電子舌技術在中藥、蒙藥中的應用概況及展望

德格吉日呼 包勒朝魯

內蒙古醫科大學蒙醫藥學院，內蒙古呼和浩特 010110

電子舌是一種用于味覺分析的智能儀器，模仿人類的味覺系統，通過電極傳感器陣列和電化學技術實現液體分析。電子舌是20 世紀90 年代初期提出的一種識別，檢測未知液體樣品的智能檢測技術，可被認為是多種溶液定量和定性分析的一種有前途的裝置[1]。原則上，電子舌的應用幾乎是無限的，因為其幾乎能夠完全減少干擾物的影響，并且可以用于區分、識別、量化極端復雜的樣品[2]。此外，無需經過專門培訓的人員即可進行精確和快速的分析。由于電子舌技術操作簡單、方便、快捷，成本低、可用性好等優點已在食品行業內廣泛應用，如真假陳酒鑒別、葡萄酒品質檢測、肉品質量鑒定等[3-6]。近年來，關于電子舌技術在中醫藥領域的應用研究也頗多，例如不同產地藥材的含量、味道、品質的鑒定，炮制品的鑒定，評價中藥五味、中藥材質量等[7-9]。

1 電子舌

電子舌概念是傳感器的新趨勢，主要由味覺傳感器陣列、信號采集系統和模式識別系統三部分組成[10]。其中傳感器相當于人的味蕾，感受呈味物質的刺激信號，信號采集系統相當于人的神經感覺系統，采集接收響應信號，模式識別系統相當于人的大腦，對接收到的信號進行分析，提取特征信息，得到有關樣品味覺特征的總體評價，建立數據模型[2]。味覺傳感器是電子舌系統的核心組成部分，電子舌的設計中可以使用各種各樣的傳感器陣列，例如電化學傳感器（電位法、伏安法、阻抗），光學傳感器或酶傳感器（生物傳感器）[11]。其中電化學傳感器最為常用，即采用傳統的離子選擇電極的電位傳感器；由不同的金屬圓盤電極組成的伏安傳感器；由貴金屬電極或碳電極組成的抗阻傳感器[12]。模式識別技術主要通過化學計量學提取重要特征并將其轉化為所需信息。由于陣列中使用的所有傳感器都可能對所用的分析物做出響應，會產生大量復雜數據，必須使用多變量校準方法進行處理。最常用的方法是主成分分析、偏最小二乘法分析、人工神經網絡、自組織映射等[13]。

2 電子舌在中藥藥味研究中的應用

中藥有“酸、苦、甘、辛、咸”五味。酸味“能收、能澀”，收能收心氣、收肺氣、收津液、收陰氣、斂咽瘡，澀能固澀[14]；苦味“能泄、能燥、能堅”，泄能瀉下、泄氣逆、瀉火、泄濕，燥能燥濕，堅能平相火、固腎陰、清熱瀉火、顧護陰津、瀉下以存陰[15]；甘味“能補、能緩、能和”，補能補氣、補陽、補血、補陰，緩能緩急，和能調和[16]；辛味“能散、能行”，散能散表邪、散里寒、散結滯，行能行氣、行血、破氣之功[17]；咸味“能軟、能下”，軟能軟堅散結、軟堅化痰、活血化瘀，下能瀉下、潤下、逐熱[18]。

2.1 五味評價及辨識研究

關于電子舌評價與辨識中藥五味的方面，通過電子舌技術檢測得到苦參堿和氧化苦參堿的苦度與口嘗苦度存在線性關系[19]。以此為基礎，通過電子舌技術測量35 種不同中藥混合物的苦度后發現，該方法在6 h 的測量周期內顯示出良好的重復性和精密度，可以準確地評價中藥材苦度[20]。該技術雖好，但經研究發現，TS-5000Z 電子舌傳感器對于某些低濃度的化合物不能相互作用[21]。由此可見，雖然電子舌能準確預測藥材的苦度，但對于藥物濃度是有一定要求的。電子舌技術除了能準確評價中藥材“藥味”之外，還可以對中藥材進行辨識區分。趙麗蓉等[22]利用電子舌技術檢測不同產地和加工方法的多花黃精得到味覺數據，并通過主成分分析發現不同產地多花黃精呈現的“味”的數值有差異，電子舌技術能夠敏感地檢測到不同加工方法多花黃精“味”的變化。楊天歌等[23]采用電子舌技術獲取不同花期混合金銀花味覺信息，通過支持向量機模型區分鑒別混合金銀花，準確率達88%。運用電子舌技術對不同產地、不同花期中藥材進行辨識區分，建立其判別模型對未知樣品進行準確判定，為中藥材的辨識區分增添了新方法。

