效[1]。《中华人民共和国药典》(以下简称《中国药典》)2015年版收录了黑顺片、白附片、淡附片和炮附片4种附子的炮制品。其中，黑顺片在医院药房较为常见，用于亡阳证、阳虚证及痹痛[2]。《中国药典》2015年版对黑顺片的味道描述为“味淡”。

笔者在对多批市售黑顺片口尝后发现，味淡者极少，多为咸涩或有麻舌感。黑顺片味咸涩，与加工过程中胆巴漂洗不充分使其残留量多有关。胆巴对胃有腐蚀作用，其中的镁离子对心血管及神经系统均有抑制作用[3]。而麻舌感与毒性成分双酯型生物碱含量偏高有关[4]。在成分含量未知的情况下，口尝黑顺片可能危害操作人员健康，且人工口尝因个体差异具有主观性。电子舌技术是近年来发展起来的一种分析、识别液体味道的新型检测手段，利用多根高度敏感的味觉传感器评判味道，其测定结果客观、可重复[5]。将电子舌技术应用于毒性饮片的滋味评价可杜绝对操作人员的潜在危害。该技术能否判别黑顺片的滋味是否符合《中国药典》2015年版“味淡”标准，文献并无相关报道。

本研究以市售黑顺片为对象，采用口尝评价和电子舌检测饮片“味道”，采用主成分分析(PCA)和Fisher模型对电子舌响应数据进行分析，用偏最小二乘法(PLS)建立口尝评价和电子舌响应值的关系模型，建立电子舌CTS(咸)传感器与胆巴含量线性回归方程，以期分析味道检测在黑顺片的质量评价中的实用价值。

1 材料

1.1 仪器

ASTREE电子舌，包含AHS(酸)、PKS(通用)、CTS(咸)、NMS(鲜)、CPS(通用)、ANS(甜)、SCS(苦)7根交叉敏感电位传感器阵列，Ag/AgCl 参比电极，16位自动进样器，均购于法国Alpha MOS公司；SB25-12型超声波清洗机(宁波新芝生物科技股份有限公司)；BSA224S型电子天平[赛多利斯科学仪器(北京)有限公司]。

1.2 样品

本研究黑顺片样品分别来自北京23家社区卫生服务中心、3家二级医院、5家三级医院及安国市场和四川江油中坝有限公司，最终整合厂家和批次，编号为S1～S32。其中，S12为国家抽检合格品。饮片均粉碎过三号筛备用。经广安门医院王建升主任药师鉴定为毛茛科植物乌头AconitumcarmichaeliiDebx.的子根的加工品。

1.3 试药

氯化钠、谷氨酸钠和盐酸(法国Alpha MOS公司)均为分析纯；水为娃哈哈纯净水。

2 方法与结果

2.1 胆巴含量的测定

分别称取各批次黑顺片样品粉末，参照文献方法[6]制备供试品溶液并进行胆巴含量的测定，测定结果见表1。

表1 各批次黑顺片胆巴含量和口尝评价结果(n=3)

2.2 口尝评价方法及结果

2.2.1志愿者的筛选 从20名志愿者中随机选择8名作为小组成员(4名男性和4名女性，平均年龄24岁，无严重过敏、遗传病史，无胆囊炎，无不良嗜好及近期无疾病史)对32批黑顺片进行口尝评价。

2.2.2口尝指标及评分范围的确认 小组成员口尝黑顺片粉末，以识别和记录所有的味道属性，成员之间讨论并确定了属性，然后依据《BS ISO 4121：2003 Sensory analysis-Guidelines for the use of quantitative response scales》，建立了最终的口尝指标。

参照文献[7-8]，结合黑顺片的特点，确定口尝描述评分结果为0(未检测到)～9(非常强烈)，具体评分结果见表2。以S12国家抽检合格饮片味道“味淡”为准，无麻舌感、无涩味、无苦味、微咸，感官总评分≤5，口感综合描述为“味淡”。

表2 口尝评价黑顺片中苦味和麻舌感的定性描述和评分范围

2.2.3口尝评价方法 口尝评价方法参照文献[9]，采用评分法对32批黑顺片进行评估。在评定前4 h，小组成员不得抽烟饮酒，不得食用具有严重气味的食物。将2 g准备好的黑顺片粉末放入玻璃杯中，以拉丁方块的顺序送到受试者面前。从杯中每次取样量100 mg，置于舌前1/3处，在口中嚼30 s。小组成员对每个样本的每个属性的感知强度进行评分，并做出综合的口尝描述。每次口尝前，小组成员用纯净水漱口5次，并间隔15 min，至口腔中无麻、辣等味觉后进行口尝。每个样品的口尝评估一式三份进行，结果以均值计算。

