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中药滋味是指中药材入口后的味觉感受,通常分为酸、甜、苦、辣、咸五种,是中药材的性状之一。由于人类个体对味觉感知的差异性及药用植物品种演变等多方面原因,导致中药典籍中记载的中药滋味存在表述混乱、实际滋味与记载滋味不一致等问题。本研究尝试运用智能感官分析设备——电子舌和电子鼻,结合人工感官评价对中药滋味进行量化表征。中药滋味的量化表征,为中成药掩味研究,中药安慰剂的研发等工作提供依据,同时有助于中药药性五味机理的探索研究。
本研究首先建立电子舌评价中药滋味的方法,包括对电子舌样品配制用水的考察,电子舌响应线性范围,日内精密度等。并利用标准物质对结果进行校正,消除日间差异,解决了传感器日间精密度不良的问题。采用该方法测得的中药滋味数据稳定可靠精密度高。
通过对不同批次,不同产地的药材进行电子舌测定,考察电子舌对中药滋味的区分和聚类能力。电子舌能够将不同滋味的中药进行区分,对相同滋味的中药进行聚类,中药不同产地、不同批次间的差异不影响电子舌对中药滋味的判别。
运用电子舌对滋味单一中药和有兼味中药进行测定。采用主成分分析对相同和相似滋味中药进行区分,结果显示,部分相同滋味中药在主成分分析图上的分布规律与中药滋味味感程度、药用部位等相关;通过人工感官评价,发现主成分分析中多数离群中药的滋味与记载不符。去掉有争议的药材,利用IBK、Rotationforest、Multilayerperceptron算法构建中药滋味判别模型。3种算法建立的电子舌对中药滋味判别模型对辛辣味中药的错判率较高,不能用于中药辛辣味的预测。基于Rotationforest算法构建的中药滋味甜、苦、酸、咸判别模型,其10折交叉验证正确率最高,达88.7%,模型稳定。该模型用于已知分类的样本的区分,正确率达90%;对滋味有争议中药及有兼味的中药进行预测,81%的样品判定结果与人工评价滋味主味一致,说明该模型具有较高的稳定性,可以用于未知分类样本的预测。
基于电子舌的中药滋味判别模型对中药辛辣味的预测能力较差,由于辛辣味的物质同时也会刺激嗅觉,因此尝试运用电子鼻对中药辛味进行评价。电子鼻对19种辛味和7种非辛味的中药的评价结果表明,电子鼻能够将辛味和非辛味的中药完全区分,提示电子鼻可以辅助电子舌对中药辛味进行量化表征。
中药药性五味理论起源于中药滋味,对中药滋味与中药药性五味,以及电子舌数据与中药药性五味的相关关系的探索结果显示滋味与药性五味的对应关系在75%左右;基于现有的实验数据,通过统计分析发现电子舌数据与中药药性五味之间不存在明显的相关关系。
通过以上的研究,建立了电子舌分析中药滋味的研究方法,利用判别模型建立电子舌数据与滋味的相关关系,将中药滋味量化表征,为中药及中成药的口感评价提供新的方法和思路。