2.2 五味表征及物質基礎研究

根據電子舌可客觀、量化表征味覺信息的特點，將電子舌技術與口嘗評價結合對不同產地枸杞子進行評估后，發現電子舌可以代替人工口嘗對枸杞子酸、苦、咸、甜、鮮味客觀準確表征[24]。對于藥味的確定是以感官審評為主，但是感官審評方法具有經驗性較強，審評結果隨機性大，重復性差等缺陷，因此電子舌技術代替口嘗評價方法是一種趨勢。電子舌技術不僅可以對中藥藥味進行表征，還可以進一步評價其藥味物質基礎。楊露萍等[25]通過電子舌技術發現藁本內酯、洋川芎內酯A 與丁烯苯酞3 種苯酞類成分是川芎辛味的物質基礎。荊文光等[26]通過電子舌技術發現厚樸酚與和厚樸酚為厚樸苦味的物質基礎。

2.3 五味與化學成分研究

中藥五味與其所含化學成分之間存在必然的聯系，通過電子舌技術分析不同產地和生長年限的黃芩藥材味覺信息與其主要化學成分黃酮總量的相關性，發現可以通過電子舌味覺分析信息推測出黃芩藥材中黃芩苷的含量[27]。同樣的方法分析了不同來源川芎藥材，發現通過川芎藥材的酸味值、澀味值判斷相應化學成分的含量值[28]。對此，可以準確知道藥材的味覺指標，有效反映化學成分含量的高低。

2.4 五味炮制與味覺研究

炮制的目的是消除或降低藥物的毒性、烈性和副作用，采用電子舌對厚樸藥材、凈厚樸、姜厚樸炮制前后味覺進行測驗，發現只有澀味在炮制前后有顯著差異，在炮制過程中，兩種生物堿（木蘭花堿和木蘭箭毒堿）含量顯著下降，且均表現出澀味回味，故生物堿含量降低使澀味、刺激性降低[29]。目前對于炮制品的鑒定仍采用感官審評方法為主，即依靠操作者手、眼、鼻等感官，結合經驗判斷炮制程度，但是對于“味”的炮制前后細微變化是難以區分的，因此電子舌技術成為了鑒別炮制品的強有力手段。付智慧等[30]采用電子舌技術檢測豨薟草炮制前后的酸、苦、澀、咸、甜味值，發現炮制前后，酸、澀、甜味檢測數值明顯上升，苦、咸味檢測數值明顯下降。

2.5 質量標準研究

質量標準是衡量藥材是否合格的評判標準，更是臨床用藥安全有效的保障。趙童瑤等[31]采用電子舌技術測定不同來源的龍膽提取物，并經過高效液相色譜和顯微鑒定驗證，結果一致。李欣欣等[32]建立了口嘗評價和電子舌傳感器數值的關系模型，結合主成分分析和線性判別模型可明顯區分黑順片的味道，故電子舌檢測技術可以作為評價藥材質量的方法和現有質量控制指標的補充。