2.2.4口尝评价结果 8位口尝小组成员针对6种口尝属性(酸、甜、苦、涩、咸和麻舌感)评估的口尝评分的统计结果见表2，口感描述参照2.2.2项下中评分范围。由表2可知，32批市售黑顺片口尝差异较大。S12、S29～S32 5批饮片口感描述为“味淡”，与《中国药典》2015年版中黑顺片的描述“味淡”相符合；其余27批次样品的口感描述与《中国药典》2015年版均有较大差异。

2.3 电子舌检测方法及结果

2.3.1电子舌检测方法 先以0.01 mol·L-1氯化钠、0.01 mol·L-1谷氨酸钠对电子舌传感器进行诊断，诊断通过后，以0.01 mol·L-1盐酸对电子舌进行预平衡，平衡通过后开始检测，对每份样品检测120 s，每份样品重复检测9次，每秒检测1个数据。每检测1个样品，清洗时间30 s，取后6次数据的均值作为测试结果。

2.3.2供试品溶液的制备 按参考文献[10]方法，取市售32批黑顺片，粉碎，过三号筛，精密称取50 mg，加蒸馏水50 mL，超声处理(功率：500 W，频率：40 Hz)10 min，放冷，滤过。精密量取滤液25 mL，置检测用烧杯中，备用。

2.3.3方法学考察

2.3.3.1精密度试验 取S1黑顺片样品供试品溶液，按2.3.1项下方法连续检测6次，记录传感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的响应值，计算RSD分别为1.65%、2.35%、1.80%、1.98%、2.37%、1.54%、2.33%，表明仪器精密度良好。

2.3.3.2重复性试验 取S1黑顺片样品粉末50 mg，精密称定，平行制备供试品溶液6份，分别检测，记录传感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的响应值，计算RSD分别为1.73%、2.14%、2.03%、1.99%、2.21%、2.01%、1.85%，表明该方法重复性良好。

2.3.3.3稳定性试验 取S1黑顺片样品供试品溶液，分别于制备后 0、2、4、8、12、16、24 h检测，记录传感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的响应值，计算RSD分别为2.07%、2.42%、2.26%、1.39%、2.28%、2.11%、2.53%，表明供试品溶液在24 h内稳定。

2.3.4黑顺片味道检测 分别取各批次黑顺片粉末，按2.3.2项下方法制备供试品溶液，按2.3.1项下方法检测，记录传感器AHS、PKS、CTS、NMS、CPS、ANS、SCS的响应值，黑顺片各传感器响应值雷达图见图1。

图1 黑顺片电子舌响应值雷达图

2.4 电子舌响应值分析

2.4.1PCA比较市售黑顺片味道差异 本研究以7根传感器的响应值为变量，采用SIMCA-P软件对32批黑顺片进行PCA，标度化(scaling)方式选为中心化(ctr)。分析结果显示，贡献率最大的2个主成分，累积贡献率超过80%，表明前2个主成分能够充分体现出黑顺片的基本特征和主要信息。因此，本研究以前2个主成分为坐标轴构建主成分平面，将样本的多元变量通过降维的方式投影在二维平面上，以观察样本的整体分布情况和各变量对样本分布的贡献大小，各批次样品经过PCA后得分图见图2。

图2 各批次黑顺片PCA得分

前2个主成分累积贡献率超过80%，表明PCA所建立的模型具有良好的预测能力。图2显示，黑顺片被分为两类，“味淡”的5批饮片S12、S29～S32集中在第二象限，其余批次饮片，除S13外，均集中在第一、三、四象限，分布相对集中。结合口尝评价可知，S13饮片苦味值、咸味值及麻舌感与S12国家抽检合格饮片接近，且无涩味，感官总评分在“非味淡”饮片中最低。因此，S13与“味淡”饮片在PCA分布图上显示距离较为接近。结果表明，PCA可用于区分鉴别黑顺片中“味淡”饮片与“非味淡”饮片。

2.4.2Fisher判别模型分析市售黑顺片“味道”差异 采用SAS 8.2统计软件对“味淡”的5批饮片S12、S29～S32，与其他市售27批黑顺片的电子舌响应值做Fisher判别分析。其中，7根传感器响应值作为观察值，记为X1～X7，判别函数值记为Y，得到判别函数为Y=468.709X1+139.231X2+203.819X3+81.005X4+133.919X5+345.925X6+387.532X7，卡方检验及精确F检验P值均小于0.001，表明该判别方程具有统计学意义。计算判别界值Z为4 817 078.24，将YZ时判为非“味淡”饮片。判别结果显示，总判错数为0，表明其对黑顺片是否符合“味淡”要求能进行有效判别，判别识别率为100%。

2.5 口尝评分和电子舌响应数据的PLS

为了验证口尝评分和电子舌响应数据的关系，分别以口尝评分和电子舌数据作为X矩阵和Y矩阵，建立了PLS模型。前2个因素(t1和t2)解释了交叉验证方差的80.70%，结果如图3所示，口尝评价的咸味与CTS传感器在同一象限且距离最近，苦味与SCS传感器在同一象限且距离最近，表明，电子舌的SCS和CTS传感器与口尝的苦味和咸味有很好的对应关系。

注：红色点代表口尝评价指标；蓝色点代表电子舌传感器响应数据。

2.6 电子舌CTS传感器与胆巴含量的相关性分析

口尝评价中大多饮片均不符合《中国药典》2015年版“味淡”的描述。S32样品的胆巴残留量最低，且味觉评价为“味淡”；S3样品的胆巴残留量最高，味觉评价的描述为“咸味强烈，麻舌感持久”，其CTS传感器响应值偏高。用Pearson相关对电子舌CTS传感器响应数值及32批黑顺片胆巴含量间进行相关性分析，结果表明，CTS传感器响应数值与胆巴含量之间r为0.935，呈显著正相关(P<0.05)。以CTS传感器响应值为X，胆巴含量为Y，进行一元线性回归分析，所得方程：Y=-19.013+0.025X，r=0.930 4，F=37.24，P=0.001 8<0.01，表明差异有统计学意义。以上分析表明，胆巴含量和电子舌CTS传感器有显著正相关关系，且通过回归方程，电子舌CTS传感器响应值可快速确定黑顺片中胆巴含量。

2.7 验证实验

在32批样品之外，另随机选用3批未知生物碱含量的黑顺片饮片，按2.1项下方法测定胆巴含量，按2.2.3项下方法进行口尝评价，结果见表3。按2.3.1项下电子舌检测条件对其“味道”量化检测，结果见表4。

表3 3批黑顺片胆巴含量和口尝评价结果(n=3)

表4 3批黑顺片电子舌检测结果(n=6)

将表4中3批黑顺片电子舌响应值代入Fisher判别模型，Y分别为Y1=5 374 134.19>Z，Y2=5 159 050.06>Z，Y3=4 120 844.19

将表4中3批黑顺片CTS传感器响应值(X)代入回归方程Y=-19.013+0.025X，所得3批样品胆巴质量分数(Y)分别为9.390%、3.758%、1.597%，与实测值(表3)相差保持在±0.402%以内，证明由电子舌传感器响应值代入回归方程计算黑顺片中胆巴含量，推测其胆巴残留量结果稳定可信。

3 讨论

本研究采用电子舌技术对黑顺片滋味进行检测，PCA和Fisher模型可对黑顺片是否符合《中国药典》2015年版“味淡”的要求进行快速准确地辨别。将电子舌检测所得CTS传感器响应值代入线性回归方程，可准确预测胆巴含量。电子舌为黑顺片中胆巴残留量的控制提供了快速有效的手段。故电子舌技术可以作为现有质量控制指标的补充，以保证临床用药的安全，味道检测在黑顺片质量评价中具有实用价值。

物质的可溶性部分刺激味蕾产生味觉[11-12]。将粉末溶于水，通过电子舌检测可代表黑顺片中水溶性部分的味道。且黑顺片在炮制过程中经过长时间浸泡腌制、水煮和蒸制，所含淀粉已经全部转化为糊化淀粉，口尝过程中未产生沙粒感和吸收口腔唾液较强的情况。采用粉末口尝有利于样品成分充分混匀，确保结果的客观性、均一性和可重复性。

黑顺片口尝评价结果显示，酸味和甜味值为0，苦味值口尝评分较低，而电子舌AHS、ANS、SCS传感器响应值较强，可能是由于黑顺片具有双酯型生物碱等麻痹的成分，味蕾被短暂可逆地麻痹，短时间内感觉不到药物的味道[13]。电子舌传感器数值与传统口尝味觉指标进行相关分析表明，黑顺片口尝的苦味、咸味与电子舌的传感器有很好的对应关系。而传统口尝对象为饮片，所产生的味觉更全面，如口尝评价中的麻舌感、涩味等电子舌未有传感器与之对应。因此，电子舌不能完全取代口尝，可用于味觉评价的补充。