3 電子舌在蒙藥藥味研究中的應用前景

蒙藥是中華優秀傳統文化，是世界上保存最為完整的民族醫藥體系之一。蒙藥藥味是舌所嘗到的藥物味道，是蒙藥理論基本內容之一。每個藥物都有固定的味，《論述醫典》中記載“舌對藥物的感覺就是藥味?！睆墓胖两?，在蒙藥研究及《認藥白晶鑒》《識藥學》《蒙藥正典》等古籍中記錄一種藥物，首先對其藥味、藥力、效能等方面進行論述。藥味不僅是藥物味道的真實反映，而且是藥物的高度概括。蒙醫認為藥味來自土、水、火、氣、空等五源?！夺t宗要旨》中記載“一切藥物都以土源奠定基礎；水源使其潮濕；火源使其產生熱能；氣源使其增多，活動；空源則敞開空間?！钡谒幬兜男纬蛇^程中，不以空源為主，主要有土、火、水、氣四源中的某兩源結合而成?！墩撌鲠t典》中記載“水土成分多則甘；火土成分多則酸；水火成分多則咸；水氣成分多則苦；火氣成分多則辛；土氣成分多則澀?！惫拭伤幱小案?、酸、咸、苦、辛、澀”，將其稱基本六味。此外，還有復合味57 種；即有15 種二味復合味、20 種三味復合味、15 種四味復合味、6 種五味復合味、1 種六味復合味[33]。甘味能強身補血，添精補髓，潤骨壯陽，養身催乳，煥發容顏，接骨療傷，解救中毒，改善視力、聽力，治療聲音嘶啞，肺浸潤和赫依、希拉癥。酸味能助胃火、消食、疏通赫依運行。咸味能舒筋緩僵、通便、開脈竅、助胃火、開胃?？辔赌苁箼C體活動伶俐、清熱解毒、止渴止嘔、催蘇醒、鎮靜、鎮希拉、燥腐消脂，具有消除乳腺腫痛及聲音嘶啞等作用。辛味能助胃火、開胃消食、治傷燥腐、接骨消腫、開竅化瘀、可消脂。澀味能收斂治傷、改善膚色、燥腐消脂、清血希拉熱[33]。

蒙藥六味的電子舌技術相關性研究未見報道，雖然中醫和蒙醫均為祖國傳統醫學重要組成部分，但是由于理論體系不同，藥味的劃分和理論也不同。相對于中藥藥味而言，蒙藥藥味多了澀味。藥味的確定取決于兩方面，一是與實際品嘗感覺有關，二是藥物臨床應用的歸納和總結。雖然有些藥物具有淡味或澀味，但在中醫看來，都屬五味范疇之內。從藥性理論來看，藥味上升與藥物功效應用密切相關[34]。中藥藥性理論有四氣五味、升降浮沉、歸經；蒙藥藥性理論有六味、八性、十七效、二力，且各理論體系要素之間均是相互對應、相互聯系，體現了系統的辨證關系，均具有辨證統一和整體觀的特點[35]。就電子舌對中藥五味表征評價來看，電子舌技術可以客觀數字化地評價苦味、澀味、酸味、咸味、甜味等。故能夠表征中藥五味的電子舌技術能否同樣表征蒙藥六味，是值得思考和研究的內容。

4 結論與展望

味覺分析系統以操作簡單、方便、快捷，成本低、可用性好等特點著稱，電子舌技術可以給予樣品中與氣味相關聯成分的整體信息，遠遠優于普通的化學分析儀器。人工口嘗是評定藥味的唯一方法，但其主觀性使其無法成為統一的測定標準，相比于傳統人工口嘗評價，電子舌更具有客觀表達能力。由于更具客觀性，其在中藥領域主要用于評價、辨識、表征中藥五味，五味化學成分及物質基礎研究，鑒別炮制品，檢測炮制品味覺變化，評價藥材質量等方面。主要采用電子舌獲取味覺信息數據，再用數據分析方法建立其味覺模型對具有酸、苦、甘、辛、咸、澀味中藥進行客觀評價、辨識及表征。與化學計量法、高效液相色譜法相結合研究了化學成分與其味道之間的相關性。只要有味覺變化的地方，電子舌都可以發揮其作用。

蒙藥發展歷史悠久，民族特色鮮明，是中華優秀傳統文化。蒙藥六味是蒙藥理論基本內容之一。對于蒙藥六味的檢測指標仍然局限在人工口嘗這一種方法。人工口嘗法具有一定的主觀性，使之不能成為確定的統一標準從而影響蒙藥規范研制、質量標準，并嚴重阻礙了蒙藥現代化的發展。有必要應用現代仿生技術逐步代替傳統口嘗評價，根據電子舌技術在中藥領域的應用，統計電子舌技術模擬識別系統得到的數據，建立蒙藥六味口嘗評價和電子舌傳感器數值的關系模型和電子舌技術響應值與其對應化學成分和物質基礎的數字變化模型，為今后通過電子舌等仿生技術鑒別、評價、表征蒙藥六味提供了一種新的研究思路。

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